中建八局總承包公司 上海 200135
某工程項(xiàng)目位于上海市西部,用地呈長(zhǎng)方形,基地東西長(zhǎng)約800 m,南北長(zhǎng)約260 m,占地面積20.23萬 m2,總建筑面積約52萬 m2?;貎?nèi)現(xiàn)已建成約12萬 m2的軌道交通列車停車場(chǎng),停車場(chǎng)上部約8 m高度設(shè)置大平臺(tái)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(tái)下部為已運(yùn)營地鐵停車場(chǎng),無塔吊基礎(chǔ)施工條件,平臺(tái)上塔吊基礎(chǔ)中心需定位至大平臺(tái)框架柱位置,塔吊荷載傳力至大平臺(tái)梁柱體系,塔吊定位、選型、塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)難度高。
平臺(tái)上塔吊基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土十字形梁式承臺(tái)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(tái)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(tái)高1.6 m,混凝土強(qiáng)度等級(jí)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(jiǎn)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。
STT293塔吊起重臂長(zhǎng)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。
3.1.1 承臺(tái)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(jí)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。
3.2.1 荷載計(jì)算
塔身截面對(duì)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(tái)配筋計(jì)算
承臺(tái)梁底部配筋:AS1=2 422.6 mm2;
最小配筋率:ρ=0.2%;
承臺(tái)梁底需要配筋:A1=2 423 mm2;
承臺(tái)梁底部實(shí)際配筋:AS'1=3 927 mm2≥AS1=2 423 mm2;
滿足要求。
承臺(tái)梁上部配筋:AS2=1 592 mm2;
承臺(tái)梁上部需要配筋:A1=1 964 mm2;
承臺(tái)梁上部實(shí)際配筋:AS'2=3 927 mm2≥AS2=1 964 mm2;
滿足要求。
(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(chǎng)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(zhǎng)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(shí)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(zhǎng)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。
(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(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí),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(duì)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(tái)頂板活荷載最大處僅20 kN/m2,塔吊安拆時(shí)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(duì)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(tái)的部分需割除,同時(shí)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(chǎng)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。
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(chǎng)上蓋物業(yè)的垂直運(yùn)輸問題提供了參考。