塔機(jī)懸掛式鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工技術(shù)

馬俊勝，馮成成

（中建二局第二建筑工程有限公司，廣東 深圳 518054）

隨著高層建筑的不斷增多，塔機(jī)已成為工程施工中最為廣泛的起重機(jī)械。但由于工程施工要求的特殊性，如設(shè)計(jì)要求、現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際條件或工期影響等因素，會(huì)造成塔機(jī)在施工過(guò)程中不能采用固定式基礎(chǔ)進(jìn)行安裝作業(yè)，即無(wú)基礎(chǔ)式安裝。本文主要介紹了一種塔機(jī)懸掛式鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的施工技術(shù)研究與應(yīng)用。文章以長(zhǎng)沙市某工程塔機(jī)基礎(chǔ)成功安裝并安全使用為例，在地下室頂板上安裝塔機(jī)懸掛式鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，先焊接制作塔機(jī)的支撐梁，然后在該支撐梁上安裝焊接式底架用于安裝塔機(jī)。為保證塔機(jī)的安全使用、正確安裝，必須對(duì)承重梁、基礎(chǔ)底座焊縫、承重梁與支撐梁焊接強(qiáng)度進(jìn)行校核，并且在安裝之前消除由承重梁自重及塔機(jī)非工作狀態(tài)最大壓力對(duì)承重梁產(chǎn)生的撓度，以保證塔機(jī)安裝后整機(jī)的垂直度。

1 工程概況

某工程位于長(zhǎng)沙市，因該工程屬于中途承接項(xiàng)目，地下室部分已經(jīng)施工完成，現(xiàn)場(chǎng)不滿足塔機(jī)固定式基礎(chǔ)施工條件。經(jīng)計(jì)算復(fù)核，決定在地下室頂板上安裝QTZ250A（C7030）塔機(jī)。該塔機(jī)安裝高度142.650m，起重臂長(zhǎng)度45m，整機(jī)質(zhì)量152t，最大起重量16t（見(jiàn)圖1和表1-2），基礎(chǔ)形式采用鋼結(jié)構(gòu)懸掛式。

圖1 塔機(jī)最不利狀態(tài)下的基礎(chǔ)荷載示意圖

表1 塔機(jī)最不利狀態(tài)下的基礎(chǔ)荷載

表2 塔機(jī)主體構(gòu)件相關(guān)參數(shù)

2 基礎(chǔ)制作方案

2.1 基礎(chǔ)的制作

根據(jù)工程實(shí)際情況，塔機(jī)基礎(chǔ)安裝在地下室頂板上，頂板厚度180mm?；A(chǔ)采用5根鋼結(jié)構(gòu)支撐梁焊接而成，其中2根分別安裝在地上1層混凝土柱上做斜撐使用，斜撐與混凝土柱連接方式為“鋼板抱柱子”形式（見(jiàn)圖2和圖3）。混凝土柱規(guī)格分別為1600×1600和1600×2000，混凝土標(biāo)號(hào)為C60。支撐梁為800×400×25×40的箱型截面，材質(zhì)為Q345B。鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)需要承載重量為152t（整機(jī)自重約140t+最大單件重量12t）。

圖2 支撐梁圖

圖3 A-A剖面/截面圖

說(shuō)明：圖中所有尺寸單位均為mm；焊縫采用CO2氣體保護(hù)焊焊接，焊絲牌號(hào)為H08MnSiA；所有焊縫必須符合設(shè)計(jì)要求，不得有虛焊、漏焊等缺陷；箱型梁結(jié)構(gòu)破口采用全熔透焊接，焊縫質(zhì)量等級(jí)為1級(jí)；焊接變形不得大于3mm；未注焊縫等強(qiáng)度焊接。

2.2 基礎(chǔ)的計(jì)算

對(duì)模型簡(jiǎn)化并編號(hào)，見(jiàn)圖4。

圖4 模型簡(jiǎn)化圖

建立有限元模型，見(jiàn)圖5。

圖5 有限元模型

按9種工況進(jìn)行計(jì)算，包括固定式非工作狀態(tài)8種工況和附著式工作狀態(tài)1種工況（見(jiàn)圖6）。采用SAP2000計(jì)算機(jī)有限元計(jì)算法，將塔身和附著桿件建模，分別計(jì)算各工況下對(duì)梁的受力，選取9種工況中最不利工況進(jìn)行內(nèi)爬支撐梁強(qiáng)度的驗(yàn)算。

3 關(guān)鍵操作步驟

塔機(jī)基礎(chǔ)在安裝過(guò)程中較為特殊，有別于塔機(jī)固定式基礎(chǔ)的安裝方式，為此必須嚴(yán)格采取以下施工措施：

圖6 9種工況

（1）懸掛式基礎(chǔ)焊。

（2）焊接完成后要進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)收，必須校平基礎(chǔ)的標(biāo)高和平整度。

（3）塔機(jī)4個(gè)支腳直接焊接在鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，必須對(duì)其上連接點(diǎn)進(jìn)行校平找正后方可施焊。

（4）承重梁、斜撐梁和鋼板抱柱處焊縫必須為全熔透焊縫，以滿足受力條件。

（5）塔機(jī)安裝完成交付使用前進(jìn)行125%的靜載試驗(yàn)，以驗(yàn)證焊縫的可靠性。

（6）塔機(jī)使用過(guò)程中要對(duì)焊縫進(jìn)行目測(cè)檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以某工程QTZ7030塔機(jī)懸掛式鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)成功應(yīng)用為例，介紹了一種全新的塔機(jī)懸掛式鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)安裝方法，為塔機(jī)拆卸提供了另一種非常規(guī)的、經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明的新型操作方法，解決和彌補(bǔ)了以往大型機(jī)具、內(nèi)爬式塔機(jī)安裝完成后無(wú)法拆除的問(wèn)題。