TOD地铁上盖开发项目塔吊、施工电梯基础施工技术探讨

文／李立 广州市城市建设开发有限公司 广东广州 510000

1、研究背景

塔吊、施工电梯作为重要的起重吊装设备和垂直运输设备在我国建设工程领域得到广泛的应用，在高层建筑施工时，塔吊、施工电梯基础的安全是保证设备运行安全的关键，但在TOD 地铁车辆段住宅开发项目中，需要在盖板结构上利用已预留的塔吊、施工电梯基础位置或重新设计并浇筑新的设备基础，但在现实中常常碰到一级开发时未预留塔吊、施工电梯的基础或预留的位置无法满足现场实际施工的需要，导致TOD 地铁车辆段上盖项目的塔吊、施工电梯基础无法按常规做法落在原有地铁车辆段盖板上部。

2、研究意义

在广东省住房和城乡建设厅关于印发房屋市政工程危险性较大的分部分项工程安全管理实施细则的通知（粤建规范[2019]2 号），在起重吊装及起重机械安装拆卸工程中，对于采用高承台、钢结构平台、利用原有建筑结构的特殊基础工程属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范围，需编制安全专项方案并经专家论证后才能实施。

就目前TOD 地铁车辆段上盖项目开发的实践经验，在地铁车辆段原有盖板结构一级开发时，部分预留了盖上塔吊、施工电梯的基础，便于二级开发施工，但由于TOD 项目开发经验有限，所预留的设备基础不能满足现场实际施工需要；以及房地产开发商为了企业的经济利益，也会改变商品住宅的格局和户型等，因此预留的设备基础不能满足实际现场施工的需要，因此需要在盖板上重新设置新的塔吊、施工电梯基础。

由于TOD 项目的独特性，塔吊、施工电梯作为建筑工程最重要的材料、劳动力运输设备，其在施工过程的设置与使用对项目的开发进度和成本有至关重要的影响，对TOD 地铁上盖开发项目塔吊、施工电梯基础的施工技术的探讨，可为后续TOD 项目的开发提供借鉴意义。

3、技术探讨

现以TOD 地铁上盖开发项目一级开发时未预留需重新设计施工电梯基础情况进行分析探讨。

设计思路：原开发盖板结构设计未预留施工电梯荷载位置或预留位置无法使满足现场实际施工需求，需根据施工楼栋外围结构情况，充分考虑转换层框架柱位置，采用结合转换梁及预留柱的架空式方式，进行施工电梯平面位置选定。架空式施工电梯基础由转换梁、支撑板组成，并与前期盖板结构模型进行组装，进行配筋与荷载计算。基础上部施工电梯荷载通过梁柱节点传递至盖板框架柱，框架柱将荷载传递至盖下地基，有效避免盖板结构荷载超限。

工艺流程：施工电梯基础安装定位→基础平面位置选定→设计软件建模，荷载计算→基础结构配筋设计、截面尺寸设计、节点做法设计→梁柱、柱节点处理→基础结构施工与验收。

3.1 施工电梯基础定位及平面位置选定

施工电梯平面安装位置的选定应结合施工楼栋结构外围特征，充分考虑到施工劳动力及材料的平面、垂直运输需求；同时因上盖项目及基础结构的特殊性，需考虑到基础转换梁与原车辆段结构框架柱的连接位置。本示例为一栋33 层高层住宅建筑，南侧设1 台型号为SC200/200G的双笼普通施工电梯以满足本工程施工需要，施工升降机的平面位置示意如下图1所示。

图1 施工电梯平面位置

3.2 结构设计软件建模及荷载验算

本工程为全高现浇框剪结构，住宅建筑主体结构及装修阶段施工时，垂直机械采用（SC200/200G 型施工升降机）1 台；垂直运输机械计划安装时间为结构6 层开始。根据本工程实际施工需要，本工程选用广州市特威工程机械有限公司生产的双笼室外人货电梯（SC200/200G）。施工电梯的基础板通过转换梁与转换层框架柱进行连接，荷载由基础板传至转换梁再传到原盖板结构框架柱上，转换梁底距离18#楼负一层原车辆段盖板结构面高度为150mm。

图2 盈建科设计软件建模

3.3 基础结构配筋设计、截面尺寸节点做法设计

结合现场转换梁与负一层转换层柱的连接，施工电梯基础平面尺寸为6000mm×4000mm，基础板厚为200mm，转换梁截面尺寸为500mmx800mm，梁底距车辆段原盖板150mm。

图3 基础剖面做法示意图

通过盈建科设计计算软件计算分析得出配筋如下：

图4 3#基础梁配筋图

图5 3#基础板配筋图

在进行软件建模及荷载计算的过程中，根据配筋信息、挠度等各项计算结果及时调整基础结构各组成部分截面尺寸，模型调整与计算同步进行，最终对基础转换梁截面尺寸、基础板厚、结构配筋等进行确认。由于电梯基础转换梁承受上部荷载后，在盖上原结构盖板与框架柱连接，并将荷载传递至框架柱，而盖上结构盖板框架柱存在两种类型，分别是钢筋混凝土柱和钢管柱，对两者连接节点分别进行设计，并进行强度验算，转换梁与钢筋混凝土柱采用植筋的方式进行连接，与钢管柱采用焊接牛腿、焊接钢筋的方式进行连接。

3.4 转换梁与柱节点的连接设计

根据本次施工电梯的基础设计，基础转换梁通过植筋与转换层混凝土柱连接，少数部位通过焊接连接板与车辆段原预留钢管柱进行连接。节点采用上盖结构原设计的钢管混凝土梁柱节点大样，符合构造要求，大样做法如下：

图6 转换梁与钢筋混凝土柱连接节点做法示意

3.5 基础结构施工与验收

3.5.1 植筋

转换梁需在原车辆段盖板上进行植筋并与梁柱钢筋绑扎。

（1）植筋工艺流程

梁、柱外边线弹设钢筋定位—混凝土保护层剥离—植筋孔定位和钻孔—植筋孔清洗和钢筋除锈—注胶—插筋—成品保护—拉拔试验。

（2）弹线及剥离

根据施工图示尺寸，进行柱边线放线。使用电锤将边线范围内的混凝土保护层剥离。剥离完成后清除表面渣块，将劈裂和松动的混凝土剔凿干净。

（3）植筋孔定位和钻孔

梁植筋定位：

根据原有预留钢筋，在原柱子钢筋内侧30mm 处进行植筋，注意植筋深度及防止偏位，避免打穿盖板发生地保事件，确定好位置后根据钢筋大小使用相应直径大小钻头的电锤垂直于结构表面进行钻孔，植筋锚固深度的孔深不小于15D。

（4）清洗植筋孔和钢筋除锈

a.钻孔完成后，将孔周围灰尘清理干净，清洗孔要做到三吹两刷，即吹孔三次、清刷两次。清刷完毕后，用棉丝沾丙酮，清刷孔洞内壁，使孔洞内最终达到清洁干燥。

b.如遇成孔部位较潮湿的情况，还须用加热棒，对所成的孔进行干燥处理。

c.植筋孔清理完成后，组织相关方进行隐蔽验收，并做好验收记录。

d.采用砂轮锯切去钢筋的马蹄形断口和弯曲破损端头后按设计长度下料，使用磨光机固定钢丝刷对种植端打磨除锈，除锈长度应大于植筋深度50mm 左右。严重锈蚀的钢筋不能作为植筋使用。除锈完成后使用棉纱沾丙酮或工业酒精将打磨好的部位擦拭干净。

（5）注胶和插筋

a.将植筋胶管置入套筒，旋上混合器，然后将套筒置入打胶枪内，将胶枪上的混合喷头伸进孔的底部，扣动扳机，且每一次扣动扳机感觉有明显压力后，一步一步慢慢抽出，药剂填满孔深的2/3 时，停止扣动扳机。

b.根据植入深度，在处理好的钢筋除锈端做明显标记，然后插向孔洞，一边插一边向同一方向缓慢旋转，直至到达孔洞底部为止，此时应有锚固胶从孔洞内溢出。

（6）成品保护

钢筋植入孔洞后植筋胶凝固期间严禁碰撞和旋动钢筋以及雨水冲刷。植筋完成3d 后方可进行拉拔试验。

3.5.2 叠合梁、基础、柱子钢筋绑扎

钢筋绑扎分为基础钢筋绑扎、叠合梁钢筋绑扎及柱子钢筋绑扎，基础与其周边柱子采用叠合梁相连，叠合梁与施工电梯基础同时施工。

a.按弹出的钢筋位置线，先铺基础下层钢筋，所有基础钢筋均按设计图纸原位绑扎。

b.钢筋绑扎时，靠近外围两行的相交点每点都绑扎，中间部分的相交点可相隔交错绑扎，双向受力的钢筋必领将钢筋交叉点全部绑扎。

c.摆放基础底板混凝士保护层用砂浆垫块，强度必须符合要求，按每 1m 距离梅花型摆放。

d.基础厎板、叠合梁就地绑扎成型，面筋与梁架立筋，可分层穿筋绑扎。

e.底板双层钢筋绑完下层钢筋后，应摆放钢筋撑筋，在撑脚上摆放纵横两个方向钢筋，钢筋上下次序及绑扣方法同底板下层钢筋。

f.底板承台钢筋如采用绑扎接头时，钢筋搭接长度及搭接位置应符合施工规范要求，钢筋搭接处应用铁丝在中心及两端扎牢。如采用机械连接接头或焊接接头，除应按相应规定抽取试样外，接头位置也应符合施工规范的规定。

g.根据弹好的转换梁线，预留钢筋绑扎牛固，施工电梯基础部分的钢筋锚固深度应符合规范。

3.5.3 钢结构焊接

本工程在负一层转换层存在大量钢管混凝土柱，在本次基础转换梁布置中，3#施工电梯基础转换梁均有与钢管混凝土进行连接的情况，针对该情况，现考虑在钢管柱上焊接连接板，然后将钢筋在连接板上进行焊接，参照图7。

图7 转换梁与钢管柱连接节点做法示意

3.5.4 预埋施工电梯基础螺栓

地脚螺栓由施工电梯安装单位进行预埋，测量员测量出预埋点位，做好标记，专业人员进行预埋，并做好固定措施。预埋件位置振捣，振捣时不能对预埋件进行扰动，并随时检查预埋件位置是否有偏差。

3.5.5 支模

基础转换梁与负一层结构底板的间隙为150mm，梁底放置挤塑聚苯板，上部放置一层蒸压灰砂砖，转换梁采用方木和模板进行支设，板采用钢管支撑架进行支撑。

安装前对模板表面进行清洁、涂刷脱模剂。转换梁、基础板支模如图8、9 所示。

图8 转换梁模板支设示意

图9 基础板模板支设示意

3.5.6 砼浇筑及养护

混凝土浇筑采用泵送方式，分层浇筑，每层浇筑厚度控制在250mm，一边浇一边振捣，振捣密实使砼的水化热尽快散失，并且保证上下层混凝土在初凝前结合良好。砼下落高度要尽可能低，贴近钢筋，防止砼发生离析。浇筑速度控制好，缓慢下落。振捣棒振捣要做到“快插慢拔”，在振捣过程中振捣棒要上下略有抽动，使上下振动均匀。每点振捣时间一般为20～30 秒，但还要视砼表面成水平不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准，振点间距不得超过400mm。分层浇筑时，振捣棒插入下层不得小于50mm，消除两层间接缝，振捣时，禁止振动预埋节和碰撞钢筋，避免造成预埋节位置变动。砼浇注完毕，成型后立即采用薄膜覆盖，使砼处于湿润状态，防止水分外溢。待砼强度达到设计强度的85%(强度由试验室试压同条件养护的试块或现场回弹后通知）以后方可进行施工电梯的安装。

3.5.7 拆模

在混凝土强度能保证表面及棱角不会因为拆模板而损坏时，即可进行侧模拆除。

3.5.8 质量验收

施工电梯基础钢筋绑扎好后，应做隐蔽工程验收。隐蔽工程包括施工电梯基础预埋件钢筋。验收合格后方可浇筑混凝土。

（1）验收标准

墙柱混凝土标号同主体墙柱（C50），梁板混凝土为C35，保证砼面平整度误差在10mm 之内。

（2）验收程序

施工电梯基础符合使用说明书或者设计要求。专项设计方案应经过使用单位技术负责人和监理单位总监理工程师审批。基础必须经使用单位、监理单位和安装单位共同验收合格，隐蔽验收记录齐全。

（3）验收内容

施工升降机基础施工验收内容包括：

基础承载力、基础混凝土强度报告、基础尺寸偏差、基础表面平整度、基础顶部标高偏差、预埋、预埋件位置偏差。

结语：

TOD 项目因其存在在车辆段盖板上“架空式”施工的特征，其上部施工的结构往往自盖板上部预留柱头开始，通过转换层进行柱筋连接、然后往上施作结构施工，其施工通道、材料运输通道，均位于转换层，且为了严格保护盖下地铁运营的安全及盖板的结构安全，盖上荷载控制为重中之重。施工塔吊、施工电梯作为房地产开发施工过程中最基本的材料运输设备，其对施工进度的影响不言而喻，这直接影响着房地产企业开发进度的快慢及资金回笼速度。因此，对于TOD 项目塔吊、施工电梯等基础施工的探讨研究也十分重要及必要，便于施工楼栋的各种材料及劳动力运输，有效避免二次转运，对现场施工进度及成本节约都有较大研究意义。