塔吊基础在地下室底板内整体式布置施工技术

塔吊基础在地下室底板内整体式布置施工技术
发布时间：2023-01-15T06:54:59.571Z 来源：《建筑实践》2022年9月18期作者：许支柱
[导读] 现阶段建筑施工时，塔吊基础设置在地下室底板底标高以下，基础的开挖深度增大，大放坡开挖的开挖方式增加了开挖量和施工难度
许支柱
中兴建设有限公司江苏省泰州市泰兴市 225499
【摘要】现阶段建筑施工时，塔吊基础设置在地下室底板底标高以下，基础的开挖深度增大，大放坡开挖的开挖方式增加了开挖量和施工难度。

本施工技术采用塔吊基础在地下室底板内整体式布置的方法，相对于塔吊基础传统布置方法，节约了混凝土和钢筋用量，也减少了土方的开挖量，具有良好的经济效益。

【关键词】塔吊基础地下室底板整体式技术措施
0.引言
随着建筑业的发展，作为垂直和水平运输主要机械的塔吊已经被广泛使用，塔吊基础的设置是工程开工后的首要工作之一，对于地上建筑物有地下车库、地下室的工程来说，塔吊安装位置大多需要安装在地下室内，目前塔吊基础设置的做法主要还是塔吊基础设置在地下室底板底标高以下，造成工程成本的增加。

本施工技术采用塔吊基础在地下室底板内整体式布置的方法，塔吊基础顶标高与地下室底板顶标高相一致，从根本上解决了塔吊基础泡水的安全隐患的通病；由于塔吊基础与地下室底板浇筑连接在一起，有利于提升塔吊的抗倾覆性能；塔吊基础的埋深减小，可以减少与地下室底板厚度相等的土方开挖量；同时也减少塔吊基础截面处的地下室底板的混凝土用量；地下室底板钢筋在塔吊基础内可以断开，节省相当一部分钢筋用量；也避免了底板钢筋施工穿插通过塔吊基础节，减少了工作强度；而且还避免基础节有底板钢筋穿插而引起塔吊拆除时，需要对钢筋进行处理的工作难度。

当然，我们还需要考虑到不利的一面，由于塔吊的自重和工作荷载可能会引起基础的沉降速率与周边地下室底板的沉降速率不一致、沉降量累积值相差较大、以及塔吊最大独立高度时的倾覆力矩等不利因素的影响，可能会出现塔吊基础与地下室底板连接处产生裂缝，出现底板渗漏和结构安全，因此，在实施该技术方案时需要有防范的技术措施。

1.塔吊基础布置方式
塔吊基础的混凝土强度、形式构造应根据使用说明书及现场工程地质等要求，选用板式承台基础或十字形梁式承台基础[1]，常见的以板式基础较多。

在塔吊基础持力层为软弱土层时，采用浅基础的形式，已经不能满足塔吊对地基承载力和变形的要求，通常要采用桩基础形式，如预制混凝土方桩、预应力混凝土管桩、混凝土灌注桩或钢管桩等多种桩基形式，但塔吊的桩基选择尽可能选用与工程桩相同类型的桩基，且塔吊桩基施工与周边的工程桩同步进行，这不仅是塔吊桩基施工时的桩采购和桩设备进场等经济成本上的考虑，也是最大程度减小塔吊桩施工挤土效应对工程桩的不利影响。

当塔吊需要设置在深基坑的地下室内部时，为了避免塔吊基础开挖量过大，将混凝土承台底标高提升至地下室顶板顶面，或提升至便于塔吊安装拆除的标高位置，可采用组合格构式基础形式，即由混凝土承台或钢平台、格构式钢柱或钢管柱、型钢剪刀撑、混凝土灌注桩或钢管桩等组成。

2.底板内整体式布置技术原理
地下室底板与塔吊基础承台组合体的力学原理同防水底板与各类基础给合体的力学原理相同，钢筋的连接做法可以参照《22G101-3：混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图（独立基础、条形基础、筏形基础、桩基础）》图集的防水底板FSB与各类基础的连接构造，地下室底板钢筋的上部钢筋设置在塔吊基础上部钢筋的下方，且不需要贯通，钢筋伸入塔吊内长度为受拉钢筋锚固长度；地下室底板的下部钢筋伸入塔吊长度为受拉钢筋锚固长度,如图1。

图1：高板位防水底板FSB与各类基础的连接构造(P2-54)
塔吊基础的地基承载力设计值的选取要参照塔吊使用说明书，以及地质勘察报告的承载力特征值建议值的要求，进行综合考虑,选用塔吊基础的外型尺寸和是否需要选用桩基形式，现在常见到的桩基础加钢筋混凝土承台应用范围较广，桩基础可以在地质条件较差、地基土的承载力较低，塔吊基础明显受到附近基坑开挖影响，塔吊负载较大，以及塔吊对基坑支护会产生比较大的附加荷载等的情况下都能够使用[2]；尽管塔吊基础的周围地下室底板对提高塔吊基础的抗倾覆性能有较大的作用，但在编制塔吊基础方案计算时，不应考虑塔吊基础与其周周地下室底板的嵌固效应，不仅是为了简化计算，也是为了提高塔吊的安全系数。

塔吊基础在地下室底板内整体式布置技术的基础形式及参数指标，参照国内某知名品牌塔吊QTZ125（6513）的技术参数，塔吊基础厚度为1400mm，一般的住宅项目车库地下室底板厚度为500，塔吊基础与地下室底板交接处由于的厚度差值较大，在该处的结构形变应力相
对其他部位较大，为应力最不利位置，通过Midas FEA NX模拟分析的云图也能看出该部位的不利工况（如图2），根据施工缝留置原则，将施工缝从塔吊基础与地下室底板交接处外扩500mm，同时设置止水钢板，减小施工缝处的渗漏风险。

图2：整体式塔吊基础Midas FEA NX模拟分析云图
地下室底板上部钢筋和下部钢筋的预留长度计算，可按,式中的：为预留钢筋在塔吊基础内受拉钢筋锚固长度，为预留钢筋的上部及下部钢筋100%搭接时的搭接长度，500mm为预留钢筋在施工缝至塔吊基础与地下室底板交接处之间的长度；30mm为预留底板钢筋在100%搭接时预留的施工允许误差，具体见塔吊基础与地下室底板结构关系平面和剖面示意，如图3、图4。

图3：塔吊基础与地下室底板结构剖面图4：塔吊基础与地下室底板结构平面
3.底板内整体式布置技术措施
3.1技术复核
塔吊基础埋置地下室底板下或与底板内整体式布置方法，都是对原设计的结构进行了小范围调整，实际上也改变了地下室原设计的受力计算模型，因此，在确定塔吊布置方案前，要与建设方、监理方和设计方进行沟通，委托设计方按照施工方的塔吊基础布置初步方案、以及塔吊工作时可能引起对底板的最不利状况进行复核验算，确认局部调整后结构是安全后，施工方办理技术复核单，四方签字，并作为塔吊布置专项方案附件的技术资料。

3.2土方开挖
塔吊基础开挖基坑底部尺寸，要考虑到地下室底板的防水卷材预留搭接，及底板钢筋预留长度的位置，做到一次性开挖成型,开挖基坑底面宽度至少不能小于：作业面宽度800mm*2+底板预留钢筋长度 *2+塔吊基础宽度L-底板预留钢筋在塔吊基础内的锚固长度*2。

由于塔吊基础基坑一般都是在工程基基坑土方开挖的同时、甚至提前开挖的，此时塔吊基础位置无可靠的临时基坑支护措施，一般都采取放坡的形式开挖，放坡比例要根据现场土层地质状况在方案中确定，并且要提前削坡，尽量避免开挖二次修坡，杜绝基坑边堆土，防止滑坡，加速塔吊基础的施工过程。

3.3防水构造
塔吊基础垫层厚度及混凝土强度等级按地下室结构设计要求，在塔吊基础与地下室底板高低差部位用水泥砖砌筑砖胎模并用水泥砂浆抹平；防水层做法按工程原设计，一般地下室底板的防水层使用的防水卷材较多，在阴角和阳角处的附加处按原设计的附加层做法施工，防水卷材在地下室底板向外预埋时，注意做好卷材的保护措施，防止卷材破损；当塔吊基础内桩基时，桩头的防水处理按照工程设计的防水处理做法[3]。

3.4施工缝防裂
塔吊基础民地下室底板交接处存在明显的厚度差，在该处的结构形变应力相对其他部位较大，为应力最不利位置，极易产生裂缝，按照施工缝留置原则，将施工缝设置在距交接处500mm位置；必要时，在施工缝处设加密钢筋，其位置设置于最上层面筋的下面；最底层底筋的上面。

其锚固长度为La，且不小于300；在转角处设置角部放射钢筋，防水转角处产生斜角裂缝。

主楼的沉降后浇带可以改线沿塔吊与地下室底板的施工缝设置，以减小由于塔吊基础的沉降量大于地下室的降量而造成的不均匀沉降引起的地下室底板结构裂缝的风险。

3.5施工缝防渗
塔吊基础的混凝土强度等级一般不低于C35，地下室底板的混凝土强度等级一般为C30，与塔吊基础一次性浇筑成型的地下室底板部分的混凝土强度等级需同塔吊基础的混凝土强度，而且抗渗等级按工程设计要求；施工缝处理为防渗的薄弱环节，在施工缝增设一道防水附加层；在施工缝处的地下室底板厚度二分之一处位置设置一道钢板止水带，接头双面焊接，延长渗漏的路径。

4.效益分析
以直接利用天然地基，在场地土质条件较好的场地，且在塔吊基础埋置深度范围内存在最薄处不小于1.5m且该土层地基承载力特点值不小于210Kpa的稳固原土层[4]的情况为例，塔吊基础在底板内整体式布置方法相较于塔吊基础埋置地下室底板下的分离式布置方法，其工艺特点：土方开挖量减少；钢筋及混凝土用量减少；塔基顶标高与底板标高相齐平，无塔吊基坑泡水安全隐患，无需专用排水设置；无底板钢筋穿插塔吊基础节，塔吊拆除便利；塔吊拆除后，无需后浇底板等工艺优势。

从工程成本上考虑，塔吊基础在底板内整体式布置方法相较于塔吊基础埋置地下室底板下的分离式布置方法，这两种方法的主要工程
量费用估算对比也有一定的经济优势，如表1。

表1：分离式与整体式塔吊基础主要工程量费用估算表
注：因地区及时间上的差异，本表中的对比项目单价仅供参考
采用塔吊基础在底板内整体式布置方法相较于塔吊基础埋置地下室底板下的分离式布置方法在成本上节省12624.85元，较常规布置方法节约成本约10%~15%。

5.结语
塔吊基础在地下室底板内整体式布置的施工技术，通过工程实例已经证明该技术的可靠性，塔吊基础与地下室底板的混凝土整体性浇筑，对塔吊的抗倾覆性能有较强的增益效果，增加了塔吊运行的安全性。

该项技术不仅降低了塔吊基础与地下室底板交界区域的工程实体的施工难度，加快了施工进度，同时也有可靠的技术措施，有效地防止开裂和渗漏，塔吊基础的沉降未超出沉降观测报警值，且未出现不均匀沉降；通过效益分析可以看出，该项技术节省了工程成本，且具有良好的经济效益；无需持久塔吊基础的排水，又节约了社会资源。

参考文献
[1]JGJ/T 187-2019,塔式起重机混凝土基础工程技术标准[S].
[2]辛明珠. 基于BIM技术的塔吊布置规划研究[D].重庆大学,2018.
[3]书名（第五版）编委会. 建筑施工手册（第五版）[M]. 中国建筑工业出版社, 2013.
[4]梅荣. 组合式塔吊基础设计及施工[J]. 城市建设理论研究（电子版）, 2014.。