曾慶國(guó) 王春平 徐能成

上海南匯建工建設(shè)（集團(tuán)）有限公司 上海 201399

目前，高層住宅小區(qū)普遍配備地下機(jī)動(dòng)車庫(kù)，地庫(kù)布局大致分為連通式和獨(dú)立式。連通式地下車庫(kù)，地庫(kù)與住宅共用地下墻體，塔吊基礎(chǔ)常設(shè)置在地庫(kù)底板下方，嵌固可靠。采用獨(dú)立式布局時(shí)，塔吊基礎(chǔ)通常位于地庫(kù)外墻與住宅地下室外墻之間，存在塔吊基礎(chǔ)與住宅地下室外墻以及地下車庫(kù)外墻碰撞問題，在基坑未回填時(shí)，還存在塔吊基礎(chǔ)外露、塔吊基樁受水平推力等問題[1-2]。本文結(jié)合工程實(shí)例，提出相應(yīng)的處理措施，并對(duì)實(shí)施效果做介紹分析。

1 工程概況

1.1 工程地塊信息

上海市浦東新區(qū)惠南鎮(zhèn)東南社區(qū)06-01地塊動(dòng)遷房項(xiàng)目，位于惠南鎮(zhèn)觀海路東，朱家港路南，總建筑面積146 351.25 m2，其中地上建筑面積117 711.33 m2，地下建筑面積28 639.92 m2。

1.2 基礎(chǔ)概況

本工程包括13幢18層住宅和1層獨(dú)立式地下機(jī)動(dòng)車庫(kù)。機(jī)動(dòng)車庫(kù)開挖面標(biāo)高－7.40 m，住宅底板開挖面標(biāo)高－3.95 m，高差3.45 m?，F(xiàn)場(chǎng)布置10臺(tái)塔吊，塔吊編號(hào)1#～10#，除5#、10#塔吊外，其余8臺(tái)塔吊均布置在住宅樓與地庫(kù)之間的空地內(nèi)（圖1）。為滿足預(yù)制構(gòu)件吊裝要求，塔吊型號(hào)比較大，分別為QTZ125、QTZ160、QTZ200和QTZ250，按說明書要求，塔吊基礎(chǔ)平面尺寸為（5.0 m×5.0 m）～（7.1 m×7.1 m）。上海地區(qū)塔吊基礎(chǔ)要求采用樁基礎(chǔ)，結(jié)合本工程實(shí)際情況，采用與高層住宅樁基礎(chǔ)相同的預(yù)應(yīng)力管樁，型號(hào)為PHC500-AB-100，樁長(zhǎng)28 m。住宅采用樁筏基礎(chǔ)，預(yù)應(yīng)力管樁型號(hào)為PHC500-AB-100，樁長(zhǎng)28～33 m，底板厚650 mm。地下機(jī)動(dòng)車庫(kù)采用300 mm×300 mm混凝土方樁，樁長(zhǎng)23 m。

圖1 塔吊基礎(chǔ)平面布置示意

1.3 圍護(hù)概況

地下車庫(kù)周邊采用重力式水泥攪拌樁擋墻，基坑圍護(hù)長(zhǎng)1 734 m，地庫(kù)開挖面積24 241 m2。攪拌樁采用雙軸水泥土攪拌樁2φ700 mm@1 000 mm，樁間搭結(jié)200 mm，水泥摻量13%，明浜與暗浜區(qū)水泥摻量16%；前后排樁內(nèi)插φ48 mm×3.0 mm@1 000 mm鋼管，其余攪拌樁內(nèi)插長(zhǎng)1.2 m的φ12 mm@1 000 mm鋼筋，頂部與壓頂板相連接；壓頂采用厚20 cm的鋼筋混凝土壓頂板，內(nèi)配雙向φ8 mm@200 mm×200 mm鋼筋。

2 塔吊基礎(chǔ)布置重、難點(diǎn)

1）塔吊基礎(chǔ)鄰近地下機(jī)動(dòng)車庫(kù)基坑邊，屬于建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范中“邊坡”位置。

2）塔吊采用樁基礎(chǔ)，塔吊基礎(chǔ)位置有圍護(hù)樁，圍護(hù)攪拌樁位置與塔吊基礎(chǔ)樁位置有重疊。

3）設(shè)計(jì)要求待住宅地下室施工完成后，才可進(jìn)行地庫(kù)土方開挖，若采用落低塔吊基礎(chǔ)的做法，會(huì)造成住宅底板范圍內(nèi)放坡施工，對(duì)樁周土都有擾動(dòng)，且塔吊基坑四周土體產(chǎn)生的滑移，對(duì)住宅基樁造成水平推力，甚至?xí)斐蓸俄斔轿灰疲瑢?duì)住宅結(jié)構(gòu)不利。

3 施工關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 基坑圍護(hù)深化

塔吊基礎(chǔ)承臺(tái)位于地庫(kù)圍護(hù)壩體上方，通過圖紙放樣，精確定位塔吊樁位，圍護(hù)攪拌樁施工時(shí)將塔吊基樁圍繞，地庫(kù)開挖后不使基樁外露，保護(hù)塔吊承臺(tái)下方土體（圖2）。

圖2 塔吊樁基與圍護(hù)攪拌樁平面位置示意

3.2 增加承臺(tái)拉結(jié)

地庫(kù)基坑開挖后，塔吊承臺(tái)底標(biāo)高與地庫(kù)基底存在3.05 m的高差。圍護(hù)設(shè)計(jì)壩體允許水平位移40 mm，土體位移還會(huì)對(duì)處于懸臂狀態(tài)的樁身造成剪切與彎曲破壞。塔吊承臺(tái)與住宅底板相鄰，且住宅底板厚650 mm，有足夠的平面剛度，因此設(shè)置傳力帶，將塔吊承臺(tái)與住宅底板相連，限制住塔吊承臺(tái)的側(cè)移?？紤]到后期2個(gè)基礎(chǔ)沉降不同，將傳力帶設(shè)置成厚300 mm，與住宅底板和塔吊承臺(tái)厚度相差明顯，且居中設(shè)置傳力鋼筋，配置雙向φ14 mm@200 mm鋼筋網(wǎng)，讓傳力帶有足夠的水平剛度，限制住塔吊承臺(tái)位移。傳力帶平面外剛度較弱，2個(gè)基礎(chǔ)沉降不同時(shí)，通過傳力帶受力變形，減小基礎(chǔ)沉降的相互影響。后期塔吊基礎(chǔ)破拆時(shí)，剛度較小的傳力帶很容易被破壞，避免住宅底板受到拆除施工的影響（圖3）。

圖3 塔吊基礎(chǔ)剖面示意

3.3 圍護(hù)壓頂處理

圍護(hù)壓頂設(shè)計(jì)為厚200 mm，施工順序?yàn)椋核趸A(chǔ)施工→住宅基礎(chǔ)開挖→地庫(kù)圍護(hù)壓頂施工→住宅地下室施工→地庫(kù)基礎(chǔ)開挖。因此，在塔吊基礎(chǔ)施工時(shí)，將鋼筋預(yù)留出來，待壓頂施工時(shí)，將壓頂鋼筋與預(yù)留筋焊接。這種做法使圍護(hù)壓頂多一處嵌固點(diǎn)，減少了圍護(hù)壓頂跨度，有利于圍護(hù)壩體的穩(wěn)定。

3.4 傳力帶配筋計(jì)算

塔吊基礎(chǔ)正常施工時(shí)，四周有回填土，可限制住承臺(tái)扭轉(zhuǎn)。本項(xiàng)目從住宅基礎(chǔ)施工時(shí)，即開始運(yùn)轉(zhuǎn)塔吊，到地庫(kù)施工完成后才能回填基坑，造成塔吊基礎(chǔ)四周有長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的時(shí)間是沒有回填土嵌固的。此段時(shí)間，依靠傳力帶嵌固塔吊承臺(tái)。扭矩按塔吊說明書提供的數(shù)值，以2#塔吊QTZ125（ZJ6020）為例，計(jì)算過程簡(jiǎn)述為：按照GB 50010—2018《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中深受彎構(gòu)件相關(guān)公式，計(jì)算得到傳力帶的抵抗彎矩為997.272 kN·m，大于塔吊對(duì)基礎(chǔ)的水平扭矩（388 kN·m），且有足夠的安全系數(shù)，滿足要求。

3.5 承臺(tái)樁基構(gòu)造措施

在地庫(kù)開挖后，地庫(kù)外側(cè)壩體有向地庫(kù)內(nèi)滑移的趨勢(shì)，雖然重力壩會(huì)提供部分抗力，但土體滑移還是會(huì)引起承臺(tái)管樁樁身受剪。對(duì)于這種情況，現(xiàn)場(chǎng)采取樁頂填芯做法。根據(jù)圖集10G409《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》做法，填芯高度不小于3 m，現(xiàn)場(chǎng)填芯長(zhǎng)度按大于2倍基坑高差控制，且不小于水泥土攪拌樁長(zhǎng)度。本項(xiàng)目統(tǒng)一填芯高度為8 m。

在現(xiàn)場(chǎng)施工中，因塔吊基礎(chǔ)管樁口封堵不嚴(yán)，故在附近的圍護(hù)樁施工時(shí)，有大量水泥土涌入管樁內(nèi)孔，導(dǎo)致填芯鋼筋籠無法放置。施工現(xiàn)場(chǎng)采用小型鉆機(jī)，將樁孔內(nèi)水泥土清除，保證了填芯長(zhǎng)度（圖4、圖5）。

圖4 管樁灌芯用鋼筋吊籠

圖5 管樁內(nèi)孔清理施工

3.6 塔吊樁基礎(chǔ)驗(yàn)算

塔吊說明書提供的基礎(chǔ)形式為板式基礎(chǔ)，現(xiàn)場(chǎng)采用樁基礎(chǔ)，承臺(tái)按照說明書給定的板式基礎(chǔ)截面，依照J(rèn)GJ/T 187—2019《塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程》中的樁承臺(tái)要求進(jìn)行復(fù)核。單樁承載力按照塔吊附近勘探點(diǎn)的土層進(jìn)行計(jì)算。因塔吊的豎向荷載較小，而豎直方向的彎矩值大，基樁會(huì)出現(xiàn)受拉的情況，故各樁需進(jìn)行抗拔復(fù)核。詳細(xì)計(jì)算過程可按照J(rèn)GJ 94—2008《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行。

3.7 后期施工時(shí)遇到的問題

地庫(kù)開挖后，圍護(hù)壩體水泥土干縮效應(yīng)明顯，造成承臺(tái)底面與壩頂出現(xiàn)水平間隙?，F(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過觀測(cè)，塔吊基礎(chǔ)沒有明顯沉降與傾斜，塔身垂直度沒有變化。將出現(xiàn)的水平間隙用水泥漿灌注后，繼續(xù)施工。圍護(hù)樁施工時(shí)，為避開塔吊基礎(chǔ)樁身，塔吊基礎(chǔ)承臺(tái)范圍內(nèi)的攪拌樁都向地庫(kù)一側(cè)偏移，導(dǎo)致地下車庫(kù)外墻施工時(shí)操作空間不足?，F(xiàn)場(chǎng)為保證基樁不外露，沒有切削攪拌樁，而是加厚承臺(tái)寬度范圍內(nèi)的地庫(kù)外墻，該范圍的外墻外模采用磚胎模。內(nèi)模采用底板預(yù)埋端鋼管，設(shè)置斜撐加固（圖6）。

圖6 塔吊承臺(tái)處地庫(kù)外墻內(nèi)模斜撐示意

對(duì)于正常施工的地下室外墻，靠近塔吊位置的回填土改用中砂回填，并采用水撼法填實(shí)，減小因回填土不密實(shí)造成回填后塔吊承臺(tái)下圍護(hù)壩體的持續(xù)變形。

4 塔吊基礎(chǔ)沉降及附近圍護(hù)壩體變形

4.1 塔吊基礎(chǔ)沉降觀測(cè)

本工程塔吊于2019年10月安裝，至2020年11月結(jié)構(gòu)封頂，運(yùn)行穩(wěn)定。在基坑施工階段，要求基坑監(jiān)測(cè)單位對(duì)塔吊進(jìn)行定期觀測(cè)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，塔吊基礎(chǔ)的最終累計(jì)沉降值穩(wěn)定在3 mm之內(nèi)?；踊靥詈螅Ｖ褂^測(cè)。

4.2 壩體水平位移觀測(cè)

塔吊承臺(tái)與住宅底板通過傳力帶相連后，對(duì)圍護(hù)壓頂?shù)闹巫饔妹黠@。2#塔吊附近的地庫(kù)北側(cè)圍護(hù)墻頂水平側(cè)移監(jiān)測(cè)點(diǎn)為W8，基坑南側(cè)無塔吊基礎(chǔ)的圍護(hù)墻頂水平側(cè)移監(jiān)測(cè)點(diǎn)為W34，兩者的水平位移對(duì)比如圖7所示。由圖7可知，W8監(jiān)測(cè)點(diǎn)的最終水平位移值為W34點(diǎn)的68%，說明塔吊承臺(tái)處的傳力帶對(duì)減小基坑圍護(hù)水平位移作用顯著。

圖7 傳力帶對(duì)圍護(hù)墻頂水平位移的影響對(duì)比

4.3 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

采用該措施后，基坑邊緣塔吊沉降沒有因基坑開挖而導(dǎo)致劇烈變化，且觀測(cè)值極小。塔吊基礎(chǔ)與住宅基礎(chǔ)相連，對(duì)圍護(hù)壩體形成附加的拉結(jié)點(diǎn)，減小了壩體的水平位移值。

4.4 施工提示

塔吊設(shè)備使用說明書中，塔吊基礎(chǔ)為板式基礎(chǔ)，當(dāng)軟土地區(qū)采用樁基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)對(duì)說明書的基礎(chǔ)形式進(jìn)行復(fù)核，配筋形式應(yīng)符合樁承臺(tái)的構(gòu)造要求，并結(jié)合塔吊的使用荷載，合理布樁。應(yīng)對(duì)不同廠家提供的塔吊使用荷載表進(jìn)行研究，避免因荷載取值偏小造成塔吊基礎(chǔ)不安全，或者因荷載取值過大和荷載重復(fù)計(jì)算造成塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)過于保守，浪費(fèi)資源。

5 結(jié)語(yǔ)

本工程布置10臺(tái)塔吊，其中8臺(tái)位于基坑邊。塔吊基礎(chǔ)深埋會(huì)造成大量住宅基樁外露，且還需在塔吊基坑四周做圍護(hù)設(shè)計(jì)，增加工程造價(jià)和施工難度。采用傳力帶將塔吊基礎(chǔ)與住宅基礎(chǔ)相連的措施，既保證塔吊正常運(yùn)轉(zhuǎn)，又可以增加基坑圍護(hù)的安全性，同時(shí)還減少了工程造價(jià)。本項(xiàng)目的塔吊基礎(chǔ)方案得到了設(shè)計(jì)單位認(rèn)可，并進(jìn)行了專家評(píng)審，可為上海等軟土地區(qū)地下1層、重力壩支護(hù)項(xiàng)目的塔吊布置提供一定的參考。