浅析复杂地质条件下塔吊基础选型

浅析复杂地质条件下塔吊基础选型

胥路 李文博 石鹏 张衬

中建八局西南公司，成都， 610041

[摘要]随着国内塔吊设备制造技术的的不断发展，塔吊设备本身对不同基础的适应能力也在不断提升。考虑到一些大型公建项目的占地面积较大，需要在更加广阔的区域建造各钟功能的建筑物，在此过程中传统的塔吊现浇矩形独立基础越来越具有局限性。为此我们探索在复杂地质条件下综合使用桩承台基础、现浇矩形独立基础、装配式预应力基础等多种形式的协同使用，有效提高塔吊设备对场地的适应性。本文以某学校项目为例，对各类型的塔吊基础的综合使用进行介绍和探索，为以后同类型项目的塔吊布置提供参考。

[关键词]复杂地质 塔吊基础 桩基础 装配式

0 引言

随着我国城镇化的不断推进，与之相配套的建筑施工工艺和机械设备制造工业也在不断的发展。在进行大规模公建项目施工过程中往往会遇到地质复杂不均与的场地，对诸如塔吊之类的起重吊装设备的安装和使用造成不利影响，在一定程度上限制了施工过程中垂直运输的效率。

本文结合某学校项目的实际情况，通过对多不同地质条件的承载力分析、匹配不同类型的塔吊基础。在确保安全和使用的效率的基础上充分兼顾了经济合理性。

1 工程概况

该学校项目位于四川省成都市，总占地面积8.8万m²、总建筑面积约12.9万m²由11栋单体组成，项目整体采用哥特式建筑风格，造型别致极具美感。

根据地质勘探报告判断：拟建场地现状为荒地，局部冲沟，地势起伏较大。在拟建场地勘探深度范围内的地层主要由上覆的第四系全新统人工填土层（Q4ml）、第四系中下更新统的冰水沉积层（Q1+2fgl）以及下伏的白垩系上统灌口组泥岩（K2g）组成，地层为：素填土、黏土、粉质黏土、卵石、全风化泥岩、强风化泥岩和中等风化泥岩组成，详见图1。

图1 场地地质情况分布图

2 塔吊基础方案选型

在塔吊基础选型中最常用的是矩形现浇钢筋混凝土独立基础。独立基础施工简单、土方开挖量较小、后期也不用拆除，但是对地基承载力要求较高，一般要求地基承载力特征值不小于180KPa。同时现浇独立基础也存在一次投入较大、无法周转等问题。

结合上述情况综合考虑采用了现浇四桩承台基础、现浇矩形独立基础、装配式预应力基础等三种不同的形式。其中1-6#采用四桩承台基础、7#采用矩形现浇基础、8-9#采用装配式基础，详见图2。

图2 塔吊基础选型分布图

3 塔吊基础设计参数

3.1 矩形独立基础

现场土方开挖后通过地勘报告和重型动力触探试验两项验证，判断7#塔吊基底承载力能够满足产品说明书不小于180KPa的要求，故而直接采用塔吊说明书中推荐的矩形现浇基础，详见图3。

图3 矩形现浇基础示意图

3.2 四桩承台基础

考虑到1-6#塔吊布置点位为未固结的新近素土高回填区，地基承载能力极低并且处于持续沉降固结状态，为确保塔吊基础安全可靠，通过计算分析采用四桩承台基础，桩身混凝土为C30、承台混凝土为C40，详见图4。

图54四桩承台塔吊基础示意图

3.3 装配式基础

1 基本要求

（1）根据项目实际需要8#、9#塔吊选用中联重科T6012-6-131Z-A01型塔机，额定起重力矩为800 -1000KN.m、最大独立安装高度为40.5m，地基承载力特征值不小于120Kpa, 塔吊基础按照平面尺寸≥7000mm×7000 mm。（依据《大型塔式起重机混泥土基础工程技术规程》JGJ/T 301-2013）

（2）垫层的混凝土强度C30，厚度200mm,垫层表面平整度≤5mm。

（3）钢绞线单根拉力值：额定起重力矩≥400KN.m的塔机为120KN；

（4）地脚螺栓单根紧固力矩≥塔机说明要求拧紧力矩1800N.m；

2 安装工艺

确定拼装位置→检查地基承载力→现浇混凝土垫层 →铺设细砂滑动层→吊装准备→构件吊装就位→钢绞线安装及张拉→锚具安装固定→（到达预应力张拉设计值）→吊装配重件→拼装地脚螺栓→检查验收→验收合格后移交塔吊安装单位，安装工艺详见图5、图6。

图5 装配式塔吊基础安装工艺

图6 装配式塔吊现场安装效果

4 塔吊基础选型的经济性分析

通过分析，详细对比了本工程1-9#塔吊的使用时间和塔吊基础的费用分摊，详见下表。

对于低矮楼层建筑装配式塔吊基础在节能环保和经济性上都有明显的优势。

5结论

在塔吊基础选型方案的实施过程中，我们发现得出了两点结论：一是当地质条件较差时采用桩承台基础不失为一种较好的选择，能够安全可靠的保证塔吊设备的正常运行，但是经济性较差；二是在充分利用天然地基作为塔吊基础持力层的情况下，应当结合塔吊的使用时长综合考虑现浇与装配式两种基础的择优选择，对于建筑楼层较低使用时长较短的情况应优先选用节能环保的装配式塔吊基础。通过本工程的实际应用，为类似工程的塔吊基础选型提供经验参考。

参考文献

[1] GB 506666混凝土结构工程施工规范 北京：中国建筑工业出版社 2011

[2] GB 50204混凝土结构工程施工质量验收规范 北京：中国建筑工业出版社 2015

[3] DBJ51/T137 四川省塔式起重机装配式基础技术标准 四川省装配式建筑产业协会主编

[4] 中联重科《塔式起重机操作手册》TC6012A-6A（A1版）

作者简介：胥路 男 1992.02 本科 工程师