板式塔吊基礎(chǔ)施工工藝總結(jié)

李朋程 郭志勇 徐曉龍 顧浩 郭超 徐嘉寶

摘 要：塔吊是建筑工地中最常用的垂直運(yùn)輸機(jī)械，在項目運(yùn)輸鋼筋、混凝土及各類施工原料中扮演必不可少的角色。塔吊基礎(chǔ)則起到承載塔吊主要荷載的功能，常規(guī)塔吊基礎(chǔ)使用的是塔吊樁+格構(gòu)柱的方式，但背景工程坐落在已完成并投入運(yùn)營的地庫頂板上，且并沒有預(yù)留塔吊基礎(chǔ)。在缺少了如此條件的情況下，項目通過：制定了方案→專家論證評審方案可靠性→根據(jù)專家意見討論并完成最優(yōu)化方案→安全實(shí)施的技術(shù)路線，一步步完善方案，到安全實(shí)施，最終達(dá)到了使塔吊在已完成地庫頂板上安全工作七個月的目標(biāo)，不僅保證了項目的進(jìn)度，更節(jié)省了施工成本。

關(guān)鍵詞：塔吊基礎(chǔ)；已完成地庫頂板；塔吊基礎(chǔ)回頂支撐；塔吊垂直度及沉降量觀測；塔吊基礎(chǔ)拆除清運(yùn)

中圖分類號：TU472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）21-0100-02

1 背景工程項目概況

背景工程坐落于已正式投入運(yùn)營的辦公園區(qū)，園區(qū)內(nèi)包括一層地下室及地上辦公群樓，施工區(qū)域內(nèi)地下室已投入使用。

2 項目難點(diǎn)及應(yīng)對措施

2.1 項目難點(diǎn)

（1）地下室施工階段未考慮到本項目的垂直運(yùn)輸，沒有留置塔吊樁、格構(gòu)柱，且地下室頂板已封閉。因此本項目無法使用傳統(tǒng)的塔吊樁加格構(gòu)柱支撐塔吊的垂直運(yùn)輸體系。

（2）項目對已完成建筑保護(hù)要求高，在施工過程中需要避免地庫頂板不被破壞，此外在基礎(chǔ)拆除時同樣需要避免破壞地庫頂板。

2.2 應(yīng)對措施

為解決此問題，通過項目的討論及研究確定了塔吊基礎(chǔ)的施工辦法，本文將主要闡述其中三個最為關(guān)鍵的施工步序，羅列其中遇到的問題及如何解決的過程，以此希望給同類型的項目帶來可吸取的經(jīng)驗(yàn)。

3 適用范圍

本工法在特定條件下不僅適應(yīng)于車庫頂板上直接支承塔吊基礎(chǔ)施工，也適用于具有以下特點(diǎn)的工程項目：

（1）土體承載力特征值較大的自然地基上，不施工塔吊樁情況下直接施工塔吊基礎(chǔ)。

（2）堆場、施工電梯基礎(chǔ)等集中荷載作用下地下室的回頂與加固。

（3）文明施工要求較高的塊狀基礎(chǔ)的靜力切割處理。

4 塔吊基礎(chǔ)回頂支撐技術(shù)要點(diǎn)

4.1 技術(shù)路線

由于在前言中闡述的項目特殊性，地下車庫無預(yù)留塔吊樁、格構(gòu)柱，且地下室頂板已封閉，若想在地庫頂板上安置混凝土基礎(chǔ)，則需要對地庫頂板進(jìn)行有效的支撐回頂，在方案設(shè)計之初，考慮到了地庫頂板荷載較大及最薄弱位置在塔吊基礎(chǔ)的四個角部，故采取了在角部最不利點(diǎn)設(shè)立四根圓鋼進(jìn)行支撐回頂。

為了確保方案的安全保障，項目為此邀請了相關(guān)專家進(jìn)行了方案的專家論證，在經(jīng)過了一輪的討論后，專家建議在角部不利點(diǎn)增設(shè)4根圓鋼，并采取滿堂架進(jìn)行支撐回頂。

經(jīng)過專家第一輪評審過后，項目參考了專家意見進(jìn)行討論，并最終將方案優(yōu)化為：將角部最不利點(diǎn)布置的八根圓鋼替換為24號工字鋼回頂，并將普通的滿堂架替換為盤口式滿堂腳手架，最終經(jīng)過方案的二次評審后，確定了做法，現(xiàn)場也按照其進(jìn)行實(shí)施。

4.2 支撐體系搭設(shè)

（1）按車庫頂板不受力，全部荷載傳遞到盤扣式支撐架計算，支撐架立桿主要間距為600mm*600mm，步距為1500mm，頂層步距為1000mm。

（2）工字鋼下料：場用測距儀測量此處位置頂?shù)装鍍艨眨?2m工字鋼根據(jù)實(shí)際凈空現(xiàn)場下料。由于工字鋼過長，現(xiàn)場人工操作條件受限，因此將按實(shí)際長度下料工字鋼分兩端切割（標(biāo)準(zhǔn)段+非標(biāo)段），標(biāo)準(zhǔn)段長度為4m，非標(biāo)段由于現(xiàn)場實(shí)際高差，長度在60～80cm之間。

（3）放置12#抄底槽鋼，確保每根立桿底部擱置在槽鋼腹板上，增大車庫地坪的受壓面積。按照從下到上、從內(nèi)到外的順序按要求搭設(shè)盤扣支撐架立桿、橫桿、斜撐、水平剪刀撐、頂托等。

（4）安裝非標(biāo)段：支撐架體搭設(shè)完成后，在工字鋼周圍架體最上步鋪設(shè)沖壓鋼踏板用于安裝非標(biāo)段。非標(biāo)段利用小型千斤頂臨時固定，與標(biāo)準(zhǔn)段對接滿焊后在兩側(cè)腹板及翼緣板增加耳板加焊固定。

至此地下室回頂全部完成。

5 塔吊垂直度及沉降量觀測技術(shù)要點(diǎn)

為了避免在塔吊工作中對已有地庫頂板產(chǎn)生不可逆的破壞，項目為此建立了對塔吊垂直度及沉降量的檢測機(jī)制，在塔吊高度提升或累計提升一定重量后對塔吊進(jìn)行垂直度及沉降量觀測，保證對塔吊工作情況的實(shí)時檢測。

現(xiàn)場監(jiān)測應(yīng)根據(jù)既定監(jiān)測方案準(zhǔn)確布置監(jiān)測點(diǎn)。塔吊基礎(chǔ)施工前，應(yīng)提早布置監(jiān)測點(diǎn)，原始數(shù)據(jù)應(yīng)測設(shè)2～3次后取平均值作為初始記數(shù)。嚴(yán)格控制監(jiān)測頻率，在基礎(chǔ)施工完成后2～3周內(nèi)，每周進(jìn)行3次監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，每周的監(jiān)測頻率不少于1次。定期對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總整理，并及時上報。若數(shù)據(jù)出現(xiàn)突變或變形總量超過監(jiān)測報警值，應(yīng)立即停止塔吊的使用，組織專題會議分析原因形成專題報告，采取加強(qiáng)措施。塔吊使用周期結(jié)束后，匯總數(shù)據(jù)，閉合監(jiān)測過程。

5.1 塔吊垂直度觀測

利用經(jīng)緯儀分別觀測塔身頂?shù)c(diǎn)邊線，利用卷尺測量垂直度偏差。

5.2 框柱應(yīng)變監(jiān)測

選擇支撐范圍內(nèi)同一板跨四個角部框架柱，用以混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)變監(jiān)測。監(jiān)測選用表貼式數(shù)碼弦式應(yīng)變計，膨脹螺栓固定，如圖1所示。

6 塔吊基礎(chǔ)拆除與清運(yùn)技術(shù)要點(diǎn)

塔吊拆除完畢之后便需要拆除塔吊基礎(chǔ)，考慮到基礎(chǔ)特殊性及文明施工的要求，項目采取了靜力切割的方式，按照每8T一塊的方式進(jìn)行切割布置，并按照挖土放坡→塔吊基礎(chǔ)切割→埋件拆除→鉆孔并穿鋼絲繩→混凝土塊清運(yùn)的技術(shù)路線進(jìn)行布置。

6.1 邊坡開挖

邊坡開挖時應(yīng)采取自上而下，分層，分段一簇進(jìn)行，禁止采用挖空底角的方法，并且做好場地積水預(yù)防措施，本次開挖涉及到已完成地庫頂板，故開挖應(yīng)嚴(yán)格控制，塔吊基礎(chǔ)挖機(jī)挖深應(yīng)控制在車庫頂板完成面以上20cm左右，達(dá)到控制線后，采用人工開挖的方式，挖至塔吊基礎(chǔ)墊層處，后將土清運(yùn)至指定位置，不得堆在坑邊，開挖時不得破壞頂板完成面，如圖2所示。

6.2 鉆孔工藝

使用直徑6厘米的水鉆在底部距離頂部1.6米地方，按照標(biāo)定位置進(jìn)行鉆孔，工藝孔長度為7米（也就是把基礎(chǔ)鉆透），共鉆8個工藝孔詳見附圖3。

6.3 靜力切割

基礎(chǔ)總重在200t左右，基礎(chǔ)切割采用切割分段清運(yùn)的方式，每一塊切割尺寸為1.4*1.4*1.6m，重量控制在8噸左右，使用50t汽車吊配合切割吊運(yùn)。

對混凝土基礎(chǔ)進(jìn)行劃線分割，存在管線部分基礎(chǔ)應(yīng)留到最后采取人工電鎬破除的方式，布置詳見圖3。

6.4 4D工藝模擬

為了能更好的讓項目有關(guān)人員了解拆除工藝，項目使用了BIM技術(shù)，為拆除施工建立了工藝模擬，在Revit軟件中建立塔吊基礎(chǔ)模型，并使用synchro建立4D工藝模擬。

7 效益分析

本工法的應(yīng)用，使得在施工條件受限，一期施工未考慮后續(xù)施工，無塔吊樁的情況下安裝塔吊成為了可能。與塔吊相比，其余垂直運(yùn)輸設(shè)施施工成本高，運(yùn)輸效率低，通過研究使得在受限條件下塔吊仍可應(yīng)用于現(xiàn)場施工，合理節(jié)約了成本，加快了工程進(jìn)度，為類似的工程提供了參考。根據(jù)效益計算書可得出同等條件下采用塔吊相比采用井架節(jié)約了成本。

其次在如此艱難的條件下，塔吊依然安全完成任務(wù)，并已將絕大多數(shù)大型設(shè)備運(yùn)輸至各個樓層，且沒有影響到周圍任何建筑及已建成地庫頂板，本工法的實(shí)施，為社會效益提升提供了很大保障。

8 應(yīng)用實(shí)例

新江灣城F區(qū)F3地塊辦公樓項目位于上海市楊浦區(qū)，西臨淞滬路，東臨江灣城路，南至民府路，北至殷高東路?？偨ㄖ娣e約為52556m2。本項目現(xiàn)場T5、6、9#樓三棟樓±0以上結(jié)構(gòu)施工在已運(yùn)營園區(qū)內(nèi)，無塔吊樁情況下現(xiàn)場采用板式塔吊基礎(chǔ)，在已投入使用的地下車庫頂板上施工塔吊基礎(chǔ)，并立放三臺STT153型塔吊，臂長分別為50m，55m，60m，在使用過程中所有監(jiān)測數(shù)據(jù)正常可控，并且經(jīng)歷了多次臺風(fēng)天氣的考驗(yàn)最終安全工作至塔吊拆除完畢。