淺談高層建筑中塔機的使用和安全控制措施

吳曉春 李占元 張 錚

摘要:塔式起重機(簡稱塔機),是高層和超高層建筑施工的首選垂直運輸設備,文章介紹了其使用和安全管理需要注意的幾個問題。

關鍵詞:塔機基礎;群塔作業(yè);高層建筑

中圖分類號:TV528 文獻標識碼:A

文章編號:1674-1145(2009)29-0163-02

隨著我國建筑施工中塔機使用量的增加,塔機事故也在不斷增加,所造成的損失也越來越大。因此有必要對塔機基礎施工、塔機安裝、塔機使用、塔機拆除的一系列過程進行系統(tǒng)研究,以期減少安全事故,降低損失。

一、關于塔機基礎的做法

軌道式塔機基礎的習慣做法為:先將地基夯實或做一層3:7灰土墊層,再鋪碎石道渣,然后安放木軌枕,在木軌枕上鋪設鋼軌。這種做法木材消耗量大,使用壽命短,對重型塔機極不適宜。推薦做法是:在夯實的地基上架設鋼筋混凝土底板或鋼筋混凝土軌枕梁,在底板或軌枕梁上用預埋件固定安裝工字鋼,然后再在工字鋼上安裝鋼軌。這種軌道基礎非常適合FO/23B、HK40/21B、H3/36B等重型自升塔機使用。

底架固定式自升塔機以采用分塊式鋼筋混凝土基礎為適宜。在地耐力較高的地基上,這種混凝土基礎板塊尺寸可取為200×200×50cm,板塊的頂部和底部均應雙向配筋。

塔身固定式自升塔機的基礎必須滿足兩項要求:一是將塔機上部荷載均勻地傳給地基并不得超過地耐力;二是要使塔機在各種不利情況下均能保持整體穩(wěn)定而不致傾翻。因此這種塔機基礎體積相當龐大,基礎重量要相當于塔機壓重的重量。固定式塔機基礎重量與塔機獨立高度密切相關,獨立高度越高,基礎重量越大。以FO/23B塔機為例,當其獨立高度為59.8m時混凝土基礎尺寸需達6.5×6.5×1.7m。若塔機需在基礎施工階段架設在深基坑近旁,表層土質條件又比較差,則這種基礎還必須由鉆孔灌注樁支承。

此外還應注意以下幾種特殊情況下的基礎處理:

1.先行走,后固定附著。在塔機幅度活動范圍不能覆蓋整個建筑物長度,而且建筑物局部高度又超過塔機自由行走的高度限制時,可采用先行走后固定附著施工法。為此,除沿建筑物按常規(guī)做法鋪設軌道基礎外,還應在塔機施工后期固定附著的位置,預先在軌道下方加筑混凝土基礎,以增強原軌道基礎承載能力,防止不均勻沉陷。

2.先定點施工,后行走錨固。塔機先立于邊坡上進行基礎施工,基坑回填后,高層施工又需要靠近建筑物并與建筑物錨固。為此可采用先鋪設部分混凝土軌道基礎,隨后再在碾壓密實的地基上接長混凝土軌道基礎,滿足塔機行走后錨固的需要。

3.先附著,后行走拆卸。對于施工對象為“L”或“U”形建筑物,采用附著式塔機雖能滿足吊裝施工要求,但結構完工后,限于塔機的構造尺寸卻無法在原位進行拆除。為此需要鋪筑一段軌道基礎,使塔機能沿軌道退出狹窄的空間,以便用通常慣用的工藝和輔機進行落塔和拆卸。

4.先內爬,后附著固定。對于體型復雜的高層建筑,先以內爬式塔機完成較低部分的吊裝施工,隨后再通過錨固裝置進行高層或超高層部分施工,隨后再通過錨固裝置進行市場或超高層部分施工。為此應在地下室底板施工時為內爬塔機選定最適合的位置,并構筑混凝土基礎。內爬塔機的上部要附裝液壓頂升套架。

5.在樓層上安裝塔機。在高層建筑主體施工時,常需在地下室頂板或裙房屋頂安裝附著式塔機,以進行塔樓部分的施工。為此應對安裝塔機處的樓板結構進行驗算和加固,并在樓板下加設支撐(至少連續(xù)兩層加設支撐),以保證安全。

二、關于塔機的安裝與拆卸

塔機在安裝與拆卸時發(fā)生事故的比例相當高。事故的原因大約有兩類:一是設計制造的問題,其中突出的是使用說明書上對安裝、拆卸操作程序、步驟的敘述不夠清楚、不夠明確。二是違章作業(yè),沒有按要求操作。

塔機安拆必須要具有資質的安拆單位進行作業(yè)。拆裝要制定專項的安拆方案,安排專人指揮,人員持證上崗,各工種齊全,各司其職。當遇風力超過4級時要停止拆裝,風力超過6級時塔機要停止起重作業(yè)。

三、關于塔機的安全使用

塔機的安裝使用要求操作人員必須有高度的責任心,了解工作原理和塔吊技術性能。為保證塔機的安全使用,還必須建立健全塔機管理的各項規(guī)章制度,特別是塔機安全操作規(guī)程,持證上崗制度,塔機維護保養(yǎng)制度,交接班制度和安全教育制度等。要做到塔機管理制度有章可循,有規(guī)可依。

塔機一般的工作氣溫為-20℃~+40℃,工作風速不大于6級。安全操作塔機必須做到操作規(guī)程中常說的“五好”和“十不吊”。塔機的安全裝置四限位、兩保險必須齊全,靈敏、可靠。塔機在運轉中,若聽到有異常響聲,應立即停車,檢修好后再投入運行。要經(jīng)常檢查鋼絲繩的磨損情況和潤滑情況,若不符合要求要立即更換。每次操作前,都要空載試驗各安全裝置的開關觸頭,并要求處于正確位置。經(jīng)常檢查塔身垂直度<3/1000。塔機不工作時,松開回轉機構的制動裝置,將吊鉤升至接近臂架,吊鉤上嚴禁掛重物,行走式塔機必須把夾軌鉗失緊。

四、關于群塔作業(yè)

大型工程多塔作業(yè)具有相互影響大、運行易碰撞和拆塔困難等特點,塔機是否能夠持續(xù)、準確,無故障地作業(yè),及如何滿足工期需要、預防事故發(fā)生是施工中需要認真解決的問題。一般說來,除需要嚴格管理,周密制訂作業(yè)方案外,在各塔平面布置及運行控制方面尚應遵守一定的原則。

1.盡量選擇同一類別的塔機,如均為小車變輻(轉上頁)(接下頁)塔機。各塔機的塔臂高度必須有高差,且回轉時不得碰及相鄰塔機的塔臂和塔身。塔機高度必須在有限的自由高度和頂升高度中調整。

2.在群塔作業(yè)位置居中的塔機,由于與其相鄰的塔機數(shù)量多,受相鄰塔機工作情況影響和制約大,因此必須是機械性能良好,自由高度和頂升錨固后自由度較高的塔機。

3.群塔的運行原則為:

(1)低塔讓高塔。低塔機在轉臂前,應觀察高塔機的運行情況后再運行。

(2)后塔讓先塔。在兩塔機塔臂交叉區(qū)域內運行時,后進入該區(qū)域的塔機要避讓先進入該區(qū)域的塔機。

(3)動塔讓靜塔。在兩塔機塔臂交叉區(qū)域內作業(yè)時,在一塔機塔臂無回轉、小車無行走、吊鉤無運動,而另一塔機塔臂有回轉或小車行走時,動塔機應避讓靜塔機。

(4)輕車讓重車。在兩塔機同時運行時,無載荷塔機應避讓有載荷塔機。

(5)客塔讓主塔。以不同單位實際工作區(qū)域劃分塔機工作區(qū)域時,若塔機塔臂進入非本單位工作區(qū)域時,客區(qū)域的塔機要讓主區(qū)域的塔機。

塔機在運行中,各條件同時存在時,按以上排列順序原則執(zhí)行。

4.塔機長時間暫停工作時,吊鉤應起到最高處,小車拉到最近點,大臂按順風向停置。

5.塔機與信號指揮人員必須配備對講機,對講機經(jīng)統(tǒng)一確定頻率后必須鎖頻,使用人員無權調動頻率,且要做到專機專用。

6.信號指揮人員應與塔機組相對固定,無特殊原因不得隨意更換指揮人員;指揮人員未經(jīng)主管負責人同意,不得私自換崗。

7.指揮過程中嚴格執(zhí)行信號指揮人員與塔機司機的應答制度,即:信號指揮人員發(fā)出動作指令時,先呼叫被指揮塔機的編號,待塔機司機應答后,信號指揮人員方可發(fā)出塔機動作指令。

8.信號指揮人員必須時刻目視塔機吊鉤與被吊物。塔機轉臂過程中,信號指揮人員還須環(huán)顧相鄰塔機的工作狀態(tài),并發(fā)出安全指示語言。安全指示語言必須明確,簡短,完整清晰。

9.在保證安全生產(chǎn)的前提下,應按“就快不就慢”的原則,根據(jù)工程進度統(tǒng)一確定塔機頂升高度和到位時間。各塔機必須按確定的高度、時間如期完成頂升,不得提前或延時。

作者簡介:吳曉春,男,河南省第一建筑工程集團有限責任公司助理工程師,研究方向:施工現(xiàn)場技術管理;李占元,男,河南省第一建筑工程集團有限責任公司助理工程師,研究方向:施工現(xiàn)場技術管理;張錚,男,河南省第一建筑工程集團有限責任公司助理工程師,研究方向:施工現(xiàn)場技術管理。