叶 建1，余地华2，刘 磊1，冯 源1
（1．中建三局集团有限公司工程总承包公司，湖北武汉430064；2．中建三局集团有限公司，湖北武汉430064）
[摘要]天津高银117大厦主楼与裙楼采用全顺作的施工方法，基坑开挖面积达12. 41万m2，主楼在基坑中央，距基坑边距离大，且主楼结构先于裙楼进行施工，主楼地下室重型构件吊装成为施工难点。栈桥是主楼重型构件运输的重要通道，本工程利用支护结构设置重型栈桥，即利用圆环支撑的钢筋混凝土栈桥及新增的钢结构栈桥两部分，解决了裙楼和主楼均采用顺作法施工而导致主楼地下室重型钢结构构件无法吊装的问题。该技术不仅加快了施工进度，也节约了成本。
[关键词]高层建筑；地下工程；基坑；栈桥；吊装；施工技术
[中图分类号]TU753 [文章编号]1002-8498(2016)08-0001-05
1工程概况
1.1 基坑概况
天津高银117大厦基坑东西长315m，南北长394m，开挖面积达12. 41万m2，坑底面积9.7万m2；基坑大面开挖深度19m，最大开挖深度26m。
主楼、裙楼基坑采用顺作法施工，根据开挖深度和平面布置，基坑分为A，B，C，D4个区。A，C区（附属楼、纯地下室）开挖深度为18. 7m，B区开挖深度为19. 05m，D区（主塔楼）开挖深度为25. 7m。A+B区东、西、北三侧采用2道钢筋混凝土内支撑（对撑和角撑）；C区东、西两侧采用2道钢筋}昆凝土圆环支撑；C+D区南侧采用2道钢筋混凝土圆环支撑，如图1所示。
1.2 主楼地下室结构概况
天津高银1 17大厦塔楼为桩-筏板基础，筏板厚6. 5m，混凝土强度等级C50，筏板尺寸及首层平面尺寸为65m×65m，渐变至顶层平面尺寸约45m×45m。结构形式为钢筋混凝土核心筒+巨型框架支撑。
在地下室高度范围内，巨型柱共有2种截面形式，2种截面分界线为- 10. 000m。腔体内有HRB400ɸ50钢筋，- 19. 350~- 10. 000m范围共有腔体26个；- 10. 000~-0.100m范围共有腔体23个，其中有钢筋的腔体12个，如图2，3所示。
地下室钢板剪力墙分为4片，整体平面呈正方形布置，但仅东西向对称，南北向不对称，钢板剪力墙墙厚分0.4，0.6，1. 4m 3种，混凝土强度等级C60，剪力墙内有钢板，在局部楼梯位置墙内无钢板，钢板两侧有多排竖向钢筋，如图4所示。
2重型栈桥设计
基于天津高银117大厦基坑工程实际，为满足地下室主体结构吊装的需求，必须在主体结构附近南北方向各搭没1座钢栈桥，此钢栈桥主要作为构件运输道路、塔式起重机安装平台、地下室结构吊装平台、挖土平台以及临时放置钢构件。
2.1 混凝土栈桥设计
现场进行-6.500~-9.200m土方开挖，土方开挖完成后进行第1道内支撑施工，将混凝土栈桥区域土方局部挖深至- 10. 800m，之后施工区域1（见图5）混凝土段栈桥。C区东西两侧栈桥混凝土段与第1道内支撑结合，中心标高为-8.800m，平直段栈桥板顶标高为-8.300m，平直段梁底标高为-9.300m。下坡段共3跨，我司根据现场重型运输及起重机械的爬坡能力，确定坡度为1：8，同时为满足土方开挖的施工进度要求，在C区北侧加设2个出土点，出土点位置浇筑栈桥板，栈桥板厚300mm，如图6，7所示。
C区钢格构柱共399根，长13. 95m，截面为460mm×460mm，格构柱共有2种，分别采用L 140×16．L 160×16制作，钢材等级Q235B，角钢之间用430mm×300mm×14mm钢缀板连接，缀板间距70mm．局部间距适当调整，柱顶设计标高-8.700m。
2.2钢栈桥设计
开挖-9.200~- 14. 750m土方时，将区域2钢栈桥下坡段位置土方进行局部挖深，边坡按照1：1.5放坡，第2道内支撑施工期间继续进行下层土方开挖至- 19. 650m，并安装立柱，之后进行区域3钢结构栈桥施工；待D区底板施工完成后安装立柱桩及施工区域4钢结构栈桥。
钢栈桥斜坡段宽11m，自两侧混凝土栈桥起，以1：7坡度向基坑内侧放坡延伸34. 5m，至钢栈桥平台段。钢栈桥平台分为2个阶段，第1阶段在C区底板上宽9m，长约60m;第2阶段在D区底板上宽10m，长约60m。
2.3栈桥受力计算模拟
2. 3.1 荷载说明
栈桥上施工的履带式起重机额定起重量为320t，最大配重为190t，机车自身质量为160t，本工程施工时机车最大吊重为60t。机车总宽为8.45m，履带间宽度为7. 25m，单个履带宽为1.2m。履带接触地面总长为9. 18m。栈桥上施工的汽车式起重机额定起重量为500t，最大配重为180t，机车自身质量为96t，本工程施工时机车最大吊重为60t。
2.3.2 边界条件
1)柱脚边界约束 栈桥的柱脚施工时应埋进基础内1.5~ 3m，计算时柱脚按三向铰支座。
2)构件边界条件 主次梁及柱之间采取焊接连接，端部约束视为刚接；附属架等焊接连接件，端部约束视为刚接。
2.3.3 计算分析
栈桥结构由斜坡通道、水平通道、作业区域内的主次梁、承重柱等构件组成。立柱为本结构体系中承担荷载的基本单元和受力主体，立柱主要承担竖向荷载以及水平荷载倾覆力矩形成的拉压轴力，水平桁架主要承担水平荷载形成的剪力，是结构整体刚度的重要保证构件。通过计算模拟，可以得出栈桥构件应力比设计符合规范，满足受力要求。
3 重型栈桥施工技术
3.1 钢筋混凝土栈桥施工
3.1.1 栈桥施工
本工程施工栈桥混凝土段含有斜坡段，部分结构梁存在变截面，同时与第1道内支撑梁结合，地下连续墙上部需制作压顶圈梁，栈桥覆盖区域的内支撑被栈桥板完全覆盖，施工组织上存在较大难度。
施工工艺流程：栈桥区域局部挖深至 - 10. 800m→栈桥覆盖区域压顶圈梁及内支撑梁模板搭设，同时栈桥平直段模板支撑搭设→栈桥覆盖区域压顶圈梁及内支撑梁钢筋绑扎，同时栈桥平直段模板钢筋绑扎→栈桥覆盖区域压顶圈梁及内支撑梁混凝土浇筑→斜坡段模板搭设→斜坡段钢筋绑扎，同时栈桥混凝土整体浇筑。重型栈桥脚手架搭设如图8所示。
3.1.2钢筋施工关键技术
钢筋工程的重点是粗钢筋的定位和连接以及钢筋的下料、绑扎，确保钢筋工程质量满足相关规范要求。C区栈桥结构施工时，钢筋工程按照房屋建筑无抗震要求的标准执行。
1)压顶圈梁与地下连续墙连接 栈桥外侧压顶圈梁与地下连续墙相接时，将连续墙内预留的钢筋拉直，并清理干净，再进行钢筋绑扎；同时压顶梁需预留墙体插筋。
2)栈桥梁及平台板 栈桥底部钢筋和腰筋应整跨拉通，梁顶面主筋在支座两侧1/3跨范围内应全部拉通，支座两侧1/3跨范围之外的钢筋应不少于5根主筋。
3.1.3混凝土施工关键技术
确保混凝土的设计强度，特别是控制混凝土有害裂缝的发生。确保混凝土密实、表面平整，线条顺直，几何尺寸准确，色泽一致，无明显气泡；模板拼缝痕迹整齐且有规律性，结构阴阳角方正顺直。
3.1.3.1 混凝土泵送技术
1)栈桥混凝土强度等级为C35，提出的主要技术指标有：①对混凝土坍落度的要求 混凝土采用输送泵浇筑的方式，其坍落度要求人泵时最高≤20cm，最低≥16cm，确保混凝土浇筑时的坍落度能够满足施工生产需要，保证混凝土供应质量。②对混凝土和易性的要求 为了保证混凝土在浇筑过程中不离析，在搅拌时，要求混凝土有足够的黏聚性，泵送过程中不泌水、不离析，保证混凝土的稳定性和可泵性。③对混凝土初、终凝时间的要求 为了保证各部位混凝土的连续浇筑，要求混凝土的初凝时间保证在7～8h;为了保证后道工序的及时插入，要求混凝土终凝时间控制在12h以内。
2)混凝土输送管布置 ①根据工程和现场平面布置特点，按照混凝土浇筑方案划分的浇筑工作面和连续浇筑的混凝土量大小、浇筑的方向与混凝土输送方向进行管道布置。②在输送管道中应采用同一内径的管道，输送管接头应严密，有足够的强度，并能快速拆装。在管线中，高度磨损、有裂痕、有局部凸凹或弯折损伤的管段不得使用。③管道各部分必须保证固定牢固，不得直接支承在钢筋、模板及预埋件上。水平管线必须每隔一定距离用支架、垫木、吊架等加以固定，固定管件的支承物必须与管卡保持一定距离，以便排除堵管、装拆清洗管道。垂直管宜在结构柱或板上的预留孔上固定。
3.1.3.2混凝土浇捣
1)模板支设及钢筋绑扎完毕，经监理单位验收合格后方可进行混凝土浇筑。
2)栈桥全部采用商品混凝土，栈桥混凝土浇筑采用泵送，布置2台HBT60混凝土输送泵。
3)栈桥浇筑按照土方开挖顺序，混凝土浇筑应严格按照“对称、限时”的原则施工。
4)为防止混凝土收缩变形，在混凝土中要求掺入UEA普通型混凝土膨胀剂，掺入量为胶凝材料总量的10%。
5)栈桥结构施工时，在混凝土中加入适量早强剂，以增加栈桥区域混凝土的早期强度。
3.1．3.3 梁板混凝土
梁板混凝土要求随铺随振随压。根据本工程梁板混凝土面积大和气候干燥的特点，保证栈桥混凝土板面不开裂是质量控制的重点。针对此问题，项目部将采取以下措施来控制混凝土板面裂缝的产生：①在找平时，随找平用刮杠将表面刮平，同时用木抹子将表面进行原浆搓毛。不得在表面浇水后再搓，以防表面水分过度蒸发而收缩开裂。再随手用塑料薄膜进行覆盖，防止水分蒸发。②待终凝后洒水养护。
3.1.3.4 施工缝混凝土
由于栈桥区域混凝土与周边内支撑分区浇筑，施工缝处必须待已浇筑混凝土的抗压强度≥1. 2MPa时，才允许继续浇筑，在继续浇筑混凝土前，施工缝混凝土表面要剔毛，剔除浮动石子，用水冲洗干净并充分润湿，然后刷素水泥浆1道，下料时要避免靠近缝边，机械振捣点距缝边30cm，缝边人工插捣，使新旧混凝土结合密实。
临时支撑结构与地下连续墙连接部位都要按照施工缝处理的要求进行清理：剔凿连接部位混凝土结构的表面，露出新鲜、坚实的混凝土；剥出、掰直和校正预埋的连接钢筋。需要埋设止水条的连接部位，还须在连接面表面干燥时，用钢钉固定遇水膨胀型止水条。压顶圈梁上部需通长埋设刚性止水片，在混凝土浇筑前应做好预埋工作，保证止水钢板埋设深度和位置的准确性。在浇筑混凝土前要冲洗混凝土接合面，使其保持清洁、润湿，即可进行混凝土浇筑。
3.2钢栈桥施工技术
3.2.1 钢栈桥施工
1)土方开挖前，栈桥桩施工过程中，将14根埋入式钢柱随桩一同施工打入地下。
2)C，D区土方开挖至-9.200m，土建做第1道环形支撑梁，同时栈桥斜坡段区域土方继续开挖。
3)格构柱区域开挖至- 13. 000m，利用55t汽车式起重机下基坑进行钢柱钢梁的安装，14根埋入式钢柱区域的土方继续开挖。
4)斜坡区域继续开挖至- 16. 000m，利用55t汽车式起重机进行钢柱钢梁的安装。
5)C，D区土方开挖至- 14. 750m，土建做第2道环形支撑梁，同时栈桥平台区域土方继续开挖。
6)钢栈桥第1阶段平台段区域的土方挖至- 19. 650m，栈桥桩露出地面800mm，开始破桩，做桩顶锚栓的预埋。
7)利用塔式起重机安装钢栈桥平台段第1阶段钢柱、钢梁，钢栈桥第1阶段施工完毕。
8)D区底板钢筋绑扎完毕，钢栈桥第2阶段平台段区域的柱脚锚栓开始预埋。
9)D区底板施工完毕后，利用塔式起重机进行钢栈桥第2阶段平台段构件安装，钢栈桥第2阶段施工完毕。
3.2.2钢栈桥关键技术
3.2.2.1 桩顶锚栓柱脚钢柱施工工艺
栈桥平台部位的立柱桩布置在桩顶，连接部位采用在桩顶预埋M30锚栓的形式。锚栓埋设时采用2个环形定位套板固定，套板采用8mm厚钢板制作。
首先土建挖土至基坑标高（- 20. 450m）的位置，预留出800mm的基坑操作空间，然后安装定位套板及M30锚栓，调节锚栓的标高及轴线位置，套板与钢筋点焊固定，并交予土建补绑此部分箍筋、支模，浇筑时必须派专人进行跟踪复测，保证锚栓无松动、偏移，最后待所有工序完成后进行预留操作空间土的回填。
3.2.2.2 基础底板锚栓柱脚钢柱施工工艺
栈桥平台部位的立柱桩布置在底板顶面，连接部位采用在桩顶预埋M30锚栓的形式。锚栓埋设时采用定位套架固定，套架主要由上下2块8mm厚环形钢板组成，2块钢板间用8根ɸ20mm的圆钢连接，形成罗盘式钢架。锚栓通过螺母固定在套架上层钢板上。
绑扎钢筋完成、混凝土浇筑前及时插入锚栓埋设，钢套架及锚栓与钢筋点焊固定，然后交由土建进行混凝土浇筑，浇筑时必须派专人进行跟踪复测，保证锚栓无松动、偏移。
3.2.2.3格构柱顶做法及加固处理
1)格构柱与钢栈桥连接节点形式 格构柱顶部焊接20mm厚钢板，在格构柱上部设置与格构柱同截面的箱形短柱，短柱高1. 7m，截面尺寸口460×460×20，短柱上设置牛腿与钢梁连接，连接部位设置加劲板，以增强节点的稳定性。
2)格构柱施工流程 割除格构柱上部，达到钢结构短柱安装要求一对切割口进行打磨处理，焊接顶板及加劲板一安装钢结构短柱，焊接加劲板一安装钢梁及支撑一格构柱外包混凝土施工，格构柱部分施工完成。
3)格构柱加固处理经计算，格构柱可以承担挖机、运土车等机械的质量。320t履带式起重机等重型机械荷载过大，为保证格构柱的稳定性，需要在格构柱身包裹900mm×900mm混凝土。
混凝土外包需要在行走履带式起重机之前，由柱底（标高- 19. 650m）处至柱顶一次性浇筑完毕。混凝土经过7d养护达到强度后，方可以行走履带式起重机等重型设备。
4 结语
基于天津高银117大厦大型重型栈桥施工技术，不仅解决了裙楼和主楼均采用顺作法施工而导致主楼地下室重型钢结构构件无法吊装的问题，也通过施工栈桥和基坑围护支撑结构相结合的方法有效控制了变形，不仅大大加快了基坑施工进度，也节约了成本，为以后深基坑栈桥施工提供参考。
