既有地鐵停車場上蓋物業(yè)的塔吊基礎(chǔ)施工技術(shù)

中建八局總承包公司 上海 200135

1 工程概況

某工程項(xiàng)目位于上海市西部，用地呈長方形，基地東西長約800 m，南北長約260 m，占地面積20.23萬 m2，總建筑面積約52萬 m2。基地內(nèi)現(xiàn)已建成約12萬 m2的軌道交通列車停車場，停車場上部約8 m高度設(shè)置大平臺結(jié)構(gòu)，部分框架柱預(yù)留了插筋，并澆筑混凝土保護(hù)層，具有上蓋綜合開發(fā)的技術(shù)條件。

本工程施工區(qū)域所有建（構(gòu)）筑物及其附屬施工機(jī)械，限高（吳淞高程）48 m，而平臺下部為已運(yùn)營地鐵停車場，無塔吊基礎(chǔ)施工條件，平臺上塔吊基礎(chǔ)中心需定位至大平臺框架柱位置，塔吊荷載傳力至大平臺梁柱體系，塔吊定位、選型、塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)難度高。

2 工藝原理[1,2]

平臺上塔吊基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土十字形梁式承臺與原有結(jié)構(gòu)梁通過植筋疊合的方式，十字形基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)處采用加腋構(gòu)造（圖1）。

圖1 塔吊基礎(chǔ)與原有結(jié)構(gòu)疊合

2 根十字形承臺梁的尺寸均為6 m×1.35 m×0.6 m，根據(jù)STT293塔吊基礎(chǔ)節(jié)的要求，塔身范圍內(nèi)承臺高1.6 m，混凝土強(qiáng)度等級C35。

十字形基礎(chǔ)正下方由原結(jié)構(gòu)框架柱承壓，基礎(chǔ)梁兩端設(shè)置拉結(jié)鋼筋與下部結(jié)構(gòu)框架梁拉結(jié)，拉結(jié)筋采用化學(xué)植筋的方式植入下部框架梁。塔吊基礎(chǔ)受力模型可以簡化為十字梁式樁基礎(chǔ)，按照《塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程》JGJ/T 187—2009進(jìn)行受力計(jì)算。

3 計(jì)算書[3-5]

STT293塔吊起重臂長60 m，工作狀態(tài)下豎向力Fv=1 338 kN，水平力Fh=33 kN，傾覆力矩Mv=3 319 kN；非工作狀態(tài)下Fv=999 kN，F(xiàn)h=121 kN，Mv=1 886 kN。

3.1 植筋驗(yàn)算

3.1.1 承臺自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值

Gk=（8.46×1.6+1.2×0.6×1.35×4）×25=435.6 kN

3.1.2 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合

軸心豎向力作用下：Qk=354.72 kN；

荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合偏心豎向力作用下：

Qkmax=1 057.18 kN；Qkmin= -347.74 kN。

3.1.3 樁身承載力計(jì)算

每端植入14 根Φ20 mm三級鋼，縱向普通鋼筋截面面積：As=4 398.8 mm2，植筋深度需根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50367—2006）第12.2錨固計(jì)算來確定。

軸心受壓樁樁身承載力：

Q=ψcfcAps+0.9f'yA's=1 425.22 kN＞Qmax=1 057.181 kN；

滿足要求。

軸心受拔樁樁身承載力：

Q=fyAs+fpyAps=1 583.57 kN＞ －Qmin=347.74 kN；

滿足要求。

3.2 承臺計(jì)算

3.2.1 荷載計(jì)算

塔身截面對角線上立桿的荷載設(shè)計(jì)值（圖2～圖4）：Fmax=2 035.724 kN。Vmax=1 122.276 kN，Mmax=733.958 kN·m，Mmin= －1 106.564 kN·m。

圖2 暗梁計(jì)算示意

圖3 彎矩

圖4 剪力示意

3.2.2 承臺配筋計(jì)算

承臺梁底部配筋：AS1=2 422.6 mm2；

最小配筋率：ρ=0.2%；

承臺梁底需要配筋：A1=2 423 mm2；

承臺梁底部實(shí)際配筋：AS'1=3 927 mm2≥AS1=2 423 mm2；

滿足要求。

承臺梁上部配筋：AS2=1 592 mm2；

承臺梁上部需要配筋：A1=1 964 mm2；

承臺梁上部實(shí)際配筋：AS'2=3 927 mm2≥AS2=1 964 mm2；

滿足要求。

4 工藝流程

（a）塔吊基礎(chǔ)投影范圍之內(nèi)，避雷裝置、排水溝蓋板、屋面建筑面層移除。結(jié)構(gòu)柱混凝土鑿除至混凝土屋面頂標(biāo)高。要避免碎渣落入地鐵停車場庫內(nèi)，如該結(jié)構(gòu)柱為后期開發(fā)使用，則其鋼筋需預(yù)留一定長度。

（b）需植筋區(qū)域原結(jié)構(gòu)梁頂混凝土保護(hù)層鑿除，以免植筋孔使用時損傷原結(jié)構(gòu)梁主筋，植筋直徑及根數(shù)需計(jì)算確定，植筋深度及錨入基礎(chǔ)梁內(nèi)長度需滿足規(guī)范要求。

（c）基礎(chǔ)節(jié)固定，柱角底板處在塔吊基礎(chǔ)施工前先做馬鐙或混凝土墩子以便于柱腳固定，地腳之間的高度誤差需在規(guī)范允許范圍之內(nèi)。

（d） 柱腳安放完畢后進(jìn)行鋼筋綁扎、模板支設(shè)、混凝土澆筑。

5 操作要點(diǎn)[6,7]

（a）塔吊基礎(chǔ)的位置要充分考慮原有結(jié)構(gòu)的承載力。本項(xiàng)目停車場設(shè)計(jì)時，屋面上預(yù)留了1 層框架作遠(yuǎn)期開發(fā)用，塔吊基礎(chǔ)中心需選在上蓋物業(yè)結(jié)構(gòu)外邊線投影之外，下部結(jié)構(gòu)框架柱位置；塔吊基礎(chǔ)位置定位后，需對下部結(jié)構(gòu)樁基承載力、框架柱、框架梁受力進(jìn)行復(fù)核。

（b）塔吊基礎(chǔ)的位置要充分考慮塔吊安拆方案的可實(shí)施性。由于大平臺頂板活荷載最大處僅20 kN/m2，塔吊安拆時該結(jié)構(gòu)頂板無法承載大噸位汽車吊，塔吊基礎(chǔ)的形式又決定了塔吊大臂無法降至地面再進(jìn)行塔吊拆除，塔吊基礎(chǔ)的位置要和建筑周邊的施工便道統(tǒng)籌考慮。

（c）塔吊基礎(chǔ)的施工要盡量減小對原有結(jié)構(gòu)的影響，植筋不得損傷原有結(jié)構(gòu)，塔吊基礎(chǔ)位置框架柱如已預(yù)留插筋，則鋼筋高度超過塔吊基礎(chǔ)承臺的部分需割除，同時塔吊基礎(chǔ)位置的保溫防水等建筑面層鏟除后，需注意該部位的防水節(jié)點(diǎn)的處理和排水問題，以免造成停車場內(nèi)部滲漏水。

（d）十字形基礎(chǔ)梁鋼筋排布設(shè)計(jì)要考慮基礎(chǔ)節(jié)馬鐙的布置情況，要保證基礎(chǔ)梁鋼筋不斷開，基礎(chǔ)節(jié)馬鐙定位準(zhǔn)確，地腳之間最大允許高度誤差控制在±1 mm。

6 結(jié)語

經(jīng)檢驗(yàn)，該類型塔吊基礎(chǔ)能確保施工期間塔吊安全，既經(jīng)濟(jì)又可靠，為地鐵停車場上蓋物業(yè)的垂直運(yùn)輸問題提供了參考。