范曉玉,于 丹,張繼魯,李 森
(中建二局第四建筑工程有限公司,天津 300308)
在建筑業(yè)的發(fā)展過程中,塔吊的使用必不可少;但是近年來(lái),塔吊事故成了建筑施工事故的多發(fā)點(diǎn),而部分事故是由于塔吊基礎(chǔ)選擇不當(dāng)造成的。工程中正確選擇塔吊基礎(chǔ)不僅能節(jié)約成本,還能避免安全隱患。塔吊基礎(chǔ)可以分為固定式塔基和可移動(dòng)塔基[1],在塔吊拆除后,傳統(tǒng)的固定式塔吊基礎(chǔ)由于混凝土等級(jí)高、強(qiáng)度大,基礎(chǔ)破除困難,成本耗費(fèi)巨大[2]。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆基礎(chǔ)相比塔式起重機(jī)裝配式基礎(chǔ)具有以下優(yōu)勢(shì)。
1)安裝、拆除方便。裝配式基礎(chǔ)PC構(gòu)件在工廠加工完成,達(dá)到一定強(qiáng)度后,可直接運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行構(gòu)件拼接和安裝,方便快捷;拆除時(shí),將PC構(gòu)件之間的連接斷開即可,分解方便。傳統(tǒng)的現(xiàn)澆基礎(chǔ)需進(jìn)行土方開挖、地基平整、澆筑墊層、磚胎模砌筑、防水施工、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù),施工工序多、流程繁瑣。
2)施工速度快。傳統(tǒng)的現(xiàn)澆基礎(chǔ)混凝土澆筑完成需達(dá)到一定強(qiáng)度后,才能進(jìn)行塔身安裝,耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng);裝配式基礎(chǔ)PC構(gòu)件在施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝后即可安裝塔身。
3)可重復(fù)利用。傳統(tǒng)的現(xiàn)澆基礎(chǔ)為一次性使用,塔吊拆除后,現(xiàn)澆基礎(chǔ)無(wú)法周轉(zhuǎn)使用;而裝配式基礎(chǔ)可反復(fù)利用。
4)減少混凝土的使用,節(jié)省材料。傳統(tǒng)的現(xiàn)澆基礎(chǔ),每設(shè)置一臺(tái)塔吊,就需要澆筑一個(gè)鋼筋混凝土基礎(chǔ);裝配式基礎(chǔ)可重復(fù)利用,減少了混凝土的使用,節(jié)省了鋼筋、水泥、沙子、石子等材料。
某項(xiàng)目臨時(shí)用地有限,無(wú)法找到滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的鋼筋加工場(chǎng)臨時(shí)用地,只能在二標(biāo)段主樓地基位置設(shè)置鋼筋加工場(chǎng)并放置一臺(tái)塔吊,待二標(biāo)段開始施工時(shí)將鋼筋加工場(chǎng)移位并及時(shí)將塔吊拆除。若使用傳統(tǒng)的筏形基礎(chǔ),塔機(jī)基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度大,拆除時(shí),基礎(chǔ)破除困難,成本耗費(fèi)巨大且造成大量鋼筋混凝土的資源浪費(fèi),故選用裝配式塔式起重機(jī)基礎(chǔ)。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,塔式起重機(jī)裝配式基礎(chǔ)采用QTZ80塔機(jī)?;A(chǔ)下部為天然地基,地基底土體為耕土。塔式起重機(jī)裝配式基礎(chǔ)總質(zhì)量48 t;上部配重20件,總質(zhì)量為44 t。見圖1和圖2。
圖2 裝配式基礎(chǔ)上部
塔吊基礎(chǔ)測(cè)量定位→塔吊地基處理→碎石墊層鋪設(shè)→砌筑磚胎?!炷翂|層施工→安裝基礎(chǔ)中心件定位→安裝各配重件→安裝配重塊→安裝塔身。
1)根據(jù)建筑物的控制線及塔吊基礎(chǔ)定位圖放出塔吊基礎(chǔ)的位置并做木樁進(jìn)行定位。
2)地基夯實(shí)。JGJ 197—2010《混凝土預(yù)制拼裝塔機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定:地基承載力不應(yīng)低于80 kN/m2。本項(xiàng)目在施工中直接對(duì)地基進(jìn)行輾壓夯實(shí)處理,經(jīng)夯實(shí)后的地基高出自然地面100~200 mm,后澆筑混凝土墊層。
3)鋪設(shè)碎石。夯實(shí)后均勻鋪設(shè)級(jí)配碎石,碎石墊層厚度100 mm,,墊層尺寸為10 000 mm×10 000 mm×100 mm。
4)墊層澆筑?;A(chǔ)安裝的混凝土墊層尺寸為8 000 mm×8 000 mm×200 mm、強(qiáng)度等級(jí)為C20、水平高差≤5 mm、平整度≤5 mm。混凝土澆搗時(shí),振動(dòng)棒應(yīng)快插慢拔,防止漏振,充分振搗密實(shí),特別應(yīng)注意預(yù)埋螺栓處混凝土振搗質(zhì)量,在振搗完畢后,混凝土表面二次壓光,防止出現(xiàn)收縮裂縫。墊層混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%以上可安裝基礎(chǔ)?;A(chǔ)構(gòu)件組合集成后采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉固定,基礎(chǔ)與塔機(jī)由螺栓垂直連接。
5)配件安裝。塔吊中心件位于基礎(chǔ)墊層中心位置,安裝過程中應(yīng)注意墊層的保護(hù)[3]。保證安裝后構(gòu)件的高差和平整度滿足要求。塔吊連接件、小尾件和大尾件安裝時(shí)應(yīng)將構(gòu)件吊起,與已就位的構(gòu)件靠近并將凸件插入凹槽,與就位構(gòu)件的間隙<10 mm,構(gòu)件高差≤2 mm。安裝完成后配裝16/20塊配重,在四個(gè)端部各裝4/5塊;另在安全的前提下多裝4塊配重,分布在塔吊基礎(chǔ)的四個(gè)端部。見圖3。
圖3 裝配式基礎(chǔ)構(gòu)件安裝模型
基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)時(shí)采用了混凝土咬合抗剪及定位(可拆卸)鋼抗剪軸(雙向)。安裝時(shí)必須將凹件(抗剪)內(nèi)涂抹防銹油脂,當(dāng)中心件安裝就位后設(shè)專人將鋼抗剪凹件裝置逐一涂抹,將抗剪軸插入凹件之中并用錘輕輕敲打并與中心件對(duì)應(yīng)安裝靠攏,以此類推,直到全部構(gòu)件安裝完畢(抗剪軸設(shè)專人操作,不能遺漏)。通過預(yù)埋擴(kuò)張裝置,在外力的作用下,使構(gòu)件之間分離至30 mm以上后,逐一吊裝?;A(chǔ)拆除前,將預(yù)應(yīng)力鋼絞線拆除;基礎(chǔ)拆除時(shí)應(yīng)將抗剪軸輕輕敲打取出,用專用箱保管以免丟失。
6)鋼絞線張拉。張拉前,備380 V電源線、張拉機(jī)、油泵、小刀、膠帶、水平尺,按要求配備擠壓好的鋼絞線、錨具、鋼墊板、黃油。檢查各構(gòu)件的中心位置是否在軸線上,如有偏差用撬棍頂壓,保證各構(gòu)件在同一軸線位置。穿鋼絞線時(shí)將承壓板貼緊張拉端和固定端件的孔道,逐根穿入鋼絞線,張拉端外露的鋼絞線PE管截取備用。待一切就緒,接好有繃帶電源,開始試運(yùn)轉(zhuǎn),檢查千斤頂工作性能是否良好。構(gòu)件在水平合攏時(shí)不裝工作錨具,使用千斤頂頂住成壓板,端平千斤頂,啟動(dòng)油泵,千斤頂工作,利用鋼絞線拉力把構(gòu)件合攏,直到構(gòu)件垂直、無(wú)間隙,然后退張。正式張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線時(shí),應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力值,嚴(yán)格控制油泵壓力表讀數(shù),起初一根張拉力稍大,規(guī)定鋼絞線張拉力為130 kN,油表讀數(shù)26 MPa,逐漸張拉力減少到標(biāo)準(zhǔn)值24 MPa,使每根鋼絞線受力一致,張拉完后,再?gòu)?fù)查鋼絞線受力是否相同。
7)配重安裝。將20件配重塊依次吊裝在基礎(chǔ)構(gòu)件上。見圖4。
圖4 裝配式基礎(chǔ)上部配重
8)塔式起重機(jī)安裝。當(dāng)準(zhǔn)備安裝的塔吊與基礎(chǔ)為地腳連接時(shí),應(yīng)提前將與基礎(chǔ)連接的塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)運(yùn)至工地;基礎(chǔ)安裝完畢,將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)安裝在基礎(chǔ)地腳上并校正找平,完成螺栓緊固[4]?;A(chǔ)在安裝過程中采用經(jīng)緯儀分別從兩個(gè)垂直的方向復(fù)測(cè)定位框的位置,確保固定基節(jié)安裝后水平度偏差<1/750,塔身中心線與水平面的垂直度偏差<1.5/1 000[5]。
1)使用時(shí),遇極端天氣(豐水期)造成基礎(chǔ)浸沒雨水中時(shí),應(yīng)及時(shí)將積水排除,未排除前嚴(yán)禁塔吊作業(yè),以防因地基承載力、水浮力造成自重減輕及壓縮模量改變,產(chǎn)生不均勻沉降。
2)塔機(jī)的避雷裝置宜在基礎(chǔ)施工時(shí)預(yù)埋好,塔機(jī)的避雷針焊接相連,焊接橫截面≮16 mm2;接地件至少插入地面以下1.5 m。
3)塔吊基礎(chǔ)混凝土應(yīng)在四角設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)并完成初始高程測(cè)設(shè),在上部結(jié)構(gòu)安裝前再測(cè)一次,以后在上部結(jié)構(gòu)安裝后每半月測(cè)設(shè)一次,發(fā)現(xiàn)過大、過快、不均勻沉降等異常情況,應(yīng)立即停止使用。
4)基礎(chǔ)安裝、拆除時(shí),施工單位應(yīng)保證現(xiàn)場(chǎng)道路無(wú)障礙物,重載車輛能順利進(jìn)入或駛出施工現(xiàn)場(chǎng);塔吊拆除后、基礎(chǔ)拆除前,將壓重料清除,達(dá)到退張、拆卸、吊裝條件。
1)裝配式塔機(jī)基礎(chǔ)施工前,施工單位應(yīng)提前介入,及時(shí)與設(shè)計(jì)、裝配式構(gòu)件生產(chǎn)廠家溝通,進(jìn)行構(gòu)件深化設(shè)計(jì),避免后期各種不可控問題,影響施工進(jìn)度。
2)構(gòu)件拆分盡可能少規(guī)格、多組合,減少構(gòu)件種類,降低建造成本;同時(shí)需要考慮機(jī)械設(shè)備吊運(yùn)能力。
3)施工前分析場(chǎng)地條件及地形限制,及時(shí)找到適合項(xiàng)目自身的塔機(jī)及基礎(chǔ)。
4)塔式起重機(jī)裝配式基礎(chǔ)及塔機(jī)型號(hào)應(yīng)提前選定,避免影響施工進(jìn)度。
5)塔式起重機(jī)裝配式基礎(chǔ)要注意施工流程及方法,重程序、重技術(shù)、重工藝。