既有地鐵之上的塔吊基礎施工技術

中建三局集團有限公司成都分公司 成都 610041

隨著現在施工技術的不斷發展，人們對于地鐵上蓋建筑的成本以及進度的要求具有越來越高的要求。作為最常用的施工運輸工具，地鐵上蓋建筑塔吊的安裝與使用要求也變得越來越高，為了能夠將塔吊在安裝與施工過程中存在的安全與使用問題解決掉，必須對地鐵上蓋建筑塔吊基礎施工技術進行必要的分析。

1 工程概況

深圳市軌道交通龍華線薈港尊邸項目位于布龍路以西、和平路以北，與軌交4號線龍勝站及軌交6號線毗鄰、銜接。項目用地面積為89 401.23 m2，總建筑面積暫定310 913.40 m2。整個小區由2棟多層住宅、1棟小高層住宅、9棟高層（含超高層）住宅和商業、幼兒園及其他配套設施組成。項目用地分平臺區和白地區2部分，已建成的車輛段平臺占地面積41 345.65 m2，平臺部分擬建總建筑面積約為62 000 m2；白地區占地面積為48 055.58 m2，白地部分擬建總建筑面積約248 000 m2。本工程平臺區域共4棟建筑，由于A3棟和A5棟柱子和梁為鋼結構，只有板為混凝土板，所以A3棟、A5棟采用汽車吊吊裝，A1棟和A2棟每棟塔樓安裝2臺塔吊，該4臺塔吊全部安裝在已竣工的平臺結構上，根據已竣工平臺結構的荷載圖，1#、2#、3#及5#塔吊平面布置如圖1所示[1-3]。

圖1 平臺塔吊平面布置示意

2 塔吊基礎設計

綜合考慮住宅及商業施工時材料的垂直、水平運輸，4臺塔吊選用型號均為TC6013，其中，1#塔吊臂長50 m，2#塔吊臂長60 m，3#與5#塔吊臂長40 m，通過平臺區域總平面圖的布置，基本可以覆蓋A1棟、A2棟區域，滿足整個施工區域材料的垂直、水平運輸。依據施工圖紙和現場條件，本著“合理利用空間和平面、優化總體施工進度計劃、科學合理部署”的原則，根據設計院提供的1#、2#、3#及5#塔吊安裝位置平臺已竣工結構的荷載圖，將塔吊布置在相應位置。

由于上述塔吊安裝區域全部在已竣工結構的平臺上，結合已竣工平臺結構圖紙、塔吊型號及起重質量等因素，對比塔吊普通混凝土基礎、壓重式基礎、雙鋼梁支撐基礎，及井字形鋼梁支撐基礎，分析結構受力、塔吊安裝后的基礎豎向撓度變形大小及塔吊垂直度偏移大小，確定該區域內塔吊基礎選型采用焊接工字型井字鋼梁形式。塔吊基礎設計如圖2所示[4,5]。

圖2 塔吊鋼平臺基礎設計布置示意

3 施工流程

測量放線→鋼結構深化→支座及鋼梁制作→現場連接并固定鋼梁→鋼梁及支座防水、防腐蝕處理→塔吊安裝

4 施工方法

4.1 支座及鋼梁加工

根據塔吊基礎設計圖紙，塔吊基礎支座及鋼梁需要在鋼構件加工廠焊接完成，尺寸及質量應嚴格符合設計要求。

4.2 現場錨板的安裝

根據塔吊基礎位置及設計圖紙要求，在鋼梁支座位置用沖擊鉆在化學錨栓處鉆孔，待鉆孔完成后將化學錨栓植入平臺原結構梁中。化學錨栓植入12 h后進行拉拔試驗。

4.3 現場支座和鋼梁的焊接

支座與鋼梁基礎不管在加工階段還是在現場安裝階段，焊接都是至關重要的一個步驟，焊接質量關系整個工程的質量。因此必須嚴格按照設計要求進行焊接（圖3、圖4）。

圖3 鋼梁支座吊裝

圖4 鋼梁支座安裝

4.3.1 焊接步驟及要求

1）厚板焊接采用根部手工焊打底、二氧化碳半自動保護焊蓋面的焊接方式。

2）全部焊道盡可能保持連續施焊，避免多次引弧、收弧。

3）打底焊時，在焊縫起點前方50 mm處的引弧板上引弧，收弧時必須將電弧引至熄弧板上熄弧。

4）蓋面焊時，要對底焊的一些情況進行處理，處理合格后方可進行蓋面焊工作。

5）焊接完成后，對焊道及其兩側50 mm內的飛濺物進行清理。

6）焊接完成24 h后進行無損檢測，本工程檢測方式為超聲波檢測，檢驗標準應符合《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》（GB 11345—1989）規定的檢驗等級并出具探傷報告（圖5、圖6）。

圖5 井字鋼梁現場拼接

圖6 鋼梁與支座焊接完成

4.3.2 焊縫質量檢查與檢測

1）焊縫應符合焊接質量等級規定及無損檢測要求。

2）外觀檢查應在焊縫冷卻到環境溫度后實施，對于本工程的材料，應在焊接完成24 h后進行檢查。

4.3.3 焊接缺陷返修

當焊縫表面質量不符合相應的質量檢驗標準時，需要采用砂輪打磨等方法去除余高過大、焊瘤、氣孔、夾渣等缺陷，同時還需要采用補焊的方式對弧坑未填滿、咬邊、焊縫尺寸不足等缺陷進行處理。經無損檢測確定超標缺陷存在于焊縫內部時應進行返修，對返修有以下幾個要求：

1）返修前需要對返修施工方案進行合理的編寫，在獲得批準之后再予以嚴格執行。

2）需要以無損檢測為根據將缺陷深度以及位置等確定下來，再通過砂輪打磨或碳弧氣刨的方式進行缺陷清除。

3）缺陷清除時應將刨槽加工成四側邊斜面角大于10°的坡口，然后對其表面進行相應的修整，將其中的氣刨滲碳層磨除，必要時采用滲透探傷和磁粉探傷的手段確定裂紋是否徹底清除。

4）焊補時需要對在坡口內的位置進行起弧，在熄弧的情況下需要將弧坑填滿；多層焊的焊層之間接頭應錯開，焊縫長度應小于100 mm；當焊縫長度大于500 mm時，應采用分段退焊法。

5）返修部位應連續焊成。

4.4 塔吊基礎防水處理

在完成本工程平臺區域防水層施工后，在進行塔吊基礎施工時可能會在一定程度上破壞原有防水層，故在完成塔吊基礎安裝工作后，需要采取有效的措施重新處理該區域內的防水，從而使其防水效果得到有效的保證（圖7）。

圖7 塔吊井字鋼梁基礎防水層完成

5 施工技術組織措施

5.1 技術保證措施

5.1.1 鋼結構測量

1）要想使測量精度得以有效提升，先要對測量基準網進行合理設置，再通過合理的測量工藝使數值傳遞的精度得到有效提升。

2）在完成吊裝的工作之后，利用2架呈90°的經緯儀在柱腳平面上進行架設，同時還需要有效地校正鋼柱垂直度。

5.1.2 固定和校正相關的鋼構件

在完成對鋼構件的精度校正之后，需要馬上采用臨時連接板對各連接點實施有效固定，并選擇高強度螺栓針對相應處實施有效連接，這樣才能充分地與復校及焊接變形調整的需要相適應。

5.1.3 控制焊接變形

1）在風大的時候，需在焊接時選擇有效的防護棚擋風措施，在雨天沒有保護措施的情況下，嚴禁實施任何焊接工作，從而使焊接質量得到有效的保證。

2）必須要保證一級的焊接質量，在實施焊接施工的時候需要采取有效的清根處理。只有這樣才能夠避免發生焊接缺陷。焊接前需要認真地檢查相應的坡口，選擇角磨機針對其中出現的凹面進行磨光磨平。

5.2 安全保證措施

1）必須要由專業人員進行鋼結構焊接施工，無關人員不得入內。

2）當平臺上運載了鋼梁的時侯，要堅決避免出現超過30 t的車輛。

3）平臺內鋼梁不得集中放置，汽車吊等的駕駛員要聽從現場指揮，同時應按規定的開行路線駕駛。

4）夜間作業時，照明設施應充足，危險地段應設置警示標志。

5）施工現場要設置安全標志和導向牌，從而使安全文明施工得到有效的保證[6,7]。

6 塔吊使用過程中的各項監測

1）塔吊基礎位置主體結構監測：本工程塔吊基礎安裝位置的主體結構監測數據變化較小，未超出允許值0.002L（L為相鄰柱基的中心距離）。

2）塔吊安裝后基礎監測：根據塔吊安裝高度及滿載計算，該塔吊基礎在撓度允許范圍內，為保證基礎安全，各監測點垂直位移最大不得超過12 mm。根據監測數據，塔吊安裝至最大高度時，塔吊基礎監測點的垂直位移為-7 mm，未超過允許值12 mm，符合設計要求。

3）塔吊垂直度監測：施工過程中塔吊的垂直度均符合相關規范要求。

7 結語

在深圳市軌道交通龍華線薈港尊邸總承包工程施工中，采用地鐵上蓋建筑平臺塔吊基礎施工技術進行施工，不僅實現了工程成本的節約，同時還使塔吊的安全運轉得到了有效的保障[8,9]。