深基坑钢格构柱混凝土梁组合式塔吊基础.pdf

浙江建筑， 第 2 7卷 ， 第6期， 2 0 1 0年 6月 Z h e j i a n g C o n s t r u c t i o n，Vo L 2 7，N o 6，J u n 2 0 1 0 深基坑钢格构柱混凝土梁组合式塔 吊基础 D e e p F o u n d a t i o n P i t S t e e l L a t t i c e S t r u c t u r e C o l u mn - Co n c r e t e I 一 l 一 一J I = ； eam卜OUn aat I On t Or ec t i onaI l O Wer r ane 陈尧 火 ， 吉红 波 ， 刘艳华 C HE N Y a o h u oJ l Ho n g b o。HU Y a h h u a ( 浙江中成建工集 团有限公司 ， 浙江 绍兴 3 1 2 0 0 0 ) 摘要 ： 结合工程实例 ， 介绍了合理借用工程桩 ， 从桩间距与塔身的尺寸差别出发 ， 设计 以钢格构柱作为支承点 ， 加设“ 十” 字 交叉梁作为塔 吊基础， 满足塔 吊各工况下的荷载传递 ， 从而达到经济 、 实用 、 安 全、 美观的设计效果。 ， 关键词 ： 钢格构柱； 工程桩 ； “ 十” 字交叉梁 ； 塔 吊基础 中图分类号 ： T U 4 7 3 文献标识码 ： B 文章编号： 1 0 0 8 3 7 0 7 ( 2 0 1 0 ) 0 6 0 0 3 0 0 3 1 工 程概 况 好望大厦工程位于绍兴市城区北面， 北侧紧邻 1 0 4 国道北复线， 西侧为中兴北路。该工程地下 2 层 ， 地上 2幢2 7 层 ， 框剪结构 ， 总建筑面积为 1 0 3 6 9 6 1 9 m ， 其 中地 下室 面积 为 2 0 7 1 l m ， 基 坑 面 积达 1 1 0 0 0 m。 ， 基坑 周长 约 4 8 0 m。 2塔 吊平面布置确定 基坑平面呈长方形， 东西边长达 2 0 0 m， 南 北边 长 5 O 8 0 m， 两幢 2 7层 高层之 间有 3层裙房相配 套 ， 塔 吊布置应充分考虑到其实用性、 附墙牢靠 、 方 便拆卸 ， 又要发挥其工作半径 内的工作能力 。塔 吊 只有设置在基坑内才能充分发挥工作能力， 因此确 定塔 吊平 面布 置 的大 致 位 置 ， 尽 可 能覆 盖 整个 基 坑 ( 见 图 1 ) 。 3 塔 吊基础形式确定 好 望大 厦工 程 基 坑为 地 下 2层 结 构 ， 开挖 深 度 近 1 0 m， 工程 同时又采 用了半逆作法施 工， 工程桩 内置 格构 柱 以支 撑 地下 1层 楼 面 的荷 载 ， 塔 吊基 础 采用传统的大底板加桩基承载方式不合适 。考虑到 施工地下 1 层楼面时的施 工便利及施工进度 ， 塔 吊 必须在土方开挖前安装完毕并投人使用。因此根据 确定的大致平面位置、 结构工程桩 的布置情况 ( 减 少投资 ， 尽可能利用工程桩) ， 确定采用在借用 的工 程桩 和新增 的塔 吊桩 内设 置格构 柱来 支承塔 吊基 础 的形式 ， 设 置在 高 出地 下 1层 楼 面 6 0 0 m m 的标 高处 。 工程桩 的间距是 由结 构设计 确定 的， 其 桩 间 距并不能满 足塔身断 面尺寸 的要求 ， 三 台塔 吊位 置处 的 桩 间距 均 不 统 一 ( 1 #塔 吊 的 桩 间距 为 3 3 m， 2 舟 塔吊的桩间距为 2 7 m， 3 # 塔 吊的桩 间距 为 2 4 m) ， 在 地下 1层楼面上做一个 庞大的板式 基础既显得笨重且工作量很大。综 合塔 吊工作性 能及各工 况下 的荷 载传递 方式 ， 确定在 4根格 构 柱 上 施工 两 根 “ 十 ” 字 交 叉 混凝 土梁 的方 式 来 施 工 塔 吊基础。 4基础形式及结构形式 4 1 受力 简图 塔 吊基 础 的受力 见 图 2 。 收稿 日期 ： 2 0 0 91 10 5 作者简 介： 陈尧火( 1 9 7 2 一 ) ， 男， 浙 江绍兴人 ， 高级工程师 ， 从 事建筑工程管理工作。 第 6期 陈尧火等： 深基坑钢格构柱混凝土梁组合式塔吊基础 3 l 图 1 塔 吊平面布置 图 厂 、M 一 M 藿 一 I I 图 2塔 吊基础 受力示意图 4 2“ 十” 字交叉 梁 的承 载 分析 “ 十” 字交叉梁设置 ， 其梁两端是搁置在格构柱 上的， 与格构柱做充分的锚固， 塔身的四角立柱支承 在 “ 十 ” 字 交叉梁 的四个点 ， “ 十” 字 交叉 梁 又将 四根 格构柱连接成一个整体。理论上 只要满足： “ 十” 字交叉梁在塔吊各个工况下传递的荷载符合梁的受 力性能； 四根格构柱在塔吊各个工况下传递 的荷 载符合格构柱竖 向和水平 向的受力 性能 ； 塔 吊、 “ 十” 字交叉梁及格构柱组成的整体符合塔 吊各工 况下抗倾覆 的要求。针对 “ 十” 字交叉 梁的承载性 能可以通过对梁 的截面及配筋设计来满足 ， 四根格 构柱的受力性能也可以通过综合承载考虑来满 足， 整体稳定在未开挖土方之前能够满足 ， 待格构柱充 分暴露之后可以通过楼板混凝土的封闭及在格构柱 间加设钢剪刀撑和钢斜撑将四根格构柱充分连接 ， 共同承载稳定来 满足， 因此， 设计 “ 十” 字交叉梁式 的塔 吊基础 是 可行 的 。 4 3 “ 十 ” 字 交叉 梁及 格构 柱 的确定 一 通过对塔 吊各种工况下的承载验算 ： “ 十” 字交 叉梁 采用 8 0 0 m m1 2 5 0 m m截 面的梁 ， 配筋是上 筋、 下筋均为 8 2 5 ， 箍 筋采用 4 , 1 o 1 5 0 mm( 见 图 3 ) 。钢格构柱采 用 4 L 1 4 01 0， 缀 板采用 一3 8 0 2 0 01 0 5 0 0， 钢格构柱要求锚人 “ 十” 字交叉梁 内 5 0 0 m m( 见 图 4 ) 。 4 4“ 十 ” 字交 叉 梁及 格构 柱 的承栽验 算 ( 1 ) “ 十” 字交叉梁的承载验算。取最大的梁跨 度( 4 6 7 m) 进行验算 ( 配筋是上下均为 8 2 5 ， 箍筋 ff l 0 1 5 0 ) ， 塔 吊在 各 种 工 况 下 产 生 的最 大 弯 矩 是 8 9 5 6 k N m， 最 大 剪 力 为 7 4 5 1 k N， 最 大 挠 度 为 1 1 5 IT II T I O “ 十” 字交叉梁能承受的最大弯矩为 1 9 7 9 k N m， 最大剪力为 1 2 5 5 k N， 最大允许挠度为 l 6 6 8 m m， 均 大于塔 吊产生的最大计算值 ， 满足承载要求。 ( 2 ) 对格构柱的承载验算。设计格构柱为 4 L 1 4 0 1 4 01 0的角 钢 ， 缀板 为 一3 8 0 2 0 01 0 5 0 0 ， 设计 能承受 的最 大压力为 2 2 4 7 k N， 最大拔力 为 2 3 5 4 k N。 塔吊在各种工况下产生的最大压力( 取梁跨度为 2 4 m 的计算) 为9 2 8 6 k N， 最大拔力为 5 5 6 8 k N， 均小于格构 柱设计 承载能力 ， 满足承载要求 。 3 2 浙江建筑 2 0 1 0年第 2 7卷 誊 墨 晏 莲 图 3 l #、 2 # 、 3 # 塔 吊 平面 图 I 塔吊基础节 十字交叉梁 一 3 9 0 f I f 一 1 【 _ 一J 【 _ 结构梁 童 - 5 7 5 0 r 一 f 。 _ f 【 ： _ -380X200 18a柱问支撑 lO50o 、 一。 7 ： 1 0 4 5 0 I !： E ： ： l ： 1 3 + 底 躲台 。 ， l I _ 1 l ! ： l l l - 一 = ： r _ _- _ 一 图 4 钢格构柱与“ + ” 字交叉梁连接示意图 5经济效 益分 析 该工程共布置 3台塔吊， 各利用了2根工程桩 ， 增加了 2根桩 、 3根格构柱 ， 同时减小 了塔吊基础的 尺寸及配筋 ， 共投入约 l 2万元 ， 每台塔吊约 4万元。 若采用桩加底板基础形式 ， 仅底板钢混凝土也将 近 5万元 ； 若采用格构柱支承加底板也节省投资约 2 5 万元， 经济效益 相 当明显 ， 操 作简便 、 省工 省力 又 省 钱 。 6 结 语 本工程塔 吊基 础在 大致确 定平 面位置 后 ， 将 工程桩充 分利用节 约 了投 资 ， 最终确定 塔 吊的平 面位置 ， 又从桩 间距与塔身 的尺寸差别 出发 ， 设计 以钢 格构 柱 作 为 支 承 点 ， 加 设 “ 十 ” 字 交 叉 梁 以 承 载并满足塔 吊各工 况下 的荷载传 递的受荷 方式 ， 达到实用 、 安全 、 美观 的设计 效果 ， 对 以后 类似 的 工程中塔基 设计提 供 了一 种新 的思路 ， 值 得 推广 和借鉴。