既有地鐵上蓋項目的塔吊基礎(chǔ)設(shè)計與施工

蔣國偉 戎志偉

歌山建設(shè)集團有限公司 浙江 杭州 310005

1 工程概況

寧波楊柳郡G地塊商品住宅（設(shè)配套公建）項目為既有地鐵上蓋項目，位于寧波市規(guī)劃路東側(cè)、東環(huán)南路南側(cè)。

原規(guī)劃地下結(jié)構(gòu)2層，結(jié)構(gòu)型式為框架結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)間距10～12 m?！?.00 m層為地鐵維修廠房，＋10.00 m層為停車庫，＋15.00 m頂層上部為綠地、廣場，均已建設(shè)完成并投入使用。

現(xiàn)頂層上部規(guī)劃變更為13幢10層住宅樓建筑，主體結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積為83 510 m2。需在既有＋15.00 m層結(jié)構(gòu)頂板上實施新建樓棟部位原結(jié)構(gòu)拆除加固，新增樓層轉(zhuǎn)換梁層，梁上立柱，形成上部結(jié)構(gòu)主體框架。＋15.00 m層即為以后的住宅區(qū)的室外地面景觀層。

2 塔式起重機基礎(chǔ)布置原則與選型

2.1 布置原則

塔機布置原則如下：盡可能地覆蓋工作面，不留死角；滿足最大材料和構(gòu)件質(zhì)量的吊運要求；便于機械設(shè)備安裝和拆除。

考慮到該工程已完成地下室頂板，且地下室部分已投入使用，因此合理布置塔吊基礎(chǔ)是相當關(guān)鍵的一步工作，塔吊基礎(chǔ)的布置既要確保不破壞原已完成的結(jié)構(gòu)，保障軌道交通部門的正常維修生產(chǎn)工作，又要不影響后續(xù)施工要求。

本工程擬建工程樓棟多，施工面積大，材料周轉(zhuǎn)頻繁。但由于施工作業(yè)面位于既有地鐵上蓋，施工場地布置的局限性很大。

場外依靠已完成的高架橋運輸，場內(nèi)環(huán)形道路設(shè)置后，材料堆場、加工廠只能考慮放置在與原建筑鄰近的原地面上，材料的上下垂直運輸以及場內(nèi)周轉(zhuǎn)調(diào)運就相當關(guān)鍵。

為能合理高效地組織材料進場及運輸，在既定工期內(nèi)按時完成建設(shè)任務，合理布置施工機械至關(guān)重要。

2.2 塔機選型、布置

本工程考慮共投入8臺QTZ5810型塔吊，各幢樓采取流水作業(yè)穿插施工，以保證塔吊正常運轉(zhuǎn)，提高工效[1-4]。

3 塔吊基礎(chǔ)設(shè)計原理

3.1 設(shè)置原則

因本工程位于既有地鐵上蓋區(qū)，＋10.00～＋15.00 m標高層為地下車庫，＋15.00 m板以上為主樓施工區(qū)域 ，塔吊基礎(chǔ)須設(shè)置在＋15.00 m板面標高位置。為確保塔吊使用安全，并考慮塔吊與主樓附墻連接方便，須在靠近主樓附近挑選4根獨立框架柱作為塔吊基礎(chǔ)豎向承載受力點，采用鋼筋混凝土十字梁式基礎(chǔ)并將其設(shè)置在4根原結(jié)構(gòu)獨立柱頂端，十字交叉梁尺寸為600 mm×（1 350～1 500）mm，塔吊基礎(chǔ)混凝土強度等級為C35。

3.2 技術(shù)原理

塔吊基礎(chǔ)設(shè)在原有建筑結(jié)構(gòu)頂板上，塔吊荷載通過十字梁直接傳遞到框架柱頂。委托原設(shè)計單位對影響到的原建筑結(jié)構(gòu)進行荷載復核驗算。經(jīng)驗算，在原結(jié)構(gòu)柱頂不承受彎矩的情況下，豎向構(gòu)件承載力能滿足要求。其荷載傳遞路線為：塔吊→十字交叉梁→框架柱頂→原建筑結(jié)構(gòu)框架柱→地基基礎(chǔ)。

塔吊十字梁式基礎(chǔ)形式有2種，即斜交叉十字梁與正交叉十字梁，梁跨度均在15 m以內(nèi)，計算時，為保證安全，全部按跨度15 m計算。

設(shè)計原則上要求原結(jié)構(gòu)框架柱頂不得承受彎矩，故十字交叉梁與柱頂?shù)倪B接采用鉸接方式，即原框架柱頂另植4根角筋伸入梁內(nèi)錨固，以控制位移。十字梁端設(shè)置構(gòu)造承壓牛腿，梁底與原結(jié)構(gòu)梁板接觸處，滿鋪一層厚50 mm擠塑板，防止十字梁將上部荷載傳到原結(jié)構(gòu)梁、板上。在十字梁交叉處設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土承臺，塔吊基礎(chǔ)節(jié)固定螺桿預埋在現(xiàn)澆承臺中心（圖1）。

圖1 鋼筋混凝土十字梁式塔吊基礎(chǔ)示意

鋼筋混凝土十字梁式基礎(chǔ)布置原則：考慮附墻，挑選主樓邊上跨度較近的4根原結(jié)構(gòu)柱，鋼筋混凝土十字基礎(chǔ)梁端擱置在4個原結(jié)構(gòu)柱頂，十字梁梁端伸出原結(jié)構(gòu)柱，柱頂4φ22 mm角筋采用化學植筋，植入深度22D（D為鋼筋直徑），向上錨入十字梁內(nèi)，十字梁基礎(chǔ)中心加腋4 000 mm×4 000 mm×1 350 mm，即為塔吊基礎(chǔ)承臺，并居中預埋塔吊基礎(chǔ)節(jié)固定螺桿。

4 塔吊基礎(chǔ)施工要求及方法

1）塔吊基礎(chǔ)須設(shè)置在＋15.00 m層板面位置。根據(jù)施工圖紙找出合理布置塔吊位置的4根框架柱，把＋10.00 m板地下室框架柱位置、柱子截面用儀器投遞至＋15.00 m板上，然后彈出十字交叉梁位置線。原結(jié)構(gòu)柱截面為600 mm×600 mm、800 mm×800 mm。

2）為避免十字梁式基礎(chǔ)給結(jié)構(gòu)板造成傷害，在十字梁底滿鋪厚50 mm擠塑板，確保十字梁底與結(jié)構(gòu)板隔離。

3）十字梁端頭超出原柱頭，在原柱頂位置進行角筋植筋，植筋深度為22倍柱鋼筋直徑，植筋膠采用“喜利得”，由專業(yè)植筋加固單位植筋，鋼筋伸入十字梁內(nèi)的長度必須達到錨固長度要求（圖2、圖3）。

4）根據(jù)設(shè)計計算進行鋼筋配料加工，塔吊基礎(chǔ)節(jié)固定螺桿在梁鋼筋綁扎完成后埋入十字梁，梁端鋼筋錨固及搭接長度需滿足規(guī)范要求。塔吊基礎(chǔ)節(jié)安裝的四角水平標高必須嚴格控制，誤差在2 mm以內(nèi)（圖4、圖5）。對于結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換梁與塔吊基礎(chǔ)十字梁相交的，轉(zhuǎn)換梁鋼筋應預先在十字梁中留置，接頭形式采用套筒連接。

圖2 結(jié)構(gòu)柱新增角筋錨入十字梁內(nèi)

圖3 梁、柱節(jié)點鉸接示意

圖4 基礎(chǔ)三維效果示意

圖5 基礎(chǔ)實施效果

5）塔吊基礎(chǔ)混凝土采用C35預拌混凝土，混凝土坍落度需經(jīng)檢測滿足要求，分層澆筑確?；炷琳駬v密實。

6）塔機安裝前應在梁加腋四角設(shè)置沉降觀測點，并在塔機安裝前進行原始觀測，塔機安裝后觀測一次。使用過程中每周測一次沉降及傾斜，塔機附墻安裝升節(jié)后至少觀測一次，并做好記錄。

7）本工程8臺塔吊均需在結(jié)構(gòu)3～4層部位安裝附墻，以確保塔吊的穩(wěn)定性。按照“先附墻，后升節(jié)”原則，附墻安裝前，塔吊初始安裝高度不得超過30 m[5-6]。

5 塔吊十字梁式基礎(chǔ)設(shè)計計算

利用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計計算軟件對塔吊十字梁式基礎(chǔ)進行設(shè)計驗算（表1）。

表1 塔吊基礎(chǔ)載荷

因考慮塔吊安拆要求，塔吊基礎(chǔ)節(jié)需偏離建筑物外200 mm，梁加腋相應外偏，須確保基礎(chǔ)節(jié)安裝位置在梁加腋部位居中（圖6）。

圖6 十字梁示意

6 結(jié)語

寧波楊柳郡G地塊地鐵上蓋項目采用在原結(jié)構(gòu)框架柱頂新增設(shè)置十字梁式塔吊基礎(chǔ)的方式，實現(xiàn)在狹小既有地鐵上蓋區(qū)域合理布置塔吊，既保障現(xiàn)場材料水平周轉(zhuǎn)、垂直運輸?shù)捻樌M行，又不影響下層軌道公司正常生產(chǎn)維修作業(yè)，圓滿地完成了業(yè)主施工節(jié)點工期要求。目前所有塔吊已拆除完畢，塔吊基礎(chǔ)使用過程中未發(fā)現(xiàn)變形，對原結(jié)構(gòu)也未造成任何影響，為今后同類項目塔吊基礎(chǔ)設(shè)計提供了可借鑒的方法。