钢管混凝土桩塔吊基础施工工法

钢管混凝土桩塔吊基础施工工法

1、前言

目前，地下空间深基坑施工日趋增多，为了增加地下室面积，基坑支护往往扩至规划红线位置。如果采用外置塔吊，塔吊的覆盖半径往往难以满足施工要求；如果增加塔吊的数量，工程成本将大大提高；如果采用常规的底板基础内置塔吊，使立塔工作在土方开挖后才能进行，这样就会严重影响施工进度。而本工法采用钢管混凝土桩塔吊基础，使立塔工作可以在土方开挖之前进行，不仅为土方开挖和混凝土底板浇筑提供了垂直和水平运输的机械，而且还可以加大塔吊的工作半径，从而节省工期、提高工效。

传统的混凝土平板式、十字式塔吊基础形式不利于深基坑施工，而近几年出现的格构式塔吊基础适用于深基坑，但相对刚度较弱。本工法适用于深基坑施工，塔吊基础的安全性比格构式塔吊基础更佳，且施工也更加方便。通过对工法的研究与应用，表明这种形式的塔吊基础适用性、经济性、安全性均比其它形式的塔吊基础优越，工程项目的成果实践充分证明了这一种值得推广的施工新方法、新技术。

2、工法的特点

2.1缩短工期

钢管桩塔吊基础以及塔吊安装工作在基坑土方开挖之前完成，使之在土方及基坑施工阶段就可投入使用，缩短了工期，提高了工效。

2.2提高工效

由于塔吊采用了内置式，加大了塔吊回转范围内对工作面的覆盖面积，减少了塔吊的覆盖盲区，提高了塔吊的工作效率。

2.3减小对结构基础底板的不利影响

在钢管桩穿过基础底板的位置加设了止水环，增强了底板防水能力，并使塔基受力自成体系，减小了对结构基础底板受力和防水的不利影响。

2.4提高刚度和安全度

由于采用了钢管混凝土和钢桁架支撑体系，使钢管桩塔吊基础整体处于稳定状态，提高了塔吊的刚度和安全度。

2.5提高塔吊基础的适用性

塔吊基础采用钢管混凝土桩基，可适用于软土、较厚填土层、较高地下承压水位等不良地质条件下的塔吊布置。

3、适用范围

适用于建筑物深度在13m以内，软土、较厚填土层、较高地下承压水位等不良地质条件的深基坑内置塔吊基础。

4、工艺原理与计算原理

4.1工艺原理

钢管混凝土桩塔吊基础是在土方开挖前先施工钻孔灌注桩，随即下设钢套管，并在灌注桩和钢套管内浇注混凝土，然后制作塔吊地脚进行塔吊安装，如图4.1所示。塔吊在挖土之前即可投入使用，可在土方开挖过程中随挖土深度按分段逐段焊接桁架支撑并于槽底位置浇注塔基框箍底脚。

图4.1

4.2计算原理

钢管混凝土作为一种混凝土与钢管形成的组合结构材料，其基本原理如下：

4.2.1借助于钢管对核心混凝土的套箍(约束)作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而使核心混凝土具有更高的抗压强度和变形能力，计算时按钢管砼组合在轴心受压条件下的刚度强度计算。

4.2.2借助于内填的混凝土可以增强钢管壁的稳定性，按钢管砼组合作用计算稳定性。

5、工艺流程和操作要点

5.1工艺流程

材料检测→下料→矫正调直→边缘加工→制孔→调直→除锈→半成品验收→塔基桩及钢管连接→安装塔基座→测量校正→安装水平支撑→安装垂直支撑→塔基桩底加固→验收

5.2操作要点

5.2.1钢管桩基础施工前，要求场地周围平整并浇筑100厚混凝土地面，以便桩位垂直度及标高控制。

5.2.2钢筋砼灌注桩的钢筋笼时露出地面2m ，用吊车吊起钢管与钢筋笼焊接使之固定，连接部位附加8根Ф25钢筋焊在主筋上并与钢管焊接，详见图5.1。

灌注桩与钢管连接节点图

5.2.3塔基脚框箍采用横纵向钢筋混凝土加劲梁进行加固，保证塔基脚的整体稳定性，详见图5.2。

图

5.1

图5.3

5.2.4钢管桩与钢筋笼焊好后下入桩底，要求塔基四桩相对位置准确，桩位及钢管位置允许偏差＜20mm ，四桩相对位置偏差＜10mm ，塔身钢管的垂直度偏差≮1/500管长。

5.2.5钢管内采用C30砼分两次浇筑，第一次浇筑到距钢管顶部4m 处，清理超灌浮浆。待塔基桩混凝土沉降稳定后，对四根钢管桩支撑面用水平仪进行测量，复验标高和轴线。支撑面标高偏差≯±3mm ，轴线偏差≯±3mm ，支撑面找平后钢管桩上焊接8块12mm 厚加劲板，在加劲板上焊接环绕钢管桩、直径为1200mm

的托板，在托板上焊接高度1000mm ，直径820mm 的钢管并与下面相对应部位焊接加劲板。如图5.3所示。

5.2.6竖向支撑采用水平及垂直桁架支撑，单组垂直桁架支撑高度为1.2m ，如图5.4所示。

图5.4

5.2.7塔吊底脚预埋：预埋件应用7.5m 塔吊基础节安装在特制的四个固定底脚上，找正后安放在支撑座钢管上。固定底脚前，用经纬仪测量塔吊基础节垂直度，垂直度偏差≯其高度的1‰，平面位置最大偏差≯±5mm 。

塔吊底脚预埋后保证塔基水平度偏差≯塔身截面宽度的1‰。基座安装时应先对准中心轴线位置。垂直度校正时，底脚立筋下用钢楔子找平，垂直度符合要求后再点焊固定。焊接时应采取对角交叉施焊，防止因焊接变形造成垂直度发生变化。

5.2.8在塔基与塔脚固定后，此处连接为加强部位，设置8Ф25钢筋和四层均布ф6@100钢筋网片，并浇筑微膨胀砼到管口。如图5.5所示。

图5.5

5.2.9对四根钢管桩进行加固采用工字钢连接如图5.6所示。

工字钢

φ820

钢管

工字钢

φ114

.5钢管

50050012

钢管桩连接图

塔吊底脚

8φ25

砼加微膨胀剂

φ529

钢管φ82012钢管

4层ф6钢筋网片@100塔脚与塔基连接图

12厚加劲板工字钢

图5.6

5.2.10塔基桩底加固平面图如图5.7所示。

图5.7

5.2.11土方开挖要求：钢管桩周围土方随基坑一同开挖，每步开挖深度不应大于2m 。塔身5m 范围内保持水平开挖，防止土方挤压塔身；随土方开挖及时安装焊接水平垂直桁架支撑进行加固。如图5.8所示。

5.2.12钢管桩与主体结构相交处的楼板应留洞，洞边距钢管壁100mm ，用木楔固定，木楔间距200mm ，并与钢结构塔身软连接固定。

5.2.13塔吊附着高度应为厂家安装的附着

高度降低10m 。 图5.8

5.2.14在基础底板施工前，控制塔身超出地面的一次性立塔高度在10m 以内。基础底板施工完成并达到设计强度85%以上后，方可将塔身立设到自由高度的最大值。

5.2.15桩基与基础底板钢筋交叉的技术处理

塔基底脚加固平面图

φ8@200

2Φ25

2Φ25

配筋图

配筋图2Φ182Φ18

φ8@200

φ8@200纵横筋

φ8@400拉接筋与垫层上坪等标高

钢管桩

塔基桩

剖面图

φ8@200纵横筋

φ8@200纵横筋

注：所有钢筋连接需满足锚固长度。

混凝土保护层厚度25混凝土强度