地鐵塔吊地上基礎快速施工關鍵技術研究

王守德 （上海城建市政工程(集團)有限公司，上海 200000）

1 引言

隨著城市化進程的加快，地下空間的利用逐漸得到重視。地鐵建設中所使用設備基礎設計是保證工程項目安全的重要因素。對于塔吊基礎的設計，相關學者通過現存問題、工程案例等對塔吊基礎的設計與施工技術要點進行了分析，為實現塔吊安全使用提供了寶貴經驗。陳愛華等[1]基于當前塔吊基礎設計需要考慮的原結構特點等問題，設計了一種十字梁式與原結構墻柱結合的塔吊基礎。結果表明，所設計的塔吊基礎有效保證了結構的安全性和塔吊抗傾翻能力。苗軍港[2]以某地鐵項目中地下停車場建設為例，分析了塔吊基礎設計與施工技術要點。結果表明，塔吊施工過程應首先控制焊接工程質量，使其滿足相應的技術標準。米萬富[3]結合工程實例詳細分析了狹窄空間下塔吊基礎的方案選擇與設計。結果表明，所提出設計的塔吊基礎通過施工實踐驗證了其可靠性和穩(wěn)定性。楊濤等[4]調查分析了塔吊使用過程中的安全問題。結果表明，要保證塔吊使用安全性，需要對相關信息、施工方案、規(guī)章制度、現場條件、應急預案等充分考慮。多數學者對于塔吊基礎設計的研究已取得了顯著的成果，但對于地鐵站塔吊基礎設計，尤其是將基礎安置地上的研究較少。本文基于實際地鐵站工程塔吊基礎設計，對塔吊基礎設計要求和施工工藝進行了詳細介紹。為解決狹窄場地地鐵塔吊基礎設計與施工技術問題提供了經驗。

2 工程概況

城東路站是鄭州市軌道交通3號線一期工程的第十二個車站。車站主體結構外包長度為167.0m，標準段寬22.5m。城東路站為地下三層島式站臺車站，車站標準段基坑深約23.54m，東端端頭井深25.24m，西端端頭井深約25.24m。車站采用明挖法施工，地下連續(xù)墻+內支撐的支護體系，其中第一道和第三道為混凝土支撐，第二道和第四道為鋼支撐。車站主體結構采用鋼筋混凝土箱型結構，車站主體設全外包防水層。本場區(qū)的地層自上而下依次由人工填土層、第四系全新統(tǒng)沖洪積層、第四系上更新沖洪積層、第四系中更新統(tǒng)沖洪積層構成。車站位于老城區(qū)，管線復雜較多，且場地較為狹小，地質不良，存在雜填土層、老房屋基礎，地表環(huán)境復雜，采用傳統(tǒng)方法開挖施工地下基礎承臺將很難成功實現。

圖1 城東路站平面圖

車站北側與地下連續(xù)墻水平距離分別為0.5m、1.4m和6.7m處，分別現存10根高壓電纜（地面4根，地下6根，裸露線）、雨水管線（直徑1.4m，埋深1.35m，鋼筋混凝土承插管）、特高壓燃氣管線（直徑0.4m，埋深1.1m，PVC材質），如圖2所示。塔吊地面基礎設置距離基坑圍護墻7m范圍內，且保證塔吊覆蓋整個車站端頭井。考慮到周圍管線較密，無基礎承臺施工空間，無法保證承臺的凈空尺寸，不利于塔吊設立。為此，選擇塔吊基礎地上施工技術。

圖2 塔吊基礎周邊管線圖

3 塔吊基礎設計參數

塔吊基礎采用整體鋼筋混凝土基礎，對基礎的基本要求如下：混凝土強度等級C35，基礎尺寸為5.5m×5.5m×1.3m，使用C22鋼筋雙向鋼筋布設，采用28鋼筋錨入地面30cm，鋼筋間距30×30cm。基礎頂層及底層凈保護層厚度為40mm，側面凈保護層厚度為70mm。下部墊層厚度為100mm。基礎底標高與原有地面一致，北側基坑便道，臨建現場地面實際厚度為35cm，如圖3所示。

圖3 塔吊基礎照片

基礎預埋塔節(jié)：從廠家運輸標準塔節(jié)1個，在鋼筋綁扎時，同步塔吊塔節(jié)直接預埋于基礎鋼筋內，塔節(jié)直接落底層鋼筋上方，使用22鋼筋固定，安裝完成使用水平尺驗收，在混凝土澆筑前需將螺栓部分固定并進行保護，如圖4所示。

圖4 預埋塔節(jié)現場照片

塔吊選型：中聯重工TC5613B-6塔吊，2臺，臂長為56m，最小工作幅度2.5m，最大起重6000kg，最大工作幅度56m，起重2000kg。

4 塔吊的平面布置原則[5]

①盡可能使起重臂覆蓋整個在建建筑物和作業(yè)現場。

②吊臂的覆蓋范圍應避開高壓線，并滿足《施工現場臨時用電安全技術規(guī)范》（GJ46-2005）規(guī)定的安全距離。如果小于安全距離，應搭設防護架，防止塔吊的吊索或吊物碰到高壓線，同時在防護架一側用鋼筋網，設接地進行屏蔽。

③在作業(yè)范圍內，盡可能減少障礙物；

④考慮與建筑物的最佳距離，保證不與周圍附屬物相碰；

⑤保證組拆裝時必要的作業(yè)場地，特別是非規(guī)整形狀的結構物需考慮塔吊拆除時有足夠的工作場地；

⑥塔吊的布置應結合塔吊的選型綜合考慮，使塔吊工效高，費用低，滿足幅度，起重量，起重力矩等工作要求和滿足施工進度的要求。

5 塔吊基礎施工工藝與流程

塔吊基礎施工工藝流程圖如圖5所示。

圖5 塔吊基礎施工工藝流程圖

①預裝塔吊位置混凝土表面需平整，水平度偏差控制在2%以內，道路強度達到80%以上后，方可進入下道工序。

②在塔吊預裝位置面標記5.5m×5.5m的正方形及中心十字線，正方形中心應與塔吊墊層中心重合。

③對標記區(qū)內進行植筋施工，將直徑28鋼筋錨入地面30cm。

④鋪設基礎底部鋼筋，同時將塔吊塔節(jié)直接預埋于底層鋼筋上，塔節(jié)直接落底層鋼筋上方，采用焊接進行連接牢靠。

⑤鋪設基礎側面和頂部鋼筋，鋼筋的交叉點應綁扎牢固，不得出現變形和松脫現象。

⑥模板采用高強度竹膠板，主楞采用100mm×100mm方木，豎肋為φ48×3.5mm雙鋼管，上下設置四道，拉桿采用φ14鋼筋，設置兩道兩側模板之間用扣件和對拉螺桿連接，用PVC管套住螺桿，對拉螺栓豎向兩道間距30cm，橫向間距60cm。側面采用單根φ48鋼管斜撐@500上下兩排作為穩(wěn)定措施，保證基礎穩(wěn)定性。

⑦模板安裝時牢固、平整，接縫嚴密不漏漿，相鄰兩塊模板接縫高低差不應大于2mm。

⑧防雷接地，基礎鋼筋綁扎完成后，采用20mm×5mm鍍鋅鋼板條一段焊接至基礎鋼筋網上，另外一段與一根1.8m長且打入地下不少于1m的22mm鍍鋅鐵棒焊接，完成后須進行防雷接地電阻測試，電阻不得大于1Ω。

6 塔吊施工技術準備[6]

①塔吊安裝前應對作業(yè)工人進行施工技術交底，包括安裝要求、安裝順序、安裝誤差等，接受交底人為工程施工負責人。

②組織檢查，作業(yè)工人應有類似工程施工經驗，經過建設行政主管部門培訓，考試合格，取得崗位證后進行安裝，嚴禁無證操作。

③施工方案應上報監(jiān)理單位審批完成嚴格按照方案及圖紙要求施工；鋼筋綁扎成型后，首先由班組和工長先自檢。再由施工員、質檢員、技術員進行檢查，合格后向現場監(jiān)理工程師申報驗收，申請對鋼筋最后檢查驗收。

④測定基礎預埋件的高度誤差，以備調整墊板。

⑤對進場設備規(guī)格、數量進行檢查，上報監(jiān)理單位審核后安裝。

⑥施工前，作業(yè)人員應詳細了解安裝場地狀況，由安裝隊長向吊車司機交代安裝程序及吊裝主要大件的尺寸、高度、重量等。

⑦施工負責人應召集安裝作業(yè)工人，安全員及塔吊車司機落實安全技術措施，進一步明確各專項人員的位置及職責。

⑧安裝人員要工作崗位明確，作業(yè)職責明確，既要堅守崗位，又要互相配合，自覺遵守安全操作規(guī)程及塔機安全技術措施規(guī)定，集中精力，全神貫注地工作。

⑨塔機安裝完后，未經“安裝質量檢測試驗”合格，不得交付使用。

⑩塔機安裝質量檢驗試驗合格后，應將安全操作規(guī)程標牌，塔機性能標牌和安裝驗收標牌，掛立于醒目處，以提醒操作人員和其他人員。

?塔機交付使用前，必須向使用單位做“塔機技術性能，保養(yǎng)和維修”及“安全技術規(guī)程”等交底，并取得使用單位簽字認可。

圖6 塔吊現場安裝示意圖

7 結論

該項塔吊基礎施工技術先后應用于城東路車站施工和車站二次結構施工中，通過地上兩臺塔吊的地上基礎施工技術的成功實施，證明了塔吊地上基礎施工技術安全穩(wěn)定。鑒于地上基礎的施工效果及作業(yè)環(huán)境條件，可隨時在區(qū)間任何位置進行塔吊安裝作業(yè)，可有效應對狹窄區(qū)域無地基施工模式；該項技術可在城市建設中隨時設立垂直吊裝設備，在軌道交通施工中適用范圍廣。