塔吊基础、施工工艺技术

5.1技术参数 15.1.1塔吊基础形式及有关参数 15.1.2塔吊基础形式及有关参数 35.2塔吊基础施工 45.2.1格构式塔吊基础施工流程 45.2.2格构式塔吊基础施工方法 5下承台做法施工工序流程:@格构式塔吊基础施工要求 155.2.4板式塔吊基础施工流程 165.2.5板式塔吊基础施工要求 165.1技术参数5.1.1塔吊基础形式及有关参数本工程中选用W6017-10B、WA6515-10B型号塔式起重机，根据塔机所在位置、塔机型号、结构形式等因素确定。塔吊基础选用矩形板式基础或矩形格构式基础，1#、3#、5#塔吊基础为矩形板式基础，其中1#塔吊基础持力层位于③2粉质粘土，承载力特征值为150kpa，3#塔吊基础持力层位于⑤粘土，承载力特征值为200kpa，5#塔吊基础持力层位于④2粉砂夹粉土，承载力特征值为170kpa。根据塔式起重机说明书要求地基承载力不小于110kpa,满足设计要求，计算均按③2土层承载力特征值150kpa计算。格式基础塔吊桩桩端持力层选用⑧2粉质粘土夹粉土，2#、4#、6#塔吊桩基础土层分布情况详见下表。2#塔吊桩基础土层分布情况地质剖面图参照钻孔位J9，剖面图4-4，详见下表：表5.1.1-12#塔吊基础各土层岩性特征及分布一览表地下水位至地表的距离（m）1.03自然地面标高（m）2.05层号及土层名称土层厚度（m）钻孔灌注桩侧阻力（KPa）钻孔灌注桩端阻力（KPa）承载力特征值抗拔系数①素填土3②淤泥质粉质粘土5.315700.70③1粘土1.7652000.75③2粉质粘土1.0451500.72④1粉土夹粉砂2.2401400.60⑤粘土2.8602000.75⑥1粘土7.0702200.75⑥2粉质粘土夹粉土8.3551700.72⑦1粉质粘土2.9301300.72⑦2粉土2.1451500.60⑦3粉质粘土2.7301200.72⑧2粉质粘土夹粉土7.8508001700.654#塔吊桩基础土层分布情况地质剖面图参照钻孔位JC30，剖面图7-7，详见下表：表5.1.1-24#塔吊基础各土层岩性特征及分布一览表地下水位至地表的距离（m）1.3自然地面标高（m）1.9层号及土层名称土层厚度（m）钻孔灌注桩侧阻力（KPa）钻孔灌注桩端阻力（KPa）承载力特征值抗拔系数①素填土2.5②淤泥质粉质粘土7.815700.70③2粉质粘土1.2451500.72④1粉土夹粉砂2.0401400.60⑤粘土3.2602000.75⑥1粘土5.3702200.75⑥2粉质粘土夹粉土9.5551700.72⑦1粉质粘土3.4301300.72⑦2粉土1.7451500.60⑦3粉质粘土2.9301200.72⑧2粉质粘土夹粉土6.5508001700.656#塔吊桩基础土层分布情况地质剖面图参照钻孔位J23，剖面图10-10，详见下表：表5.1.1-36#塔吊基础各土层岩性特征及分布一览表地下水位至地表的距离（m）0.9自然地面标高（m）2.15层号及土层名称土层厚度（m）钻孔灌注桩侧阻力（KPa）钻孔灌注桩端阻力（KPa）承载力特征值抗拔系数①素填土3.5③1粘土1.4652000.75③2粉质粘土1.1451500.72④1粉土夹粉砂4.5401400.60④2粉砂夹粉土2.9551700.50⑤粘土3.4602000.75⑥1粘土6.2702200.75⑥2粉质粘土夹粉土8.2551700.72⑦1粉质粘土3.8301300.72⑦2粉土1.8451500.60⑦3粉质粘土2.4301200.72⑧2粉质粘土夹粉土5.8508001700.655.1.2塔吊基础形式及有关参数表5.1.2-1塔吊基础形式、有关参数序号塔吊编号塔吊型号基础形式基础尺寸（m）基础顶标高（m）11#塔机W6017-10B矩形板式基础7.0×7.0×1.35-9.5022#塔机WA6515-10B矩形格构式基础5.0×5.0×1.301.333#塔机W6017-10B矩形板式基础7.0×7.0×1.35-9.5044#塔机W6017-10B矩形格构式基础5.0×5.0×1.301.355#塔机W6017-10B矩形板式基础7.0×7.0×1.35-9.5066#塔机WA6515-10B矩形格构式基础5.0×5.0×1.301.3本项目格构式塔吊基础塔吊桩采用钻孔灌注桩。桩径800mm，有效桩长32m，桩中心距3.20m。表5.1.2-2格构式塔吊桩参数塔吊编号桩径桩数桩砼等级桩顶标高有效桩长（m）桩身配筋2#/4#/6#塔吊Φ8004C35-10.4032主筋12C20通长,含砂率≤2%。6）钢筋笼制作和安装：（1）钢筋笼采取统一制作，合理配料，制作前应先清除钢筋表面污垢，锈蚀，调直主筋。搭接处钢筋应预弯，并保证两搭接主筋保持在同一轴线上。制作时搭接采用单面焊接搭接长度大于10d，焊接要饱满且不得咬筋。（2）钢筋笼外形应圆直，加强筋、螺旋筋均要与主筋焊上，每隔4m应安放一组（3～4只）圆形滚动垫块，砼垫块直径100mm，厚50cm，以确保钢筋保护层厚度。（3）制作钢筋笼的模具应规整，并经检查后使用，在钢筋笼同一断面上搭接面不得超过50%，且错开距离为主筋直径35倍以上。（4）钢筋笼制作完毕，必须经现场质检员、监理验收后方可使用，验收待用钢筋笼应挂牌标记，确保不错用。（5）运输和吊装钢筋笼时，注意吊点对称，起吊后呈垂直状态，防止因受力不均而产生变形。（6）钢筋笼下孔要吊直，扶稳，缓慢下入以防碰撞孔壁，节与节要清除接头污泥，固定后方可对接，为了保证同心，焊接时要扶正，立焊采用单面焊，焊缝长度大于10d，焊接应饱满，不损伤主筋，焊渣随焊随敲，吊装过程中在机台两个垂直方向架设经纬仪控制钢筋笼安装垂直度不大于1/250，合格后方可下入孔内。5.2.2-1钢筋笼吊装安装示意图（7）为了保证钢筋笼安装标高的正确，要根据孔口标高确认吊筋长度，并用钢管固定好吊筋。7）、水下砼灌注（1）砼开浇时采用隔水栓分隔泥浆与砼，孔口料斗内将装满砼并在孔口平台储备好足够的砼保证初灌量再开浇，以满足开浇后使导管底端埋入砼中0.8m以上，初灌量计算公式:

V≥0.25πd²h1+0.25kπD²h2式中：V砼初灌量（m³）

h1导管内砼柱与管外泥浆柱压力平衡所需高度

h1=（h-h2）γw/γc（m）

h桩孔深度（m）

h2初灌砼下灌后，导管外砼面高度，取1.3~1.8（m）

γw泥浆密度，取1.05~1.15*10³kg/m³

γc砼密度，取2.3*10³kg/m³

d导管内径（m）

k砼充盈系数，取1.2

D桩孔直径（m）其余符号详见下图：图5.2.2-2混凝土初灌量计算简图以2#塔吊基础钻孔灌注桩φ800，h=41.0为例（图纸中有效桩长32m的桩），h2=1.3m，γw=1.15*10³kg/m³，γc=2.30*10³kg/m³，k=1.2，d=0.23m，D＝0.80m，代入公式计算，则可得V不小于1.61m³，因此，只要满足初灌量大于或等于1.61m³即可。（2）从终孔到灌砼间隔时间不宜过长，否则要重新清渣处理，二次清孔验收结束与开始灌砼间隔不得超过30分钟，否则再次清孔验收合格后方可灌注。（3）灌注全过程，应保持导管埋深在2～6m，不得过高过低，经常观察返水情况，按理论计算和实际测量进行提升和减管，严禁盲目提管，防止断桩。（4）水下灌注砼应连续，并保持孔内砼上升速度不少于3m/h，最终浇灌高度不小于钻孔灌注桩桩顶标高1.5m。（5）浇灌时要有专人把关，计算砼方量及测量砼面高度，保证充盈系数不小于1.1，浇灌结束后质检人员应及时填报验收资料，并报签。钻孔灌注桩成孔允许偏差及检测方法序号项目允许偏差检测方法1孔径0～50mm用井径仪或超声波测井仪2垂直度＞1/200用测斜以或超声波测井仪3孔深＋300mm核定钻头和钻杆高度或用测绳4桩位<D/6，且不大于100mm基坑开挖后，重新放轴线用卷尺测量5孔底沉渣不大于50mm标准测绳测定钢筋笼制作允许偏差序号项目允许偏差（mm）1主筋间距±102箍筋间距±203钢筋笼直径±104钢筋笼整体长度±1003、钢格构柱施工钢格柱委托钢结构加工厂在工厂制作、整根钢格柱运输到现场，采用汽车吊配合安装。钢格柱进场应对其制作质量进行检查验收，加工厂应提供钢格柱相关材料合格证、焊接接头的检测报告等质量保证资料。1）、厂家资质钢格构柱制作单位为江苏联方钢结构工程有限公司，资质证明资料如下：2）、格构柱制作：①格构柱制作加工严格按设计长度下料，拼装前角铁需校正，下料长度内允许偏差为±5毫米，局部变形允许偏差为±2毫米。缀板拼接严格按每道梁中心线为基准安排缀板位置。②为保证钢柱垂直度，在专用靠模中拼接。缀板与角钢的焊缝等级为三级，焊缝厚度为8mm。角铁拼接的焊缝等级为二级。焊条使用前应按出厂证明书规定进行烘干，严禁使用药皮脱、焊芯生锈的焊条。柱身弯曲允许偏差h/250，不大于5毫米。格构柱堆放必须整齐，且不能超过两层，所垫导木须在同一直线上。③格构柱间对接焊接时接头应错开，保证同一截面的角钢接头不超过50％，相邻角钢错开位置不小于1.5m。角钢接头在焊缝位置角钢内侧采用同材料短角钢进行补强，短角钢长度为0.5m。格构柱加工允许偏差如下表所示：格构柱制作允许偏差项目规定值及允许偏差（mm）检查方法下料长度±5钢尺量局部允许变形±2水平尺测焊缝厚度≥8游标尺量柱身弯曲h/250且不大于5mm水平尺量同平面角钢对角线长度±5对角点用尺量角钢接头≤50％，相邻角钢错开位置不小于50cm。钢尺量接缝处表面平整度±2水平尺量3)、格构柱焊接质量保证措施:为保证格构柱施工焊接质量，格构柱加工过程中采取以下措施，加强焊接质量控制：①施工前，对直接进行焊接作业工人检查是否有操作证。没有操作证的不得上岗。②施工过程中项目部指定专门技术人员进行监督旁站，对于焊接质量不合格的坚决返工重焊。③焊缝必须饱满，表面无漏焊夹渣现象，焊缝厚度≥8mm。④焊接材料必须有出厂质量保证书，对于无产品合格证或质量保证书的坚决清退出场，不得使用。⑤33-2012，起重机的起吊荷载不得超过允许荷载的80%。在吊机垂直高度=15.55m不变的情况下：50T汽车吊起重机在工作半径r＝8m状态下，臂长为，取对应臂长18.05m，最大起重量为14.6T×0.8＝11.68T，大于最重格构柱重量（3.5T），也大于格构柱+钢筋笼最大重量（4.7T）。故选择50t汽车吊，进行本工程格构柱的起吊和格构柱+钢筋笼的下放，能满足要求。图5.2.2-3格构柱吊装示意图徐工QY50K汽车吊起重性能表5)吊装要求钢格柱直接用履带吊安装，履带吊架起前应对地基进行检查。a在钢筋笼吊入桩孔固定后，将格构柱井口调直校正装置准确固定在孔口，确保钢立柱垂直度≤1/250。b施工中必须注意每根钢构柱的垂直度。要求桩完成后的四根格构柱的中心间距：边长及对角线误差不超过30mm。6)格构柱垂直度偏差和扭转的纠正措施①钢格构柱插入钻孔灌注桩中不小于3000mm，施工时先将钢格构柱的四根角钢分别于与钻孔桩钢筋笼用短钢筋焊接牢固，再整体吊入孔内，吊（插）入桩孔后，再按照垂直度检测及纠偏装置来控制钢构柱的偏位与扭转（装置使用前需首先调平）。②加强浇捣混凝土中钢构柱的偏位控制，施工时采用专门的控制桩基纠偏及控制扭转，在混凝土终凝前，严格控制插入的垂直度。③塔吊基础施工前，对格构柱位置进行复核，若出现偏差进行重新计算。④若出现偏位取扩大基础承台，增加配筋。⑤若格构柱角度扭转偏差对平面内整体强度及整体稳定性影响不大，但由于格构柱发生角度偏差，对水平支撑和剪刀撑加固焊接造成困难，可增加连接板进行处理。图5.2.2-4格构柱垂直度纠正及扭转控制装置示意图4、钢筋混凝土上承台施工塔吊钢筋混凝土承台施工安排在基坑土方开挖前进行，对塔吊部位局部开挖基坑施工，主要施工流程如下：塔吊基础定位放样→土方开挖→伸入承台部位的钢格柱泥土清理→承台底部处钢格柱周边托板、加劲板焊接→垫层浇筑→塔吊基础中心线、承台外边等放线→基础底层钢筋绑扎、单支角钢上锚固筋焊接→塔吊支脚（或螺栓）安装→承台面层钢筋绑扎→塔吊支脚（或螺栓）复核→隐蔽验收→混凝土浇筑→养护→拆模→（待砼强度达80%）塔吊安装钢筋混凝土承台主要施工方法及要点：1）、塔吊基础施工前塔吊基础基坑周围应按1:1放坡开挖，防止出现塌方，基坑底部处承台周边工作面1.5m工作面，基坑内积水设置集水坑，用潜水泵及时抽排基坑外。2）、承台底设100mm厚C20垫层，基坑开挖后凿除；承台基础侧模用九夹板、钢管、木方支撑体系；支模时，注意承台模板上口处使用钢管、钢筋进行对拉，防止侧模变形过大。3）、钢筋按塔吊基础施工图进行下料、配料，施工并及时办理验收手续自检合格后，报监理验并收签字确认。4）、放线工按控制轴线引测塔吊基础位置线、控制线及予埋节定位线，施工时按线进行施工。5）、塔吊基础用20×6的镀锌扁铁与两个接地体进行连接。6）、基础钢筋在遇到塔吊支角时可避开绑扎，但不允许将钢筋截断，予埋件位置的基础钢筋不得切断或减少。7）、塔吊预埋节安装时应采用两台经纬仪、一台水准仪控制位置，即经纬仪双方向控制予埋节位置，用水准仪四角控制标高，水平应控制能达到1‰的要求，位置确定后与钢筋骨架焊接固定好。8）、在塔吊支腿（地脚螺栓）安装完成后，浇注混凝土前应再次复核塔吊塔吊支腿（地脚螺栓）的垂直度，满足塔吊安装要求后再准备浇注承台混凝土；9）、混凝土浇筑过程中振捣棒不得扰动钢筋及予埋节，同时经纬仪及水准仪应随时控制予埋节位置及标高是否准确，并随时调节。10）、混凝土采用连续分层浇筑。浇筑混凝土时应随时监测塔吊支脚的垂尺度，混凝土的振捣采用对称振捣的方法，塔吊的安装要基础混凝土强度达到80％后方可进行。11）、塔吊基础混凝土浇筑时，每台塔吊基础留置1组标养试块检查基础混凝土28d的强度，另外留置2组同条件养护试块，为塔吊安装时提供基础强度依据。5、钢格构柱支撑施工塔吊基础四根钢格柱之间设置的水平、竖向斜撑随着土方开挖进行施工。施工时，注意：1）在基坑开挖过程中，随基坑开挖自上而下逐层安装钢格柱之间的斜撑系杆，将4个支承立柱连成整体以保护支承立柱的稳定性。塔吊立柱独立自成体系，不能与支护结构的支撑体系连接，以免支撑体系受力复杂化。2）现场焊接水平杆与竖向斜撑杆（柱间支撑）等构件，必须持有焊接上岗证的专业焊工施焊。3）钢构柱之间的水平与竖向斜撑杆（或柱间支撑），必须每开挖2米及时设置并焊接，格构柱加固期间塔吊严禁使用。注意竖向斜撑杆应焊接在钢格柱缀板上，不得直接焊在立柱单支角钢上。4）钢格构柱内的钢止水片在土方挖至基底标高后，地下室底板浇捣前焊上，钢板止水片置于底板厚度中央位置。止水钢板的焊接采用对角交错的方法施焊，减少焊接对钢格构柱引起的焊接变形，焊接前应清理钢格构柱，局部打磨平直。5）由于基坑开挖后格构柱暴露在外以及地下室主体结构施工周期较长，随土方开挖对暴露出格构柱进行防锈处理，采用钢丝刷砂皮除锈，然后涂刷两道铁红防锈漆。6、钢立柱周边基坑土方开挖要点1）土方开挖过程中挖土机械不得碰撞塔吊钢格构柱，应及时按图纸规定尺寸安装焊接钢格构柱的水平撑杆及斜撑，注意应控制焊缝质量并作验收记录。2）塔吊周边土体应对称分层开挖，严禁在塔吊一侧过度超挖以免造成塔吊基础两侧土压力差过大，影响塔吊安全。靠近格构柱四周土体严禁采用机械开挖，以免碰撞格构柱。7、钢筋混凝土下承台施工下承台做法施工工序流程:@格构式塔吊基础施工要求1）塔吊基础施工前，应根据施工图、基坑支护水平支撑施工图等校对塔吊所在的平面位置与结构的主要构件、基坑支护水平支撑位置是否有冲突；如有冲突时，适当调整塔吊位置，避开结构主要构件、基坑支护水平支撑；实施前，核对拟安装的塔吊资料，如基础受力情况与设计的基础受力情况不同时，应进行验算复核；2）塔吊基础中所用的钢筋、型钢、商品混凝土等材料、半成品进场要质量验收，按现行施工质量验收规范要求进行抽样检测，不合格的严禁使用；3）塔吊基础中的灌注桩施工，按工程桩的质量要求执行，控制灌注桩沉渣厚度、桩顶浮浆高度不少于1.5m，应确保灌注桩桩身混凝土浇筑密实；4）对工程中选用的组合式基础，应结合工程基坑土方开挖时间，提前安排，在基坑土方开挖前，为塔机安装提供必要的安装时间、场地；随着基坑土方的开挖，组合基础的钢格构柱露出，钢格构柱竖向、水平支撑采用逆作法施工，随着挖土进度及时施工，不得拖延时间过长，格构式钢柱间支撑焊接必须有专业电焊工施焊；5）土方开挖时，塔机钢构柱周围的土方应分层对称开挖，减少土体侧移对桩的影响。挖土期间，严禁挖机碰撞塔吊基础的钢格构柱，在钢格构柱四周500～700mm范围不得用挖机挖土，应采用人工将格构式钢柱范围内的土翻到安全距离以外用挖机挖土；6）禁止将支承塔吊基础的钢格构柱作为斜抛撑的中间支承柱。7）塔机使用中，要经常观察混凝土基础承台的变形情况；经常观察地脚螺栓松动情况，随时拧紧；经常观察塔机的垂直度，发现超差及时纠正。8）塔吊混凝土基础中安装基础节或地脚螺栓时，必须请塔吊安装单位现场验收确定。9）基础施工时做好塔吊接地，接地用20×6的镀锌扁铁制作，电阻不得大于4Ω，一端留出与塔吊基础节连接，另一端与基础承台底板钢筋连接，底板钢筋与桩端的钢筋连接；10）塔吊基础中的灌注桩，按照工程桩的桩基施工要求留置试块。5.2.4板式塔吊基础施工流程施工塔吊基础定位放样→土方开挖→验槽→素土夯实、平整→垫层浇筑→支模板（或砌筑砖胎模）→基础底层钢筋绑扎→塔吊基础节或支脚（螺栓）安装→承台面层钢筋绑扎→塔吊基础节或支脚（螺栓）复核→隐蔽验收→混凝土浇筑→养护→拆模→土方回填→（待砼强度达80%及以上）塔吊安装5.2.5板式塔吊基础施工要求1）、塔吊基础施工