塔吊傾斜糾偏實例,塔吊傾斜原因分析及處理辦法
[ 關鍵詞:塔吊傾斜糾偏 發表日期:2014-11-13 10:29:03 ]
一、工程概況
建筑面積21000m 2 ,高22層,框架剪力墻結構,地下室一層,高層深基坑圍護采用大直徑鋼筋砼灌注樁和水泥攪拌樁止水帷幕及鋼筋砼支撐組成,塔吊基礎采用與工程樁相同類型的鋼筋砼灌注樁共 4 根,其中兩樁與圍護樁共用,另外兩個為后補打兩個樁,見下圖。 建筑物圍護樁 D C B A 其中 A、B 樁長為32 米,C 樁27.2 米,D 樁長31.7 米,此四根樁頂承臺作為塔吊基礎,承臺結構為十字交叉鋼筋混凝土梁板結構。
二、塔吊基礎不均勻下沉概況
該塔吊于 97 年 3 月初裝機,高度 19.5 米,經測量向南偏斜 20mm,符合規范規定垂直偏差,當地下室施工完畢,由于現場基坑圍護鋼筋混凝土水平支撐拆除影響,塔吊突然發生傾斜,后用水準儀檢測塔吊基礎4 立柱讀數情況見圖2, 經現場觀測塔吊基礎有不均勻下沉現象,塔身頂部向北偏差最大達140mm,導致塔身向北偏斜。根據實際發生情況,決定塔吊停止使用,每天隨時檢測塔吊基礎的沉降情況,及時匯報并記錄,經過5 天的觀測,沒有發現基礎繼續下沉情況,決定研究糾偏方案。
三、下沉原因分析
在土方開挖之前,未發現塔吊傾斜,在地下室鋼筋混凝土底板施工完后,拆除基坑圍護水平支撐時,發現塔吊上部傾斜達12cm,立即進行塔吊基礎不均勻沉降觀測,實測測得樁C 比樁 A 下沉 5.8cm,D 比B 下沉 4.6cm,之后又進行多次觀測,未發現繼續下沉,塔吊基礎穩定,無繼續發展傾向。
第一種原因:任何樁基在外荷作用下都要下沉,在荷載作用初期下沉較大,逐步趨于穩定,這是普遍規律,不均勻下沉是一種工程事故,應引起足夠重視,特別是塔吊作為重要施工機具,不均勻下沉原因是多方面的,包括施工樁時發生斷樁、縮頸等事故。
第二種原因:由于四根樁長度不相同,A 比C 樁長近5 米,C 樁比A 樁下沉值要大,現場觀測也證明這一點,A 樁與B 樁位 于圍護樁一排上,圍護樁頂部有大截面圈梁,實際上A、B 樁受力由這一排圍護樁共同承擔, 圖1 圖2(單位為米) 故 A、B 樁在外荷作用下沉降很小,而 C、D 樁單獨承擔塔吊荷載,D 樁比 B 樁下沉 4.6cm 說明了這一點。
第三種原因,土方開挖基坑圍護支撐拆除,根據朗金理論,圍護樁在強大主 動土壓力作用下,向基坑內方向位移,即 A、B 兩樁向基坑方向產生位移,由于塔吊十字交叉基礎梁相連,故 C、D 樁也向基坑方向位移,現場觀測位移現象明顯尚在,由于 A、B 樁在圍護一排群樁上,承載能力很大,影響較小,而C、D 樁為單樁,由于樁位移在瞬時發生,樁頂部分與土體之間發生空隙,由于C 樁長為27.2 米,該樁端落在第四層土中,該層土承載 力只有 19kpa,故 C 樁屬于摩擦樁,由于樁上部與土層出現空隙,樁摩擦阻力下降,導致樁承載能力突然下降,致使C、D 樁下沉較大。
四、處理意見
1 樁承載力分析
C 樁長27.2 米,樁直徑0.85 米,根據地質報告側摩q sk 平均值為30.9kpa,設計值取15kpa, 則 C 樁摩擦阻力(不計樁端承載力)時該樁承載能力達到 1000KN。圍護支撐拆除后,樁位 移又下沉,下沉之后在土側壓力作用下樁與土的空隙閉合,樁承載能力又恢復,雖然達不到 1000KN,至少達到 70t,因此目前樁承載能力能滿足塔吊使用要求,這就是為什么塔吊樁基 C、D 樁下沉逐步趨于穩定的原因。
隨著荷載增大,樁還要下沉這是必然現象,由于地質條件復雜,樁施工質量尚不清楚(包 括是否存在斷樁和縮頸等),因此加強觀測是不能缺少技術措施,若有斷樁事故,樁在荷載增 大到某一點時,樁頂會發生突然下沉,為此要求現場每天早晚各進行一次沉降觀測,其觀測結果存檔,一旦出現沉降值反常,及時采取措施。
2 處理意見
(1)對A、B、C、D 四樁進行定期沉降觀測。
(2)對塔吊進行糾偏,使其傾斜恢復到垂直位置。
(3)為防止一旦塔吊發生傾斜,采取有效措施,先做好兩個獨立基礎(詳見下圖)及型鋼柱與聯接部件,以防萬一,一旦出現險情,可以及時搶救。
五、塔吊傾斜糾偏方案
1 第一種方案
由于塔吊無法使用,將塔吊拆掉重新安裝處理,直到符合塔吊安裝要求,并進行安裝驗收交付使用,安裝、拆卸一次需 9000 元整,另外汽車吊臺班費需要 6000 元左右,工地必須停工7天左右,經濟損失較大,不宜采用。
2 第二種方案
采用千斤頂頂升,底面用墊片墊平的技術方案:
(1)塔吊下降到9 米高度定位,所有緊固件全部檢查擰緊。
(2)從基礎節二根主桿底板向上30cm處焊上二快20×120×180 鋼板,鋼板上加二塊鋼 肋進行加固,用2 只60t 千斤頂頂在兩塊焊接鋼板上,緩緩頂升塔吊,用墊片塞入加以調整, 校正垂直度來完成。 圖3 鋼 板 頂 塊 千 斤 頂 部 位 基 礎 底 面 塔 吊 立 桿 A 1 8 0 m m 1 2 0 m m 頂 底 板 加 強 肋 塔 吊 立 桿
(3)塔吊固定到預定位置,平衡臂方向靠北大臂向南,并用回轉制動加以固定,在大臂 25 米處吊1.4t 的重物加以平衡,并用制動器固定。
(4)用4 根Φ16 鋼絲繩在塔吊立柱頂部四個方向將塔吊主弦桿支點處斜方向拉結,并用 地錨將鋼絲繩固定拉緊錨固,以防糾偏中傾覆。
(5)作好場地周圍安全措施。
(6)松動基礎節8 只地腳螺栓,注意不能過松。
(7)準備二只60t 千斤頂就位,頂起到焊接件底面,預緊停止,準備預先加工好的墊件。 設專人指揮,統一操作,兩人操作千斤頂,同時用水平儀隨時觀測,周圍設專人監護,不許 非操作人員進入場地內,在專人指揮下緩緩頂升千斤頂,一邊慢慢松動地腳螺栓,并有專人 塞入墊片,根據觀測符合水平要求后,將墊片點焊固定,檢測垂直度是否符合要求。
(8)待符合要求后對墊片加以焊接固定,卸下攬風繩,再加以檢測,并隨時觀測記錄塔 機運行情況。 該方案糾偏費用大約1500 元,遠少于第一方案。該塔吊自糾偏后直至工程竣工驗收,塔 吊運行一直良好。
六、結論
1 塔吊基礎不應與高層深基坑圍護結構連成整體,應互相獨立。
2 在土方開挖過程中,應對基坑圍護結構和塔吊基坑變形、位移作詳細觀測與檢查,一旦發現超過允許值,應采取緊急措施。
3 在基坑圍護拆除之時,應對塔吊基礎和塔吊本身進行嚴格觀察,應有預防措施,萬一發現緊急情況,可及時采取補救。
4 凡是塔吊基礎與深基坑圍護結構之間距離較近時,塔吊基礎應采取樁基為佳,且應適當加長樁的長度,提高樁的安全儲備系數,使其樁上部位移,不影響樁的承載能力。
5 一旦發現塔吊有傾斜時,塔吊應提前附墻,通過附墻桿將塔吊傾覆力矩一部份傳給建筑物;處于穩定時,通過分析與計算,在允許條件下,對塔吊進行糾偏護正,糾偏應經過科學論證和技術可行性分析,并應制定詳細技術交底和預防措施。