工程中非常規(guī)塔吊基礎(chǔ)運(yùn)用的必要性及技術(shù)控制

林 旭

(上海松江經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)建設(shè)集團(tuán)有限公司，上海 201616)

0 前 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和城市化進(jìn)程不斷加快，在特大、大型城市已建的密集建筑群中，存量建設(shè)用地開發(fā)價值高，建設(shè)規(guī)模已趨向于“建筑高度超高、建筑面積超大、地下空間超深”，一個個集聚商業(yè)、辦公、酒店功能的“CBD”建筑體如雨后春筍般涌現(xiàn)。諸如此類的超巨工程，往往建設(shè)的要求工期緊，施工空間狹窄有限，在建設(shè)過程中如何更好地解決建筑材料水平及垂直運(yùn)輸就成為工程建設(shè)成敗的關(guān)鍵；普遍在工程中使用的大型塔吊就成了關(guān)鍵設(shè)備；塔吊基礎(chǔ)的布設(shè)方案成了關(guān)鍵中的核心；而非常規(guī)塔吊基礎(chǔ)的運(yùn)用正好能突破施工空間及工期的局限，有效解決了水平及垂直運(yùn)輸?shù)膯栴}。本文將通過工程實(shí)例具體談?wù)劮浅Ｒ?guī)塔吊基礎(chǔ)運(yùn)用的必要性與技術(shù)控制，及在實(shí)踐中的運(yùn)用。

1 工程概況

上海市靜安區(qū)40號、46號地塊大中里綜合發(fā)展項(xiàng)目地處靜安區(qū)東部，由40號、46號兩個地塊組成，東到青海路，南到威海路，西到石門一路，北到南京西路，基地占地面積約62 810 m2，總建筑面積為486 740 m2。其中地上建筑面積312 356 m2，T1辦公塔樓高170 m；T2辦公塔樓高250 m；T3、T5和T6酒店塔樓高度分別為71、70、73.9 m；地下建筑面積174 384 m2，共分為13個基坑，T5酒店坐落于4區(qū)基坑。圖1為基坑總平面圖。

圖1 基坑總平面圖

2 非常規(guī)塔吊基礎(chǔ)運(yùn)用的必要性

上海市靜安區(qū)40號、46號地塊大中里綜合發(fā)展項(xiàng)目地處由青海路、威海路、石門一路、南京西路圍合區(qū)域，地理位置優(yōu)越，屬鬧市區(qū)中的黃金地塊。周邊環(huán)境極其復(fù)雜，與軌道交通13號線共墻、毗鄰、軌道交通2號線、緊臨基坑邊有東方眾新大廈、岳陽醫(yī)院、云海苑等建筑物。在圍合的狹小空間內(nèi)、建筑物密度高的環(huán)境下，建筑材料水平及垂直運(yùn)輸?shù)墓こ屉y點(diǎn)尤其突出；在考慮4區(qū)為主、兼顧1-e1區(qū)、1-e2區(qū)、2b區(qū)、3-4區(qū)基坑地下室結(jié)構(gòu)回作及上部結(jié)構(gòu)施工面，并同時考慮4區(qū)基坑(T5酒店)上部結(jié)構(gòu)封頂有里程碑節(jié)點(diǎn)的要求，在施工場地和工期都緊張的情況下；經(jīng)綜合比較，為有效解決上述5個基坑主體結(jié)構(gòu)施工過程中建筑材料水平及垂直運(yùn)輸?shù)碾y題，在4區(qū)基坑內(nèi)運(yùn)用非常規(guī)塔吊基礎(chǔ)方案布設(shè)，塔吊選型為ST6015，結(jié)合“時空效應(yīng)”，能達(dá)到解決根本問題的目的。

3 非常規(guī)塔吊基礎(chǔ)運(yùn)用的技術(shù)控制

3.1 塔吊平面位置布設(shè)的合理性

1)平面位置布設(shè)時的工況條件：3-4區(qū)逆作區(qū)結(jié)構(gòu)首層結(jié)構(gòu)板未施工，現(xiàn)場為施工臨時硬化場地；2b區(qū)地下室結(jié)構(gòu)回作至地下1層(B1層板)后，暫緩首層板施工，保留圍護(hù)結(jié)構(gòu)的棧橋作為施工道路；1-e1、1-e2區(qū)首層板完成施工后暫緩，作為臨時材料堆場；4區(qū)搶工至地下室1層(B1層板)。下一階段，除3區(qū)逆作外，其余4個基坑將準(zhǔn)備全面鋪開上部結(jié)構(gòu)的施工，塔吊布置的時點(diǎn)的緊迫性具有合理性。

2)本次塔吊布設(shè)的平面位置，經(jīng)過了多次選址，塔吊方案最終初步設(shè)計(jì)時，在避開了塔臂與周邊建筑的碰撞的條件下，最大限度的工作半徑內(nèi)，基本覆蓋了上述5個區(qū)域的施工面，空間覆蓋面廣而達(dá)，合理滿足了預(yù)期設(shè)想的初衷。

3)在4區(qū)基坑(T5酒店)首層板施工完畢后，塔吊基礎(chǔ)已滿足28 d的養(yǎng)護(hù)要求，可立即安裝塔吊投入到酒店塔樓上部結(jié)構(gòu)施工中的正常使用，贏得了塔吊基礎(chǔ)混凝土養(yǎng)護(hù)的時間差，合理壓縮了工期。圖2為塔吊基礎(chǔ)及塔吊平面布置圖。

圖2 塔吊基礎(chǔ)及塔吊平面布置圖

3.2 塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方案

本次塔吊基礎(chǔ)設(shè)置在地下室1層，利用其周邊結(jié)構(gòu)柱(4根)，在B1層板上增加4根反梁，塔吊地腳直接座落于反梁上，并與結(jié)構(gòu)柱整體銜接來傳載塔吊基礎(chǔ)的受力。而首層板(B0板)塔吊基礎(chǔ)利用的4根結(jié)構(gòu)柱合圍區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)次梁和板先不予施工，留出“天窗”保證塔吊設(shè)備的運(yùn)行空間，待塔吊拆除后，再采取結(jié)構(gòu)板補(bǔ)缺的處理方式。

1)塔吊基礎(chǔ)梁設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。4區(qū)基坑(T5酒店)塔吊獨(dú)立安裝高度按照44.8 m，配置1+12+1塔身節(jié)，此時塔機(jī)基礎(chǔ)最大受力：自重P=72 t，水平力F=12.5 t，彎矩W=257 kN/m，扭矩T=18.3 kN/m；最大安裝高度為86 m，塔機(jī)設(shè)置2道附墻，配置1+26+1塔身節(jié)，此時塔機(jī)基礎(chǔ)最大受力：自重約P=95 t，水平力F=18.5 t，扭矩T=18.3 kN/m。

ST60/15(L68A1)塔機(jī)基礎(chǔ)受力表見表1。

表1 ST60/15(L68A1)塔機(jī)基礎(chǔ)受力表

2)塔吊基礎(chǔ)及基礎(chǔ)梁。塔吊基礎(chǔ)采用現(xiàn)有4根結(jié)構(gòu)柱，在B1層板上增設(shè)4根塔吊基礎(chǔ)梁，根據(jù)計(jì)算，基礎(chǔ)主梁截面積采用800×1 200及800×1 500，梁頂標(biāo)高為-3.750 m；基礎(chǔ)次梁截面采用900×1 200，梁頂標(biāo)高為-3.750 m；懸挑板板頂標(biāo)高為-3.750 m。塔吊基礎(chǔ)節(jié)地腳螺栓直接預(yù)埋在內(nèi)?；A(chǔ)梁之間增設(shè)1塊300 mm的連接板，板頂標(biāo)高為-3.750 m。圖3塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)詳圖。

圖3 塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)詳圖

3.3 塔吊基礎(chǔ)的施工控制要點(diǎn)

1)塔吊基礎(chǔ)共有4個地腳按2 000 mm×2000 mm預(yù)埋，每個地腳尺寸500 mm×500 mm，在上皮鋼筋埋設(shè)完畢后，固定預(yù)埋件；預(yù)埋鋼筋上口須保證在同一水平面，4個埋件端面水平誤差<4 mm，錨固鋼筋上口露出一定長度，便于安裝塔吊基礎(chǔ)節(jié)；基礎(chǔ)反梁底與結(jié)構(gòu)板留出8 mm間隔，鋪墊板并澆筑在混凝土基礎(chǔ)內(nèi)。

2)基礎(chǔ)混凝土采取C45，混凝土保護(hù)層厚度為30 mm；澆筑時，減少混凝土對鋼筋和預(yù)埋件的沖擊力，澆筑過程中邊振搗邊檢查預(yù)埋件的位置和水平度的正確性，如有變化，應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)整；混凝土澆筑采用混凝土泵車進(jìn)行，模板內(nèi)的垃圾和泥土應(yīng)清除干凈，混凝土應(yīng)振搗密實(shí)，不得有蜂窩、孔洞、露筋、縫隙等缺陷。

3.4 塔吊設(shè)備自拆的可行性因素

塔吊使用完畢后，能否降節(jié)自拆也是衡量方案可行性的主要因素。4區(qū)基坑(T5酒店)非常規(guī)塔吊基礎(chǔ)方案經(jīng)歷了多次調(diào)整。最初方案塔吊基礎(chǔ)節(jié)地腳螺栓直接落在反梁內(nèi)，而此方案直接導(dǎo)致塔臂一直線無法避開酒店結(jié)構(gòu)，降節(jié)自拆無法實(shí)現(xiàn)。故而調(diào)整方案為在反梁增加1塊挑板，塔吊基礎(chǔ)節(jié)地腳螺栓3個落在反梁內(nèi)，1個落入了挑板，保證了塔臂一直線在一個角度上避開了酒店結(jié)構(gòu)，滿足了降節(jié)自拆的要求。

3.5 塔吊基礎(chǔ)的安全性保證

1)4區(qū)基坑(T5酒店)非常規(guī)塔吊基礎(chǔ)利用了主體結(jié)構(gòu)柱作為受力構(gòu)件，塔吊基礎(chǔ)最終方案確定后，第一時間與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位取得聯(lián)系，請結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位復(fù)核方案設(shè)計(jì)是否滿足結(jié)構(gòu)安全，復(fù)核結(jié)果為滿足要求，并出具計(jì)算書用于方案論證。圖4為內(nèi)力包絡(luò)圖。

圖4 內(nèi)力包絡(luò)圖(結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位復(fù)核滿足)

2)非常規(guī)塔吊基礎(chǔ)專項(xiàng)方案經(jīng)過了有關(guān)機(jī)械行業(yè)安全協(xié)會評審，以專家評審會通過的專項(xiàng)方案上報施工總包單位總工程師審批，并報監(jiān)理單位總監(jiān)審批后方才付諸現(xiàn)場實(shí)際施工。

3)日常管理過程中，加強(qiáng)對基礎(chǔ)沉降與塔身傾斜的監(jiān)測，沉降觀測及塔身傾斜監(jiān)測頻率保證每周1次，監(jiān)測結(jié)果均在可控值范圍內(nèi)。

一旦發(fā)生數(shù)據(jù)變化異常，立即停止設(shè)備運(yùn)行并檢查監(jiān)測，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后方才再次允許運(yùn)行。

4 結(jié) 語

經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)踐證明,非常規(guī)塔吊基礎(chǔ)在工程施工過程中的運(yùn)用在一定條件下能取得奇效，本工程所面臨的實(shí)際情況下，既能解決施工面不足帶來的材料運(yùn)輸難題，又克服了工期緊張的問題，保證了里程碑節(jié)點(diǎn)，并創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益，為工程順利建設(shè)夯實(shí)了基礎(chǔ)。

同時，也看到了非常規(guī)塔吊基礎(chǔ)也有其自身局限所在，如設(shè)計(jì)方案復(fù)雜，方案可行性論證參與方多，但是隨著城市開發(fā)的節(jié)奏不減，非常規(guī)塔吊基礎(chǔ)會有更大的發(fā)展，預(yù)期能得到進(jìn)一步的推廣和使用，推動城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

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