锚杆承台组合塔吊基础的设计与施工实例

　　前言 在高层建筑地下室工程施工中为了使塔吊尽 早投入使用以解决大量物料的垂直与水平运输很 多情况下需要在基坑工程开挖后甚至开挖前就安装 施工用塔吊" 考虑到塔吊工作平面的覆盖率及其安 装#拆卸等技术问题塔吊往往需布置在基坑乃至地 下室平面范围内但受到拟建工程的基础以及桩位 限制塔吊基础平面尺寸往往难以满足其使用说明 书的要求为了确保塔吊基础的强度和稳定一般有 如下几种处理方案$ 

　　四桩支承方案 塔吊基础平面尺寸一般不宜小于 $%1$%塔基 下设 $ 根支承桩可采用钻孔桩或其它桩型" 此方 案无论塔基下地基土耐力高低均可采用能满足塔 吊基础的强度和稳定性要求但费用较高且工期长 桩基础施工有一定难度对支承桩可能出现的拉拔 力需进行设计验算且施工上制定质量保证措施" # 工程概况 该商住楼工程位于广州江南大道北市二宫地铁 站 东 侧  由 * 栋 塔 楼 组 成  设 + 层 地 下 室  基 坑 深 ,-.%呈东西走向平面尺寸为 /+(%%长&10(%%宽&" 塔吊设于中间塔楼南侧外 *-(处由于受工程基础 及桩位的限制塔吊基础平面尺寸仅能达到 1%1$或直径 &$的圆形" 另外为保证地下室底板不受 塔吊基础分割而能连续施工拟把塔吊基础置于基 坑土面以下 +-00标高处 进入中微风化砂质泥岩 内" 塔吊基础平面为直径 &$的圆形 承台 厚 2-*0%采用 34 +*5 型 647’%#臂长 04的塔吊" $ 塔吊基础设计 单根人工挖孔桩与承台组合方案 设计原则 

　　由 于 塔 吊 基 础 平 面尺寸达不到塔吊使用说 明的要求 因此基底将出 现拉应力" 由于独立的塔 吊基础基底不允许出现拉 应力 以确保塔吊的稳定 和安全 为此拟采用垂直 锚 杆 抵 抗 基 底 的 拉 应 力  使 基 底 一 侧 应 力 为 4 此 时基底另一侧的地基压应 力将会增大 增加的压应 力值与对应一侧的拉应力 值相等符号相反%如图 2& " *82 塔吊基础平面尺寸一般不宜小于直径 $的圆 形塔基下设单根较大直径的人工挖孔桩形成人工 挖孔桩与承台组合的塔吊基础" 此方案无论塔基下 地基土耐力高低均可采用且施工方便能满足塔吊 基础的强度和稳定要求但对于塔基下为地下水丰 富的软弱土层或砂层则不宜采用" # 锚杆与承台组合方案 塔吊基础平面尺寸一般为直径 &$的圆形 塔基下设 ’

　　组垂直锚杆形成锚杆与承台组合的塔 吊基础" 此方案适用于塔基下具有较高地耐力的条 件其优点是能发挥较高地基强度的潜力和锚杆的 抗拔力具有较高的强度和稳定性且施工方便工 期较短费用较低" 因此要 求 地 基 具 有 较 高 强 度$ 正是这样$ 才能发 挥 具 有较高强度地基的潜力 根 据 上 述 原 则 $ 塔 吊基础 需 在 地 下 室 基 坑 土 面再向下挖深 $1))&$ 为了 确保塔 吊 基 础 土 方 开 挖 和 基础施工的安全$塔吊基础 拟设为圆形$并采用人工挖 孔桩分段下挖和浇筑混凝土护壁的工艺进行(1$ 设计根据 " 工程施工设计图及工程周边环境状况& 即  &27 3 *1(’+受压应力"$ &89 3:*1-’受拉 应力"当受拉应力一边由锚杆承受拉力$使该处的 地基应力为 * 时$则受压应力一侧地基压应力为’   3*1(’+6*1-’3*1))402" ;1 非工作状态 工程施工组织设计及其施工平面布置图&  # 工程地质资料(1( 设计示意图如图 $" 3 1*+&* ’ $1$(&* .  $1)’&* ’ ( ’1$-&* . $ 设计计算 即  $&27 3*1+()  受压应 力 "$ $&89 3:*1$,(  受 拉 应力"当受压拉应力一边由锚杆承受拉力$使该处 的地基应力为 * 时$则受压应力一侧地基压应力为’  $ 3*1+()6*1$,(3*1’.-402" " +1 已知条件 " 塔吊基础在工作和非工作状态下承受的外 荷及其自重见表 "& 因  $ 3*1’.-<*1))3  $ 地基最大压应力验算地基强度’ 所以按非工作状态下 表  塔吊基础承受外荷及自重 塔身自重 基础重力 最大力矩 满足" 1$ $&27 31$&*1’.-3*1-(+=$31$*402" 锚杆验算 状态   "#"  $ "%" ""%#&" +1( 工作 非工作 ’()’* )()’* +,-** +,-** ,$..* $$$(.) " 锚杆最大拉拔力 ) 如图 ("    6 $ " + , - " . / - )  3 ( , $ ( / $  根据工程地质资料$中风化砂质泥岩岩石抗 压强度 # 2 3 )1)402$$ " 3 5$**"02& # 根据广东省标准有关设计规程$ 水泥砂浆与 泥岩岩石的粘结强度 $3*1)%*1$*402$本工程 $3*1*(# 2 3 *1*(&)1)3*1’)402$符合上述规程所定的范围& $ 由于承台置于地下室底板底标高以下$土对 承台的侧向阻力远大于基础顶的水平力$因此对基

　　础顶面的水平力可忽略不计+1$ 地基强度验算 * - - 式中’" + (" . 分别为塔吊基础 作用在基础承台底面 /(, 轴 的弯矩&/ - (, - 分别为锚杆 - 至 承台形心的 ,(/ 轴线距离3 1*+* ’ ( )  - $1$(* . ,** +,***1,*," $ 6$5,** $  3   6 $ " +1))5* ) 受压" ) 5 3 ) ’ & :$1*55* ) 受拉" 式中’ 为基础边缘地基应力&为基础底面面积$ %3# ’ $ +3$1)’&* ’ && $ "&& 为基础底截面抵抗矩$ &3$ ( ( ($3’1$-&* . && ( "21 工作状态  锚杆配置’设锚杆成孔直径 (35)*$ 配筋为 $%$)$置于中微风化砂质泥岩内长度为 0$则’ 21 锚杆钢筋截面 3 51)) 5 3 51)$1*55* ) 3.,(&& $ " ? $ @" (5*   3 1+&* 1,(&* ’ . $1)’&* ’ ( ’1$-&* . ? 3.-5&& $ "<.,(&& $ " 满足" + #$ 锚杆入岩长度 子流程 质检内容 主流程 &$’" & &$’($)&&* +  #$  &+**,&-+ %.-&’//" 取锚杆长度 %’,*/# 有关基础承台厚度$混凝土强度等级$钢 ’,’ 筋配置$ 锚杆锚入混凝土承台长度$ 锚杆与承 台边缘的距离及承台上混凝土支承柱等均按 有关设计规范进行验算%本文略# " 主要施工方法 +,& 施工工艺流程图 ’"

　　主要施工工艺 +,( 根据施工平面布置图确定的塔吊基础平面  位置和直径放线定位%采用人工挖孔桩分段挖土%分 段浇筑混凝土护壁的方法%开挖承台土方至基础要 求深度# 图  施工工艺流程图 " 在塔吊基础土坑内进行锚杆开线定位%采用 01%&** 型地质钻机成孔至设计要求深度并取出 岩样对照地质资料%确认岩石达到锚杆设计要求的 深度和强度# # 每组锚杆由 ($(+ 组成用 & 型 # -2+)) 箍 筋连结%锚杆通长设置%锚入承台 &,)/ 以上%端部弯成 3)’以加强与承台的锚固# 锚杆锚固体采用水灰比 ),’(),’+ 的水泥浆灌筑%并按锚杆施工工艺要求进行# 在支承柱上部安装塔脚螺栓及固定架%塔脚 螺栓长度应伸至承台下部%以确保其抗拔力# & 基础混凝土先浇筑至承台面%隔天再浇筑支 承柱混凝土%以防支承柱发生位移或变形%混凝土浇 筑后按常规淋水养护# -,’ 采用锚杆承台组合塔吊基础设计与施工方法 的实例还有广州正佳广场工程的 . 个塔吊基础# 该 工程东西长 (+)/%南北宽 ())/%设 ( 层局部 . 层地 下室%人工挖孔桩基础#

　　在地下室平面范围内共设 有 - 台施工塔吊其中 & 8 (. 8 塔吊基础采用锚杆与 圆形承台组合塔吊基础%在工程桩施工时完成塔吊 基础施工使塔吊在地下室施工前就能投入使用# 塔吊安装第 & 阶段自由高度 ’+/%工作臂长 +*/%投 入使用后至第 & 层楼板结构完工的 + 个月期间塔吊 工作状态稳定正常# $ 体会 # 实施效果 5,& 当施工塔吊基础置于具有较高地耐力的土岩" 层上%同时又不能满足塔吊使用说明中要求的基础平 面尺寸时%采用锚杆与承台组合塔吊基础可以充分发 挥地基强度的潜力同时满足塔吊使用的稳定和安 全节约工程费用加快工程进度提高经济效益# 5,( 把塔吊基础置于地下室底板底或地梁底面以 下%使之与底板结构相互分离%有利于底板结构的连 续施工%从而确保地下室底板结构的完整性和抗渗 性%提高施工质量# 参 考 文 献 -,&

　　本工程于 ())& 年施工%塔吊基础在地下室底板 底下标高处实施%其安装第一阶段自由高度 ’’,4/工作臂长 +)/投入使用后至第一道水平连杆安装 的 ’ 个月期间塔吊工作状态正常稳定# -,( 如采用 ’/)’/ 方形承台%下设 ’ 根 $ -)) 混凝 土钻孔灌注桩%桩长 4/%则锚杆承台方案中锚杆和 承台挖土费用共约 ),3& 万元&而四桩承台方案中钻 孔桩费用为 &,’- 万元%对比锚杆方案节省约 .5,46# -,. 采用 ’ 根钻孔灌注桩需分两批施工%工期 &(7& 而 4 组锚杆可连续施工%工期 -7%缩短 +)6# & ( 9:; &+<.&<(**.广东省标准" 建筑地基基础设计规范 建筑桩基技术规范 ;=; 3’<3’ + 基坑开挖至 设计深度 校核与工程轴线关系 塔吊基础平面放线定位 对基底土岩"质 的核对和鉴定 塔吊基础土方开挖 至设计标高 入岩深度及岩样鉴定$ 锚孔及锚杆直径检定$ 水泥浆水灰比监控 锚杆施工 锚杆定位 锚杆锚入承台长度复核 基础砼垫层浇筑 锚杆抗拔力检测 钢筋$预埋件的规格$ 数量$位置检验 钢筋$预埋件 制作 基础钢筋%预埋件安装 砼配合比$塌落度$ 浇筑方法等确定 砼塌落度检测 基础砼浇筑 基础砼养护 锚杆施工 准备及进场