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輸機械，在項目運輸鋼筋、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→安全實施的技術(shù)路線，一步步完善方案，到安全實施，最終達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

中圖分類號：TU472 文獻標(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 項目難點及應(yīng)對措施

2.1 項目難點

（1）地下室施工階段未考慮到本項目的垂直運輸，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輸體系。

（2）項目對已完成建筑保護要求高，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。

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

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設(shè)立四根圓鋼進行支撐回頂。

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增設(shè)4根圓鋼，并采取滿堂架進行支撐回頂。

經(jīng)過專家第一輪評審過后，項目參考了專家意見進行討論，并最終將方案優(yōu)化為：將角部最不利點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)場也按照其進行實施。

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

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制，在塔吊高度提升或累計提升一定重量后對塔吊進行垂直度及沉降量觀測，保證對塔吊工作情況的實時檢測。

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。塔吊基礎(chǔ)施工前，應(yīng)提早布置監(jiān)測點，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)拆除與清運技術(shù)要點

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→混凝土塊清運的技術(shù)路線進行布置。

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)嚴格控制，塔吊基礎(chǔ)挖機挖深應(yīng)控制在車庫頂板完成面以上20cm左右，達到控制線后，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。

對混凝土基礎(chǔ)進行劃線分割，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，其余垂直運輸設(shè)施施工成本高，運輸效率低，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，本工法的實施，為社會效益提升提供了很大保障。

8 應(yīng)用實例

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?？煽?，并且經(jīng)歷了多次臺風(fēng)天氣的考驗最終安全工作至塔吊拆除完畢。