塔式起重机单粧承台基础方案技木应用
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刘放明
中铁十八局集团第五工程有限公司，天津300222
摘要：以沈阳地铁四号线南五马路站基坑工程垂直运输设备塔式起重机的设计、安装、施工为背景，介绍了以基础选择、方案优化 和平面布置为主的塔机技术方案设计，阐述了塔式起重机基础施工的关键环节。采用大直径单桩+承台的基础形式，同时进行附着 连接加固，降低了塔机基础施工难度，缩短了施工工期，降低建设成本，保障了塔机的安全顺利运行，同时保证了车站基坑的安全 稳定，为类似地质特点的工程施工方案提供了参考。关键词：塔式起重机；基础选择；大直径单桩；附着连接加固
1工程概况
沈阳地铁四号线南五马路站位于南五马路与南京南街交
不小于0.4m的预应力管桩+承台组成。根据施工现场揭露 的地质情况，结合地勘资料发现，该地区地质结构中全风化、 强风化地层富含大量孤石。若采用设计的预应力钢管桩+承 台塔机基础，在预应力钢管桩施工过程中穿透大量孤石地区 时，存在断桩的高风险。为防止预应力钢管桩出现断桩情况, 影响到塔机整体的安全稳定，实际施工采用钻孔灌注桩的浇
巩
叉路口北侧，沿南京南街呈南北走向，为四号线与远期规划 五号线的换乘车站。车站东侧是7层住宅，西侧为大润发购 物广场（3层），有2层地下室。西北角有18层世纪家园住宅, 东北角是地下3层的体育公园内商场。南五马路站为3层3 跨岛式站台车站，地下1层净高5.25m，地下2层净高6.8ni, 地下3层净高6.7m。
车站基坑总长213m,标准段宽23.5m,小里程端加宽段 25.6m,大里程端盾构井加宽段宽度27.7m,车站有效站台宽 度14m,基坑开挖深度约19.93 ~ 22.60m。地下1层为站厅 层，地下2层为设备层，地下2层为站台层。基坑西侧与第 1道内支撑高差达4.75〜6.0m。设计采用放坡加锚索及土钉 支护方式，因边坡紧邻市政地下管线，放坡坡度受限制。第 1 ~ 3道支撑梁高为0.7 ~ 1.0mm，梁宽0.6 ~ 1.5mm。为满 足内支撑及现场施工材料周转运输，施工现场采用提前布置 1台塔式起重机。
南五马路车站场地主要为深厚软土及风化岩层，地层自 上而下分别为杂填土、淤泥层、粘土层（含少量孤石）、细 砂层、第四系闪长岩残积层、燕山期闪长岩层、全风化闪长 岩（含较多孤石）、强风化-中风化闪长岩（含大量孤石）。 车站主体围护结构桩体为钻孔灌注桩，桩体直径为1.0m、1.2m 和1.4m,成粧深度为20 ~ 50m不等。
万案。
2.2基础方案优化
塔式起重机桩基形式确定之后，应合理选择桩的数量和 直径[5]。若选用4根最小直径为0.6m的钻孔灌注桩，则钻 孔灌注桩粧间距约为3.2m,孔间间距较小，在深厚软弱填土 场地冲孔成桩时存在塌孔风险，施工技术难度非常大。另外 若采用4根直径为0.6m的钻孔灌注桩，费用昂贵，塔式起 重机综合效果较差。因此，从桩基施工难度、成桩质量、经 济成本等多方面综合考虑，南五马路塔式起重机基础方案， 采用1根直径为1.2m的大直径钻孔灌注桩+承台组成，同 时采用地框梁对承台基础与车站圈梁之间进行加固连接，以 确保塔式起重机的安全可靠。
2.3塔机基础平面布置
根据塔式起重机基础优化方案设计及塔机使用说明，最 终确定塔式起重机基础形式为：1根直径为1.2m,混凝土强 度等级为C35的钻孔灌注桩+尺寸为5m x 5m x 1.4m混凝 土强度等级为C35的承台，基础平面布置在基坑长边中心位 置，承台采用2条截面为0.3m x l.〇m的地框梁和1条截面 为0.3m x (1.75m的地框梁与基坑圈梁进行附着式连接加固， 如图1所示。
2塔式起重机基础方案设计
2.1基础方案选择
结合沈阳地铁四号线南五马路站软弱深厚填土工程地质 特点，工程所选用的塔机起重机型号为QTZ80-5613。根据(塔 式起重机混凝土基础工程技术规程》相关要求，选取中风化 闪长岩层为塔机持力层，设置塔机高度为45m。
采用独立式安装，原塔机基础形式设计方案为4根直径
3塔式起重机基础施工关健环节
3.1塔式起重机基础定位
塔式起重机基础设置位置应充分考虑塔机工作臂的覆盖 范围、外墙脚手架位置和基坑圈梁结构布置等综合因素来确
116丨工程机械与维修
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定，塔式起重机施工前应严格制定施工方案，精确测量几处 位置，以免影响塔机得安全稳定以及正常使用。3.2塔基钻孔灌注粧成孔质量控制
全稳定，增加周围地层对起重机基础的约束，需要对周围土 体进行加固处理。本工程采用4根直径为0.6m的旋喷桩， 沿塔式起重机各边中点布置，进行加固。塔式起重机承台完 成浇筑前应加强观测，若有问题应及时采取纠偏措施。
工程柱端部锚入桩基长度须不小于3.0m,锚入承台长度 不小于l.〇m，水上混凝土等级不小于C35,水下混凝土等级 为C40。浇捣混凝土中应采取有效手段保证混凝土的填充率 达到95%以上。
沈阳地铁四号线南五马路站场地为深厚软弱填土地层， 钻孔灌注桩能否顺利成孔对起重机的施工至关重要，因此施 工过程中，需要做好泥浆配制及泥浆循环过程调整，确保钻 孔过程中灌注桩的孔径、孔深及入岩深度符合设计方案的要 求。施工完成后，需要进行成孔验收。3_3塔式起重机钻孔灌注桩成桩质量控制
4基础效果
塔式起重机施工完成后，在地铁车站基坑开挖过程中，
全程跟踪检查塔机在运行使用过程中的状态情况，发现塔机 基础安全稳定，使用正常，基础方案的实施达到了施工预期 效果。采用直径为1.2m的大直径钻孔灌注桩塔机基础，施 工工艺与建设项目其他工程桩相同，不需要采取其他粧机设 备，节约了不同粧机设备的运输与使用费用。从工期来看， 桩基成孔成桩3天即可完成塔式起重机的桩基施工，成孔成 桩质量较高，施工过程安全顺利。
待钻孔灌注桩钻孔施工完后，进行钢筋笼的制作，钢筋 笼制作过程中，应保证钢筋尺寸、间距、强度等符合设计要求。 根据设计方案要求制作并安装钢筋笼，用塔机下放钢筋笼， 然后进行混凝土浇筑。此时须按混凝土设计强度等级及水下 灌注桩施工工艺，严控成桩质量。
钻孔灌注桩浇灌混凝土过程中，须按要求留置混凝土试 块，并详细记录浇灌量与灌注深度的变化情况，若发现异常 应立即采取有效应对措施。3.4施工开挖质量控制
5结语
本文以沈阳地铁四号线南五马路站塔式起重机设计施工
为工程背景，在深厚软土、风化岩层（富含孤石）等复杂地 质情况下，采用大直径单桩+承台结构方案（同时采用附着 加固处理）。有效解决了复杂条件下塔机基础在方案设计技 要求术高、施工难度大等方面的实际难题，在基坑工程安全、 经济、工期等方面取得了良好的效果。■
参考文献
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土方开挖前安装塔式起重机。施工开挖时，按照1:1.5 比例进行放坡，做好边坡防护工作。开挖土方到塔式起重机 基础下方土方时，周围土方应分层开挖，在塔机挖侧及四周 及时设置支撑，以防止基坑变形过大导致垮塌。3.5起重机的安全稳定控制
塔式起重机桩采用冲击成孔，桩基施工完成后，桩顶距 离地面之间的土层为大范围的泥浆，无法对塔机柱进行约束。 起重机安装完成后的状态，为塔式起重机柱自由端最长情况， 也就是塔式起重机安装后的最不利状态。为确保起重机的安
CM&M 2020.02 | 117
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