既有地铁上盖项目的塔吊基础设计与施工

蒋国伟 戎志伟

歌山建设集团有限公司 浙江 杭州 310005

1 工程概况

宁波杨柳郡G地块商品住宅（设配套公建）项目为既有地铁上盖项目，位于宁波市规划路东侧、东环南路南侧。

原规划地下结构2层，结构型式为框架结构，柱网间距10～12 m。±0.00 m层为地铁维修厂房，＋10.00 m层为停车库，＋15.00 m顶层上部为绿地、广场，均已建设完成并投入使用。

现顶层上部规划变更为13幢10层住宅楼建筑，主体结构形式为框架结构，总建筑面积为83 510 m2。需在既有＋15.00 m层结构顶板上实施新建楼栋部位原结构拆除加固，新增楼层转换梁层，梁上立柱，形成上部结构主体框架。＋15.00 m层即为以后的住宅区的室外地面景观层。

2 塔式起重机基础布置原则与选型

2.1 布置原则

塔机布置原则如下：尽可能地覆盖工作面，不留死角；满足最大材料和构件质量的吊运要求；便于机械设备安装和拆除。

考虑到该工程已完成地下室顶板，且地下室部分已投入使用，因此合理布置塔吊基础是相当关键的一步工作，塔吊基础的布置既要确保不破坏原已完成的结构，保障轨道交通部门的正常维修生产工作，又要不影响后续施工要求。

本工程拟建工程楼栋多，施工面积大，材料周转频繁。但由于施工作业面位于既有地铁上盖，施工场地布置的局限性很大。

场外依靠已完成的高架桥运输，场内环形道路设置后，材料堆场、加工厂只能考虑放置在与原建筑邻近的原地面上，材料的上下垂直运输以及场内周转调运就相当关键。

为能合理高效地组织材料进场及运输，在既定工期内按时完成建设任务，合理布置施工机械至关重要。

2.2 塔机选型、布置

本工程考虑共投入8台QTZ5810型塔吊，各幢楼采取流水作业穿插施工，以保证塔吊正常运转，提高工效[1-4]。

3 塔吊基础设计原理

3.1 设置原则

因本工程位于既有地铁上盖区，＋10.00～＋15.00 m标高层为地下车库，＋15.00 m板以上为主楼施工区域 ，塔吊基础须设置在＋15.00 m板面标高位置。为确保塔吊使用安全，并考虑塔吊与主楼附墙连接方便，须在靠近主楼附近挑选4根独立框架柱作为塔吊基础竖向承载受力点，采用钢筋混凝土十字梁式基础并将其设置在4根原结构独立柱顶端，十字交叉梁尺寸为600 mm×（1 350～1 500）mm，塔吊基础混凝土强度等级为C35。

3.2 技术原理

塔吊基础设在原有建筑结构顶板上，塔吊荷载通过十字梁直接传递到框架柱顶。委托原设计单位对影响到的原建筑结构进行荷载复核验算。经验算，在原结构柱顶不承受弯矩的情况下，竖向构件承载力能满足要求。其荷载传递路线为：塔吊→十字交叉梁→框架柱顶→原建筑结构框架柱→地基基础。

塔吊十字梁式基础形式有2种，即斜交叉十字梁与正交叉十字梁，梁跨度均在15 m以内，计算时，为保证安全，全部按跨度15 m计算。

设计原则上要求原结构框架柱顶不得承受弯矩，故十字交叉梁与柱顶的连接采用铰接方式，即原框架柱顶另植4根角筋伸入梁内锚固，以控制位移。十字梁端设置构造承压牛腿，梁底与原结构梁板接触处，满铺一层厚50 mm挤塑板，防止十字梁将上部荷载传到原结构梁、板上。在十字梁交叉处设现浇钢筋混凝土承台，塔吊基础节固定螺杆预埋在现浇承台中心（图1）。

图1 钢筋混凝土十字梁式塔吊基础示意

钢筋混凝土十字梁式基础布置原则：考虑附墙，挑选主楼边上跨度较近的4根原结构柱，钢筋混凝土十字基础梁端搁置在4个原结构柱顶，十字梁梁端伸出原结构柱，柱顶4φ22 mm角筋采用化学植筋，植入深度22D（D为钢筋直径），向上锚入十字梁内，十字梁基础中心加腋4 000 mm×4 000 mm×1 350 mm，即为塔吊基础承台，并居中预埋塔吊基础节固定螺杆。

4 塔吊基础施工要求及方法

1）塔吊基础须设置在＋15.00 m层板面位置。根据施工图纸找出合理布置塔吊位置的4根框架柱，把＋10.00 m板地下室框架柱位置、柱子截面用仪器投递至＋15.00 m板上，然后弹出十字交叉梁位置线。原结构柱截面为600 mm×600 mm、800 mm×800 mm。

2）为避免十字梁式基础给结构板造成伤害，在十字梁底满铺厚50 mm挤塑板，确保十字梁底与结构板隔离。

3）十字梁端头超出原柱头，在原柱顶位置进行角筋植筋，植筋深度为22倍柱钢筋直径，植筋胶采用“喜利得”，由专业植筋加固单位植筋，钢筋伸入十字梁内的长度必须达到锚固长度要求（图2、图3）。

4）根据设计计算进行钢筋配料加工，塔吊基础节固定螺杆在梁钢筋绑扎完成后埋入十字梁，梁端钢筋锚固及搭接长度需满足规范要求。塔吊基础节安装的四角水平标高必须严格控制，误差在2 mm以内（图4、图5）。对于结构转换梁与塔吊基础十字梁相交的，转换梁钢筋应预先在十字梁中留置，接头形式采用套筒连接。

图2 结构柱新增角筋锚入十字梁内

图3 梁、柱节点铰接示意

图4 基础三维效果示意

图5 基础实施效果

5）塔吊基础混凝土采用C35预拌混凝土，混凝土坍落度需经检测满足要求，分层浇筑确保混凝土振捣密实。

6）塔机安装前应在梁加腋四角设置沉降观测点，并在塔机安装前进行原始观测，塔机安装后观测一次。使用过程中每周测一次沉降及倾斜，塔机附墙安装升节后至少观测一次，并做好记录。

7）本工程8台塔吊均需在结构3～4层部位安装附墙，以确保塔吊的稳定性。按照“先附墙，后升节”原则，附墙安装前，塔吊初始安装高度不得超过30 m[5-6]。

5 塔吊十字梁式基础设计计算

利用PKPM结构设计计算软件对塔吊十字梁式基础进行设计验算（表1）。

表1 塔吊基础载荷

因考虑塔吊安拆要求，塔吊基础节需偏离建筑物外200 mm，梁加腋相应外偏，须确保基础节安装位置在梁加腋部位居中（图6）。

图6 十字梁示意

6 结语

宁波杨柳郡G地块地铁上盖项目采用在原结构框架柱顶新增设置十字梁式塔吊基础的方式，实现在狭小既有地铁上盖区域合理布置塔吊，既保障现场材料水平周转、垂直运输的顺利进行，又不影响下层轨道公司正常生产维修作业，圆满地完成了业主施工节点工期要求。目前所有塔吊已拆除完毕，塔吊基础使用过程中未发现变形，对原结构也未造成任何影响，为今后同类项目塔吊基础设计提供了可借鉴的方法。