格构式塔吊的施工与应用

1、    格构式塔吊的施工与应用    邱亚俊+蒋钱进+冯建青摘要：在深基坑工程中，土方开挖、基坑支护等施工阶段需大范围转运材料，相比其他基础形式的塔吊，格构式塔吊以其提前投入使用、加快基坑施工进度等特点更适用于深基坑工程。本文结合工程实例，阐述格构式塔吊在深基坑工程中的施工与应用。关键词：深基坑工程；格构式塔吊；施工1工程概况本工程结构形式为框架一剪力墙结构，总建筑面积近20万。基坑占地面积约为2.2万、总面积约6万，基坑大开挖深度为-13.7m。本工为一级基坑，基坑支护采用“钻孔桩+两道钢筋混凝土内支撑支护以及桩锚支护”。基坑西侧紧邻其他项目，仅基坑东

2、侧有施工道路，场地狭窄，材料运输不便。基坑由南至北呈狭长型，根据基坑及主楼布置情况，现场由南至北设置4台塔吊，其中南侧1#、2#塔吊采用矩形板式桩基础，北侧3#、4#塔吊采用格构式塔吊基础。2格构式塔吊施工工艺2.1工艺原理（1）组成部分格构式塔吊由冲孔灌注桩、钢构柱、角钢（水平剪刀撑、水平连杆和竖向斜杆）、钢筋混凝土承台以及上部塔吊等部分组成。（2）組合连接底部灌注桩与格构柱连接，格构柱与灌注桩钢筋笼焊接牢固、锚入桩内2.5m。格构柱与上部钢筋混凝土承台连接，格构柱伸入承台内0.7m。土方开挖阶段，随开挖过程对四根格构柱以角钢作为连杆（水平剪刀撑、水平连杆和竖向斜杆）焊接加固。（3）施工顺序

3、格构式塔吊基础施工，采用逆向施工方法。首先进行冲孔灌注桩施工，并将格构柱与钢筋笼焊接牢固后一起放入成型的桩孔内。土方开挖阶段，由上至下分别进行承台结构、塔吊安装、格构柱连杆焊接施工。过程如图一到图四所示：2.2施工流程测量定位灌注桩成孔钢筋笼与格构柱焊接、安放灌注桩混凝土浇筑承台钢筋制安（塔吊部件预埋）承台混凝土浇筑塔吊安装土方开挖格构柱焊接剪刀撑、水平连杆及斜杆2.3施工要点（1）塔吊定位塔吊的布设不仅需考虑主楼施工阶段材料周转运输，还需考虑地下室结构施工以及基坑支护施工阶段材料周转运输。因此，塔吊布设需靠近主楼，同时尽可能使塔吊覆盖范围满布整个基坑。（2）桩基施工塔吊底部桩基为4根冲孔灌注

4、桩，格构柱与桩基连接，且格构柱伸入灌注桩内的长度不应少于2.5m。施工时先下放钢筋笼，在钢筋笼顶3m处用钢管、木方等穿过钢筋笼，架立在护筒或周边枕木上。起吊格构柱，放入钢筋笼，调搭接长度及垂直度，焊接牢固后放入桩孔内。（3）承台施工格构柱顶部基础承台设置于地下室顶板以上，其承台基底高出板面200mm。桩基混凝土强度达80%后，进行基础顶部承台施工。格构柱锚入混凝土承台内0.7m，锚入部分沿格构柱四周焊接缀板。混凝土承台钢筋、模板的制作安装需符合规范要求，并在承台内预埋塔吊螺栓。承台浇筑完成后，及时进行养护。（4）塔吊安装及使用基础承台混凝土强度达80%后方可进行塔吊安装，基础承台混凝土强度达1

5、00%后塔吊方能投入使用。塔吊安装应由持有相应资格证书的人员安装，并经有关部门验收合格后投入使用。（5）自由高度控制参照塔吊使用说明书要求，该塔吊自由高度为40.5m，即要求自塔吊顶部至格构柱底部高度不超过40.5m。在塔吊安装过程中，首次安装高度应为自由高度扣除格构式基础高度。（6）土方开挖在土方开挖过程中，对塔吊及格构柱进行沉降监测、垂直度监测。当塔吊出现不均匀沉降或垂直度偏差超过1/1000，应及时采取校正或加固措施。（7）回收利用主楼施工完成、拆除塔吊后，基础部位格构柱可拆除并回收再利用，除承台及桩内锚固部分、其回收率达到80%以上。2.4部分节点做法（1）钢筋笼与钢构柱连接点处理如下

6、图所示，格构柱与灌注桩钢筋笼焊接锚固，格构柱锚入灌注桩内2.5m，钢筋笼顶部3.5m内箍筋加密，保证格构柱锚固长度及桩基超灌高度。（2）钢构柱与承台连接点处理如下图所示，格构柱上部与承台相连部位，每根格构柱锚入承台0.7m，并在格构柱四周每0.3m焊接一道缀板，缀板采用角钢l 70*70*10。（2）格构柱穿地下室底板做法塔吊桩顶标高位于地下室底板底以下100mm，在该4条塔吊桩基4m*4m范围内垫层加厚至300mm、并采用10200双层双向配筋加强。按设计要求在底板底部铺贴防水层，格构柱四周铺贴附加防水层做加强处理。在地下室底板内格构柱上焊接3mm厚止水钢板，止水钢板沿格构柱内外两侧满焊，格

7、构柱四周钢筋按设计及规范要求进行洞口加筋补强。浇筑混凝土时，对格构柱内外混凝土振捣密实，防止格构柱部位底板渗水、漏水。（3）格构柱穿地下室顶板做法塔吊承台基底位于地下室顶板以上200mm，沿承台周边预留月4m*4m洞口，四周垂直设三层镀锌钢丝网，并拉通设置3mm厚300mm宽止水钢板。洞口四周预留钢筋接头，塔吊拆除后，用高一强度等级的微膨胀混凝土封闭。如下图所示：施工过程中，在预留的顶板洞口周边砌筑200mm高反坎，并在周边加设1200mm高防护栏杆。3对比与分析本项目在同一基坑内、相同施工条件下，分别采用格构式基础塔吊和矩形板式桩基础塔吊。现分别从人员、机械、材料、施工方法、施工环境等方面，

8、分析两种方案在工期进度、施工费用方面的优劣。3.1工期进度（1）施工环境endprint深基坑内地下水位较高、地质条件复杂，基坑支护施工阶段内支撑梁体量大、周转材料多。采用格构式基础的塔吊，可在施工前期安装检测并办理使用登记牌，在土方开挖、基坑支护施工阶段开始使用。而矩形板式桩基础塔吊，需在土方开挖至基坑底部后安装塔吊，在地下室結构施工阶段开始使用。相比两种不同基础类型塔吊，格构式塔吊基础可节省塔吊基础施工、塔吊安装检测等工序时间，同时提前服务现场施工、加快基坑支护施工进度。（2）施工方法塔吊垂直运输高度大、水平覆盖范围广，具有良好的垂直运输、水平转运材料能力。在基坑支护施工阶段，格构式基础塔

9、吊能充分发挥塔吊工作速度陕、效率高、及时周转材料的特点。而矩形板式桩基础塔吊在基坑支护施工阶段暂未安装，需采取人工搬运配合汽车吊、挖掘机等周转材料。相比两种不同基础类型塔吊，格构式基础塔吊可在基坑支护施工过程中正常使用；矩形板式桩基础塔吊由于暂未安装，需采用汽车吊等机械代替，施工机械占用场地大、施工材料转运困难、耗费大量机械台班及人工、施工降效严重，工期增加30天左右、约占土方开挖及基坑支护施工阶段工期30%-35%。3.2施工费用（1）材料使用矩形板式桩基础塔吊由灌注桩、承台、上部塔吊组成，格构式基础塔吊由灌注桩、格构柱、承台、上部塔吊组成。相比两种不同基础类型塔吊，格构式塔吊每台增加使用四条格构柱及相应连杆，在塔吊拆除后可将格构柱及角钢回收、回收率超过80%，其造价相比矩形板式桩基础增加约25%。（2）机械使用及人员配备矩形板式桩基础塔吊在基坑支护期间暂未安装，需在基坑边配备一台汽车吊、在基坑内配备两台挖掘机且每个施工班组均增加施工人员搬运材料；而格构式基础塔吊已安装完成，可正常使用。相比两种不同基础类型塔吊，格构式基础塔吊在基坑支护期间正常使用、支付正常租赁费用；而矩形板式桩基础由其他机械及人工代替，其机械台班费及人工费约为塔吊租金3倍左右。结语：