关于企业对塔吊基础设计补充规定管理的探讨论文_何建波

(上海绿地建筑工程有限公司,上海,200063)

【摘 要】上海绿地建筑工程有限公司属一级总承包施工企业,2014年施工产值达到75亿元,今年计划完成100亿元。塔吊已成为公司使用大型起重机械设备最主要部分之一,也是施工现场控制重大危险源之一,几乎涉及每一个项目。公司在塔吊管理中曾出现过倒塌等重大安全事故,教训是深刻的。为此总师室根据企业的实际情况,对塔吊基础设计和施工管理作出了一些补充规定,有些比《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009(以下简称《塔机规程》)略高,尽管增加了一些施工成本,但对避免工程事故的发生,其效益还是显而易见的。本文对塔吊基础设计的补充管理规定编制过程和结果进行探讨。

【关键词】塔吊;塔吊基础;塔吊基础设计;高承台塔吊基础;倾覆;地质勘察

一、基础设计

1.1 塔吊基础选型

1.1.1 塔吊基础优先选择“基础承台+桩基”的复合基础形式

基础承台:基础承台的尺寸、混凝土标号、钢筋规格及间距等,不得小于相应《塔吊使用说明书》所规定的基础承台相应参数。

其桩基可采用:预应力混凝土管桩、混凝土灌注桩或预制混凝土桩;或“混凝土灌注桩桩基+格构柱,即组合式桩基”。

一般情况下不宜选用天然地基基础形式。此条高于《塔机规程》。

1.1.2 选择天然地基基础必须同时满足以下条件

(1)采用天然地基基础须事先征得公司总师室同意。

(2)地基承载力特征值不得低于塔吊制造商要求的承载力特征值,且该持力层厚度不得小于5m,无软弱下卧层(因其相关参数难以获得,可避免地基变形验算)。

1.1.3将塔吊基础专项施工方案和塔吊安装(拆除)专项施工方案分开编制并报审。

1.2 地基计算

1.2.1对混凝土预制桩或钻孔灌注桩的极限侧阻力标准值Qsik(kPa)和极限端阻力标准值Qpk(kPa),应按本工程施工图设计所用《岩土工程勘察报告》取用,且具体参数应取距本塔吊中心位置最近的勘探点作为计算依据。此条《塔机规程》不明确。

如以混凝土预制桩为例,在勘察平面布置图中选取13-13’剖面,并选取J13为勘探点确定其6-1以上土层分布及选用其承载力特征值作为计算依据,对桩基进入第一层4-1土层的厚度按塔吊承台基础底至下一层土上部取值H1,极限侧阻力标准值Qsik(kPa)按该土层取值;对最后一层6-1土层厚度按桩基进入最后一层土层厚度取值H2,极限侧阻力标准值Qsik(kPa)和极限端阻力标准值Qpk(kPa)按此层土取值;其余各土层4-2、5-1、5-2及5-3厚度按该勘探点土层实际厚度分别为6.0m、3.5m、5.6m及2.9m,极限侧阻力标准值Qsik(kPa)按相应土层取值。最后按《施工现场安全设施计算软件》PKPM进行桩基承载力验算。

1.2.2 按《塔机规程》4.2.1、4.2.2款需要进行地基变形计算的塔吊基础必须采用桩基础。此条高于《塔机规程》。

1.2.3 塔吊基础严禁设置在基坑边坡位置或邻近基坑边坡位置,其承台面标高必须在拟建建筑物的基础底板之下,以确保塔吊地基的稳定性。此条也高于《塔机规程》,下图是我们所禁止选用的。

图3

1.3 承台基础

1.3.1 塔吊混凝土基础承台及其配筋不得低于塔机制造商提供的要求,所提供的图纸或说明必须加盖塔机制造商或安装单位的公章予以确认。此条《塔机规程》未明确。

1.3.2塔吊基础计算时应按塔吊制造商提供《塔吊使用说明书》规定的工作状况和非工作状况下的最大弯矩分别作为塔吊最大起重力矩和非工作状况下塔身弯矩。此条《塔机规程》亦未明确,详见图4:

图4

1.3.3预埋于基础中的塔机基础节必须明确选用锚栓或预埋节,并应有相应的支盘式锚固措施与承台主筋可靠连接。其作为隐蔽验收条件拍照留存,并在塔吊安装专项施工方案中提供。

1.4 桩基础

1.4.1在上海、江苏等软土地基的地区,桩端全断面进入持力层(或有端阻力的土层)深度不少于桩直径的3倍。高于《塔机规程》,并考虑有软弱下卧层。

1.4.2 桩基与承台连接:严格按照拟建建筑物同类工程桩施工要求。基桩主筋深入承台基础的锚固长度按抗拔桩的锚固长度计算,并不少于40倍主筋直径。《塔机规程》未明确。

1.4.3塔吊基础设在拟建建筑物地下室之内,其承台应埋设在拟建建筑物基础底板以下。若地下室基础底板下为易形成流砂的地基土,必须与塔吊基础承台同时浇筑基础底板混凝土,必要时与设计协商在此范围内的底板中是否增加加强带。本条《塔机规程》未提及。

1.5 组合式基础

1.5.1 为了避免竖向剪刀撑交叉施工的不便,建议将水平剪刀撑的间距调整为3m,在此范围内可只设置一根竖向剪刀撑,但必须与对侧的竖向剪刀撑交叉。高于《塔机规程》,其间距为6m。

1.5.2 格构式钢柱的截面轮廓尺寸建议不小于450×450,等边分肢角钢建议不小于∟120×10,并符合计算要求。高于《塔基规程》:400×400 、∟90×8。

1.5.3格构式钢柱上端伸入混凝土基础承台应满足抗拔要求的锚固长度,并不小于900mm,在临近承台面处用与分肢相同的角钢沿四根格构柱内外圈各焊接一道承托角钢;本条《塔基规程》不明确,并按《钢结构设计规范》取2倍格构柱宽度。

格构式钢柱下端伸入灌注桩锚固长度范围内的桩钢筋笼应增设加劲箍筋3道,钢筋直径14,间距1000mm,并与桩基纵筋及格构柱可靠焊接。高于《塔基规程》并增设加劲箍筋。

1.5.4 塔吊基础承台设在地下室地板与顶板之间或顶板之上时,应避开地下室结构梁、承台及后浇带或加强带。本条《塔基规程》不明确。

1.6 其他

1.6.3 塔吊附着杆设计,塔身中心距附墙距离小于或等于3.5m时,其附着杆按厂家标准配置,当大于3.5m时,应按选取的附着杆尺寸进行验算而取用。

1.6.2 塔吊避雷可以利用桩基主筋对角设置一组2根避雷引下线。本条《塔基规程》未提及,采用扁铁引下,上部与桩基主筋焊接。

1.6.3 其他未尽事项按照塔吊基础专项施工方案编制模块的要求执行。

二、结语

本规定经过一年的运行和公司施工项目100多台塔吊的设计及安装,不仅给项目技术负责人在编制塔吊基础工程专项施工方案时提供了参考,也使得塔吊基础设计更接近实际土质情况,从而确保塔吊在使用过程的安全。

作者简介:

何建波,男,1964年3月20日,大学本科,高级工程师,目前就职于上海绿地建筑工程有限公司。

论文作者:何建波

论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年12月供稿

论文发表时间:2016/4/18

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