既有地鐵上蓋項(xiàng)目的塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工

蔣國(guó)偉 戎志偉

歌山建設(shè)集團(tuán)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(xiàng)目為既有地鐵上蓋項(xiàng)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。±0.00 m層為地鐵維修廠房，＋10.00 m層為停車(chē)庫(kù)，＋15.00 m頂層上部為綠地、廣場(chǎng)，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(shí)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(jī)基礎(chǔ)布置原則與選型

2.1 布置原則

塔機(jī)布置原則如下：盡可能地覆蓋工作面，不留死角；滿(mǎn)足最大材料和構(gòu)件質(zhì)量的吊運(yùn)要求；便于機(jī)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(dāng)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(mén)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(chǎng)地布置的局限性很大。

場(chǎng)外依靠已完成的高架橋運(yùn)輸，場(chǎng)內(nèi)環(huán)形道路設(shè)置后，材料堆場(chǎng)、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(yùn)輸以及場(chǎng)內(nèi)周轉(zhuǎn)調(diào)運(yùn)就相當(dāng)關(guān)鍵。

為能合理高效地組織材料進(jìn)場(chǎng)及運(yùn)輸，在既定工期內(nèi)按時(shí)完成建設(shè)任務(wù)，合理布置施工機(jī)械至關(guān)重要。

2.2 塔機(jī)選型、布置

本工程考慮共投入8臺(tái)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(yùn)轉(zhuǎn)，提高工效[1-4]。

3 塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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(biāo)高層為地下車(chē)庫(kù)，＋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(biāo)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(dú)立框架柱作為塔吊基礎(chǔ)豎向承載受力點(diǎn)，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(dú)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(qiáng)度等級(jí)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(guò)十字梁直接傳遞到框架柱頂。委托原設(shè)計(jì)單位對(duì)影響到的原建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行荷載復(fù)核驗(yàn)算。經(jīng)驗(yàn)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(mǎn)足要求。其荷載傳遞路線(xiàn)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?xún)?nèi)，計(jì)算時(shí)，為保證安全，全部按跨度15 m計(jì)算。

設(shè)計(jì)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(mǎn)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(tái)，塔吊基礎(chǔ)節(jié)固定螺桿預(yù)埋在現(xiàn)澆承臺(tái)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(gè)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(xué)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(tái)，并居中預(yù)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(xiàn)。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(mǎn)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(jìn)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(zhuān)業(yè)植筋加固單位植筋，鋼筋伸入十字梁內(nèi)的長(zhǎng)度必須達(dá)到錨固長(zhǎng)度要求（圖2、圖3）。

4）根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)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(zhǎng)度需滿(mǎn)足規(guī)范要求。塔吊基礎(chǔ)節(jié)安裝的四角水平標(biāo)高必須嚴(yán)格控制，誤差在2 mm以?xún)?nèi)（圖4、圖5）。對(duì)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(yīng)預(yù)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(diǎn)鉸接示意

圖4 基礎(chǔ)三維效果示意

圖5 基礎(chǔ)實(shí)施效果

5）塔吊基礎(chǔ)混凝土采用C35預(yù)拌混凝土，混凝土坍落度需經(jīng)檢測(cè)滿(mǎn)足要求，分層澆筑確保混凝土振搗密實(shí)。

6）塔機(jī)安裝前應(yīng)在梁加腋四角設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，并在塔機(jī)安裝前進(jìn)行原始觀測(cè)，塔機(jī)安裝后觀測(cè)一次。使用過(guò)程中每周測(cè)一次沉降及傾斜，塔機(jī)附墻安裝升節(jié)后至少觀測(cè)一次，并做好記錄。

7）本工程8臺(tái)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(guò)30 m[5-6]。

5 塔吊十字梁式基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算

利用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算軟件對(duì)塔吊十字梁式基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)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(yīng)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(yǔ)

寧波楊柳郡G地塊地鐵上蓋項(xiàng)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(shí)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(chǎng)材料水平周轉(zhuǎn)、垂直運(yùn)輸?shù)捻樌M(jìn)行，又不影響下層軌道公司正常生產(chǎn)維修作業(yè)，圓滿(mǎn)地完成了業(yè)主施工節(jié)點(diǎn)工期要求。目前所有塔吊已拆除完畢，塔吊基礎(chǔ)使用過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)變形，對(duì)原結(jié)構(gòu)也未造成任何影響，為今后同類(lèi)項(xiàng)目塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供了可借鑒的方法。