工程中非常規(guī)塔吊基礎運用的必要性及技術控制

林 旭

(上海松江經(jīng)濟技術開發(fā)建設集團有限公司，上海 201616)

0 前 言

隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展和城市化進程不斷加快，在特大、大型城市已建的密集建筑群中，存量建設用地開發(fā)價值高，建設規(guī)模已趨向于“建筑高度超高、建筑面積超大、地下空間超深”，一個個集聚商業(yè)、辦公、酒店功能的“CBD”建筑體如雨后春筍般涌現(xiàn)。諸如此類的超巨工程，往往建設的要求工期緊，施工空間狹窄有限，在建設過程中如何更好地解決建筑材料水平及垂直運輸就成為工程建設成敗的關鍵；普遍在工程中使用的大型塔吊就成了關鍵設備；塔吊基礎的布設方案成了關鍵中的核心；而非常規(guī)塔吊基礎的運用正好能突破施工空間及工期的局限，有效解決了水平及垂直運輸?shù)膯栴}。本文將通過工程實例具體談談非常規(guī)塔吊基礎運用的必要性與技術控制，及在實踐中的運用。

1 工程概況

上海市靜安區(qū)40號、46號地塊大中里綜合發(fā)展項目地處靜安區(qū)東部，由40號、46號兩個地塊組成，東到青海路，南到威海路，西到石門一路，北到南京西路，基地占地面積約62 810 m2，總建筑面積為486 740 m2。其中地上建筑面積312 356 m2，T1辦公塔樓高170 m；T2辦公塔樓高250 m；T3、T5和T6酒店塔樓高度分別為71、70、73.9 m；地下建筑面積174 384 m2，共分為13個基坑，T5酒店坐落于4區(qū)基坑。圖1為基坑總平面圖。

圖1 基坑總平面圖

2 非常規(guī)塔吊基礎運用的必要性

上海市靜安區(qū)40號、46號地塊大中里綜合發(fā)展項目地處由青海路、威海路、石門一路、南京西路圍合區(qū)域，地理位置優(yōu)越，屬鬧市區(qū)中的黃金地塊。周邊環(huán)境極其復雜，與軌道交通13號線共墻、毗鄰、軌道交通2號線、緊臨基坑邊有東方眾新大廈、岳陽醫(yī)院、云海苑等建筑物。在圍合的狹小空間內(nèi)、建筑物密度高的環(huán)境下，建筑材料水平及垂直運輸?shù)墓こ屉y點尤其突出；在考慮4區(qū)為主、兼顧1-e1區(qū)、1-e2區(qū)、2b區(qū)、3-4區(qū)基坑地下室結(jié)構(gòu)回作及上部結(jié)構(gòu)施工面，并同時考慮4區(qū)基坑(T5酒店)上部結(jié)構(gòu)封頂有里程碑節(jié)點的要求，在施工場地和工期都緊張的情況下；經(jīng)綜合比較，為有效解決上述5個基坑主體結(jié)構(gòu)施工過程中建筑材料水平及垂直運輸?shù)碾y題，在4區(qū)基坑內(nèi)運用非常規(guī)塔吊基礎方案布設，塔吊選型為ST6015，結(jié)合“時空效應”，能達到解決根本問題的目的。

3 非常規(guī)塔吊基礎運用的技術控制

3.1 塔吊平面位置布設的合理性

1)平面位置布設時的工況條件：3-4區(qū)逆作區(qū)結(jié)構(gòu)首層結(jié)構(gòu)板未施工，現(xiàn)場為施工臨時硬化場地；2b區(qū)地下室結(jié)構(gòu)回作至地下1層(B1層板)后，暫緩首層板施工，保留圍護結(jié)構(gòu)的棧橋作為施工道路；1-e1、1-e2區(qū)首層板完成施工后暫緩，作為臨時材料堆場；4區(qū)搶工至地下室1層(B1層板)。下一階段，除3區(qū)逆作外，其余4個基坑將準備全面鋪開上部結(jié)構(gòu)的施工，塔吊布置的時點的緊迫性具有合理性。

2)本次塔吊布設的平面位置，經(jīng)過了多次選址，塔吊方案最終初步設計時，在避開了塔臂與周邊建筑的碰撞的條件下，最大限度的工作半徑內(nèi)，基本覆蓋了上述5個區(qū)域的施工面，空間覆蓋面廣而達，合理滿足了預期設想的初衷。

3)在4區(qū)基坑(T5酒店)首層板施工完畢后，塔吊基礎已滿足28 d的養(yǎng)護要求，可立即安裝塔吊投入到酒店塔樓上部結(jié)構(gòu)施工中的正常使用，贏得了塔吊基礎混凝土養(yǎng)護的時間差，合理壓縮了工期。圖2為塔吊基礎及塔吊平面布置圖。

圖2 塔吊基礎及塔吊平面布置圖

3.2 塔吊基礎的設計方案

本次塔吊基礎設置在地下室1層，利用其周邊結(jié)構(gòu)柱(4根)，在B1層板上增加4根反梁，塔吊地腳直接座落于反梁上，并與結(jié)構(gòu)柱整體銜接來傳載塔吊基礎的受力。而首層板(B0板)塔吊基礎利用的4根結(jié)構(gòu)柱合圍區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)次梁和板先不予施工，留出“天窗”保證塔吊設備的運行空間，待塔吊拆除后，再采取結(jié)構(gòu)板補缺的處理方式。

1)塔吊基礎梁設計數(shù)據(jù)。4區(qū)基坑(T5酒店)塔吊獨立安裝高度按照44.8 m，配置1+12+1塔身節(jié)，此時塔機基礎最大受力：自重P=72 t，水平力F=12.5 t，彎矩W=257 kN/m，扭矩T=18.3 kN/m；最大安裝高度為86 m，塔機設置2道附墻，配置1+26+1塔身節(jié)，此時塔機基礎最大受力：自重約P=95 t，水平力F=18.5 t，扭矩T=18.3 kN/m。

ST60/15(L68A1)塔機基礎受力表見表1。

表1 ST60/15(L68A1)塔機基礎受力表

2)塔吊基礎及基礎梁。塔吊基礎采用現(xiàn)有4根結(jié)構(gòu)柱，在B1層板上增設4根塔吊基礎梁，根據(jù)計算，基礎主梁截面積采用800×1 200及800×1 500，梁頂標高為-3.750 m；基礎次梁截面采用900×1 200，梁頂標高為-3.750 m；懸挑板板頂標高為-3.750 m。塔吊基礎節(jié)地腳螺栓直接預埋在內(nèi)。基礎梁之間增設1塊300 mm的連接板，板頂標高為-3.750 m。圖3塔吊基礎設計詳圖。

圖3 塔吊基礎設計詳圖

3.3 塔吊基礎的施工控制要點

1)塔吊基礎共有4個地腳按2 000 mm×2000 mm預埋，每個地腳尺寸500 mm×500 mm，在上皮鋼筋埋設完畢后，固定預埋件；預埋鋼筋上口須保證在同一水平面，4個埋件端面水平誤差<4 mm，錨固鋼筋上口露出一定長度，便于安裝塔吊基礎節(jié)；基礎反梁底與結(jié)構(gòu)板留出8 mm間隔，鋪墊板并澆筑在混凝土基礎內(nèi)。

2)基礎混凝土采取C45，混凝土保護層厚度為30 mm；澆筑時，減少混凝土對鋼筋和預埋件的沖擊力，澆筑過程中邊振搗邊檢查預埋件的位置和水平度的正確性，如有變化，應及時進行調(diào)整；混凝土澆筑采用混凝土泵車進行，模板內(nèi)的垃圾和泥土應清除干凈，混凝土應振搗密實，不得有蜂窩、孔洞、露筋、縫隙等缺陷。

3.4 塔吊設備自拆的可行性因素

塔吊使用完畢后，能否降節(jié)自拆也是衡量方案可行性的主要因素。4區(qū)基坑(T5酒店)非常規(guī)塔吊基礎方案經(jīng)歷了多次調(diào)整。最初方案塔吊基礎節(jié)地腳螺栓直接落在反梁內(nèi)，而此方案直接導致塔臂一直線無法避開酒店結(jié)構(gòu)，降節(jié)自拆無法實現(xiàn)。故而調(diào)整方案為在反梁增加1塊挑板，塔吊基礎節(jié)地腳螺栓3個落在反梁內(nèi)，1個落入了挑板，保證了塔臂一直線在一個角度上避開了酒店結(jié)構(gòu)，滿足了降節(jié)自拆的要求。

3.5 塔吊基礎的安全性保證

1)4區(qū)基坑(T5酒店)非常規(guī)塔吊基礎利用了主體結(jié)構(gòu)柱作為受力構(gòu)件，塔吊基礎最終方案確定后，第一時間與結(jié)構(gòu)設計單位取得聯(lián)系，請結(jié)構(gòu)設計單位復核方案設計是否滿足結(jié)構(gòu)安全，復核結(jié)果為滿足要求，并出具計算書用于方案論證。圖4為內(nèi)力包絡圖。

圖4 內(nèi)力包絡圖(結(jié)構(gòu)設計單位復核滿足)

2)非常規(guī)塔吊基礎專項方案經(jīng)過了有關機械行業(yè)安全協(xié)會評審，以專家評審會通過的專項方案上報施工總包單位總工程師審批，并報監(jiān)理單位總監(jiān)審批后方才付諸現(xiàn)場實際施工。

3)日常管理過程中，加強對基礎沉降與塔身傾斜的監(jiān)測，沉降觀測及塔身傾斜監(jiān)測頻率保證每周1次，監(jiān)測結(jié)果均在可控值范圍內(nèi)。

一旦發(fā)生數(shù)據(jù)變化異常，立即停止設備運行并檢查監(jiān)測，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后方才再次允許運行。

4 結(jié) 語

經(jīng)過現(xiàn)場實踐證明,非常規(guī)塔吊基礎在工程施工過程中的運用在一定條件下能取得奇效，本工程所面臨的實際情況下，既能解決施工面不足帶來的材料運輸難題，又克服了工期緊張的問題，保證了里程碑節(jié)點，并創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟效益，為工程順利建設夯實了基礎。

同時，也看到了非常規(guī)塔吊基礎也有其自身局限所在，如設計方案復雜，方案可行性論證參與方多，但是隨著城市開發(fā)的節(jié)奏不減，非常規(guī)塔吊基礎會有更大的發(fā)展，預期能得到進一步的推廣和使用，推動城市建設的可持續(xù)發(fā)展。

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