王茂，高飞，谈世兵，康伟，刘福屯

（中交一航局第四工程有限公司，天津 300456）

0 引言

在地下室底板上布设塔吊基础，按其相对位置关系来说，一般可划分底板外布设或底板内布设，见图1。其布设方式既要确保后续安装的适用性和成本费用的经济性，还必须确保结构设计的功能性，对于前期的施工策划十分重要。将塔吊基础布设于底板外，塔吊承台或桩基施工相对独立，通常在底板施工前完成，这种方式对底板工程的进度和质量基本没有影响，是常见的布设方式之一。

图1 底板外或底板内布设示意图Fig.1 Arranging tower crane foundation outside or inside basement floor

然而，塔吊的布置往往受工作面限制、工作半径、安拆或者附着位置等条件影响，特别对大中型项目，其基础不可避免需要布设于地下室底板范围内。在此条件下实现塔吊基础与底板的合理衔接，采取有效的技术措施，在兼顾临时设施的恰当布置同时，也有效保证基础结构受力安全和防水功能，这需要临时辅助设施工程与永久结构设计工程的最佳结合[1]。

1 工程概况

广州南沙国际邮轮码头综合体项目（2015NJY-6 地块）1 号地块一标段工程（航运中心、航站楼、海员俱乐部及地下室），集邮轮码头、口岸通关、免税商场、观光旅游和主题酒店于一体，将建设成为亚洲顶级邮轮母港之一。

工程位于广州市南沙区虎门大桥下游，东临珠江；南邻南沙客运港；西侧毗邻港前大道；北侧毗邻南沙游艇会。项目总净用地面积约7.19 万m2，总建筑面积约26.51 万m2。其中主要建筑单体包括地上34 层地下2 层的航运中心，建筑高146.5 m，建筑面积76 975 m2，框剪结构；地上5层地下2 层的航站楼，建筑高35.05 m，建筑面积68 717 m2，框架结构；地下2 层的地下室，建筑面积85 250 m2，无梁楼盖框架结构。

地下室框架结构主要柱网尺寸8.4 m×8.4 m。基础采用钻孔灌注桩+承台筏板基础，板厚600 mm。承台主要平面尺寸2.8 m×2.8 m，厚1 400 mm，柱下承台主要采用直径1.0 m、1.2 m 和1.4 m 灌注桩单桩承载，桩长13~51 m。C30 底板抗渗等级P6，掺8%抗裂纤维；底板采用1.5 mm 厚非沥青基高分子自粘胶膜防水卷材（预铺P 类，片材：HDPE/EVA 0.7 mm 厚），施工缝及后浇带埋设钢板止水带，防水等级一级。基坑深度-10.8 m。

本工程为大型综合体项目，建筑长406.8 m，宽108 m，高146.5 m，既有广度又有高度，塔吊在材料或设备的水平、垂直运输中发挥着重要作用。结合运输的起重量大小、用量多少、运输半径等因素，经计算：航运中心设70 m 塔吊1 台，航站楼及地下室设70 m 塔吊4 台、60 m 塔吊3台。需要布设的8 台塔吊基础均需布设在底板范围内[2]。见图2。

图2 建筑效果Fig.2 Effect of the building

2 塔吊基础布设方式分析

2.1 布设方式

塔吊基础通常采取天然地基和桩基承载承台两种基础形式：当地基承载力满足承载要求时采用天然地基直接承载方式；当地基条件不满足承载要求时则可采用桩基础的方式。具体采用预制桩或灌注桩等哪种桩，宜结合工程桩类别、施工便利、成本费用等条件进行综合分析比较，合理选择[3]。

结合此工程施工条件及相关地质勘查资料，由于地基承载力不满足天然地基承载要求，故选择桩基础和承台承载塔吊的形式。同时按照塔吊基础与底板是否作整体考虑的-则，塔吊基础拟定了底板内分离式布设和底板内整体式布设2 种方式：底板内分离式，即把塔吊承台高出或低于底板进行设置；底板内整体式，即通过调整加大塔吊基础相邻结构设计的桩承台作为塔吊基础，永临结合设置。见图3。

图3 底板内分离式和底板内整体式示意图Fig.3 Separate or integral plan inside floor

2.2 技术可行性初步分析

根据塔吊基础地基承载力不低于182 kN/m2要求，结合相关资料计算，采用底板内分离式布设方式，打设准800，桩长12 m 的临时灌注桩即可满足施工要求。而采用底板内整体式布设，在承台方面，设计底板混凝土强度和厚度均不小于塔吊基础要求，且承台上部和下部的含钢量也大于塔吊基础对应部位的值；在桩方面，采用设计工程桩为入岩桩，桩径在1 m 以上，经过对塔机不利工况验算，均满足施工要求。由于底板将有塔吊的工况和加大相邻工程桩承台的调整，这与原结构设计的条件存在不同，需要原设计进行核验是否满足设计要求。承台和桩参数的相关描述见表1。

表1 2 种方式相关参数及主要工程量估算费用对比Table 1 Comparison of relevant parameters and estimation cost of two methods

2.3 2 种布设方式的特点分析

在拟定塔吊基础位置后，为正确选用适宜的布设方式，对底板内分离式和底板内整体式从位置关系、技术管理、进度影响、底板防水效果、经济性等方面进行了相应的优缺点对比分析。如表2 所示。

表2 2 种塔吊基础布设方式优缺点对比Table 2 Comparison of advantages and disadvantages of two types of tower crane foundation layout

3 方案的甄选

结合工程三面环水，且为紧邻珠江挖深约11 m的深基坑[4-5]施工环境，从上述特点的分析中看出，在进度及质量的因素方面，整体式比分离式都相对有利。为进一步明晰2 种方式综合利弊情况，随后继续进行了设计核验和布设方式主要工程量估算费用对比工作，费用对比见表1。经认真甄选，综合权衡各种条件，最终选择了底板内整体布设塔吊基础的方案。选择此方案理由主要有：一是经过与设计等相关方核对，附加塔吊荷载后单桩作用下的桩反力小于恒载作用下的桩反力，整体式布设承台结构核验满足设计要求；二是利用工程桩替代塔吊桩基承载方式，在一定程度上降低了施工难度，这不仅加快了临时辅助工程施工进度，而且费用节省很多。同时将底板尽快封闭，不留塔吊基础井坑，也有利于降低排水费用；三是实现前后两次底板浇筑施工的连贯性，既有利于保证底板接缝施工质量，降低薄弱环节出现渗漏的风险，也有利于加快工程进度。

4 底板上布设塔吊基础的技术措施

4.1 结构调整的设计核验确认

由于在底板上布设塔吊基础，涉及原结构的局部调整，这与设计原验算的模型有差异，所以作为施工方，需加强与业主、监理、设计等相关方的沟通，应在设计单位重新结合塔吊基础布设及最不利工况进行验算，符合结构安全同意后，经办理技术洽商或设计变更等技术管理流程以后再实施。

4.2 施工缝位置的正确留设

鉴于塔吊基础因抗塔机冲切而厚度通常较底板大些，如：此工程底板600 mm，塔吊基础1 250 mm。则在底板与塔吊基础的相接处，此部位的混凝土形变应力相对较大。为减少和避免应力集中的不利影响，故对施工缝位置[6]的留设，应避开此薄弱部位，将施工缝留设在塔吊承台侧壁外300~500 mm 的位置。见图4。

图4 施工缝位置示意图Fig.4 Construction joint position plan

4.3 采取对应力集中部位的抗裂增强措施

针对塔吊基础与底板相接处应力集中、施工缝处防渗漏薄弱的不利条件，为增强这些交接部位混凝土的抗裂能力，在施工缝及塔吊基础平面角部处的底板内布置双层附加钢筋，以降低发生因应力裂缝所导致的渗漏水风险。见图5。

图5 施工缝处附加钢筋平面示意图（mm）Fig.5 Additional steels plan of construction joint（mm）

4.4 施工缝抗渗防漏的技术措施

地下室底板施工缝作为易出现渗漏水现象较为薄弱的部位，需在施工中采取有效的技术应对措施，一是加强对底板下防水层的施工管理，严格按防水施工规范，对施工缝薄弱部位增设附加层，附加层过施工缝不小于250 mm；二是于施工缝断面中部设置宽度不小于300 mm 带折角、厚度不小于3 mm 的钢板止水带，接头采取连续满焊，以延长抗渗漏路径；三是采用免拆模板，确保施工缝前后两次混凝土浇筑的粘结密实，增强防渗效果[7-8]。见图6。

图6 施工缝构造措施示意图Fig.6 Schematic plan of construction joint structural measures

4.5 塔吊基础部位防水质量的严格控制

当塔吊基础与底板整体考虑，则要按底板施工、质量验收的标准严格控制塔吊基础的防水施工质量。一是采用底板同等级抗渗混凝土；二是塔吊基础的桩头防水，包括补打的塔吊临时桩，也要按工程桩要求进行防水处理，做好隐蔽验收；三是承台为大体积混凝土浇筑，对混凝土原材料及配比、分层浇筑、养护等方面的温控措施必须严格把关，防范混凝土应力裂缝问题，确保防水质量。

5 结语

在采用底板与塔吊基础永临结合施工技术时，应注意的是，塔吊位置还需要综合考虑与地下室楼板、梁、后浇带等结构施工的相互协调，避免或减少结构施工的相互干扰。

通过在广州国际邮轮码头综合体项目中对细节施工技术的严格管控，地下室底板上布设塔吊基础实现了永临措施的有效结合，在降低施工难度的同时，加快了进度。在施工期间和完工后监测，整体塔吊基础未发生不均匀沉降，先浇筑的塔吊基础与后浇筑的地下室底板间施工缝处未发现渗漏。经综合测算，采用整体式永临结合方案，较常规方案可降低成本约29%。

总而言之，底板上布设塔吊基础的方式，需要结合工程具体条件因地制宜而选定。为获得良好的经济效益和质量效果，应该重视施工技术细节管理，只有统筹兼顾，从施工到设计各阶段和全过程的系统考虑，做到临时设施资源和永久工程资源策划的整合，才能实现施工与设计管理过程的有效结合，才能达到更佳的技术经济性。