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岩土研究院

深基坑内立塔吊?施工方法总结分析!

411 2020-10-29 09:49:52


随着建筑工程领域紧扣时代脉搏,越来越注重充分利用地下空间,大量的深、大基坑井喷式涌现。担负着基坑内水平及垂直运输的大型机械——塔式起重机(俗称:塔吊),往往需布置在地下室里面。为达到便于塔吊提前投入使用的目的,在集团区域分公司的鼎力支持下,项目部多方考察、学习,试图探索更加安全、高效、经济的坑内提前立塔方法:钢格构柱、十字型钢梁组合式塔吊基础。
下图为所参观项目的坑内提前立塔方法实景:
深基坑工程,塔吊位置设置在内,塔吊组合式基础穿越地下室空间,可以通过组合式的塔吊基础,实现在土方开挖前提前立塔。特别适用于能利用工程桩(灌注桩)作为塔吊桩的塔吊基础。
组合式塔吊基础的核心原理是,由工程桩或新增塔吊桩(均为灌注桩)、钢格构柱架体、型钢钢梁平台及塔吊基础支腿作为主要传力构件。在灌注桩施工时,将加工好的钢格构柱锚入灌注桩内,通常采用4根桩做为塔吊基础,格构柱之间通过4支型钢梁焊接连接,钢格构柱顶部焊接柱帽,在格构柱柱帽上焊接型钢钢梁平台,型钢钢梁平台与塔吊的基础标准节通过螺栓连接。型钢钢梁平台使格构柱与塔吊的基础标准连接成为一个整体。塔身的竖向荷载和弯矩荷载通过型钢钢梁平台传至钢格构柱,进而传递给桩基,最终由基坑底以下的土层承担。
下图为图纸深化效果:

其施工工艺流程为:


主要施工方法


1
塔吊在坑内的平面位置确定



① 保证建筑平面施工范围尽可能多的被塔吊臂长的活动范围所覆盖,尽可能缩小塔吊的盲区,并使施工总平面布置中建筑材料堆放场地及钢筋加工场地,置于塔吊臂活动范围的最有利位置。
② 确保塔吊大臂的臂端与周边建筑物的安全距离,确保塔吊能够360°回转,且保证塔吊钢丝绳及吊钩与建筑物的安全距离。
③ 钢格构柱穿越地下结构,因避开地下结构梁的位置。


2
钢格构柱的制作



钢格构柱由4根L180×180×18的角钢及-16×300×450mm的缀板焊接成480×480的方柱组成,出桩顶自由高度为14m,根据《钢结构设计规范》(GB50017)对其刚度、整个架体稳定性、单肢型钢格构柱稳定性及缀板进行验算。整个架体由L180×180×18的角钢作为水平杆和斜腹杆把四根单肢型钢格构柱连接成一个整体,使之与桩基共同受力。使用的型钢材料为Q345B。


3
钢格构柱与钢筋笼焊接,并安放就位



① 起吊钢格构柱,放入钢筋笼中,缓慢降至钢格构柱与钢筋笼搭接长度处。

② 调整钢格构柱与钢筋笼垂直度,从下往上焊接钢格构柱与钢筋笼。

③ 按灌注桩下钢筋笼的一般做法将焊接好的钢格构柱与钢筋笼全部入孔。


4
塔吊基础土方开挖至格构柱顶标高




5
钢格构柱柱顶找平




6
十字型钢梁的制作



十字型钢梁由-30×700×4600的上、下翼钢板和-30×640×4600的钢腹板组焊而成,在塔吊基础节脚柱与上翼板联接对应处,十字型钢梁上、下翼缘之间用加劲板进行加强。十字型钢梁长度根据塔身宽度和型钢格构柱间距确定。使用的型钢材料为Q345B。
四块-30×850×850的钢托板焊接后的表面必须在同一水平面上,误差不得超过3㎜,单块钢托板表面平整度不得超过1mm。
在钢托板上焊接连接十字型钢梁,十字型钢梁与钢托板的交接处焊缝为双面角焊缝,采用连续满焊,焊缝高度15mm。所有焊条均采用E50。所有钢结构均需刷两边防锈漆。


7
十字型钢梁与型钢格构柱的焊接


格构柱之间用4根HW400x400x13x21进行焊接连接。型钢格构柱顶面与钢托板焊接连接,钢托板与型钢格构柱顶面的交接处焊缝为双面角焊缝, 焊缝高度为15㎜。
在型钢格构柱的侧面每侧焊接两块加劲板,每个柱子各8块。加劲板与型钢格构柱侧面的交接处焊缝为双面角焊缝,焊缝高度为15㎜。钢托板与加劲板的交接处焊缝为双面角焊缝,焊缝高度为15㎜。


8
塔吊基础节与型钢构件的联接



塔吊基础节与型钢格构柱通过十字型钢梁进行螺栓连接,按照选用塔吊的使用说明书,在十字型钢梁的上翼板上预留塔吊基础节的螺栓孔(基础节由塔吊厂家提供),塔吊基础节的每个支腿各采用8条M36、10.9级螺栓与十字型钢梁连接。


9
塔吊安装就位,并投入使用



塔吊安装应由专业安装公司的持有相应的资格证书的人员安装。并经有关部门验收合格后投入使用。


10
十字型钢平台与基坑支护体系连接



为减小钢格构柱的悬臂长度,减小钢格构柱基础的长细比,用十字型钢平台与已施工完成的支撑梁、冠梁进行型钢拉结,使得塔吊钢格构柱、十字型钢梁基础与基坑支护形成一个刚性较大的刚体,加大了塔吊基础的安全系数。 


11
塔吊基座范围内土方的开挖




12
钢格构柱间型钢斜杆、水平杆焊接


基坑土方开挖时,每层土方挖净后,钢格构柱间的钢斜杆、钢水平杆应及时安装并焊接牢固,确保由四根钢格构柱组成架体的整体稳定性。
按照格构柱中缀板的间距700mm,为模数,每2100mm做为一个竖向加固组,进行竖向的十字拉结。每4200mm进行一组水平的十字拉结。
通过在基坑土方开挖前完成组合式塔吊基础结构,进而进行塔吊安装并投入使用,保证了桩基施工、基坑土方开挖、深基坑水平支撑结构施工、地下室钢筋混凝土结构施工大宗材料等的垂直运输,极大地提高劳动生产率、减轻了工人劳动强度,加快了施工进度。与常用的塔吊基础相比,十字型钢梁、钢格构柱等均还可以回收或重复利用于下一个工程,所产生的经济效益和社会效益也比较明显。