既有地鐵之上的塔吊基礎(chǔ)施工技術(shù)
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王紅振 程軍 黃旭剛 盧南興 管波
中建三局集團(tuán)有限公司成都分公司 成都 610041
摘要：以深圳市軌道交通龍華線薈港尊邸工程為例，對(duì)既有地鐵之上的塔吊基礎(chǔ)施工技術(shù)進(jìn)行了分析和探討。為了使塔吊基礎(chǔ)布置的難題得以有效地解決，塔吊基礎(chǔ)采用了井字鋼梁形式。工程實(shí)踐證明，采用該技術(shù)獲得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：既有地鐵 上蓋建筑 塔吊基礎(chǔ) 井字鋼梁
中圖分類號(hào)：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI: 10.14144/j．cnki.jzsg.2015.10.010
隨著現(xiàn)在施工技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于地鐵上蓋建筑的成本以及進(jìn)度的要求具有越來越高的要求。作為最常用的施工運(yùn)輸工具，地鐵上蓋建筑塔吊的安裝與使用要求也變得越來越高，為了能夠?qū)⑺踉诎惭b與施工過程中存在的安全與使用問題解決掉，必須對(duì)地鐵上蓋建筑塔吊基礎(chǔ)施工技術(shù)進(jìn)行必要的分析。
1 工程概況
深圳市軌道交通龍華線薈港尊邸項(xiàng)目位于布龍路以西、和平路以北，與軌交4號(hào)線龍勝站及軌交6號(hào)線毗鄰、銜接。項(xiàng)目用地面積為89 401.23 m2，總建筑面積暫定310 913.40 m2。整個(gè)小區(qū)由2棟多層住宅、1棟小高層住宅、9棟高層（含超高層）住宅和商業(yè)、幼兒園及其他配套設(shè)施組成。項(xiàng)目用地分平臺(tái)區(qū)和白地區(qū)2部分，已建成的車輛段平臺(tái)占地面積41 345.65 m2，平臺(tái)部分?jǐn)M建總建筑面積約為62 000 m2;白地區(qū)占地面積為48 055.58 m2，白地部分?jǐn)M建總建筑面積約248 000 m2。本工程平臺(tái)區(qū)域共4棟建筑，由于A3棟和A5棟柱子和梁為鋼結(jié)構(gòu)，只有板為混凝土板，所以A3棟、A5棟采用汽車吊吊裝，A1棟和A2棟每棟塔樓安裝2臺(tái)塔吊，該4臺(tái)塔吊全部安裝在已竣工的平臺(tái)結(jié)構(gòu)上，根據(jù)已竣工平臺(tái)結(jié)構(gòu)的荷載圖，1#、2#、3#及5#塔吊平面布置如圖1所示。
2 塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
綜合考慮住宅及商業(yè)施工時(shí)材料的垂直、水平運(yùn)輸，4臺(tái)塔吊選用型號(hào)均為TC6013，其中，l#塔吊臂長50m，2#塔吊臂長60 m，3#與5#塔吊臂長40 m，通過平臺(tái)區(qū)域總平面圖的布置，基本可以覆蓋A1棟、A2棟區(qū)域，滿足整個(gè)施工區(qū)域材料的垂直、水平運(yùn)輸。依據(jù)施工圖紙和現(xiàn)場條件，本著“合理利用空間和平面、優(yōu)化總體施工進(jìn)度計(jì)劃、科學(xué)合理部署”的原則，根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的1#、2#、3#及5#塔吊安裝位置平臺(tái)已竣工結(jié)構(gòu)的荷載圖，將塔吊布置在相應(yīng)位置。
由于上述塔吊安裝區(qū)域全部在已竣工結(jié)構(gòu)的平臺(tái)上，結(jié)合已竣工平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖紙、塔吊型號(hào)及起重質(zhì)量等因素，對(duì)比塔吊普通混凝土基礎(chǔ)、壓重式基礎(chǔ)、雙鋼梁支撐基礎(chǔ)，及井字形鋼梁支撐基礎(chǔ)，分析結(jié)構(gòu)受力、塔吊安裝后的基礎(chǔ)豎向撓度變形大小及塔吊垂直度偏移大小，確定該區(qū)域內(nèi)塔吊基礎(chǔ)選型采用焊接工字型井字鋼梁形式。塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)如圖2所示。
3 施工流程
測量放線——鋼結(jié)構(gòu)深化——支座及鋼梁制作——現(xiàn)場連接并固定鋼梁——鋼梁及支座防水、防腐蝕處理——塔吊安裝
4 施工方法
4.1支座及鋼梁加工
根據(jù)塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖紙，塔吊基礎(chǔ)支座及鋼梁需要在鋼構(gòu)件加工廠焊接完成，尺寸及質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格符合設(shè)計(jì)要求。
4.2現(xiàn)場錨板的安裝
根據(jù)塔吊基礎(chǔ)位置及設(shè)計(jì)圖紙要求，在鋼梁支座位置用沖擊鉆在化學(xué)錨栓處鉆孔，待鉆孔完成后將化學(xué)錨栓植入平臺(tái)原結(jié)構(gòu)梁中。化學(xué)錨栓植入12 h后進(jìn)行拉拔試驗(yàn)。
4.3現(xiàn)場支座和鋼梁的焊接
支座與鋼梁基礎(chǔ)不管在加工階段還是在現(xiàn)場安裝階段，焊接都是至關(guān)重要的一個(gè)步驟，焊接質(zhì)量關(guān)系整個(gè)工程的質(zhì)量。因此必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行焊接(圖3、圖4)。
1)厚板焊接采用根部手工焊打底、二氧化碳半自動(dòng)保護(hù)焊蓋面的焊接方式。
2)全部焊道盡可能保持連續(xù)施焊，避免多次引弧、收弧。
3)打底焊時(shí)，在焊縫起點(diǎn)前方50 mm處的引弧板上引弧，收弧時(shí)必須將電弧引至熄弧板上熄弧。
4)蓋面焊時(shí)，要對(duì)底焊的一些情況進(jìn)行處理，處理合格后方可進(jìn)行蓋面焊工作。
5)焊接完成后，對(duì)焊道及其兩側(cè)50 mm內(nèi)的飛濺物進(jìn)行清理。
6)焊接完成24 h后進(jìn)行無損檢測，本工程檢測方式為超聲波檢測，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》( GB 11345-1989)規(guī)定的檢驗(yàn)等級(jí)并出具探傷報(bào)告（圖5、圖6）。
4.3.2焊縫質(zhì)量檢查與檢測
1)焊縫應(yīng)符合焊接質(zhì)量等級(jí)規(guī)定及無損檢測要求。
2)外觀檢查應(yīng)在焊縫冷卻到環(huán)境溫度后實(shí)施，對(duì)于本工程的材料，應(yīng)在焊接完成24 h后進(jìn)行檢查。
4.3.3焊接缺陷返修
當(dāng)焊縫表面質(zhì)量不符合相應(yīng)的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需要采用砂輪打磨等方法去除余高過大、焊瘤、氣孔、夾渣等缺陷，同時(shí)還需要采用補(bǔ)焊的方式對(duì)弧坑未填滿、咬邊、焊縫尺寸不足等缺陷進(jìn)行處理。經(jīng)無損檢測確定超標(biāo)缺陷存在于焊縫內(nèi)部時(shí)應(yīng)進(jìn)行返修，對(duì)返修有以下幾個(gè)要求：
1)返修前需要對(duì)返修施工方案進(jìn)行合理的編寫，在獲得批準(zhǔn)之后再予以嚴(yán)格執(zhí)行。
2)需要以無損檢測為根據(jù)將缺陷深度以及位置等確定下來，再通過砂輪打磨或碳弧氣刨的方式進(jìn)行缺陷清除。
3)缺陷清除時(shí)應(yīng)將刨槽加工成四側(cè)邊斜面角大于10°的坡口，然后對(duì)其表面進(jìn)行相應(yīng)的修整，將其中的氣刨滲碳層磨除，必要時(shí)采用滲透探傷和磁粉探傷的手段確定裂紋是否徹底清除。
4)焊補(bǔ)時(shí)需要對(duì)在坡口內(nèi)的位置進(jìn)行起弧，在熄弧的情況下需要將弧坑填滿；多層焊的焊層之間接頭應(yīng)錯(cuò)開，焊縫長度應(yīng)小于100 mm；當(dāng)焊縫長度大于500 mm時(shí)，應(yīng)采用分段退焊法。
5)返修部位應(yīng)連續(xù)焊成。
4.4塔吊基礎(chǔ)防水處理
在完成本工程平臺(tái)區(qū)域防水層施工后，在進(jìn)行塔吊基礎(chǔ)施工時(shí)可能會(huì)在一定程度上破壞原有防水層，故在完成塔吊基礎(chǔ)安裝工作后，需要采取有效的措施重新處理該區(qū)域內(nèi)的防水，從而使其防水效果得到有效的保證（圖7）。
5 施工技術(shù)組織措施
5.1技術(shù)保證措施
5.1.1鋼結(jié)構(gòu)測量
1)要想使測量精度得以有效提升，先要對(duì)測量基準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行合理設(shè)置，再通過合理的測量工藝使數(shù)值傳遞的精度得到有效提升。
2)在完成吊裝的工作之后，利用2架呈90°的經(jīng)緯儀在柱腳平面上進(jìn)行架設(shè)，同時(shí)還需要有效地校正鋼柱垂直度。
5.1.2固定和校正相關(guān)的鋼構(gòu)件
在完成對(duì)鋼構(gòu)件的精度校正之后，需要馬上采用臨時(shí)連接板對(duì)各連接點(diǎn)實(shí)施有效固定，并選擇高強(qiáng)度螺栓針對(duì)相應(yīng)處實(shí)施有效連接，這樣才能充分地與復(fù)校及焊接變形調(diào)整的需要相適應(yīng)。
5.1.3控制焊接變形
1)在風(fēng)大的時(shí)候，需在焊接時(shí)選擇有效的防護(hù)棚擋風(fēng)措施，在雨天沒有保護(hù)措施的情況下，嚴(yán)禁實(shí)施任何焊接工作，從而使焊接質(zhì)量得到有效的保證。
2)必須要保證一級(jí)的焊接質(zhì)量，在實(shí)施焊接施工的時(shí)候需要采取有效的清根處理。只有這樣才能夠避免發(fā)生焊接缺陷。焊接前需要認(rèn)真地檢查相應(yīng)的坡口，選擇角磨機(jī)針對(duì)其中出現(xiàn)的凹面進(jìn)行磨光磨平。
5.2安全保證措施
1)必須要由專業(yè)人員進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)焊接施工，無關(guān)人員不得入內(nèi)。
2)當(dāng)平臺(tái)上運(yùn)載了鋼梁的時(shí)侯，要堅(jiān)決避免出現(xiàn)超過30t的車輛。
3)平臺(tái)內(nèi)鋼梁不得集中放置，汽車吊等的駕駛員要聽從現(xiàn)場指揮，同時(shí)應(yīng)按規(guī)定的開行路線駕駛。
4)夜間作業(yè)時(shí)，照明設(shè)施應(yīng)充足，危險(xiǎn)地段應(yīng)設(shè)置警示標(biāo)志。
5)施工現(xiàn)場要設(shè)置安全標(biāo)志和導(dǎo)向牌，從而使安全文明施工得到有效的保證。
6 塔吊使用過程中的各項(xiàng)監(jiān)測
1)塔吊基礎(chǔ)位置主體結(jié)構(gòu)監(jiān)測：本工程塔吊基礎(chǔ)安裝位置的主體結(jié)構(gòu)監(jiān)測數(shù)據(jù)變化較小，未超出允許值0.002L（L為相鄰柱基的中心距離）。
2)塔吊安裝后基礎(chǔ)監(jiān)測：根據(jù)塔吊安裝高度及滿載計(jì)算，該塔吊基礎(chǔ)在撓度允許范圍內(nèi)，為保證基礎(chǔ)安全，各監(jiān)測點(diǎn)垂直位移最大不得超過12 mm。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，塔吊安裝至最大高度時(shí)，塔吊基礎(chǔ)監(jiān)測點(diǎn)的垂直位移為一7 mm．未超過允許值12 mm，符合設(shè)計(jì)要求。
3)塔吊垂直度監(jiān)測：施工過程中塔吊的垂直度均符合相關(guān)規(guī)范要求。
7 結(jié)語
在深圳市軌道交通龍華線薈港尊邸總承包工程施工中，采用地鐵上蓋建筑平臺(tái)塔吊基礎(chǔ)施工技術(shù)進(jìn)行施工，不僅實(shí)現(xiàn)了工程成本的節(jié)約，同時(shí)還使塔吊的安全運(yùn)轉(zhuǎn)得到了有效的保障。
