格構(gòu)式基礎(chǔ)塔吊獨(dú)立超長(zhǎng)附著施工技術(shù)

□文/狄 昊 張庭旺 陳世偉 肖 輝

近年來，隨著建筑對(duì)外觀造型的要求逐漸提高，弧形建筑的比例逐漸提高?；⌒谓ㄖ闹黧w結(jié)構(gòu)垂直運(yùn)輸設(shè)備較常規(guī)建筑有所區(qū)別，目前國內(nèi)塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)安裝需要在地下室頂?shù)装辶舳赐ㄩL(zhǎng)升節(jié)，塔吊附著采用機(jī)械連接臂與主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接附著[1]。該方法在地下室底板及頂板處需預(yù)留施工縫且塔吊處頂?shù)装邃摻钸€需要斷開，非常容易形成滲漏點(diǎn)；在塔吊需要超長(zhǎng)附著時(shí)，附著臂與結(jié)構(gòu)梁柱連接會(huì)破壞結(jié)構(gòu)混凝土保護(hù)層，有時(shí)會(huì)將梁柱鋼筋打斷；塔吊附著臂距離建筑主體結(jié)構(gòu)距離過長(zhǎng)，附著施工過程中專業(yè)施工人員施工危險(xiǎn)系數(shù)非常大。

采用格構(gòu)式塔吊獨(dú)立附著標(biāo)準(zhǔn)節(jié)進(jìn)行塔吊超長(zhǎng)附著不僅可以從根本上解決以上問題，還具有操作簡(jiǎn)單，易于掌握，可以周轉(zhuǎn)使用，成本低等特點(diǎn)。

1 工程概況

神州通科技廣場(chǎng)項(xiàng)目坐落在天津市空港經(jīng)濟(jì)區(qū)，為辦公+商業(yè)功能；共7棟建筑，總用地面積為6.059 99萬m2，總建筑面積16.931 3萬m2，地上建筑面積為11.245 3萬m2，地下建筑面積為5.686萬m2。主體結(jié)構(gòu)11座塔吊采用格構(gòu)式基礎(chǔ)塔吊[2]，其中1#樓由于結(jié)構(gòu)特異，2#、3#樓由于樓層內(nèi)收，導(dǎo)致塔吊位置距離主體結(jié)構(gòu)可附著位置點(diǎn)超過20 m，對(duì)塔吊附著工作造成了很大的難度，為保證工期和塔吊附著的安全穩(wěn)定性，采用獨(dú)立式塔吊附著標(biāo)準(zhǔn)節(jié)進(jìn)行塔吊附著。格構(gòu)式基礎(chǔ)塔吊獨(dú)立超長(zhǎng)附著見圖1。

圖1 格構(gòu)式基礎(chǔ)塔吊獨(dú)立超長(zhǎng)附著

2 格構(gòu)式基礎(chǔ)塔吊獨(dú)立超長(zhǎng)附著的優(yōu)點(diǎn)

1）塔吊基礎(chǔ)土方開挖量少，不需要定期人工降水。

2）地下車庫底板和頂板在塔吊基礎(chǔ)位置不需要留置施工縫，鋼筋也不需要斷開，不影響結(jié)構(gòu)的整體性。

3）不破壞建筑結(jié)構(gòu)主體的梁柱混凝土及鋼筋，保證結(jié)構(gòu)的安全性。

4）減少異型結(jié)構(gòu)塔吊與建筑物距離之間的限制，塔吊機(jī)械連接臂連接距離短，大大降低超長(zhǎng)附著施工過程中安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 格構(gòu)式基礎(chǔ)塔吊獨(dú)立超長(zhǎng)附著的設(shè)計(jì)原理

格構(gòu)式塔吊獨(dú)立超長(zhǎng)附著施工技術(shù)就是采用格構(gòu)式塔吊將塔吊基礎(chǔ)設(shè)置在地下室頂板上，使地下車庫底板和頂板在塔吊基礎(chǔ)位置無需留置施工縫，鋼筋不需要斷開，保證結(jié)構(gòu)的整體安全性；然后采用在塔吊四周架設(shè)相互垂直等距的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)升高至附著需要高度，然后利用塔吊附著臂將架設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與塔吊連接，形成獨(dú)立整體，起到塔吊附著的作用，有效提高整體的結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性。

4 格構(gòu)式基礎(chǔ)塔吊獨(dú)立超長(zhǎng)附著的施工工藝

4.1 施工工藝流程

塔吊施工方案的確定→鋼筋混凝土灌注樁和鋼格構(gòu)柱施工→塔吊基礎(chǔ)土方開挖→格構(gòu)柱頂部混凝土清理→焊接錨固鋼筋→塔吊基礎(chǔ)施工→塔吊安裝、使用→底板施工→頂板施工→根據(jù)塔吊塔身對(duì)附著裝置底座位置進(jìn)行放線定位→根據(jù)底座定位圖在車庫頂板板鉆孔→將鋼架底座利用高強(qiáng)螺栓固定在地下室頂板→對(duì)塔吊附著裝置區(qū)域的地下室頂板進(jìn)行回頂→利用現(xiàn)場(chǎng)塔吊將塔吊附著標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接到底座上并用連接螺栓加固，將標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度提高至塔吊附著需要的高度→用塔吊附著連接臂將塔吊與塔吊附著裝置緊固連接→塔吊基礎(chǔ)拆除。

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 格構(gòu)式塔吊施工

塔吊基礎(chǔ)設(shè)在地下室頂板標(biāo)高以上1 m處，塔吊基礎(chǔ)尺寸為5 000 mm×5 000 mm×1 300 mm，地下室底板與頂板之間的格構(gòu)柱采用豎向剪刀撐連接，增加剛度，見圖2。利用SBS改性瀝青防水卷材上反到鋼格構(gòu)柱上，切斷鋼格構(gòu)柱與墊層混凝土之間的縫隙。在鋼格構(gòu)柱的周圈焊接3 mm厚止水鋼板，解決滲漏問題。

圖2 格構(gòu)柱搭設(shè)

4.2.2 塔吊附著底座放線定位

塔吊附著底座位置定位原則是以塔吊為中心對(duì)稱設(shè)置并且與塔身垂直，見圖3。

圖3 塔吊附著定位

附著標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與塔吊塔身連接緊固的塔吊附著臂長(zhǎng)度及各項(xiàng)參數(shù)需計(jì)算得出，塔吊附著桿件的計(jì)算屬于一次超靜定問題，計(jì)算公式基本方程[3]

式中：N為桿件的最大軸向拉力，取59.83 kN；σ為桿件的受拉應(yīng)力，kN；An為桿件的的截面面積，本工程選取的是[16槽鋼，查表可知An=5 430.00 mm2；f為允許拉應(yīng)力，N/mm2。

經(jīng)計(jì)算，σ=59.83×1 000/1 430.00=11.02 N/mm2且最大拉應(yīng)力不大于拉桿的允許拉應(yīng)力216 N/mm2，滿足要求。

式中：σ’為桿件的受壓應(yīng)力；N為桿件的軸向壓力；φ為桿件的受壓穩(wěn)定系數(shù)，是根據(jù)λ查表計(jì)算得；λ為桿件長(zhǎng)細(xì)比。

經(jīng)計(jì)算，σ’=127.05 N/mm2且最大壓應(yīng)力不大于拉桿的允許壓應(yīng)力216 N/mm2，滿足要求。

4.2.3 塔吊附著底座固定

支架底座定位后，利用超平儀器與剛性墊片使支架底座在同一水平線，采用M40錨栓將[16b槽鋼附著底座固定在地下室頂板上，見圖4。

圖4 塔吊附著基礎(chǔ)

4.2.4 塔吊支撐回頂

采用鋼管扣件式滿堂腳手架作為回頂支撐。通過品茗軟件計(jì)算后，鋼管采用φ48.0 mm×3.0 mm，立桿縱橫間距500 mm，步距≯1 200 mm，掃地桿離地面200 mm；上端采用并列2根50 mm×100 mm木枋作為頂木，通過鋼管頂部U型頂托進(jìn)行傳力，上部自由端長(zhǎng)度不得超過500 mm，絲桿外露長(zhǎng)度不得超過200 mm；梁底采用2根橫向立桿，縱向間距500 mm，梁底立桿與板底立桿共享水平桿件；立桿底部墊50 mm厚、200 mm寬木板。1#、4#塔吊地下室回頂面積為13 m×13 m。

4.2.5 塔吊附著標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接

利用現(xiàn)場(chǎng)塔吊將塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接到底座上并用塔吊連接銷子連接[4]，將附著標(biāo)準(zhǔn)節(jié)高度提高至塔吊附著需要的高度，每升高一道附著高度后需由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員復(fù)測(cè)一次塔吊及其周圍附著標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的垂直度。

5 結(jié)語

1）利用SBS改性瀝青防水卷材上反到鋼格構(gòu)柱上，配合焊接3 mm厚止水鋼板，有效解決滲漏問題。

2）塔吊基礎(chǔ)布置在地下室頂板上，保證地下室結(jié)構(gòu)整體性，不需要在底板、頂板處預(yù)留施工縫，節(jié)省材料、節(jié)約工期，底板和頂板處鋼筋不需要斷開，滿足結(jié)構(gòu)安全。

3）采用獨(dú)立式塔吊附著標(biāo)準(zhǔn)節(jié)加固塔身，解決了塔吊塔身由于建筑物結(jié)構(gòu)特異而無法與主樓連接附加支撐的難題。

以上的施工措施有效的解決了異性結(jié)構(gòu)下塔吊超長(zhǎng)附著的難題，經(jīng)過對(duì)塔吊每周兩次的垂直度檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)塔吊無偏斜現(xiàn)象，進(jìn)一步證明了此施工工藝在工程中的可行性。

[1]黃梅坤.22 m超長(zhǎng)塔吊附著設(shè)計(jì)安裝技術(shù)[C].2014年全國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[A].2014.

[2]齊延年.格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)[J].山西建筑，2012，38（34）：85-88.

[3]李敏哲，谷立臣，余勇鋒，等.塔式起重機(jī)超長(zhǎng)距離附著技術(shù)研究[J].工程機(jī)械，2009，40（2）:37-41.

[4]陳 龍.塔吊超長(zhǎng)附著桿件安裝[C].遼寧省土木建筑學(xué)會(huì)建筑施工專業(yè)委員會(huì)論文集[A].2012.