地铁塔吊地上基础快速施工关键技术研究

王守德 （上海城建市政工程(集团)有限公司，上海 200000）

1 引言

随着城市化进程的加快，地下空间的利用逐渐得到重视。地铁建设中所使用设备基础设计是保证工程项目安全的重要因素。对于塔吊基础的设计，相关学者通过现存问题、工程案例等对塔吊基础的设计与施工技术要点进行了分析，为实现塔吊安全使用提供了宝贵经验。陈爱华等[1]基于当前塔吊基础设计需要考虑的原结构特点等问题，设计了一种十字梁式与原结构墙柱结合的塔吊基础。结果表明，所设计的塔吊基础有效保证了结构的安全性和塔吊抗倾翻能力。苗军港[2]以某地铁项目中地下停车场建设为例，分析了塔吊基础设计与施工技术要点。结果表明，塔吊施工过程应首先控制焊接工程质量，使其满足相应的技术标准。米万富[3]结合工程实例详细分析了狭窄空间下塔吊基础的方案选择与设计。结果表明，所提出设计的塔吊基础通过施工实践验证了其可靠性和稳定性。杨涛等[4]调查分析了塔吊使用过程中的安全问题。结果表明，要保证塔吊使用安全性，需要对相关信息、施工方案、规章制度、现场条件、应急预案等充分考虑。多数学者对于塔吊基础设计的研究已取得了显著的成果，但对于地铁站塔吊基础设计，尤其是将基础安置地上的研究较少。本文基于实际地铁站工程塔吊基础设计，对塔吊基础设计要求和施工工艺进行了详细介绍。为解决狭窄场地地铁塔吊基础设计与施工技术问题提供了经验。

2 工程概况

城东路站是郑州市轨道交通3号线一期工程的第十二个车站。车站主体结构外包长度为167.0m，标准段宽22.5m。城东路站为地下三层岛式站台车站，车站标准段基坑深约23.54m，东端端头井深25.24m，西端端头井深约25.24m。车站采用明挖法施工，地下连续墙+内支撑的支护体系，其中第一道和第三道为混凝土支撑，第二道和第四道为钢支撑。车站主体结构采用钢筋混凝土箱型结构，车站主体设全外包防水层。本场区的地层自上而下依次由人工填土层、第四系全新统冲洪积层、第四系上更新冲洪积层、第四系中更新统冲洪积层构成。车站位于老城区，管线复杂较多，且场地较为狭小，地质不良，存在杂填土层、老房屋基础，地表环境复杂，采用传统方法开挖施工地下基础承台将很难成功实现。

图1 城东路站平面图

车站北侧与地下连续墙水平距离分别为0.5m、1.4m和6.7m处，分别现存10根高压电缆（地面4根，地下6根，裸露线）、雨水管线（直径1.4m，埋深1.35m，钢筋混凝土承插管）、特高压燃气管线（直径0.4m，埋深1.1m，PVC材质），如图2所示。塔吊地面基础设置距离基坑围护墙7m范围内，且保证塔吊覆盖整个车站端头井。考虑到周围管线较密，无基础承台施工空间，无法保证承台的净空尺寸，不利于塔吊设立。为此，选择塔吊基础地上施工技术。

图2 塔吊基础周边管线图

3 塔吊基础设计参数

塔吊基础采用整体钢筋混凝土基础，对基础的基本要求如下：混凝土强度等级C35，基础尺寸为5.5m×5.5m×1.3m，使用C22钢筋双向钢筋布设，采用28钢筋锚入地面30cm，钢筋间距30×30cm。基础顶层及底层净保护层厚度为40mm，侧面净保护层厚度为70mm。下部垫层厚度为100mm。基础底标高与原有地面一致，北侧基坑便道，临建现场地面实际厚度为35cm，如图3所示。

图3 塔吊基础照片

基础预埋塔节：从厂家运输标准塔节1个，在钢筋绑扎时，同步塔吊塔节直接预埋于基础钢筋内，塔节直接落底层钢筋上方，使用22钢筋固定，安装完成使用水平尺验收，在混凝土浇筑前需将螺栓部分固定并进行保护，如图4所示。

图4 预埋塔节现场照片

塔吊选型：中联重工TC5613B-6塔吊，2台，臂长为56m，最小工作幅度2.5m，最大起重6000kg，最大工作幅度56m，起重2000kg。

4 塔吊的平面布置原则[5]

①尽可能使起重臂覆盖整个在建建筑物和作业现场。

②吊臂的覆盖范围应避开高压线，并满足《施工现场临时用电安全技术规范》（GJ46-2005）规定的安全距离。如果小于安全距离，应搭设防护架，防止塔吊的吊索或吊物碰到高压线，同时在防护架一侧用钢筋网，设接地进行屏蔽。

③在作业范围内，尽可能减少障碍物；

④考虑与建筑物的最佳距离，保证不与周围附属物相碰；

⑤保证组拆装时必要的作业场地，特别是非规整形状的结构物需考虑塔吊拆除时有足够的工作场地；

⑥塔吊的布置应结合塔吊的选型综合考虑，使塔吊工效高，费用低，满足幅度，起重量，起重力矩等工作要求和满足施工进度的要求。

5 塔吊基础施工工艺与流程

塔吊基础施工工艺流程图如图5所示。

图5 塔吊基础施工工艺流程图

①预装塔吊位置混凝土表面需平整，水平度偏差控制在2%以内，道路强度达到80%以上后，方可进入下道工序。

②在塔吊预装位置面标记5.5m×5.5m的正方形及中心十字线，正方形中心应与塔吊垫层中心重合。

③对标记区内进行植筋施工，将直径28钢筋锚入地面30cm。

④铺设基础底部钢筋，同时将塔吊塔节直接预埋于底层钢筋上，塔节直接落底层钢筋上方，采用焊接进行连接牢靠。

⑤铺设基础侧面和顶部钢筋，钢筋的交叉点应绑扎牢固，不得出现变形和松脱现象。

⑥模板采用高强度竹胶板，主楞采用100mm×100mm方木，竖肋为φ48×3.5mm双钢管，上下设置四道，拉杆采用φ14钢筋，设置两道两侧模板之间用扣件和对拉螺杆连接，用PVC管套住螺杆，对拉螺栓竖向两道间距30cm，横向间距60cm。侧面采用单根φ48钢管斜撑@500上下两排作为稳定措施，保证基础稳定性。

⑦模板安装时牢固、平整，接缝严密不漏浆，相邻两块模板接缝高低差不应大于2mm。

⑧防雷接地，基础钢筋绑扎完成后，采用20mm×5mm镀锌钢板条一段焊接至基础钢筋网上，另外一段与一根1.8m长且打入地下不少于1m的22mm镀锌铁棒焊接，完成后须进行防雷接地电阻测试，电阻不得大于1Ω。

6 塔吊施工技术准备[6]

①塔吊安装前应对作业工人进行施工技术交底，包括安装要求、安装顺序、安装误差等，接受交底人为工程施工负责人。

②组织检查，作业工人应有类似工程施工经验，经过建设行政主管部门培训，考试合格，取得岗位证后进行安装，严禁无证操作。

③施工方案应上报监理单位审批完成严格按照方案及图纸要求施工；钢筋绑扎成型后，首先由班组和工长先自检。再由施工员、质检员、技术员进行检查，合格后向现场监理工程师申报验收，申请对钢筋最后检查验收。

④测定基础预埋件的高度误差，以备调整垫板。

⑤对进场设备规格、数量进行检查，上报监理单位审核后安装。

⑥施工前，作业人员应详细了解安装场地状况，由安装队长向吊车司机交代安装程序及吊装主要大件的尺寸、高度、重量等。

⑦施工负责人应召集安装作业工人，安全员及塔吊车司机落实安全技术措施，进一步明确各专项人员的位置及职责。

⑧安装人员要工作岗位明确，作业职责明确，既要坚守岗位，又要互相配合，自觉遵守安全操作规程及塔机安全技术措施规定，集中精力，全神贯注地工作。

⑨塔机安装完后，未经“安装质量检测试验”合格，不得交付使用。

⑩塔机安装质量检验试验合格后，应将安全操作规程标牌，塔机性能标牌和安装验收标牌，挂立于醒目处，以提醒操作人员和其他人员。

⑪塔机交付使用前，必须向使用单位做“塔机技术性能，保养和维修”及“安全技术规程”等交底，并取得使用单位签字认可。

图6 塔吊现场安装示意图

7 结论

该项塔吊基础施工技术先后应用于城东路车站施工和车站二次结构施工中，通过地上两台塔吊的地上基础施工技术的成功实施，证明了塔吊地上基础施工技术安全稳定。鉴于地上基础的施工效果及作业环境条件，可随时在区间任何位置进行塔吊安装作业，可有效应对狭窄区域无地基施工模式；该项技术可在城市建设中随时设立垂直吊装设备，在轨道交通施工中适用范围广。