TOD地鐵上蓋開發項目塔吊、施工電梯基礎施工技術探討

文／李立 廣州市城市建設開發有限公司 廣東廣州 510000

1、研究背景

塔吊、施工電梯作為重要的起重吊裝設備和垂直運輸設備在我國建設工程領域得到廣泛的應用，在高層建筑施工時，塔吊、施工電梯基礎的安全是保證設備運行安全的關鍵，但在TOD 地鐵車輛段住宅開發項目中，需要在蓋板結構上利用已預留的塔吊、施工電梯基礎位置或重新設計并澆筑新的設備基礎，但在現實中常常碰到一級開發時未預留塔吊、施工電梯的基礎或預留的位置無法滿足現場實際施工的需要，導致TOD 地鐵車輛段上蓋項目的塔吊、施工電梯基礎無法按常規做法落在原有地鐵車輛段蓋板上部。

2、研究意義

在廣東省住房和城鄉建設廳關于印發房屋市政工程危險性較大的分部分項工程安全管理實施細則的通知（粵建規范[2019]2 號），在起重吊裝及起重機械安裝拆卸工程中，對于采用高承臺、鋼結構平臺、利用原有建筑結構的特殊基礎工程屬于超過一定規模的危險性較大的分部分項工程范圍，需編制安全專項方案并經專家論證后才能實施。

就目前TOD 地鐵車輛段上蓋項目開發的實踐經驗，在地鐵車輛段原有蓋板結構一級開發時，部分預留了蓋上塔吊、施工電梯的基礎，便于二級開發施工，但由于TOD 項目開發經驗有限，所預留的設備基礎不能滿足現場實際施工需要；以及房地產開發商為了企業的經濟利益，也會改變商品住宅的格局和戶型等，因此預留的設備基礎不能滿足實際現場施工的需要，因此需要在蓋板上重新設置新的塔吊、施工電梯基礎。

由于TOD 項目的獨特性，塔吊、施工電梯作為建筑工程最重要的材料、勞動力運輸設備，其在施工過程的設置與使用對項目的開發進度和成本有至關重要的影響，對TOD 地鐵上蓋開發項目塔吊、施工電梯基礎的施工技術的探討，可為后續TOD 項目的開發提供借鑒意義。

3、技術探討

現以TOD 地鐵上蓋開發項目一級開發時未預留需重新設計施工電梯基礎情況進行分析探討。

設計思路：原開發蓋板結構設計未預留施工電梯荷載位置或預留位置無法使滿足現場實際施工需求，需根據施工樓棟外圍結構情況，充分考慮轉換層框架柱位置，采用結合轉換梁及預留柱的架空式方式，進行施工電梯平面位置選定。架空式施工電梯基礎由轉換梁、支撐板組成，并與前期蓋板結構模型進行組裝，進行配筋與荷載計算。基礎上部施工電梯荷載通過梁柱節點傳遞至蓋板框架柱，框架柱將荷載傳遞至蓋下地基，有效避免蓋板結構荷載超限。

工藝流程：施工電梯基礎安裝定位→基礎平面位置選定→設計軟件建模，荷載計算→基礎結構配筋設計、截面尺寸設計、節點做法設計→梁柱、柱節點處理→基礎結構施工與驗收。

3.1 施工電梯基礎定位及平面位置選定

施工電梯平面安裝位置的選定應結合施工樓棟結構外圍特征，充分考慮到施工勞動力及材料的平面、垂直運輸需求；同時因上蓋項目及基礎結構的特殊性，需考慮到基礎轉換梁與原車輛段結構框架柱的連接位置。本示例為一棟33 層高層住宅建筑，南側設1 臺型號為SC200/200G的雙籠普通施工電梯以滿足本工程施工需要，施工升降機的平面位置示意如下圖1所示。

圖1 施工電梯平面位置

3.2 結構設計軟件建模及荷載驗算

本工程為全高現澆框剪結構，住宅建筑主體結構及裝修階段施工時，垂直機械采用（SC200/200G 型施工升降機）1 臺；垂直運輸機械計劃安裝時間為結構6 層開始。根據本工程實際施工需要，本工程選用廣州市特威工程機械有限公司生產的雙籠室外人貨電梯（SC200/200G）。施工電梯的基礎板通過轉換梁與轉換層框架柱進行連接，荷載由基礎板傳至轉換梁再傳到原蓋板結構框架柱上，轉換梁底距離18#樓負一層原車輛段蓋板結構面高度為150mm。

圖2 盈建科設計軟件建模

3.3 基礎結構配筋設計、截面尺寸節點做法設計

結合現場轉換梁與負一層轉換層柱的連接，施工電梯基礎平面尺寸為6000mm×4000mm，基礎板厚為200mm，轉換梁截面尺寸為500mmx800mm，梁底距車輛段原蓋板150mm。

圖3 基礎剖面做法示意圖

通過盈建科設計計算軟件計算分析得出配筋如下：

圖4 3#基礎梁配筋圖

圖5 3#基礎板配筋圖

在進行軟件建模及荷載計算的過程中，根據配筋信息、撓度等各項計算結果及時調整基礎結構各組成部分截面尺寸，模型調整與計算同步進行，最終對基礎轉換梁截面尺寸、基礎板厚、結構配筋等進行確認。由于電梯基礎轉換梁承受上部荷載后，在蓋上原結構蓋板與框架柱連接，并將荷載傳遞至框架柱，而蓋上結構蓋板框架柱存在兩種類型，分別是鋼筋混凝土柱和鋼管柱，對兩者連接節點分別進行設計，并進行強度驗算，轉換梁與鋼筋混凝土柱采用植筋的方式進行連接，與鋼管柱采用焊接牛腿、焊接鋼筋的方式進行連接。

3.4 轉換梁與柱節點的連接設計

根據本次施工電梯的基礎設計，基礎轉換梁通過植筋與轉換層混凝土柱連接，少數部位通過焊接連接板與車輛段原預留鋼管柱進行連接。節點采用上蓋結構原設計的鋼管混凝土梁柱節點大樣，符合構造要求，大樣做法如下：

圖6 轉換梁與鋼筋混凝土柱連接節點做法示意

3.5 基礎結構施工與驗收

3.5.1 植筋

轉換梁需在原車輛段蓋板上進行植筋并與梁柱鋼筋綁扎。

（1）植筋工藝流程

梁、柱外邊線彈設鋼筋定位—混凝土保護層剝離—植筋孔定位和鉆孔—植筋孔清洗和鋼筋除銹—注膠—插筋—成品保護—拉拔試驗。

（2）彈線及剝離

根據施工圖示尺寸，進行柱邊線放線。使用電錘將邊線范圍內的混凝土保護層剝離。剝離完成后清除表面渣塊，將劈裂和松動的混凝土剔鑿干凈。

（3）植筋孔定位和鉆孔

梁植筋定位：

根據原有預留鋼筋，在原柱子鋼筋內側30mm 處進行植筋，注意植筋深度及防止偏位，避免打穿蓋板發生地保事件，確定好位置后根據鋼筋大小使用相應直徑大小鉆頭的電錘垂直于結構表面進行鉆孔，植筋錨固深度的孔深不小于15D。

（4）清洗植筋孔和鋼筋除銹

a.鉆孔完成后，將孔周圍灰塵清理干凈，清洗孔要做到三吹兩刷，即吹孔三次、清刷兩次。清刷完畢后，用棉絲沾丙酮，清刷孔洞內壁，使孔洞內最終達到清潔干燥。

b.如遇成孔部位較潮濕的情況，還須用加熱棒，對所成的孔進行干燥處理。

c.植筋孔清理完成后，組織相關方進行隱蔽驗收，并做好驗收記錄。

d.采用砂輪鋸切去鋼筋的馬蹄形斷口和彎曲破損端頭后按設計長度下料，使用磨光機固定鋼絲刷對種植端打磨除銹，除銹長度應大于植筋深度50mm 左右。嚴重銹蝕的鋼筋不能作為植筋使用。除銹完成后使用棉紗沾丙酮或工業酒精將打磨好的部位擦拭干凈。

（5）注膠和插筋

a.將植筋膠管置入套筒，旋上混合器，然后將套筒置入打膠槍內，將膠槍上的混合噴頭伸進孔的底部，扣動扳機，且每一次扣動扳機感覺有明顯壓力后，一步一步慢慢抽出，藥劑填滿孔深的2/3 時，停止扣動扳機。

b.根據植入深度，在處理好的鋼筋除銹端做明顯標記，然后插向孔洞，一邊插一邊向同一方向緩慢旋轉，直至到達孔洞底部為止，此時應有錨固膠從孔洞內溢出。

（6）成品保護

鋼筋植入孔洞后植筋膠凝固期間嚴禁碰撞和旋動鋼筋以及雨水沖刷。植筋完成3d 后方可進行拉拔試驗。

3.5.2 疊合梁、基礎、柱子鋼筋綁扎

鋼筋綁扎分為基礎鋼筋綁扎、疊合梁鋼筋綁扎及柱子鋼筋綁扎，基礎與其周邊柱子采用疊合梁相連，疊合梁與施工電梯基礎同時施工。

a.按彈出的鋼筋位置線，先鋪基礎下層鋼筋，所有基礎鋼筋均按設計圖紙原位綁扎。

b.鋼筋綁扎時，靠近外圍兩行的相交點每點都綁扎，中間部分的相交點可相隔交錯綁扎，雙向受力的鋼筋必領將鋼筋交叉點全部綁扎。

c.擺放基礎底板混凝士保護層用砂漿墊塊，強度必須符合要求，按每 1m 距離梅花型擺放。

d.基礎厎板、疊合梁就地綁扎成型，面筋與梁架立筋，可分層穿筋綁扎。

e.底板雙層鋼筋綁完下層鋼筋后，應擺放鋼筋撐筋，在撐腳上擺放縱橫兩個方向鋼筋，鋼筋上下次序及綁扣方法同底板下層鋼筋。

f.底板承臺鋼筋如采用綁扎接頭時，鋼筋搭接長度及搭接位置應符合施工規范要求，鋼筋搭接處應用鐵絲在中心及兩端扎牢。如采用機械連接接頭或焊接接頭，除應按相應規定抽取試樣外，接頭位置也應符合施工規范的規定。

g.根據彈好的轉換梁線，預留鋼筋綁扎牛固，施工電梯基礎部分的鋼筋錨固深度應符合規范。

3.5.3 鋼結構焊接

本工程在負一層轉換層存在大量鋼管混凝土柱，在本次基礎轉換梁布置中，3#施工電梯基礎轉換梁均有與鋼管混凝土進行連接的情況，針對該情況，現考慮在鋼管柱上焊接連接板，然后將鋼筋在連接板上進行焊接，參照圖7。

圖7 轉換梁與鋼管柱連接節點做法示意

3.5.4 預埋施工電梯基礎螺栓

地腳螺栓由施工電梯安裝單位進行預埋，測量員測量出預埋點位，做好標記，專業人員進行預埋，并做好固定措施。預埋件位置振搗，振搗時不能對預埋件進行擾動，并隨時檢查預埋件位置是否有偏差。

3.5.5 支模

基礎轉換梁與負一層結構底板的間隙為150mm，梁底放置擠塑聚苯板，上部放置一層蒸壓灰砂磚，轉換梁采用方木和模板進行支設，板采用鋼管支撐架進行支撐。

安裝前對模板表面進行清潔、涂刷脫模劑。轉換梁、基礎板支模如圖8、9 所示。

圖8 轉換梁模板支設示意

圖9 基礎板模板支設示意

3.5.6 砼澆筑及養護

混凝土澆筑采用泵送方式，分層澆筑，每層澆筑厚度控制在250mm，一邊澆一邊振搗，振搗密實使砼的水化熱盡快散失，并且保證上下層混凝土在初凝前結合良好。砼下落高度要盡可能低，貼近鋼筋，防止砼發生離析。澆筑速度控制好，緩慢下落。振搗棒振搗要做到“快插慢拔”，在振搗過程中振搗棒要上下略有抽動，使上下振動均勻。每點振搗時間一般為20～30 秒，但還要視砼表面成水平不再顯著下沉、不再出現氣泡、表面泛出灰漿為準，振點間距不得超過400mm。分層澆筑時，振搗棒插入下層不得小于50mm，消除兩層間接縫，振搗時，禁止振動預埋節和碰撞鋼筋，避免造成預埋節位置變動。砼澆注完畢，成型后立即采用薄膜覆蓋，使砼處于濕潤狀態，防止水分外溢。待砼強度達到設計強度的85%(強度由試驗室試壓同條件養護的試塊或現場回彈后通知）以后方可進行施工電梯的安裝。

3.5.7 拆模

在混凝土強度能保證表面及棱角不會因為拆模板而損壞時，即可進行側模拆除。

3.5.8 質量驗收

施工電梯基礎鋼筋綁扎好后，應做隱蔽工程驗收。隱蔽工程包括施工電梯基礎預埋件鋼筋。驗收合格后方可澆筑混凝土。

（1）驗收標準

墻柱混凝土標號同主體墻柱（C50），梁板混凝土為C35，保證砼面平整度誤差在10mm 之內。

（2）驗收程序

施工電梯基礎符合使用說明書或者設計要求。專項設計方案應經過使用單位技術負責人和監理單位總監理工程師審批。基礎必須經使用單位、監理單位和安裝單位共同驗收合格，隱蔽驗收記錄齊全。

（3）驗收內容

施工升降機基礎施工驗收內容包括：

基礎承載力、基礎混凝土強度報告、基礎尺寸偏差、基礎表面平整度、基礎頂部標高偏差、預埋、預埋件位置偏差。

結語：

TOD 項目因其存在在車輛段蓋板上“架空式”施工的特征，其上部施工的結構往往自蓋板上部預留柱頭開始，通過轉換層進行柱筋連接、然后往上施作結構施工，其施工通道、材料運輸通道，均位于轉換層，且為了嚴格保護蓋下地鐵運營的安全及蓋板的結構安全，蓋上荷載控制為重中之重。施工塔吊、施工電梯作為房地產開發施工過程中最基本的材料運輸設備，其對施工進度的影響不言而喻，這直接影響著房地產企業開發進度的快慢及資金回籠速度。因此，對于TOD 項目塔吊、施工電梯等基礎施工的探討研究也十分重要及必要，便于施工樓棟的各種材料及勞動力運輸，有效避免二次轉運，對現場施工進度及成本節約都有較大研究意義。