[摘要]以新建铁路成都至自贡线天府机场站咽喉区大铁工程为例，该工程基坑深25.3m，顶部回填土高达10m，回填高度大且土质不均匀。塔吊采用传统桩基础和现浇基础，进度慢、成本高且环保无法满足要求。为倡导绿色施工并加快施工进度，在此工程中采用了新型装配式塔吊基础技术。相较传统桩基础和现浇基础经济和社会效益明显，对后续类似工程的建设起到了参考和借鉴作用。
[关键词]高填方区 装配式塔吊基础 工期短 成本低
0引言
目前国内使用的塔式起重机基础的制造方法，通常都再用现浇钢筋混凝土基础或桩基础，每使用一次，就要浇捣一次，拆除一次，既造成资源的极大浪费，拆除下的建筑垃圾又污染周伟环境，埋在地下未拆除的混凝土基础还将对未来的城市建设造成人为的隐患。现浇混凝土基础，对地基且对地基承载力要求较高，若地基承载力不能满足要求，需采用桩基础等地基处理措施，成本高，制作周期长，既影响了工程施工进度又降低了塔机的周转使用率。
装配式塔机基础由于采用特殊的工艺技术，制造精度高，螺栓定位精确，螺栓距误差≤2mm，构件实现无间隙拼装，拼装后整基构件总误差≤2mm，由于采用了塔基的优化平面技术，提高了塔机基础的抗倾覆能力，使用更加安全可靠，不受气候条件的影响，缩短施工工期，可以重复利用，降低成本，安装拆卸方便，利于环保，且对地基承载力要求较低，可适用于地基承载力100~120kpa的软弱地层，也可适用于QTZ80以下多种型号不同承载力的塔机。
1 工程概况
新建铁路成都至自贡线天府机场站咽喉区大铁工程基坑深25.3m，结构形式由单洞变化成五洞拱形现浇钢筋混凝土框架结构，底板宽19.3m~65.3m，底板厚度1.8m，侧墙厚度2m，隔墙厚度1m，顶板厚度有2m和3m两种形式。
±0~-10m基坑采用钢花管注浆+新型绿色可回收面层进行支护，-10m~25.3m采用支护桩+锚索进行支护。根据地勘报告显示，±0~-10m为压实填土层，地基承载力≥120kpa，土质比较稀疏松且土体具有高压缩性和不均匀性。由于大铁工程为线性结构，综合考虑，拟在回填土边坡设置2台TC6012塔吊，-10m平台设置3台TC6012塔吊，保障正常施工需求。
2 高填土区塔吊基础方案确定
根据现场实际地基承载力检测，高填土区地基承载力≥120kpa，受荷易发生不均匀沉降。综合考虑，只有采用装配式塔吊基础和桩基础才能保证高填土区塔机安全性。
装配式塔机基础是将传统的十字梁基础、方形基础、方形与十字梁组合基础及墩式基础通过平面优化分块，工厂化预制成多块组合体，通过钢绞线、地脚螺栓等连接件组合拼装，形成一个八角风车形的整体基础。和桩基础相比，主要优缺点如下：
1）优点
（1）工期优势
装配式塔吊基础预制块提前预制，预制块进场后直接拼装，且拼装时间短，2⁓3小时内可拼装完成。
（2）成本优势
装配式塔吊基础通过租赁周转使用，桩基础和承台一次性投入，成本远远高于装配式塔吊基础。
（3）绿色环保优势
装配式塔吊基础可重复施工，无损耗，节约材料，无污染充分显现绿色节能的特点。
2）缺点
装配式塔吊基础由于采用特殊的工艺技术，制造精度高，螺栓定位精确，螺栓距误差≤2mm，构件实现无间隙拼装，拼装后整基构件总误差≤2mm，由于采用了塔基的优化平面技术，提高了塔机基础的抗倾覆能力，使用更加安全可靠。
装配式塔机基础安全性很大程度取决于回填土层稳定性，通过高填土区密实注浆，优化垫层设计，结合装配式塔吊应用实例，根据现场实体承载力实验，该区域土质地基承载力满足装配式塔吊安装使用条件时，才可使用。
3 施工工艺
3.1 工艺流程
地基处理及验收→混凝土垫层施工→装配式基础安装及验收→使用完成后拆除周转。
3.2 施工方法
1）地基处理及验收
（1）高填土区注浆控制
按设计图纸，高填土区边坡采用钢花管注浆进行加固土体。钢花管成孔采用多功能锚杆钻机，钻杆与水平面成15°夹角，孔深依次为12m、10m、8m。成孔时严格控制孔位、孔径、孔深以及角度，以达到设计要求。插入钻孔的钢花管要求顺直，无锈。采用人工将钢花管推送到孔底。
用搅拌机搅拌配置水泥浆，设计水灰比为0.5～1.0。用压浆机对钢花管进行压浆，压浆强度M30，浆压力要求为0.5～2MPa。根据回填土区土质特征、工程实际及工程经验，采用压力注浆，第一次采用0.5～0.8Mpa，同时在孔口部位设置浆塞，注满后保持压力3~5min，注浆时，注浆管端部至孔底的距离不大于200mm，注浆管出浆口应始终埋入注浆液面内，应在新鲜浆液从孔口溢出后停止注浆。注浆后，当浆液液面下降时，应进行补浆，在初凝前再采用2Mpa压力补浆1次。
在确定好塔吊位置后，调整竖向钢管化位置，但该区域数量不少，改为斜向插入土体进行注浆加固土体。
（2）地基检查及验收
待水泥浆强度达到设计强度的100%后，进行高填土区开挖，向下开挖500mm，视情况换填连砂石，分层夯实，检测地基承载力，地基承载力特征值必须≥120kPa，检测合格后进行垫层施工。
2）混凝土垫层施工
垫层采用C30混凝土，内配HRB400φ12间距200×200mm双向单层钢筋网片，垫层平面尺寸须≥7000×7000mm厚度35cm，表面水平度≤5mm，铺设5mm～10mm细砂滑动层。
3）基础安装
（1）安装前准备
①张拉用千斤顶和压力表应配套标定、配套使用；张拉设备的标定期限不应超过半年；当张拉设备出现不正常现象时或千斤顶检修后，应重新标定。
②吊装预制件时应设专人指挥，预制件起吊应平稳，不得偏斜和大幅度摆动。
③钢绞线在张拉或拆除时，严禁在基础梁两端正前方站人或穿越，工作人员应位于千斤顶侧面操作。
④水平仪检查素砼垫层的平整度及砂垫层的厚度；清理各构件垂直连接面，不得有任何附着物；清理抗剪键及钢绞线水平连接孔管，确保孔管畅通；抗剪键凹凸件涂满黄油。
⑤组织拼装人员进行技术交底。
（2）安装工艺流程
①吊装中心件：基础中心件就位于基坑斜45°中心位置。安装过程中不要破坏砂垫层。保证其它构件间高差、平整度满足设计要求。
②吊装过渡件及端件：按平面位置依次进行检查，涂黄油，就位。将待装的构件吊起，与已就位的构件靠近，并使吊装上的抗剪键凸件对上已就位的凹件，稳住构件，用撬棍支撑于构件的下部，对准中心线，将抗剪键凸件插入凹槽，使吊装件与就位件间的缝隙小于8mm，构件间高差≤2mm。
③钢绞线张拉
a穿钢绞线：检查各构件的中心位置是否在轴线上，如有偏差，用撬棍顶压；将承压板贴紧张拉端和固定端件的孔道，逐根穿入钢绞线。备好PE管，以便套裹张拉端外露的钢绞线时使用。
b接好油泵电源，开始试运转，检查千斤顶工作性能是否良好。
c构件的水平合拢：空拉，不装工作锚夹片，使千斤顶顶住承压板，端平千斤顶，起动油泵，千斤顶工作，用钢绞线张拉力把各构件合拢到构件间垂直面无间隙，然后退张。
d正式张拉钢绞线：根据设计的预应力值，严格控制油泵压力表读数，每根钢绞线受力须一致。张拉完后，再复查钢绞线受力是否相同。
e再次检查基础表面的水平度，当有20~40mm高差时，用C15高强度干硬性的水泥砂浆找平。安装完成后，检查基础表面高差，要求水平度小于1‰。
④施工注意事项
a预制件的中心位置应与轴线重合，预制件的拼接面缝隙内不得有杂物。
b拼装连接索张拉首先应进行合拢张拉，待拼装构件完全合拢后再进行正式逐根对称张拉；张拉时应严格控制油泵压力表值，读数偏差不得大于 0.5MPa，张拉过程应由监理人员进行现场监督，并填写拼装连接索张拉施工记录表；
c张拉后，各预制件的拼接应严密，预制件拼接面缝隙不应大于0.2 mm，构件间的高差不应大于2mm；
d拼装连接索的锚具及保留的钢绞线外露部分应设置全密封的防护套，在套上防护套之前先应在锚具外露钢绞线上涂覆油脂或其他可清洗的防腐材料。
e配重块应搁置于基础边缘，中部应悬空，并与基础有可靠连接；配重块搁置未达设计配置的总重量前，不得安装塔机。
（2）预制塔机基础拆除注意事项
①基础上方的塔机拆除完毕，顶部回填材料清理后，张拉端、固定端头应留出足够的工作面时，方可进行拆除；
②退锚时工作锚具锚环不应小于200mm，退锚拉力应缓慢增加，当夹片退出2mm~3mm后，即刻用专用工具拨出，不得用手取出；
③退锚时钢绞线最大拉力不应大于0.75fptk，钢绞线全部抽出以前不得拆除预制塔机基础。
④预制件之间连接面、定位剪力键凹孔处不得有杂物，并应按预制件的编号进行堆放。
4 结束语
在土质承载力较差及受周边结构、地下结构、工期等因素限制条件下，装配式塔吊基础充分显现了其施工周期短、不影响地下及周边结构、经济性、绿色环保、安全可靠等诸多特点；且在地质及周边条件较好的情况下上述特点仍具优势，该项技术应用将会在更多工程中广泛采用，后续工程科借鉴及采用，得到进一步推广。
参考文献
[1]JGJ/T197-2010,混凝土预制拼装塔机基础技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[1]JGJ196-2010,建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[3]从卫民.砼预制拼装多用塔机基础[P].中国专利:CN2701914,2005-05-25.
论文作者:蔺三春,王春光,陈波林
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第10期
论文发表时间:2019/8/7
标签：基础论文; 塔吊论文; 构件论文; 预制件论文; 钢绞线论文; 钢花论文; 千斤顶论文; 《工程管理前沿》2019年第10期论文;