格構(gòu)式塔吊的施工與應(yīng)用

邱亞俊+蔣錢進+馮建青

摘要：在深基坑工程中，土方開挖、基坑支護等施工階段需大范圍轉(zhuǎn)運材料，相比其他基礎(chǔ)形式的塔吊，格構(gòu)式塔吊以其提前投入使用、加快基坑施工進度等特點更適用于深基坑工程。本文結(jié)合工程實例，闡述格構(gòu)式塔吊在深基坑工程中的施工與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：深基坑工程；格構(gòu)式塔吊；施工

1工程概況

本工程結(jié)構(gòu)形式為框架一剪力墻結(jié)構(gòu)，總建筑面積近20萬㎡。基坑占地面積約為2.2萬㎡、總面積約6萬㎡，基坑大開挖深度為-13.7m。本工為一級基坑，基坑支護采用“鉆孔樁+兩道鋼筋混凝土內(nèi)支撐支護以及樁錨支護”。基坑西側(cè)緊鄰其他項目，僅基坑?xùn)|側(cè)有施工道路，場地狹窄，材料運輸不便。

基坑由南至北呈狹長型，根據(jù)基坑及主樓布置情況，現(xiàn)場由南至北設(shè)置4臺塔吊，其中南側(cè)1#、2#塔吊采用矩形板式樁基礎(chǔ)，北側(cè)3#、4#塔吊采用格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)。

2格構(gòu)式塔吊施工工藝

2.1工藝原理

（1）組成部分

格構(gòu)式塔吊由沖孔灌注樁、鋼構(gòu)柱、角鋼（水平剪刀撐、水平連桿和豎向斜桿）、鋼筋混凝土承臺以及上部塔吊等部分組成。

（2）組合連接

底部灌注樁與格構(gòu)柱連接，格構(gòu)柱與灌注樁鋼筋籠焊接牢固、錨入樁內(nèi)2.5m。格構(gòu)柱與上部鋼筋混凝土承臺連接，格構(gòu)柱伸入承臺內(nèi)0.7m。土方開挖階段，隨開挖過程對四根格構(gòu)柱以角鋼作為連桿（水平剪刀撐、水平連桿和豎向斜桿）焊接加固。

（3）施工順序

格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)施工，采用逆向施工方法。首先進行沖孔灌注樁施工，并將格構(gòu)柱與鋼筋籠焊接牢固后一起放入成型的樁孔內(nèi)。土方開挖階段，由上至下分別進行承臺結(jié)構(gòu)、塔吊安裝、格構(gòu)柱連桿焊接施工。過程如圖一到圖四所示：

2.2施工流程

測量定位→灌注樁成孔→鋼筋籠與格構(gòu)柱焊接、安放→灌注樁混凝土澆筑→承臺鋼筋制安（塔吊部件預(yù)埋）→承臺混凝土澆筑→塔吊安裝→土方開挖→格構(gòu)柱焊接剪刀撐、水平連桿及斜桿

2.3施工要點

（1）塔吊定位

塔吊的布設(shè)不僅需考慮主樓施工階段材料周轉(zhuǎn)運輸，還需考慮地下室結(jié)構(gòu)施工以及基坑支護施工階段材料周轉(zhuǎn)運輸。因此，塔吊布設(shè)需靠近主樓，同時盡可能使塔吊覆蓋范圍滿布整個基坑。

（2）樁基施工

塔吊底部樁基為4根沖孔灌注樁，格構(gòu)柱與樁基連接，且格構(gòu)柱伸入灌注樁內(nèi)的長度不應(yīng)少于2.5m。施工時先下放鋼筋籠，在鋼筋籠頂3m處用鋼管、木方等穿過鋼筋籠，架立在護筒或周邊枕木上。起吊格構(gòu)柱，放入鋼筋籠，調(diào)搭接長度及垂直度，焊接牢固后放入樁孔內(nèi)。

（3）承臺施工

格構(gòu)柱頂部基礎(chǔ)承臺設(shè)置于地下室頂板以上，其承臺基底高出板面200mm。樁基混凝土強度達80%后，進行基礎(chǔ)頂部承臺施工。格構(gòu)柱錨入混凝土承臺內(nèi)0.7m，錨入部分沿格構(gòu)柱四周焊接綴板。混凝土承臺鋼筋、模板的制作安裝需符合規(guī)范要求，并在承臺內(nèi)預(yù)埋塔吊螺栓。承臺澆筑完成后，及時進行養(yǎng)護。

（4）塔吊安裝及使用

基礎(chǔ)承臺混凝土強度達80%后方可進行塔吊安裝，，基礎(chǔ)承臺混凝土強度達100%后塔吊方能投入使用。塔吊安裝應(yīng)由持有相應(yīng)資格證書的人員安裝，并經(jīng)有關(guān)部門驗收合格后投入使用。

（5）自由高度控制

參照塔吊使用說明書要求，該塔吊自由高度為40.5m，即要求自塔吊頂部至格構(gòu)柱底部高度不超過40.5m。在塔吊安裝過程中，首次安裝高度應(yīng)為自由高度扣除格構(gòu)式基礎(chǔ)高度。

（6）土方開挖

在土方開挖過程中，對塔吊及格構(gòu)柱進行沉降監(jiān)測、垂直度監(jiān)測。當(dāng)塔吊出現(xiàn)不均勻沉降或垂直度偏差超過1/1000，應(yīng)及時采取校正或加固措施。

（7）回收利用

主樓施工完成、拆除塔吊后，基礎(chǔ)部位格構(gòu)柱可拆除并回收再利用，除承臺及樁內(nèi)錨固部分、其回收率達到80%以上。

2.4部分節(jié)點做法

（1）鋼筋籠與鋼構(gòu)柱連接點處理

如下圖所示，格構(gòu)柱與灌注樁鋼筋籠焊接錨固，格構(gòu)柱錨入灌注樁內(nèi)2.5m，鋼筋籠頂部3.5m內(nèi)箍筋加密，保證格構(gòu)柱錨固長度及樁基超灌高度。

（2）鋼構(gòu)柱與承臺連接點處理

如下圖所示，格構(gòu)柱上部與承臺相連部位，每根格構(gòu)柱錨入承臺0.7m，并在格構(gòu)柱四周每0.3m焊接一道綴板，綴板采用角鋼L 70*70*10。

（2）格構(gòu)柱穿地下室底板做法

塔吊樁頂標高位于地下室底板底以下100mm，在該4條塔吊樁基4m*4m范圍內(nèi)墊層加厚至300mm、并采用10@200雙層雙向配筋加強。按設(shè)計要求在底板底部鋪貼防水層，格構(gòu)柱四周鋪貼附加防水層做加強處理。

在地下室底板內(nèi)格構(gòu)柱上焊接3mm厚止水鋼板，止水鋼板沿格構(gòu)柱內(nèi)外兩側(cè)滿焊，格構(gòu)柱四周鋼筋按設(shè)計及規(guī)范要求進行洞口加筋補強。澆筑混凝土?xí)r，對格構(gòu)柱內(nèi)外混凝土振搗密實，防止格構(gòu)柱部位底板滲水、漏水。

（3）格構(gòu)柱穿地下室頂板做法

塔吊承臺基底位于地下室頂板以上200mm，沿承臺周邊預(yù)留月4m*4m洞口，四周垂直設(shè)三層鍍鋅鋼絲網(wǎng)，并拉通設(shè)置3mm厚300mm寬止水鋼板。洞口四周預(yù)留鋼筋接頭，塔吊拆除后，用高一強度等級的微膨脹混凝土封閉。如下圖所示：

施工過程中，在預(yù)留的頂板洞口周邊砌筑200mm高反坎，并在周邊加設(shè)1200mm高防護欄桿。

3對比與分析

本項目在同一基坑內(nèi)、相同施工條件下，分別采用格構(gòu)式基礎(chǔ)塔吊和矩形板式樁基礎(chǔ)塔吊?，F(xiàn)分別從人員、機械、材料、施工方法、施工環(huán)境等方面，分析兩種方案在工期進度、施工費用方面的優(yōu)劣。

3.1工期進度

（1）施工環(huán)境endprint

深基坑內(nèi)地下水位較高、地質(zhì)條件復(fù)雜，基坑支護施工階段內(nèi)支撐梁體量大、周轉(zhuǎn)材料多。采用格構(gòu)式基礎(chǔ)的塔吊，可在施工前期安裝檢測并辦理使用登記牌，在土方開挖、基坑支護施工階段開始使用。而矩形板式樁基礎(chǔ)塔吊，需在土方開挖至基坑底部后安裝塔吊，在地下室結(jié)構(gòu)施工階段開始使用。

相比兩種不同基礎(chǔ)類型塔吊，格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)可節(jié)省塔吊基礎(chǔ)施工、塔吊安裝檢測等工序時間，同時提前服務(wù)現(xiàn)場施工、加快基坑支護施工進度。

（2）施工方法

塔吊垂直運輸高度大、水平覆蓋范圍廣，具有良好的垂直運輸、水平轉(zhuǎn)運材料能力。在基坑支護施工階段，格構(gòu)式基礎(chǔ)塔吊能充分發(fā)揮塔吊工作速度陜、效率高、及時周轉(zhuǎn)材料的特點。而矩形板式樁基礎(chǔ)塔吊在基坑支護施工階段暫未安裝，需采取人工搬運配合汽車吊、挖掘機等周轉(zhuǎn)材料。

相比兩種不同基礎(chǔ)類型塔吊，格構(gòu)式基礎(chǔ)塔吊可在基坑支護施工過程中正常使用；矩形板式樁基礎(chǔ)塔吊由于暫未安裝，需采用汽車吊等機械代替，施工機械占用場地大、施工材料轉(zhuǎn)運困難、耗費大量機械臺班及人工、施工降效嚴重，工期增加30天左右、約占土方開挖及基坑支護施工階段工期30%-35%。

3.2施工費用

（1）材料使用

矩形板式樁基礎(chǔ)塔吊由灌注樁、承臺、上部塔吊組成，格構(gòu)式基礎(chǔ)塔吊由灌注樁、格構(gòu)柱、承臺、上部塔吊組成。

相比兩種不同基礎(chǔ)類型塔吊，格構(gòu)式塔吊每臺增加使用四條格構(gòu)柱及相應(yīng)連桿，在塔吊拆除后可將格構(gòu)柱及角鋼回收、回收率超過80%，其造價相比矩形板式樁基礎(chǔ)增加約25%。

（2）機械使用及人員配備

矩形板式樁基礎(chǔ)塔吊在基坑支護期間暫未安裝，需在基坑邊配備一臺汽車吊、在基坑內(nèi)配備兩臺挖掘機且每個施工班組均增加施工人員搬運材料；而格構(gòu)式基礎(chǔ)塔吊已安裝完成，可正常使用。

相比兩種不同基礎(chǔ)類型塔吊，格構(gòu)式基礎(chǔ)塔吊在基坑支護期間正常使用、支付正常租賃費用；而矩形板式樁基礎(chǔ)由其他機械及人工代替，其機械臺班費及人工費約為塔吊租金3倍左右。

結(jié)語：本文結(jié)合工程實例，闡明格構(gòu)式塔吊在深基坑項目施工過程中的原理和要點，并對比分析格構(gòu)式塔吊與矩形板式樁基礎(chǔ)塔吊在工期進度、施工費用方面的優(yōu)劣。格構(gòu)式塔吊前期投入費用稍有增加，但在施工過程中顯著加快進度、減少費用支出并在塔吊拆除后對格構(gòu)柱回收再利用，值得在同類工程中推廣。endprint