TOD地鐵上蓋開發(fā)項目塔吊、施工電梯基礎(chǔ)施工技術(shù)探討

文／李立 廣州市城市建設(shè)開發(fā)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(shè)備和垂直運輸設(shè)備在我國建設(shè)工程領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，在高層建筑施工時，塔吊、施工電梯基礎(chǔ)的安全是保證設(shè)備運行安全的關(guān)鍵，但在TOD 地鐵車輛段住宅開發(fā)項目中，需要在蓋板結(jié)構(gòu)上利用已預(yù)留的塔吊、施工電梯基礎(chǔ)位置或重新設(shè)計并澆筑新的設(shè)備基礎(chǔ)，但在現(xiàn)實中常常碰到一級開發(fā)時未預(yù)留塔吊、施工電梯的基礎(chǔ)或預(yù)留的位置無法滿足現(xiàn)場實際施工的需要，導(dǎo)致TOD 地鐵車輛段上蓋項目的塔吊、施工電梯基礎(chǔ)無法按常規(guī)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(xiāng)建設(shè)廳關(guān)于印發(fā)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(guī)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(jié)構(gòu)平臺、利用原有建筑結(jié)構(gòu)的特殊基礎(chǔ)工程屬于超過一定規(guī)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(jīng)專家論證后才能實施。

就目前TOD 地鐵車輛段上蓋項目開發(fā)的實踐經(jīng)驗，在地鐵車輛段原有蓋板結(jié)構(gòu)一級開發(fā)時，部分預(yù)留了蓋上塔吊、施工電梯的基礎(chǔ)，便于二級開發(fā)施工，但由于TOD 項目開發(fā)經(jīng)驗有限，所預(yù)留的設(shè)備基礎(chǔ)不能滿足現(xiàn)場實際施工需要；以及房地產(chǎn)開發(fā)商為了企業(yè)的經(jīng)濟利益，也會改變商品住宅的格局和戶型等，因此預(yù)留的設(shè)備基礎(chǔ)不能滿足實際現(xiàn)場施工的需要，因此需要在蓋板上重新設(shè)置新的塔吊、施工電梯基礎(chǔ)。

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(shè)備，其在施工過程的設(shè)置與使用對項目的開發(fā)進度和成本有至關(guān)重要的影響，對TOD 地鐵上蓋開發(fā)項目塔吊、施工電梯基礎(chǔ)的施工技術(shù)的探討，可為后續(xù)TOD 項目的開發(fā)提供借鑒意義。

3、技術(shù)探討

現(xiàn)以TOD 地鐵上蓋開發(fā)項目一級開發(fā)時未預(yù)留需重新設(shè)計施工電梯基礎(chǔ)情況進行分析探討。

設(shè)計思路：原開發(fā)蓋板結(jié)構(gòu)設(shè)計未預(yù)留施工電梯荷載位置或預(yù)留位置無法使?jié)M足現(xiàn)場實際施工需求，需根據(jù)施工樓棟外圍結(jié)構(gòu)情況，充分考慮轉(zhuǎn)換層框架柱位置，采用結(jié)合轉(zhuǎn)換梁及預(yù)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(chǔ)由轉(zhuǎn)換梁、支撐板組成，并與前期蓋板結(jié)構(gòu)模型進行組裝，進行配筋與荷載計算。基礎(chǔ)上部施工電梯荷載通過梁柱節(jié)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(jié)構(gòu)荷載超限。

工藝流程：施工電梯基礎(chǔ)安裝定位→基礎(chǔ)平面位置選定→設(shè)計軟件建模，荷載計算→基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計、截面尺寸設(shè)計、節(jié)點做法設(shè)計→梁柱、柱節(jié)點處理→基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工與驗收。

3.1 施工電梯基礎(chǔ)定位及平面位置選定

施工電梯平面安裝位置的選定應(yīng)結(jié)合施工樓棟結(jié)構(gòu)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(chǔ)結(jié)構(gòu)的特殊性，需考慮到基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換梁與原車輛段結(jié)構(gòu)框架柱的連接位置。本示例為一棟33 層高層住宅建筑，南側(cè)設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計軟件建模及荷載驗算

本工程為全高現(xiàn)澆框剪結(jié)構(gòu)，住宅建筑主體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)6 層開始。根據(jù)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(chǎn)的雙籠室外人貨電梯（SC200/200G）。施工電梯的基礎(chǔ)板通過轉(zhuǎn)換梁與轉(zhuǎn)換層框架柱進行連接，荷載由基礎(chǔ)板傳至轉(zhuǎn)換梁再傳到原蓋板結(jié)構(gòu)框架柱上，轉(zhuǎn)換梁底距離18#樓負一層原車輛段蓋板結(jié)構(gòu)面高度為150mm。

圖2 盈建科設(shè)計軟件建模

3.3 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)配筋設(shè)計、截面尺寸節(jié)點做法設(shè)計

結(jié)合現(xiàn)場轉(zhuǎn)換梁與負一層轉(zhuǎn)換層柱的連接，施工電梯基礎(chǔ)平面尺寸為6000mm×4000mm，基礎(chǔ)板厚為200mm，轉(zhuǎn)換梁截面尺寸為500mmx800mm，梁底距車輛段原蓋板150mm。

圖3 基礎(chǔ)剖面做法示意圖

通過盈建科設(shè)計計算軟件計算分析得出配筋如下：

圖4 3#基礎(chǔ)梁配筋圖

圖5 3#基礎(chǔ)板配筋圖

在進行軟件建模及荷載計算的過程中，根據(jù)配筋信息、撓度等各項計算結(jié)果及時調(diào)整基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)各組成部分截面尺寸，模型調(diào)整與計算同步進行，最終對基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換梁截面尺寸、基礎(chǔ)板厚、結(jié)構(gòu)配筋等進行確認。由于電梯基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換梁承受上部荷載后，在蓋上原結(jié)構(gòu)蓋板與框架柱連接，并將荷載傳遞至框架柱，而蓋上結(jié)構(gòu)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(jié)點分別進行設(shè)計，并進行強度驗算，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換梁與柱節(jié)點的連接設(shè)計

根據(jù)本次施工電梯的基礎(chǔ)設(shè)計，基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換梁通過植筋與轉(zhuǎn)換層混凝土柱連接，少數(shù)部位通過焊接連接板與車輛段原預(yù)留鋼管柱進行連接。節(jié)點采用上蓋結(jié)構(gòu)原設(shè)計的鋼管混凝土梁柱節(jié)點大樣，符合構(gòu)造要求，大樣做法如下：

圖6 轉(zhuǎn)換梁與鋼筋混凝土柱連接節(jié)點做法示意

3.5 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工與驗收

3.5.1 植筋

轉(zhuǎn)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(shè)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(jù)施工圖示尺寸，進行柱邊線放線。使用電錘將邊線范圍內(nèi)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(jù)原有預(yù)留鋼筋，在原柱子鋼筋內(nèi)側(cè)30mm 處進行植筋，注意植筋深度及防止偏位，避免打穿蓋板發(fā)生地保事件，確定好位置后根據(jù)鋼筋大小使用相應(yīng)直徑大小鉆頭的電錘垂直于結(jié)構(gòu)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(nèi)壁，使孔洞內(nèi)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(guān)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(shè)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(yīng)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(yè)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(nèi)，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(jù)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(zhuǎn)，直至到達孔洞底部為止，此時應(yīng)有錨固膠從孔洞內(nèi)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(chǔ)、柱子鋼筋綁扎

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

a.按彈出的鋼筋位置線，先鋪基礎(chǔ)下層鋼筋，所有基礎(chǔ)鋼筋均按設(shè)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(lǐng)將鋼筋交叉點全部綁扎。

c.擺放基礎(chǔ)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(chǔ)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(yīng)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(yīng)符合施工規(guī)范要求，鋼筋搭接處應(yīng)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(yīng)按相應(yīng)規(guī)定抽取試樣外，接頭位置也應(yīng)符合施工規(guī)范的規(guī)定。

g.根據(jù)彈好的轉(zhuǎn)換梁線，預(yù)留鋼筋綁扎牛固，施工電梯基礎(chǔ)部分的鋼筋錨固深度應(yīng)符合規(guī)范。

3.5.3 鋼結(jié)構(gòu)焊接

本工程在負一層轉(zhuǎn)換層存在大量鋼管混凝土柱，在本次基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換梁布置中，3#施工電梯基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換梁均有與鋼管混凝土進行連接的情況，針對該情況，現(xiàn)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(zhuǎn)換梁與鋼管柱連接節(jié)點做法示意

3.5.4 預(yù)埋施工電梯基礎(chǔ)螺栓

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

3.5.5 支模

基礎(chǔ)轉(zhuǎn)換梁與負一層結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)換梁采用方木和模板進行支設(shè)，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(zhuǎn)換梁、基礎(chǔ)板支模如圖8、9 所示。

圖8 轉(zhuǎn)換梁模板支設(shè)示意

圖9 基礎(chǔ)板模板支設(shè)示意

3.5.6 砼澆筑及養(yǎng)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(jié)合良好。砼下落高度要盡可能低，貼近鋼筋，防止砼發(fā)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(xiàn)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(yù)埋節(jié)和碰撞鋼筋，避免造成預(yù)埋節(jié)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(tài)，防止水分外溢。待砼強度達到設(shè)計強度的85%(強度由試驗室試壓同條件養(yǎng)護的試塊或現(xiàn)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(cè)模拆除。

3.5.8 質(zhì)量驗收

施工電梯基礎(chǔ)鋼筋綁扎好后，應(yīng)做隱蔽工程驗收。隱蔽工程包括施工電梯基礎(chǔ)預(yù)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(nèi)。

（2）驗收程序

施工電梯基礎(chǔ)符合使用說明書或者設(shè)計要求。專項設(shè)計方案應(yīng)經(jīng)過使用單位技術(shù)負責(zé)人和監(jiān)理單位總監(jiān)理工程師審批?；A(chǔ)必須經(jīng)使用單位、監(jiān)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(nèi)容

施工升降機基礎(chǔ)施工驗收內(nèi)容包括：

基礎(chǔ)承載力、基礎(chǔ)混凝土強度報告、基礎(chǔ)尺寸偏差、基礎(chǔ)表面平整度、基礎(chǔ)頂部標高偏差、預(yù)埋、預(yù)埋件位置偏差。

結(jié)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(jié)構(gòu)往往自蓋板上部預(yù)留柱頭開始，通過轉(zhuǎn)換層進行柱筋連接、然后往上施作結(jié)構(gòu)施工，其施工通道、材料運輸通道，均位于轉(zhuǎn)換層，且為了嚴格保護蓋下地鐵運營的安全及蓋板的結(jié)構(gòu)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(chǎn)開發(fā)施工過程中最基本的材料運輸設(shè)備，其對施工進度的影響不言而喻，這直接影響著房地產(chǎn)企業(yè)開發(fā)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(chǔ)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(zhuǎn)運，對現(xiàn)場施工進度及成本節(jié)約都有較大研究意義。