钢结构非落地式塔吊基础施工技术研究

钢结构非落地式塔吊基础施工技术研究

玉军

中铁十局 集团 城建 工程有限 公司 山东济南 250001

摘要：为解决既有地铁车辆段运用库屋盖承载力不足无法施做板式钢筋混凝土塔吊基础的难题，通过对不同形式塔吊基础的对比分析研究，总结形成“钢结构非落地式塔吊基础施工技术”，应用此技术成功完成了运用库上盖商业项目塔吊基础的施工，确保了工程施工工期。在理论分析安全、可靠的前提下，钢结构非落地式塔吊基础在工程现场进行了实际应用，同时对运行过程中的塔吊基础进行了现场试验监测，监测结果表明钢结构非落地式塔吊基础性能可靠，受力满足规范要求，使用效果良好。

关键词：非落地式；塔吊基础；钢结构；混凝土框架柱

引言

近年来，随着城市不断发展，地铁以其安全、准时、快速的优点，在拓宽城市空间、打造城市快速立体交通网络和改善城市交通环境方面发挥着越来越大的作用。目前，国内很多城市都修建了地铁，地铁车辆段及车站数量巨大，加大地铁车站及车辆段上盖开发，可以有效改善城市结构、优化城市布局，并带动区域经济的发展。

通过查阅国内已修建地铁城市相关资料发现，很多城市对地铁车辆段及车站上部空间开发相对滞后，由于地铁车辆段及上盖开发项目建设时序不同步、建设属性不一致，往往是地铁车辆段修建完成投入使用后，再着手进行上盖开发项目的建设，导致后期上盖开发施工过程中出现塔吊安装困难、场地狭小等各种问题。

1 工程概况

兰州轨道交通东岗车辆段运用库上盖商业开发项目，位于兰州轨道交通1#线东岗车辆段运用库上方，共上盖五层，结构总高度41.6m，结构形式为钢筋混凝土框架结构，总建筑面积约220000㎡。其中盖上一层层高7.55m，框架柱尺寸1600×1600mm。

本工程运用库上盖商业开发项目施工时，下部地铁车辆段已投入使用，接触网已通电、地铁列车已入库，库内无法建设塔吊基础；既有运用库屋盖承载能力不足，无法在盖面直接建设板式钢筋混凝土塔吊基础。塔吊基础无法建设，塔吊将无法安装，钢筋、架管、木方等建筑材料垂直运输将无法进行，直接关系到项目主体结构的施工进度，是项目能否顺利按期完工关键。

本文依托兰州轨道交通1#线东岗车辆段运用库上盖商业开发项目，针对地铁车辆段投入使用后，在其上盖商业开发过程材料垂直运输塔吊安装存在的问题，进行非落地式塔吊基础施工技术研究。

2 施工技术原理

根据项目现场实际情况，通过对不同形式塔吊基础的对比分析研究，结合运用库屋盖上部商业开发项目主体结构的特点，对塔吊基础的建设进行了深入研究，利用上部商业开发主体结构钢筋混凝土框架柱，设计研发“钢结构非落地式塔吊基础”，总结形成钢结构非落地式塔吊基础施工技术。技术原理为：

利用上盖开发盖上一层主体结构四个呈矩形布置的钢筋混凝土框架柱，将钢箱梁通过框架柱侧面的预埋件，连接形成一个悬空的塔吊基础平台，在基础平台上焊接塔脚基础井字梁，井字梁上焊接塔脚支座，形成一个非落地悬空的钢结构基础平台，作为施工所用的塔吊安装的基础。

3 工艺流程及施工技术要点

3.1 施工工艺流程

本技术施工工艺流程为：

施工准备→测量放线→塔吊基础钢结构加工→框架柱内锚筋、预埋板安装→框架柱混凝土浇筑→预埋板上连接板、牛腿及加劲板焊接→塔吊基础钢梁安装→塔脚井字梁安装→塔脚支座安装→基础钢结构焊缝检测→安装塔吊→塔吊安全试验监测

3.2 施工技术要点

（1）塔吊基础钢结构加工

本工程塔吊基础钢结构所有构件全部在专业加工厂内加工，材料厚度、尺寸严格按照塔吊基础钢结构图纸要求控制，要求钢结构所有焊缝均为全熔透一级焊缝，钢材材质均为Q345B。加工完成后进行厂内钢结构焊缝检测，所有焊缝质量均满足设计及规范要求后，运至施工现场进行安装。

（2）框架柱内锚筋、侧面钢板预埋

框架柱内预埋锚筋采用直径25mm的圆钢，材质为Q345B，按照图纸加工成“L型”，锚筋两端15cm长范围内加工螺丝丝扣，用于连接高强螺栓。锚筋排布与柱侧面预埋钢板预先钻好的孔位一一对应，锚筋穿过预埋钢板孔位，调整好预埋钢板位置后采用高强螺栓固定。

（3）柱侧面预埋板上连接板及牛腿焊接

框架柱内锚筋、钢板预埋完成，安装框架柱模板，模板质量验收通过后浇筑框架柱柱混凝土，混凝土强度达到100%时，在柱侧面预埋板上焊接基础梁连接板及牛腿，牛腿顶标高同塔吊基础钢梁底标高。提前在连接钢板上打好孔，每块连接板16个孔，孔径29mm,用于M27高强螺栓（10.9S级）连接钢基础梁。

（4）塔吊基础钢梁与塔脚井字梁安装

塔吊基础梁为八根钢箱梁，其中四根两端分别与框架柱侧面连接呈矩形布置（主钢梁），另外四根两端分别与同框架柱相连的钢箱梁连接呈菱形布置（斜向支撑钢梁），八根钢梁整体形成钢结构基础平台。与框架柱连接的钢箱梁两端腹板打孔，孔位与连接板上孔位一一对应，用10.9S级M27高强螺栓将连接板与腹板连接为一体。

塔脚井字梁由两对两两平行的四根钢箱梁交叉焊接而成（次钢梁），每两条梁相交处为塔脚支座，共有四个塔脚支座，塔脚支座与塔吊基础节支脚相连。井字梁与塔吊基础梁焊接连接。

（5）塔脚支座安装

塔脚支座用于连接塔吊基础节上塔吊支脚，支座上部采用正方形钢板，钢板上钻孔与塔吊支脚既有孔一 一对应，用高强螺栓将支座与塔吊支脚连接到一起。塔脚支座与井字梁之间采用焊接连接，所有焊缝等级要求全熔透一级。

（6）钢结构焊缝检测及安装塔吊

钢结构塔吊基础平台全部安装完成，焊缝检测全部合格后安装塔吊。将塔吊支脚底板与井字梁上塔脚支座用10.9S级M30高强度螺栓连接牢固，安装塔吊标准节及其他构件，直至塔吊安装完成。

（7）塔吊运行状态监测

在塔吊安全运行中，塔吊基础起相当重要的作用，若塔吊基础的设计和施工不符合相关规范、标准要求，将会导致塔吊倾斜、甚至倾覆事故的发生。对于塔式起重机的安全性、可靠性进行分析评估预判格外重要。

根据现场实际情况，工程施工过程中，采用应力传感器、千分表等仪器设备，对使用中的基础在不同工况下的应力状态、变形等进行试验监测，监测结果显示钢结构非落地式塔吊基础各构件应力、变形等均与理论设计相符，塔吊使用运行状态良好，使用安全可靠。

4 工程应用实例

兰州轨道交通东岗车辆段运用库上盖商业开发项目，为兰州市轨道交通有限公司建设的集汽车库、零售、主力店、综合超市、影院等为一体的综合地铁车辆段上盖商业开发项目，项目位于兰州轨道交通1#线东岗车辆段动车运用库上部，总建筑面积约22万平方米，本项目塔吊安装采用“钢结构非落地式塔吊基础施工技术”，使塔吊安装程序简化，安装速度提高，成功在运用库屋盖安装七台塔吊，圆满完成了工程施工任务。

5 结语

钢结构非落地式塔吊基础施工技术的实施，解决了地铁运用库屋盖承载力不足无法施作传统钢筋砼塔吊基础的难题。钢结构厂内制作加工、现场安装拆除方便、可多次重复利用，能够有效节约成本、降低环境污染，技术实施性、使用性强，为其他类似工程塔吊的安装提供了技术参考。

参考文献

[1]刘超，陈浩，宗玉军等.非落地式塔吊基础力学性能试验研究[A].兰州工业学院学报，2019，26(03).

[2]蒋国伟,戎志伟.既有地铁上盖项目的塔吊基础设计与施工[J].建筑施工,2018,40(07):1117-1119.

[3]施晓奇.地铁上盖物业开发的专题研究[J].住宅与房地产,2018(08):14.

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