地下室結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置塔吊施工技術(shù)應(yīng)用研究

吳云濤

（福建省二建建設(shè)集團有限公司，福建 福州 350001）

塔吊是建筑工程項目施工中一種較為常見的起重設(shè)備。在施工中，考慮到塔吊施工需要權(quán)衡多方面的因素，尤其是針對場地受限的工程項目，更是需要進行塔吊施工的規(guī)范化，往往在進行此類場地的塔吊施工時，將塔吊設(shè)置在建筑內(nèi)部[1]。地下室施工便屬于上文提出的特殊結(jié)構(gòu)。為了保證工程的順利實施，本文開展了與之相關(guān)的詳細研究。

1 地應(yīng)用下室結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置塔吊施工技術(shù)

1.1 塔吊位置平面布設(shè)

以往在進行塔吊施工時，通常會將其設(shè)立在基坑結(jié)構(gòu)的周圍，并設(shè)置臂長為56m，型號為TC5613 的塔吊，但由于地下水結(jié)構(gòu)條件有限，且基坑四周的場地較小，采用傳統(tǒng)塔吊施工方式無法達到預期施工效果。針對這一問題，重新對塔吊的位置平面進行布設(shè)。為了方便論述，以某工程當中的地下室結(jié)構(gòu)為例，針對該地下室結(jié)構(gòu)對其塔吊位置平面進行布設(shè)[2]。已知該地下室的邊長為90m，寬度為80m，包含1 號樓、2 號樓和3 號樓共三個空間層次結(jié)構(gòu)。其中，1 號樓與2 號樓均為典型的剪力墻類型結(jié)構(gòu)，3 號樓為典型框架結(jié)構(gòu)[3]。針對該地下室結(jié)構(gòu)對其進行塔吊位置平面布設(shè)優(yōu)化，并得到如圖1 所示的布設(shè)優(yōu)化結(jié)果。

圖1 地下室結(jié)構(gòu)內(nèi)塔吊位置布設(shè)示意圖

結(jié)合實際地下室的結(jié)構(gòu)特點以及平面布局特征，對塔吊施工的具體位置進行優(yōu)化。綜合考慮各個建筑的單層面積以及兩個建筑之間的距離，對施工段進行合理劃分，并采用流水施工的方式完成塔吊施工。在具體施工中，應(yīng)用鋼木組合形式的模板結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)在實際應(yīng)用中具有質(zhì)量小、可人工直接倒運等優(yōu)勢，并且能夠有效減少塔吊的施工時間。若在實際施工中出現(xiàn)兩個建筑之間距離過大的問題，則可根據(jù)實際情況，針對距離較遠的建筑地下室結(jié)構(gòu)內(nèi)部單獨設(shè)置一個塔吊[4]。在選擇塔吊規(guī)格時，按照一般地下室結(jié)構(gòu)特點，若兩個建筑之間距離較短，可實現(xiàn)一臺塔吊對兩個地下室結(jié)構(gòu)設(shè)置，如上述1 號樓與2 號樓，則可采用安裝高度在100～150m 范圍內(nèi)的TC5613 型塔吊，并設(shè)置4 道附著結(jié)構(gòu)，確保實現(xiàn)對多個建筑物的全覆蓋。TC5613 型塔吊的操作方式為自升式上回轉(zhuǎn)塔式起吊，大車運行速度為0～80m/min，額定起重量為6t，額定起重力矩為800kN·m，最大回轉(zhuǎn)速度為0.7r/min。為了提高塔吊的使用壽命和運行質(zhì)量，在施工前進行嚴格的除銹處理，不僅能夠延長使用壽命，同時還能夠大大提升施工的安全[5]。若一臺塔吊只負責完成一個地下式結(jié)構(gòu)的設(shè)置，則可選用QTZ80 型號的塔吊，并將其高度提升25～30m。QTZ80 型號塔吊額定起重量8t，額定起重力矩為800kN·m，最大回轉(zhuǎn)速度為0.6r/min，大車運行速度為80/40/10m/min。同樣對QTZ80 型號塔吊進行除銹處理。

1.2 底板預留洞后澆帶處理及塔吊施工

在完成對塔吊位置平面的布設(shè)后，在進行塔吊施工時，需要確保塔吊在混凝土層上的平面報告與地下室底板的墊層平面標高相同。并且，在施工過程中需要在地下室的頂板結(jié)構(gòu)上設(shè)置一個標準尺寸的預留洞，方便對塔吊安裝位置進行調(diào)節(jié)，選擇的預留洞位置需要盡可能設(shè)置在不會影響結(jié)構(gòu)梁支撐的位置上，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)梁斷開的問題。針對底板預留洞后澆帶的處理，如圖2 所示，具體處理內(nèi)容包括以下幾點。

圖2 塔吊施工中的底板預留洞后澆帶處理示意圖

第一，針對墊層結(jié)構(gòu)進行處理。為了避免露出塔吊基礎(chǔ)面的地腳螺絲在后續(xù)施工中對塔吊防水性能造成的影響，在完成對墊層上地腳螺絲的切割后，對表面進行打磨，并將殘留的雜質(zhì)清除，再完成澆筑封堵處理。

第二，實現(xiàn)對墊層的施工后，為了確保最終凝結(jié)效果達到預期要求，應(yīng)用熱熔滿粘法對預留洞進行封堵處理。將該結(jié)構(gòu)長短邊與塔吊搭接，并將搭接長度控制在20cm 左右，對預留洞口及周圍的附加層進行處置，并規(guī)定附加層的寬度需要在45～55cm 范圍內(nèi)[6]。

第三，在進行混凝土澆筑時，對澆筑材料的配合比進行嚴格控制，并在澆筑材料當中適量添加外加劑，利用制備的澆筑材料完成對后澆帶的振搗密實處理。

1.3 塔吊拆除

在完成上述施工后，最終需要將塔吊行走部分拆除。在拆除的過程中，在梁結(jié)構(gòu)下方還需要設(shè)置一個鋼管支撐結(jié)構(gòu)。圖3 為地下室結(jié)構(gòu)頂部節(jié)點加固區(qū)域。

圖3 地下室結(jié)構(gòu)頂部節(jié)點加固區(qū)域

按照圖3 所示的內(nèi)容完成對地下室結(jié)構(gòu)頂部節(jié)點的加固，確保地下室頂板結(jié)構(gòu)的承載力能夠滿足施工要求[7]。針對加固支撐結(jié)構(gòu)，在對其材料的選擇時，可選用外徑規(guī)格為Φ48mm，壁厚為3.3mm 的腳手架鋼管，利用該結(jié)構(gòu)實現(xiàn)加固[8]。在確保地下室頂部結(jié)構(gòu)具備足夠支撐力的情況下，將塔吊行走部分拆除，完成整個塔吊施工。

2 工程應(yīng)用分析

為證明上文設(shè)計的施工方法具有一定可行性，下述將以某高層住宅小區(qū)開發(fā)項目為例，按照本文設(shè)計的方法，進行工程項目的施工。為了避免施工中相關(guān)因素對工程造成影響，應(yīng)在施工前，進行工程項目的技術(shù)交底，掌握此項目的工程概況。具體內(nèi)容見表1。

表1 工程項目概況

根據(jù)此工程項目的施工安排，如果在施工中，將塔吊安裝在地下室結(jié)構(gòu)基坑位置，需要架設(shè)至少3 個塔吊才能滿足工程需求。對此項目所處的地理位置進行分析，發(fā)現(xiàn)此項目處于城市中心位置，具有施工場地、施工空間范圍受限等特點。而地下室基坑四周又需要設(shè)置臨時廠房與進場原材料加工工廠，因此，很難選擇在外部設(shè)置塔吊施工區(qū)域。考慮多方情況，選擇將2 部塔吊設(shè)備設(shè)置在地下室內(nèi)部結(jié)構(gòu)中進行施工，通過此種設(shè)置方式，節(jié)約一部塔吊設(shè)備。在完成地下室結(jié)構(gòu)施工并對其進行拆除時，可以根據(jù)實際情況，直接在頂板位置進行拆除作業(yè)，并在完成施工后直接在地下室頂板位置進行結(jié)構(gòu)加固。

在此基礎(chǔ)上，對施工現(xiàn)場進行臨時用電準備?，F(xiàn)場臨時電纜敷設(shè)如跟現(xiàn)場臨時施工同向，主電纜需要在道路邊橋架或者電纜溝敷設(shè)；現(xiàn)場主電纜敷設(shè)時采用部分金屬橋架及部分砌筑電纜溝沿圍擋敷設(shè)，分支電纜無法采用橋架敷設(shè)時，釘制木板防護，刷上紅白油漆及指向箭頭標識，過路時放置鍍鋅鋼管或PVC 管保護，暗敷距離較長時應(yīng)放置“下有電纜”警示牌；現(xiàn)場位于西南、西北、東北、東南側(cè)各設(shè)置一間臨時配電間，15 臺一級配電箱/柜（暫定，視后期現(xiàn)場情況可增設(shè)），20 臺塔吊專用箱和相應(yīng)的施工及加工用二級箱所有電力箱/柜需配置專職持證電工日常巡查、檢修，現(xiàn)場露天二級箱需放置在定型化防護棚內(nèi)并上鎖，由專職電工負責管理；現(xiàn)場臨時電纜均采用YJLV鋁芯電纜；所有架空電線電纜均采用絕緣瓷瓶進行懸掛固定。

完成施工現(xiàn)場的準備工作后，按照本文設(shè)計的施工技術(shù)，在地下室結(jié)構(gòu)中設(shè)置塔吊，取地下室井字梁區(qū)域內(nèi)的板塊承載力進行檢驗，選擇梁上的四個節(jié)點進行支撐，每個節(jié)點按照8 根立管進行架設(shè)，根據(jù)施工現(xiàn)場實際需求，進行荷載分布的驗算，經(jīng)驗算，立管的分布荷載為33kN。其中荷載分布計算公式如下：

式中：λ代表立管的荷載分布；l0代表立管長度；i代表承載力支撐點。上述計算公式中，對0l的計算可用下述公式表示：

式中：h代表立管本體結(jié)構(gòu)長度；a代表端頭長度。在明確每根立管的承載力后，進行立管在施工中穩(wěn)定性的檢驗，立管穩(wěn)定性計算公式如下：

式中：σ代表立管穩(wěn)定性系數(shù)；N代表立管支撐承重（kN）；Aφ代表直角承重。根據(jù)我國發(fā)布的相關(guān)施工標準文件。將計算結(jié)果與文件要求結(jié)果進行比對，比對后發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性滿足施工規(guī)范要求。說明本文此次研究設(shè)計的施工技術(shù)具有可行性。

在此基礎(chǔ)上，對此次施工費用節(jié)約進行統(tǒng)計，將統(tǒng)計結(jié)果作為實驗的最終結(jié)果，見表2。

表2 本次施工節(jié)約費用綜合統(tǒng)計

根據(jù)工程施工實際需求，將施工中的塔吊設(shè)置在地下室結(jié)構(gòu)中，按照此種方式進行施工，不僅可以有效提升塔吊的施工范圍，同時也減少了一部塔吊的使用費用，實現(xiàn)了對施工場地的節(jié)約，確保在施工現(xiàn)場預留了更多的空間用于建設(shè)臨時加工廠區(qū)。

3 結(jié)語

工程項目在進行塔吊輔助施工時，需要全面考慮現(xiàn)場的有效施工面積、建筑物結(jié)構(gòu)形式、塔吊種類、施工現(xiàn)場環(huán)境因素。綜合多種因素，進行現(xiàn)場塔吊的布置，確保項目工程項目在實現(xiàn)成本控制的條件下科學有序施工。