中建八局第一建設(shè)有限公司 濟南 250100
背景工程占地面積及基坑開挖面積大、工程體量大、造型復(fù)雜,由于受到機場附近建筑物限高限制,建筑高度只有40 m;地上4 幢主樓宛如蓄勢待發(fā)的動車造型,主樓端部采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計,4 幢主樓使用6 個鋼天橋連接,1#~3#天橋位于3層和4層,4#、5#天橋位于10層、10M層和屋面層。如此大規(guī)模的工程在平面上被分成兩大部分:中心島區(qū)域和裙邊區(qū)域。
中心島地下室頂板施工完成后再施工裙邊部分。工程占地面積86 164 m2,總建筑面積354 781 m2,地下建筑面積138 240 m2,地上建筑面積216 541 m2,建筑高40 m;基坑開挖面積70 000 m2,基坑長440 m,基坑寬233 m,主樓長305 m,主樓寬25 m,結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻勁性結(jié)構(gòu),建筑為地下2 層、地上10 層。
(a)保證覆蓋面,盡量不要有盲區(qū);全面考慮起重量,滿足現(xiàn)場吊運的要求,特別是有鋼結(jié)構(gòu)的工程;
(b)注意塔吊安裝時的前臂朝向,安拆一致,安裝拆除均要考慮其可操作性;
(c)群塔作業(yè)每臺塔吊不要與多臺塔吊交叉覆蓋,要相互錯開安全距離;
(d)群塔布置需要有自由空間,減少相互干擾,吊料時塔吊能夠自己拿料,盡可能避免塔吊傳遞喂料的現(xiàn)象,提高塔吊使用效率;要求布置塔吊時必須與現(xiàn)場的場布圖相結(jié)合,再者還需考慮與各家單位的相互配合,例如多家勞務(wù)分包同時施工時須考慮塔吊分配問題。
(e)與結(jié)構(gòu)建筑圖進行對照,最好避開墻柱、主梁、設(shè)備房、配電間、鍋爐房、人防區(qū)等位置,如果在工程樁或者圍護樁未施工前開始布置塔吊,則可以考慮塔吊樁與工程樁或者圍護樁相結(jié)合。
(f)塔吊有效覆蓋面的面積選擇,計算吊運量、吊運時間是否能夠滿足現(xiàn)場實際施工要求。
(g)塔吊盡量不要設(shè)置在土坡位置,若無法避開則須考慮土體加固措施。
(a)塔吊臂長選擇。本工程占地面積大,東西長440 m,南北寬233 m,工程中使用了大量的鋼結(jié)構(gòu)(外框柱勁性柱梁、端部鋼結(jié)構(gòu)、中間鋼連廊及鋼天橋),優(yōu)先選用前臂較長的塔吊。由于整個工程被分成中心島與裙邊2 個部分且地上主樓狹長(長度305 m,寬度僅有25 m),兼顧塔吊的覆蓋面及起重量要求,塔吊附臂困難??紤]塔吊相互的錯讓,需選擇自由高度較大的塔吊型號,臂長在70 m左右(選擇型號時考慮了70 m、75 m、80 m),最后選擇了70 m與75 m相結(jié)合的塔吊型號。根據(jù)第一版施工圖紙安裝了7 臺塔吊,后期設(shè)計變更增加了大量核心筒鋼立柱及鋼梁,后期又增設(shè)了2 臺塔吊。
(b)塔吊起重量選擇比較。選擇塔吊起重量,主要為鋼連廊的勁性柱及勁性梁(起初為了滿足其兩層一吊的效果,布置了1 臺塔吊在中間,但是此臺塔吊與相鄰5 臺塔吊相互干擾,效率低下而且風(fēng)險很大,此方案否決),最后決定鋼連梁的勁性柱單層吊裝、勁性梁分段安裝來解決起重量不足的問題,每層最大鋼構(gòu)件質(zhì)量B2層為2.31 t,B1層為4.26 t,1層為3.12 t,2~10層均為2.28 t。
(c)根據(jù)以上2 個原因確定塔吊沿基坑周圈1/3位置布置,減少相互干擾(其中3#與7#塔吊直接選擇互不干擾),考慮塔吊拆除時外腳手架還未拆除,需保持一定距離(塔吊套架邊緣與外架保持距離500 mm)。塔吊平面布置見圖1。
圖1 塔吊平面布置
(d)繪制塔吊平面布置圖時幾個注意事項:需將塔吊前臂末端、小車所能達到的最遠位置標(biāo)示出來,這樣更能直觀地體現(xiàn)出最遠端起重量的位置和塔吊本身構(gòu)件的最遠距離,防止塔吊前臂相互碰撞;必須按實際尺寸畫圖,主要有前臂長度、平衡臂長度、前臂高度、平衡臂高度、吊鉤高度,首先避免相鄰塔吊前臂與塔身的碰撞,再避免前臂與平衡臂的碰撞;為了有效控制塔吊相互錯開的距離,需要將塔吊前臂的高度、塔帽的高度、斜拉桿的位置、吊鉤的位置繪制出來。
(e)塔吊拆除注意事項:選擇拆除機械的??课恢?,計算結(jié)構(gòu)是否滿足承重要求,若不滿足則需對結(jié)構(gòu)進行加固處理;與建筑物之間的位置關(guān)系,若塔吊位置實在調(diào)整不開產(chǎn)生局部位置碰撞,則可以視具體位置將局部結(jié)構(gòu)留置施工縫,待塔吊拆除完成后再后補施工;拆除時需要分析拆除各個構(gòu)件時的受力情況和起重設(shè)備的站位情況,特別是拆除平衡臂、塔吊前臂、塔帽、轉(zhuǎn)盤部位時。
(f)本案例塔吊拆除較為困難的為3#、6#和7#塔吊:具體定位及機械布置如圖2所示。
本工程建筑高40 m,在選擇塔吊的獨立高度時,從最低要求開始,最低塔吊吊鉤底距離樓面8 m,根據(jù)此塔吊安裝調(diào)整與之相交叉塔吊的高度,錯開1~2 個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。由于8#塔吊基礎(chǔ)與基礎(chǔ)底板相結(jié)合設(shè)計、9#塔吊基礎(chǔ)位于基礎(chǔ)底板上,僅考慮是否與相鄰塔吊塔身相碰即可,鑒于本工程塔吊數(shù)量多,均不能采取塔吊附臂措施,所以在型號上選擇了平頭塔吊(3#、4#、6#、7#)與塔帽式(1#、2#、5#)相結(jié)合的布置方式,以滿足立面上的要求,并能夠降低塔吊運轉(zhuǎn)過程中的安全風(fēng)險。
圖2 3#、6#塔吊拆除示意
(a)塔吊基礎(chǔ)施工時的平整度控制(特別是預(yù)埋地腳的時候)在要求的范圍內(nèi),否則會影響塔身垂直度,而對于采用獨立高度的塔吊來說沒有附著裝置風(fēng)險較高。
(b)塔吊基礎(chǔ)樁施工時格構(gòu)柱的頂標(biāo)高控制十分關(guān)鍵。格構(gòu)柱的加固措施必須到位。
(c)塔吊投入使用前安裝好防碰撞裝置。若處在臨空區(qū)域,由于航空限高管制則需要考慮塔吊的高度問題,還需安裝塔吊定位器。
(d)投入使用后定期對塔吊監(jiān)測,包括:塔身垂直度、塔吊基礎(chǔ)的沉降變形、裂縫情況、塔吊格構(gòu)柱的隆沉情況、塔吊格構(gòu)柱焊縫情況。
(e)在現(xiàn)場條件允許的情況下,塔吊基礎(chǔ)可采取鋼基礎(chǔ)形式,這樣可以節(jié)省混凝土基礎(chǔ)養(yǎng)護時間,提前安裝塔吊,鋼基礎(chǔ)平臺亦可重復(fù)利用,節(jié)省成本節(jié)省資源。
在本案例中,施工技術(shù)人員在塔吊的平立面布置、群塔作業(yè)風(fēng)險評估及化解、塔吊型號的選擇及塔吊前臂長度的選擇、施工現(xiàn)場材料加工廠及堆放場的選擇、塔吊基礎(chǔ)的選擇上做了充分的策劃計算和討論,施工時嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān),9 臺塔吊投入使用后取得較好的成效,對類似工程有一定的借鑒作用。