1、回字型鋼格構柱塔機基礎施工工法前 言目前，國內使用的塔式起重機（以下簡稱塔機）基礎多數是按照塔吊說明書提供的設備基礎組織施工，由于施工現場的需求不同以及場地地質狀況的不同，同一型號的塔機采用相同的塔機基礎，往往造成了極大的浪費，不利于環保節能，同時也加大了成本。同時，塔機作為工程施工過程中最重要的垂直和水平運輸設備，在一些高層建筑由于地下室基坑較深，施工工期又較緊，特別是一些吊裝的需要，通常需要將塔機設置在地下室基坑中，因此在基坑開挖時就要使用塔機，這就給塔機基礎設計施工帶來了一系列的技術問題。回字型鋼構柱塔機基礎是我公司結合近20年來各種型號的塔機的各類型基礎自行研發的一種新型基礎形式，已在

2、本公司多個工程中應用，取得了較好效果，故形成本工法。 一、工法特點 （一）可確保塔機整體結構穩定性。采用回字型的混凝土基礎，樁基與基礎之間采用鋼格構柱連接，可保證塔機的強度和剛度，安裝后，達到標準的強度系數。 （二）可解決地下室施工階段塔機使用困難的問題，同時節省施工工期。隨著地下建筑的發展，特別是高層建筑的地下室越來越深，建筑施工過程中對塔機使用的要求越來也越高，采用本工法，可在土方開挖前就可以使用塔機，加大運輸效率，節約施工工期，同時滿足吊裝構件的需求。 （三）連接可靠，施工澆筑、安裝、拆除便捷。與一般塔機的連接方式不同，本工法塔身與基礎的連接采用的是塔機的專用基礎預埋節直接預埋（專用基礎

3、預埋節的四個角直接正對鋼格構柱），同時樁基與基礎之間采用鋼格構柱連接，連接可靠，受力、傳力明確。若遇結構的底板、樓板可采用結構預留洞或遇結構整體澆筑（采取一定的防水措施）即可。整個基礎施工澆筑、安裝、拆除便捷。（四）節約成本。由于采用了回字型的基礎形式，相對于傳統基礎形式，節省了大約70的砼方量，50%的鋼材用量，同時由于塔機基礎自重的降低，樁基的入土深度也相應的降低。（五) 應用廣泛。 目前，高層建筑地下室工程越來越多，越來越深，為提高塔機使用率，在挖土施工階段就提前使用塔機，回字型塔機基礎得到了廣泛的應用，方便了施工，降低了工程施工成本。二、適用范圍本工法適用于任何型號的塔機在有地下室情況

4、下的工程施工。三、工藝原理回字型鋼格構柱塔機基礎的施工工藝原理與固定式塔機基礎的施工工藝原理基本相同，所不同的在于回字型鋼格構柱塔機基礎采用回字型混凝土基礎承臺，并參照常用的鋼格構柱的優點，直接使用專用基礎預埋節通過回字型混凝土基礎承臺直接連通鋼格構柱（專用基礎預埋節的四個角直接正對鋼格構柱），使塔機豎向受力、傳力明確。同時采用了梁、板結合的配筋方法，節約了以往基礎承臺受力、傳力不明顯部位的混凝土及配筋，基礎所承受的水平力和傾覆力矩直接由回字型的暗梁承受連接穩定。四、施工工藝流程及操作要點（一）施工工藝流程塔機型號的選擇和定位回字型鋼格構柱塔機基礎的設計鋼格構柱的制作鋼格構柱樁基施工回字型塔機

5、基礎施工回字型塔機基礎拆除。（二）操作要點1、塔機型號的選擇和定位在回字型鋼格構柱基礎設計前，應由專業設計單位或部門，根據工程設計建筑結構圖紙結合施工現場需求，對塔機型號和定位進行確定。當型號和位置確定好后，方可為回字型鋼格構柱基礎的設計提供正確有效的數據。在選擇塔機型號和塔機定位時，應遵循以下原則：（1）選擇的塔機型號要滿足施工現場運輸、吊裝、以及作業半徑的施工需求；（2）塔機的定位要合情合理，盡量滿足施工需求，使塔機受力、傳力明確，便于安裝、拆卸。如有附著時需滿足附著的要求，若遇到結構構件或主要梁柱時應避開，選擇可以穿越的結構構件（如板）整體澆筑或設預留洞；（3）塔機在定位過程中若碰到地下

6、圍護結構的主要構件時，應設法避開，不得影響基坑圍護的安全，且要充分考慮基坑圍護施工過程中可能會給塔機帶來的一些安全影響因素；（4）塔機的型號和定位一旦確定，在施工過程中就不得更改。2、回字型鋼格構柱塔機基礎的設計回字型鋼格構柱塔機基礎的設計，必須由具有專業設計資質的單位進行設計，本公司由專業技術部門負責進行設計。2.1回字型鋼格構柱塔機基礎設計前應具備以下資料：1 建筑工程總平面圖、工程建筑和結構設計文件；2 巖土工程勘察報告及氣象資料；3 塔機使用說明書，塔機使用期限、單構件最大吊裝重量及吊升高度等；4 基坑支護設計方案；5 塔機活動半徑范圍內及附近的建筑與地面以上的架空高壓線等情況；6 塔

7、機基礎周邊地下管線的情況。2.2回字型鋼格構柱塔機基礎應滿足承載能力極限狀態和正常使用極限狀態的要求，設計應包括以下內容： 1 塔機基礎的定位、標高；2 承載力、抗傾覆驗算；3 塔基結構計算，配筋及構造設計； 4 監測項目及施工要求。2.3 回字型鋼格構柱塔機基礎設計應考慮以下作用：1 塔機及基礎自重；2 塔機吊重及起重力矩；3 風荷載； 4 塔機上附加設施的作用。2.4 回字型鋼格構柱塔機基礎設計計算內容回字型鋼格構柱塔機基礎設計計算的內容與固定式塔機基礎計算大致一致，具體計算內容和步驟詳見附件。回字型鋼格構柱塔機基礎設計要特別注意節點位置的處理，可參照下圖節點。 3 鋼格構柱的制作鋼格構柱

8、宜采用四肢組合對稱構件，綴件采用鋼板或角鋼，如圖3。當鋼格構柱穿越地下室底板（或覆土頂板）時應在鋼格構柱上焊鋼板止水片以防底板（或覆土頂板）滲水，止水片宜位于底板（或覆土頂板）中部位置。平截面圖 立面圖 水平及斜向支撐示意圖圖3 鋼格構柱 4鋼格構柱樁基施工鋼格構柱樁基施工時要特別注意以下內容：4.1鋼格構柱樁基可以利用工程樁，但定位和標高一定要嚴格控制，不得對工程樁有影響；4.2鋼格構柱樁基施工時要使格構柱與鋼筋籠的連接可靠（格構柱可與主筋點焊），且嚴格按設計要求控制格構柱的標高。5回字型塔機基礎施工5.1塔機基礎的施工應執行驗槽及隱檢程序5.2基礎各項尺寸允許偏差應滿足下列要求： 承臺厚度

9、15mm，承臺邊長20mm，鉆孔灌注樁樁位50mm，樁長100mm，沉渣厚度50 mm，專用預埋節位置偏差50mm。5.3 塔機基礎所需預埋件位置準確，預埋牢固，在澆筑混凝土過程中注意不能碰撞并要加強觀測，不得移位。5.4 塔機基礎澆筑后應做好養護工作。5.5 基礎混凝土強度應達到設計強度的80%以上方可進行塔機的安裝。5.6 嚴格按塔機說明書無附墻最大高度控制一次性裝高，塔機升節前按要求做好附墻件。5.7 必須按規定做好塔機基礎的防雷接地。5.8 基礎澆筑完成后塔機安裝前應在基礎四角設置沉降觀測點，并在塔機安裝前進行原始觀測，塔機安裝后觀測一次，塔機升級后至少觀測一次，在使用過程中根據實際情

10、況進行進程觀測，并做好記錄。基礎的最大最小沉降差引起的基礎傾斜不應大于0.001，總沉降控制在20mm以內。當塔基位于基坑邊或需對位移進行控制等情況時，尚應對基礎位移進行觀測。5.9塔機在附墻件未設置前，塔身上不得懸掛標語牌，塔機在非工作狀態下應保證回轉部分可自由旋轉。6回字型鋼格構柱塔機基礎拆除回字型鋼格構柱塔機基礎拆除時要等結構施工完畢，塔機不再使用并拆除后，方可進行。先鑿除回字型基礎承臺混凝土，拆除專用基礎預埋節。對鋼構柱可割除剩余露在主體結構以外部分，以便回收利用。五、材料與設備（一）主要材料表（詳見表1）表1 主要材料表序號材料名稱品種/規格質量標準檢驗方法 1鋼 板Q235-A：8

11、應符合碳素結構鋼GB700-88標準參照鋼結構工程施工質量驗收規范GB50205-2001Q235-A：102角 鋼Q235-A：10#L100*10*12應符合GB9787-88標準Q235-A：12#L125*10*14Q235-A：14#L140*10*143槽 鋼Q235-A：14#,16#GB700-19884焊 條E40應符合GB/T5117（二）施工設備、工具及施工隊伍1、在回字形鋼格構柱塔機基礎的制作、施工與拆卸過程中主要的施工機械設備（詳見表2）：表2 施工機械設備表序號名 稱單 位規 格數 量備 注1打樁機臺待定12電焊機臺23切割機臺CQ40014砂輪機臺M302015乙

12、炔、氧氣套12、在回字形鋼格構柱塔機基礎的制作、施工與拆卸過程中主要測量工具表（詳見表3）：表3 主要手動工具及測量工具表序號名 稱單 位規 格數 量備 注1皮 尺把50m12鋼卷尺把5m23經緯儀臺J224游標卡尺把0125mm15水準儀臺S31 3、施工隊伍 回字形鋼格構柱塔機基礎的制作、施工與拆卸工作，是屬于特種作業，作業人員必須經過專業培訓，考核合格后，持證上崗。在作業的過程中，必須配備足夠的作業人員，確保施工的順利進行，施工隊伍配備如下：項目總指揮、技術負責人、安全員、質量員、負責人、機修工、電工；起重工2名；電焊工3名；裝拆工4名。六、質量控制（一）基本要求：1、鋼格構柱的制作、施

13、工的質量控制，參照GB50205-2001鋼結構工程施工質量驗收規范執行。2、采用的原材料及成品應進行進場驗收，凡涉及安全功能的原材料及成品，按規定進行全數檢查和取樣檢驗。3、各工序應按施工技術標準進行質量控制，每道工序完成后，應進行檢查。4、鋼格構柱的制作，應按照設計圖紙的尺寸進行制作。5、焊接作業人員必須經考試合格并取得合格證書。持證焊工必須在其考試合格項目及其認可范圍內施焊。6、施工、拆卸作業人員，必須經考試合格并取得起重設備安裝、拆卸資格證書。（二）主控項目：1、材料質量。鋼材、焊接材料的品種、規格、性能等應符合現行國家產品標準和設計要求。檢驗方法：檢查鋼材、焊接材料出廠合格證、出廠檢

14、驗報告、抽樣復驗單等資料。2、焊接工程。焊條、焊接材料與母材的匹配應符合設計要求及國家現行行業標準建筑鋼結構焊接技術規程JGJ81的規定。焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。檢驗方法：觀察檢查或使用放大鏡、焊縫量規和鋼尺檢查，當存在疑義時，采用滲透或磁粉探傷檢查。3、鋼格構柱施工以及專用基礎預埋節的安裝定位必須準確，水平位置高差應控制在50內；塔機垂直度應控制在4以內，全程高度不超過10cm.檢驗方法：用水準儀測量附著框和附著點支座的標高，進行比較，得出高差；用2只經緯儀從2個不同的角度測量塔機的垂直度。（三）一般項目：1、構件表面不應誤涂、漏涂，涂層不應脫皮和返銹等。涂層應均勻、無明顯皺皮、流墜

15、、針眼和氣泡等。檢驗方法：觀察檢查。七、安全措施（一）認真執行安全生產制，嚴格遵守安全操作規程。（二）參加回字型鋼格構柱塔機施工和管理（質檢、安全、指揮）人員必須持有特種作業操作證。（三）凡患有色盲、矯正視力低于1.0、聽覺障礙、恐高癥、心臟病、貧血、美尼爾癥、癲癇、眩暈、突發性昏厥等疾病及斷指者不得從事登高作業。（四）指揮信號必須由專職的指揮人員發出，其他人員不得指揮。（五）所有作業人員必須戴好安全帽和防護手套，登高作業必須系好安全帶，不得穿硬底鞋及塑料底鞋，嚴禁酒后作業。（六）專用基礎預埋節的安裝和基礎承臺的澆筑，必須安排在白天作業。（七）施工現場必須設置警戒線，有專人看護，無關人員不得進

16、入現場。（八）專業安裝單位人員應先熟悉掌握塔機的安裝步驟，嚴格按照使用說明書中的安裝步驟進行安裝操作，（九）本工法未涉及的注意事項均按照相對應的使用說明書和有關安全操作規程嚴格執行。八、環保措施在本工法的鋼格構柱制作完成后，對結構成品做防銹蝕處理，為了不造成油漆對環境的污染，在成品油漆噴刷前，將塑料薄膜鋪在地面上，然后將結構成品吊運在上面，進行噴刷，在油漆噴刷時，工作人員應做好相應的防護措施，廢料及時回收統一處理。在施工過程中遇結構構件可整澆，并做好防水措施，待施工完成后可割除剩余部分的鋼格構柱以及鑿出的標準預埋節以待下次使用。九、效益分析（一）使用回字型鋼構柱塔機基礎，解決了大型地下室施工中

17、塔機定位、安裝難的問題，在建筑物結構施工中，不對建筑物造成影響，可以使建筑物結構一次性成型，同時，也提高項目施工的效率，節約施工成本。（二）使用本工法，效益明顯，基礎混凝土方量節省70以上，基礎承臺配筋同比節約50以上，每臺回字型鋼格構柱塔機基礎相比常用基礎形式節省造價上萬元。同時與全鋼塔機基礎相比，回字型鋼格構柱塔機基礎施工工期短，施工工藝無特殊要求，方便快捷，技術簡單明顯，焊接量少，塔機整體穩定性能好，具有較高的應用價值。（三）本工法對當前工業與民用建筑有地下室基坑工程提供了豐富的實踐經驗，可在今后同類工程推廣應用，具有明顯的社會效益。十、應用實例（一）紹興金暉廣場工程項目，總建筑面積74

18、472平方米，其中地上建筑面積58566平方米，地下建筑面積15906平方米，造價8500萬元。建筑由A、B、裙房三個單體組成，A主樓25層，高度94.200米，屋面以上部分最高105.8米，標準層層高3.6米，鋼筋混凝土框架核心筒結構；B主樓24層（不含設備層），高度85.800米，標準層層高3.3米，鋼筋混凝土框架剪力墻結構；裙房三層，高度15.000米，鋼筋混凝土框架結構。本工程A、B主樓在下部有三層裙房連為一體，上部十八層處有連接體相連，為大底盤連體結構，屬復雜高層建筑結構。共安裝了3臺杰牌JTZ5013塔式起重機，塔機基礎均采用回字型鋼格構柱塔機基礎。該塔機基礎由07年6月開始施工，

19、2007年12月正式使用，施工過程中一切正常。通過回字型鋼格構柱塔機基礎的應用，塔機整體結構穩定性較好，給項目部施工帶來較大的便利和效益。（該圖為一臺塔機基礎）（二）銀座國際商務中心項目位于紹興縣城區興越支路南側，管墅直江西側，紹興縣建設大樓北側，領先國際貿易中心施工工地東側。本工程總建筑面積62720平方米，總地下室面積11400平方米，建筑由A樓和B樓組成，其中A樓為6層商業與辦公樓，B樓由主樓為17層的高層商業與辦公樓及6層裙房組成，建筑物基礎形式采用樁基礎，高層為鉆孔灌注樁，多層采用預應力管樁，地下室底板、地梁下設150厚C15墊層及100厚碎石墊層，承臺地梁、底板、墻板砼采用C35。

20、該工程共使用3臺塔機，其中有2臺位于地下室中，采用了回字型鋼格構柱塔機基礎，該塔機基礎有連接可靠，施工澆筑、安裝、拆除便捷，節約成本，且應用廣泛等優點。回字型基礎承臺與樁基采用鋼格構柱連接，目前塔機已安裝到位，使用過程中正常。（該圖為其中一臺實景照片） 除上述工程中外，我公司還在紹興市人民檢察院辦案、專業技術綜合用房工程、溫州新世紀大廈、杭州中北花園等多項工程中應用本工法，工程質量和工期得到保證，塔機使用過程中安全穩定，具有明顯的經濟效益和社會效益，為此擬定工法予以推廣應用。附件：（計算實例）回字型鋼格構柱塔機基礎的計算書一. 參數信息 塔吊型號: QTZ63,自重(包括壓重)F1=450.0

21、0kN,最大起重荷載F2=60.00kN 塔吊傾覆力距M=850.00kN.m,塔身寬度B=1.6m 混凝土強度:C25,鋼筋級別:級,承臺寬度Bc=2.50m 樁直徑或方樁邊長 d=0.80m,樁間距a=1.7m,承臺厚度Hc=1.00m 承臺箍筋間距S=200mm,保護層厚度:50mm二. 塔吊基礎承臺頂面的豎向力與彎矩計算 1. 塔吊自重(包括壓重)F1=450.00kN 2. 塔吊最大起重荷載F2=60.00kN 作用于樁基承臺頂面的豎向力 F=1.2(F1+F2)=612.00kN 塔吊的傾覆力矩 M=1.4850.00=1190.00kN.m三. 矩形承臺彎矩的計算 計算簡圖： 圖

22、中x軸的方向是隨機變化的，設計計算時應按照傾覆力矩M最不利方向進行驗算。 1. 樁頂豎向力的計算(依據建筑樁技術規范JGJ94-94的第5.1.1條) 其中 n單樁個數，n=4； F作用于樁基承臺頂面的豎向力設計值，F=1.2510.00=612.00kN； G樁基承臺的自重，G=187.50kN； Mx,My承臺底面的彎矩設計值(kN.m)； xi,yi單樁相對承臺中心軸的XY方向距離(m)； Ni單樁樁頂豎向力設計值(kN)。 經計算得到單樁樁頂豎向力設計值: 最大壓力： N=(612.00+187.50)/4+1190.00(1.801.414/2)/2(1.801.414/2)2=66

23、7.42kN 最大拔力： N=(612.00+187.50)/4-1190.00(1.80/2)/4(1.80/2)2=-130.68kN 2. 矩形承臺彎矩的計算(依據建筑樁技術規范JGJ94-94的第5.6.1條) 其中 Mx1,My1計算截面處XY方向的彎矩設計值(kN.m)； xi,yi單樁相對承臺中心軸的XY方向距離(m)； Ni1扣除承臺自重的單樁樁頂豎向力設計值(kN)，Ni1=Ni-G/n。 經過計算得到彎矩設計值： N=(612.00+187.50)/4+1190.00(1.80/2)/4(1.80/2)2=530.43kN Mx1=My1=2530.43(0.90-0.80

24、)=106.09kN.m四. 矩形承臺截面主筋的計算 依據混凝土結構設計規范(GB50010-2002)第7.2條受彎構件承載力計算。 式中 1系數，當混凝土強度不超過C50時，1取為1.0,當混凝土強度等級為C80時， 1取為0.94,期間按線性內插法確定； fc混凝土抗壓強度設計值； h0承臺的計算高度。 fy鋼筋受拉強度設計值，fy=300N/mm2。 經過計算得 s=106.09106/(1.0011.902500.00950.002)=0.004 =1-(1-20.004)0.5=0.004 s=1-0.004/2=0.998 Asx= Asy=106.09106/(0.998950

25、.00300.00)=328.09mm2。五. 矩形承臺截面抗剪切計算 依據建筑樁技術規范(JGJ94-94)的第5.6.8條和第5.6.11條。 根據第二步的計算方案可以得到XY方向樁對矩形承臺的最大剪切力,考慮對稱性， 記為V=667.42kN我們考慮承臺配置箍筋的情況，斜截面受剪承載力滿足下面公式： 其中 0建筑樁基重要性系數，取1.0； 剪切系數,=0.20； fc混凝土軸心抗壓強度設計值，fc=11.90N/mm2； b0承臺計算截面處的計算寬度，b0=2500mm； h0承臺計算截面處的計算高度，h0=950mm； fy鋼筋受拉強度設計值，fy=300.00N/mm2； S箍筋的間

26、距，S=200mm。 經過計算承臺已滿足抗剪要求，只需構造配箍筋!六.樁承載力驗算 樁承載力計算依據建筑樁技術規范(JGJ94-94)的第4.1.1條 根據第二步的計算方案可以得到樁的軸向壓力設計值，取其中最大值N=667.42kN 樁頂軸向壓力設計值應滿足下面的公式： 其中 0建筑樁基重要性系數，取1.0； fc混凝土軸心抗壓強度設計值，fc=11.90N/mm2； A樁的截面面積，A=0.503m2。 經過計算得到樁頂軸向壓力設計值滿足要求,只需構造配筋!七.樁豎向極限承載力驗算及樁長計算 樁承載力計算依據建筑樁基礎技術規范(JGJ94-94)的第5.2.2-3條 根據第二步的計算方案可以

27、得到樁的軸向壓力設計值，取其中最大值N=667.42kN 樁豎向極限承載力驗算應滿足下面的公式： 最大壓力: 其中 R最大極限承載力； Qsk單樁總極限側阻力標準值: Qpk單樁總極限端阻力標準值: Qck相應于任一復合基樁的承臺底地基土總極限阻力標準值: qck承臺底1/2承臺寬度深度范圍(5m)內地基土極限阻力標準值； s,p分別為樁側阻群樁效應系數，樁端阻群樁效應系數； c承臺底土阻力群樁效應系數；按下式取值： s,p,c分別為樁側阻力分項系數，樁端阻抗力分項系數，承臺底土阻抗力分項系數； qsk樁側第i層土的極限側阻力標準值，按下表取值； qpk極限端阻力標準值，按下表取值； u樁身的

28、周長，u=2.513m； Ap樁端面積,取Ap=0.50m2； li第i層土層的厚度,取值如下表；厚度及側阻力標準值表如下: 序號 土厚度(m) 土側阻力標準值(kPa) 土端阻力標準值(kPa) 土名稱 1 1.2 4 0 淤泥質粉質粘土 2 11 9 0 粉質粘土 3 10.1 5 0 淤泥質粉質粘土 4 6.4 25 500 粉質粘土 由于樁的入土深度為25m,所以樁端是在第4層土層。 最大壓力驗算: R=2.51(1.24+119+10.15+2.725)/1.4+1.64500.000.50/1.4=690.51kN 上式計算的R的值大于最大壓力667.42kN,所以滿足要求!八.樁抗拔承載力驗算 樁抗拔承載力驗算依據建筑樁基礎技術規范(JGJ94-94)的第5.2.7條 樁抗拔承載力應滿足下列要求: 其中: 式中 Uk基樁抗拔極限承載力標準值； i抗拔系數； 解得: Ugk=10(1.24.75+119.75+10.15.75+2.725.75)/4=415.88kN Ggp=102522/4=1375.00kN Uk=2.51(1.24.75+119.75+10.15.75+2.725.75)=417.37kN Gp=2.512525=1568.75kN 由于: 415.88/1.65+1568.75=130.6