深基坑中灌注桩内插钢格构柱式塔吊基础的施工工法(图文)

1、深基坑中钢格构柱式塔吊基础的施工工法工法编号:完成单位:30 1前言在深大基坑工程的施工中,越来越多地采用围护桩加一道或多道支撑的围护体系,由于周边环境和空间的限制,使施工所需的塔XX公司施工的xxxx项目,地下二层,地上15层,基坑面积约为6200 m2,基坑深度为-9.55m-10.05m,因主楼远离基坑边,为了施工需要,塔吊必须布置在地下室基坑内。考虑到塔吊需要在基坑开挖前使用,同时为减少塔吊基础施工时的土方挖深,将塔吊基础做成钢筋混凝土灌注桩加钢格构柱型式,通过在工程中的应用,证明该塔吊基础安全性高、塔吊安装方便,对深大基坑工程的施工平面布置及施工安排极为有利。为此,在总结该塔吊基础施

2、工技术方案的基础上,形成了本施工工法。2工法特点2.1 突破了塔吊布置的空间限制,使施工总平面布置方案的灵活性得以提高,有利于施工组织。2.2塔吊立于基坑内,能减小塔吊的臂长,使之最大限度地满足基坑垂直及水平运输的要求,并避免碰撞相邻已建建筑物或构筑物。2.3能使塔吊在基坑土方开挖前投入使用,满足前期围护结构施工的水平及垂直运输工作,对加快施工进度有利。2.4钢格构柱的截面较小,基础底板结构的水平钢筋可以从钢格构柱的空间穿过,可与结构混凝土一起浇筑,不留施工洞,防止了留施工缝可能造成的质量问题,对工程结构质量基本无影响。2.5与埋入地下室底板标高以下的塔吊基础相比,可不必先为塔吊基础施工进行土

3、方开挖及临时支护,减少了开挖深度,确保了施工安全,对周边环境的影响较小。2.6钢筋混凝土承台可破除,其中钢筋、塔吊基础预埋件可回收,钢格构柱也大部分能回收,可有效节约资源。3适用范围本工法适用于深大基坑且主楼位于地下室上,塔吊需安装在地下结构基坑内的工程；以及因周边空间限制塔吊无法在基坑外布置以及需在基坑土方开挖前安装塔吊的工程。4工艺原理4.1 灌注桩内插格构柱式塔吊基础由钻孔灌注桩、钢格构柱、型钢水平联系杆和斜杆、钢筋混凝土基础、塔吊螺栓或锚脚组成。4.2 钢格构柱下端锚入灌注桩内,上端与钢筋混凝土基础充分连接锚固；塔吊螺栓或锚脚置于钢筋混凝土基础内,按照所选塔吊型号说明书中的要求进行预埋

4、和施工。4.3 塔吊塔身的竖向荷载和弯矩荷载通过钢筋混凝土基础传至钢格构柱,进而传递给桩基,最终由桩周边以及桩底部的土层承担。如图4.3-1所示。螺栓或锚脚自然地面围护桩塔吊基础斜杆水平杆基坑底钢格构柱灌注桩图4.3-1灌注桩内插钢格构柱塔吊基础示意图5工艺流程及操作要点5.1 工艺流程如图5.1-1所示。塔吊在基坑内的平面位置确定钢格构柱制作灌注桩成孔钢格构柱与钢筋笼焊接并安放就位灌注桩钢筋笼制作灌注桩混凝土浇筑塔吊基础垫层施工定位放线承台钢筋加工与绑扎塔吊预埋件以及焊接避雷接地塔吊基础混凝土浇筑塔吊安装、验收并投入使用各层土间如此循环至最基坑第一层土方开挖后层土的高度区间基坑第一层土层高度

5、范围内钢格构柱间型钢斜杆、水平杆焊接,并刷防锈漆基坑底砼垫层施工塔吊使用至工程结束图5.1-1-16施工工艺流程图塔吊在基坑土方工程和地下室结构施工过程中正常运行5.2 操作要点5.2.1 根据所选塔吊型号,按照塔吊在各工况下的内力情况,利用计算软件进行计算(或请设计院进行设计),确定灌注桩的长度、截面和配筋、混凝土强度等级；确定钢格构柱的长度、截面面积和角钢规格、缀板规格及其间距；确定塔吊基础承台尺寸及配筋；确定四根格构柱之间的尺寸。5.2.2 钢格构柱可以现场加工也可在工厂加工成型,钢格构柱由角钢及连接缀板焊接而成。5.2.3 钢格构柱与灌注桩钢筋焊接连接必须牢固,随钢筋笼就位后必须对钢格

6、构柱进行定位并加固,确保钢格构柱的平面位置准确,以及避免在灌注桩混凝土施工过程中钢格构柱上浮或下沉。5.2.4 钢筋混凝土承台与垫层之间必须设置隔离层,以便垫层在下部土方开挖后能顺利脱落。5.2.5 在钢筋混凝土承台施工过程中必须按规定做好塔吊基础的防雷接地。5.2.6 在基坑土方开挖过程中,每层土方开挖完成后,要清除钢格构柱上的混凝土块和渣土,并及时进行钢格构柱之间水平杆、斜杆的安装和焊接,确保塔吊基础的整体稳定性。焊接完成后,将所有钢材表面除锈后刷防锈漆。5.2.7 钢格构柱穿过地下结构底板,必须在钢格构柱的各角钢上设置止水钢板；穿过地下结构各层楼板时,顶板须在格构柱处留洞；穿过室外顶板时

7、,除在顶板上留洞外,还须在洞口四周设置止水钢板。5.3 设计图纸设计图如图5.3-1图5.3-3所示。塔身中心线 18200双层双向此处预埋固定支腿钢格构柱原有20号槽钢竖向剪刀撑和水平撑,上下共两道(自然地坪)(一层板面) 12拉钩400x400格构柱 18钢筋与格构柱角钢四面均满焊20号槽钢水平剪刀撑加固上下共两道(第一次开挖面)水平剪刀撑布置图塔吊承台配筋图(二层板面)400x400格构柱,与钢筋笼电焊固定,锚入桩内3m止水片节点(第二次开挖面)12 2012 20 8100环筋另加 122000定位筋400x400格构柱 8200环筋另加 122000定位筋(第三次开挖面)(底板面)(

8、垫层底)桩主筋12 25加强筋350x200x10700缀板四面均设140x140x10角钢共4根立面剪刀撑布置图加强筋节点格构柱节点灌注桩配筋图图 5.3-1 塔吊基础图 8100 8200-0.050-1.350L14010L1401010拉撑10塔吊桩基础L14010拉撑L14010拉撑AL14010拉撑塔吊桩基础-4.600L14010L14010塔吊桩基础格构柱间拉撑布置图各立面均需拉撑,拉撑和格构柱间采用角焊缝满焊,焊缝高度10mm格构柱做法图 5.3-2 桩位、承台、设计说明13001000100025010000.500-0.800L14010L14010地下一层楼板10拉撑1

9、0L14010拉撑L14010拉撑AL14010L14010L14010拉撑止水钢板-4.700地下室底板塔吊桩基础塔吊桩基础塔吊桩基础格构柱间拉撑布置图各立面均需拉撑,拉撑和格构柱间采用角焊缝满焊,焊缝高度10mm格构柱做法图5.3-3 桩位、承台、设计说明13001250125012502502005.4 劳动力组织(见表5.4-1)劳动力组织表表 5.4-16材料与设备根据灌注桩内插钢格构柱支撑塔吊基础的组成,以连云港瑞城嘉园住宅小区一期工程2#楼塔吊(QTZ63型)基础为例。6.1具体材料选用(见表6.1-1)材料选用表表6.1-16.2具体投入的机械设备(见表6.2-1)序号工种数量

10、工作内容备注1测量工2定位测量2机械工6灌注桩施工3焊工4钢格构柱制作与安装4混凝土工2承台垫层施工5钢筋工3钢筋混凝土承台钢筋制作与安装6木工3承台内塔吊预埋件预埋7焊工1避雷接地8木工3钢筋混凝土承台模板制作与安装9混凝土工4钢筋混凝土承台混凝土浇筑10焊工3钢格构柱斜杆、水平杆焊接11油漆工1格构柱及杆件油漆12力工4钢格构、承台拆除序号构件名称材料名称规格(mm)1灌注桩( 800mm)钢筋纵向钢筋10C16,螺旋箍 8200100,定位加强筋B142000混凝土水下C302钢格构柱(400400mm)角钢4L14010缀板350300107003水平杆角钢L140104斜杆角钢L14

11、0105垫层(100mm)混凝土C106塔吊基础钢筋纵向钢筋C20125,双层双向；拉钩C12375混凝土C357焊条钢材采用E43型,HRB400钢筋采用E50型8塔吊QTZ63机械设备表表6.2-16.3具体投入的仪器(见表6.3-1)仪器表表6.3-17质量控制7.1本工法必须遵照执行的规范及标准7.1.1 工程测量规范(GB50026-2007)7.1.2 建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)7.1.3 钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001)7.1.4 混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)7.1.5 钢筋焊接及验收规程(JGJ18-2003)7

12、.1.6 建筑钢结构焊接技术规程(JGJ81-2002)7.1.7 地下防水工程验收规范(GB50208-2002)7.2关键部位、关键工序的质量要求7.2.1 使用的材料必须要有质量证明书或合格证,并按要求进行取样送检。7.2.2 钢格构柱加工过程中,角钢与缀板满焊连接,焊缝高度必须符合设计要求。7.2.3 钻孔灌注桩内钢筋与钢格构柱之间焊接连接必须牢固。序号机械设备型号单位使用数量备注1桩机GPS-10台1钻孔灌注桩施工2泥浆泵3PNL台1钻孔灌注桩施工3电焊机BX1-400-1台1焊接钢筋、钢材4钢筋弯曲机GJ40台1加工钢筋5钢筋切断机GJ5-40台1加工钢筋6钢筋调直机GJ4-14台

13、1加工钢筋7木工圆盘锯MJ-104A台1制作模板8挖土机PC200台1塔吊边土方开挖9插入式振动器ZL-50台1浇筑混凝土序号仪器名称型号单位使用数量备注1全站仪S11523台1定位放线2水准仪NAL224台1标高测量7.2.4 灌注桩的钻孔深度、钢格构柱插入灌注桩的深度必须符合设计要求。7.2.5 埋入塔吊基础内的塔吊螺栓或锚脚,必须准确定位,安放平整。浇筑混凝土过程中不得碰撞,并加强校验,避免移位。7.2.6 锚入基础内的钢格构柱必须将表面的泥块清理干净并除锈,确保钢格构柱与混凝土之间的握裹力。7.2.7 塔吊基础浇筑完成后应做好养护工作,及时设置沉降及位移观测点,在塔吊安装后应立即进行沉

14、降及位移的原始观测,做好记录。7.2.8 钢格构柱接长以及与水平杆、斜杆焊接连接,必须符合设计要求。7.2.9 焊接质量检查:所有焊缝应冷却到环境温度后,将焊渣敲干净进行外观检查。焊缝外观检查采用目测,裂纹的检查应辅以5倍放大镜并在合适的光照条件下进行。焊缝为一级焊缝,焊缝不得存在未焊满、根部收缩、咬边和接头不良等缺陷,不得存在表面气孔、夹渣、裂纹和电弧擦伤等缺陷。8安全措施8.1本工法必须遵照执行的规范及标准8.1.1 建筑施工安全检查标准(JGJ59-99)8.1.2 施工现场临时用电安全技术规范(JGJ46-2005)8.1.3 建筑机械使用安全技术规程(JGJ33-2001)8.1.4

15、 建筑施工模板安全技术规范(JGJ162-2008)8.1.5 建筑拆除工程安全技术规范(JGJ147-2004)8.28.2.18.2.2主要安全措施进入施工现场,必须遵守安全生产六大纪律。对进入现场所有操作人员做好“三级”安全教育工作和各分部分项安全技术交底。8.2.3在挖塔吊桩附近土方时,应沿塔吊桩周边将土方均匀挖除,挖除后立即将格构柱上多余的混凝土、渣土清除干净,并按照要求采用水平杆、斜杆与格构柱焊接连接成整体。8.2.4钢筋混凝土承台下的垫层必须全部清除,以免脱落伤人。8.2.58.2.6在土方开挖过程中对钢格构柱进行观察,并对塔吊基础进行监测。焊工必须持有效证件上岗。9环保措施9.

16、1本工法必须遵照执行的规范及标准建筑施工现场环境与卫生标准(JGJ146-2004)9.29.39.49.59.6所有材料均选用符合国家有关产品环境要求的材料。对进场的施工人员进行环保教育,提高人员环保意识。夜间施工做到噪音控制,施工现场不喧哗,禁止不必要噪声发生。选用低噪声设备或有消声降噪设备的施工机械。生活、生产污废水应进行有效沉淀后XX市政下水道,生活垃圾及时集中外运,做到工程现场文明整洁。10效益分析10.1技术效益采用灌注桩内插钢格构柱式塔吊基础对施工现场的平面布置方案可以提供更多的选择,对周边环境限制较大的工程尤为有利,解决了深大基坑工程和场地限制工程塔吊无法布置的难题,对今后类似

17、工程有极大的技术应用价值。10.2社会效益采用灌注桩内插钢格构柱式塔吊基础优化了施工现场的平面布置,减少了塔吊臂长,并使塔吊更靠近主体建筑,便于塔吊附墙,提高塔吊的使用效率；减少了施工场区内外防护棚的面积,使场区内外更简洁,不影响场区XX市貌。在基坑土方开挖前完成,便于塔吊安装,塔吊验收合格后即可投入使用,保证了基坑围护支撑体系、地下室钢筋混凝土结构施工过程中材料的垂直和水平运输,极大的提高了劳动效率、减轻了施工人员的劳动强度、加快了施工进度,提高了公司在建筑XX市场上的竞争力。10.3经济效益深基坑中钢格构柱式塔吊基础的施工工法材料性能高,连接方式简单,虽在单价上比传统的桩基础做法贵,但能减

18、少塔吊数量、减少塔吊臂长、节约塔吊租赁费用,节约搭设防护棚所需的钢管、扣件、竹笆、安全网、油漆等材料；XX省人工、节约工期、提高工作效率,综合效应比传统的桩基础做法提高。以上海核工院核电研发设计中心楼改扩建项目为例,共设置2台塔吊,均为钢格构柱式基础。2座基础共消耗:钢筋9.5t、钢材13.5t、混凝土110m3,共花费22.42万元。对比传统的塔吊基础做法,产生的经济效益如表10.3-1所示。经济效益情况表表10.3-110.4 环保效益与设在地下室底板标高以下的塔吊基础相比,减少了土方开挖深度和土方开挖量,确保了施工安全,对周边环境的影响较小。底板以上钢格构柱体系以及混凝土基础经拆除后,能

19、回收钢筋和钢材,减少材料消耗,适应了绿色施工及节约型社会发展的需要。11应用实例11.1应用工程实例(见表 11.1-1)工程实例表表 11.1-1序号工程名称结构形式开竣工日期实物工作量1框架剪力墙结构2008 年 2 月开工2010 年 5 月竣工设置 2 座灌注桩内插钢格构柱式塔吊基础2框架剪力墙结构2010 年 3 月开工拟定于 2011 年 11月竣工设置 2 座灌注桩内插钢格构柱式塔吊基础序号经济效益备注1减少人工费10.8万元2少用塔吊1台,减少费用约14万元3回收钢筋、钢材约14t,约2.8万4增加塔吊基础费用12万合计节约15.6万元11.2 xxxx项目,位于XX市虹漕路 29 号原核工程研究设计院园区内,地下二层,地上 15 层(主楼),总建筑面积 33321m2,其中地下建筑面积 11198m2,于 2008 年 2 月开工至 2010 年 5 月竣工。基坑面积约为 6200 m2,基坑深度大部分为-9.55m-10.05m,基坑水平支撑系统采用钢筋混凝土梁,分上下两道支撑。根据工程施工需要,现场安装