基坑边软弱地基条件下汽车吊吊装技术研究

沿海软土地区基坑工程中，重型预制构件吊装面临地基承载力不足与基坑稳定性相互制约的突出矛盾。传统地基换填法不仅施工周期漫长，且在密集城区面临土方处置困难、环境污染控制严格等现实约束。此类工程中，吊装机械支腿位置的地基改良往往需要深度换填，导致施工成本显著增加，更可能因地下水位变化引发基坑安全风险。本研究结合上海地区典型工程实践，研发模块化平台汽车吊施工工法，通过创新的荷载传递机制与系统化控制体系，为软弱地基条件下的安全高效施工提供全新解决方案。

1 技术原理体系

1.1​多级应力扩散机制

该技术的核心创新在于构建科学的荷载传递路径。通过建立 " 汽车吊支腿→专用路基箱→钢筋混凝土承压平台→原状地基 " 的分级扩散体系，实现集中荷载向均布应力的有效转化。该体系利用模块化平台的多层结构特性，逐级扩大荷载作用面积，显著降低地基接触应力峰值，使软弱地基承载力满足重型吊装需求。平台设计采用动态优化模式，根据吊装仿真获得的支腿反力数据，针对性调整混凝土结构参数与配筋方案，形成适应不同工况的柔性承载体系。这种设计理念既保障结构安全性，又避免过度设计造成的资源浪费。

1.2​协同变形控制理论

基坑稳定性控制采用复合技术路线：在具备回填条件的区域，通过分层压实工艺形成密实传力带，增强土体侧向约束；在支护结构暴露段，采用截面增强型围檩与加密支撑相结合的方式，提升支护体系整体刚度。施工过程实施全过程 PDCA 循环管控，通过空载、静载、动载三级试吊机制验证系统可靠性，并建立位移实时监测与预警响应机制。现场监测数据表明，该协同控制方案可有效抑制支护结构变形发展，确保基坑安全状态。

2 工程应用研究

2.1​工程背景

上海某大型交通枢纽工程具有典型软土地质特征，项目需在紧邻深基坑区域完成大批量重型预制构件吊装。工程面临三重挑战：地基土层承载力低下，难以满足重型吊装机械作业要求；基坑支护体系对附加荷载敏感；施工场地狭窄，大型设备调度困难。传统深度换填方案因土方工程量巨大，存在施工周期难以控制、环境影响突出等问题。经多方案技术经济比选，最终确定采用模块化平台工法实施。

2.2​关键技术实施

2.2.1​精细化施工准备

建立三维数字化吊装模型，整合构件物理参数、吊车荷载特性及地质勘察数据，通过计算机仿真确定最不利工况下的支腿反力分布。基于分析结果优化平台结构设计，包括混凝土强度等级选择、厚度确定及配筋方案优化。地基预处理采用分层改良工艺，通过特定压实技术提升土体力学性能，为平台施工创造有利条件。

2.2.2​模块化平台建造

采用现浇钢筋混凝土平台作为主要承重结构，施工过程中应用温度裂缝控制技术，确保平台整体性。平台面层铺设经特殊设计的双层路基箱系统，通过精密测量定位确保荷载传递路径最优。施工过程严格控制平台表面平整度与路基箱接缝处理质量，为吊装机械提供稳定支撑基面。平台系统采用标准化设计，具备快速组装与拆卸特性，显著提升周转效率。

2.2.3​智能化吊装控制

大型汽车吊就位后实施系统验证：空载试验全面检验设备机械性能与液压系统状态；静载试验阶段分级加载至额定荷载，监测沉降发展趋势与稳定性；动载试验模拟实际工况下的负载运动，验证系统动态响应特性。全过程采用自动化监测系统，在支腿、基坑冠梁等关键部位布置传感器网络，实现变形数据实时采集与分析，为施工决策提供数据支持。

3 综合效益分析

3.1​技术效益

该工法成功克服软弱地基对重型构件吊装的制约，实现安全高效施工。较传统方法展现显著优势：施工周期大幅缩短，主要源于取消土方换填工序及后续检测流程；综合成本有效降低，节省土方开挖转运、外购土源及处置费用；材料周转率显著提升，路基箱系统与预制平台组件实现多次循环使用，减少建筑垃圾产生；基坑变形严格受控，支护体系位移量始终维持在安全阈值内。

3.2​环境效益

环境绩效体现在多维度的改善：通过施工区域全硬化处理与智能抑尘系统联动，有效控制作业扬尘扩散；取消土方开挖与转运工序，消除主要噪声污染源，改善施工现场及周边声环境；材料循环利用模式降低自然资源消耗，减少碳排放。安全性能获得系统性提升，通过本质安全设计从根源规避地基失稳风险，结合标准化作业流程与应急管理机制，实现安全生产零事故目标。

3.3​行业推广价值

该​技术形成可复制的技术范式：模块化平台设计适应不同地质条件与吊重要求；标准化施工流程降低技术实施门槛；智能监测系统提供质量控制新手段。目前已在多个重点工程中推广应用，取得良好效果。未来可结合建筑工业化发展趋势，进一步优化平台预制化程度，发展快速拼装技术，拓展其在抢险救灾、临时设施等特殊场景的应用前景。

4 结 论

（1）创新的模块化承载平台通过科学应力扩散路径，建立 " 集中荷载→均布应力 " 的有效转化机制，成功解决软弱地基基坑边重型吊装技术瓶颈。钢筋混凝土平台与路基箱组合体系，可显著降低地基接触应力水平，为传统换填方案提供优质替代选择。

（2）融合 BIM 数字化预控与全过程监测的技术管理体系，实现施工过程精细化管控。三级试吊验证机制与实时监测系统形成双重保障，确保支护结构变形处于可控范围。

（3）工程实践验证工法具有显著综合效益：在提升施工效率、降低工程成本的同时，实现资源节约与环境友好，体现现代工程建设绿色可持续发展理念。该技术体系为类似地质条件下的基坑工程提供重要技术参考，推广应用前景广阔。

参考文献：

[1]​中建八局科技建设有限公司 .​基坑边地基承载力受限条件下的汽车吊吊装施工方法 :​CN​120042215​A​[P].​2025.

[2]​JGJ​276-2012​建筑施工起重吊装工程安全技术规范 [S].​北京 :​中国建筑工业出版社 ,​2012.