城市綜合體項目施工中的塔吊轉(zhuǎn)換技術(shù)應(yīng)用及實施

石 勇

中國核工業(yè)華興建設(shè)有限公司 江蘇 南京 210000

隨著我國城市化建設(shè)的快速發(fā)展，城市綜合體項目已越來越成為城市中心及商業(yè)區(qū)域不可或缺的建筑元素，因城市綜合體體例龐大、功能較為豐富，為盡早實現(xiàn)建筑功能，商業(yè)部分提前營業(yè)幾為此類項目的建造趨勢，這給項目施工帶來了新的挑戰(zhàn)及考驗，如何處理好后續(xù)施工與商業(yè)正常營業(yè)之間的關(guān)系尤為重要，尤其是施工過程大型施工運輸設(shè)備的設(shè)置，既不能影響正常施工作業(yè)，又不能對提前交付的商業(yè)建筑造成影響。因此，在施工過程中需分階段合理進(jìn)行塔吊的設(shè)置及轉(zhuǎn)換，以確保城市綜合體項目連續(xù)及順暢的實施[1-3]。

1 工程概況

本項目為一集時尚購物休閑、精品酒店、高檔辦公和住宅于一體的大型城市綜合體（圖1），地下3層，地上商業(yè)5層，主體酒店21層，住宅24層、局部25層，總建筑面積249 802.79 m2。地下3層為汽車庫、設(shè)備用房和酒店商場的配套用房；地下2層為商業(yè)、設(shè)備用房和汽車庫；地下1層為商業(yè)、設(shè)備用房和自行車庫，夾層為自行車庫。地上1～3層為商業(yè)；4層為商業(yè)和電影院；5層為影院放映廳和酒店配套餐飲。6層為架空層和屋頂花園；7層為辦公用房，8層以上為3棟塔樓，其中1#為21層酒店，2#及3#為24層住宅。

圖1 項目鳥瞰

項目地點位于南京江寧區(qū)繁華的商業(yè)區(qū)域——江寧百家湖鳳凰港，緊鄰雙龍大道及江寧1912商業(yè)街區(qū)，地下室與百家湖地鐵站3號及4號出入口連通，上部臨街群房與地鐵站廳上部結(jié)構(gòu)合建，施工環(huán)境較為復(fù)雜。

2 塔吊布置的設(shè)計

因本工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工周期長，同時存在商業(yè)需提前營業(yè)等因素，單一的進(jìn)行塔吊設(shè)置局限性較大，故施工現(xiàn)場擬采用分階段設(shè)置塔吊，適時進(jìn)行塔吊轉(zhuǎn)換，以達(dá)到實用性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。

2.1 塔吊布置的難點

1）施工周邊環(huán)境復(fù)雜，北側(cè)為已建高層，東西兩側(cè)均為市政主干道，塔吊安裝及拆除受限較大。

2）施工過程復(fù)雜，在塔吊布置時需結(jié)合設(shè)計圖紙，綜合考慮圖紙中建筑豎向結(jié)構(gòu)與水平結(jié)構(gòu)的沖突問題。

3）本建筑地下室、裙房及塔樓占地面積及位置差異較大，塔吊安裝高度受限。

4）在地下室及裙房商業(yè)需提前營業(yè)的情況下，塔吊穿樓層結(jié)構(gòu)將對使用功能造成較大影響。

5）本項目體量大，各施工區(qū)段進(jìn)度協(xié)調(diào)難度大，集群塔吊作業(yè)管理有一定的難度，需在布置時充分考慮其可操作性。

2.2 塔吊轉(zhuǎn)換的設(shè)計思路

考慮到本工程地下室及裙房體量大，塔樓體量較小，故首先按地下室施工階段、裙房施工階段及塔樓施工階段分別進(jìn)行最優(yōu)化的塔吊布置方案，最后比對不同施工階段塔吊的轉(zhuǎn)換途徑及方式，達(dá)到塔吊使用過程的最優(yōu)化設(shè)置。

先在地下室及裙房施工階段設(shè)置5臺塔吊，在塔樓施工階段設(shè)置6臺塔吊，局部通過老塔吊安裝新塔吊，待新塔吊安裝完畢后拆除老塔吊，以順利實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。

塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計既要考慮到可操作性又要考慮到經(jīng)濟(jì)性，如按通常超高層施工慣用的附墻架安裝方式，經(jīng)綜合分析存在如下問題：

1）附墻架由塔吊基礎(chǔ)鋼平臺、斜向支撐組成，材料耗用量大，且現(xiàn)場安裝受到建筑布局及現(xiàn)場環(huán)境條件制約較大。

2）附墻架安裝周期制約性較大，需待上部塔樓結(jié)構(gòu)施工2～3層后才具備安裝條件。

3）塔樓中后期外墻保溫及裝飾附墻架區(qū)域不能進(jìn)行穿插施工，否則將會對主工期造成一定影響。

結(jié)合工程實際情況綜合分析，我們引入了深基坑格構(gòu)式塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計方式，采用以豎向框架柱代替塔吊立柱樁作為塔吊承載體，將塔吊基礎(chǔ)鋼平臺設(shè)置在框架柱頂部，實現(xiàn)塔吊高空轉(zhuǎn)換，有效避免了上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)在施工過程中空間位置上的交叉，為下部建筑提前投入使用提供了較好的前提條件。

2.3 塔吊轉(zhuǎn)換平臺的設(shè)計

本工程為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，塔吊布設(shè)主要考慮上部塔樓施工及易于拆裝。

本工程裙房屋面標(biāo)高為＋27.60 m，擬定在裙房屋面結(jié)構(gòu)施工時將框架柱預(yù)埋件安裝完畢，再在屋面上焊接鋼平臺基礎(chǔ)，然后進(jìn)行塔吊安裝作業(yè)。

塔吊基礎(chǔ)采用鋼平臺，塔吊地腳螺栓與鋼平臺采用螺栓連接，鋼平臺主采用焊接HW550mm×417mm×30mm×50mm型鋼，呈十字交叉組合式塔吊鋼平臺基礎(chǔ)（圖2）。

圖2 塔機(jī)基礎(chǔ)鋼平臺布置示意

3 塔吊轉(zhuǎn)換平臺的施工

3.1 測量定位、放線

柱頂預(yù)埋件定位：采用全站儀根據(jù)設(shè)計坐標(biāo)進(jìn)行定位。

高程引測：根據(jù)樓層高層控制點布置一條水準(zhǔn)路線，將高程引測到現(xiàn)場施工預(yù)埋件高程控制點上。

3.2 柱頂預(yù)埋件安裝

根據(jù)圖紙，在現(xiàn)場找出預(yù)埋部位附近的建筑水平層高標(biāo)高線（50 cm線或1 m線）的位置并復(fù)核預(yù)置埋件：按照定位標(biāo)記，將預(yù)埋件初步定位，用電焊點焊于柱主筋，嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙要求施工，做到連接可靠。

3.3 塔吊基礎(chǔ)鋼平臺加工及制作

塔吊基礎(chǔ)鋼平臺以焊接H550mm×417mm×30mm×50mm型鋼為主支撐體系，采用H550mm×417mm×30mm×50mm型鋼在鋼結(jié)構(gòu)廠中嚴(yán)格按設(shè)計圖紙加工，將鋼平臺分三段進(jìn)行加工及制作。

3.4 塔吊鋼平臺安裝

塔吊基礎(chǔ)鋼平臺采用X形組合形式，吊裝順序如下：鋼平臺測量定位→汽車吊就位→整段鋼梁吊裝→整段鋼梁臨時固定→分段鋼梁吊裝→分段鋼梁連接→塔吊錨腳及基礎(chǔ)節(jié)安裝→鋼平臺焊接固定。

4 塔吊轉(zhuǎn)換平臺加強(qiáng)措施

因塔吊在實際工作中動荷載較大，根據(jù)專家評審意見須對鋼平臺采取加強(qiáng)措施，具體建議及措施如下：

1）鋼十字梁平臺靠近中部增設(shè)和建筑物的連結(jié)固定點，以減少鋼平臺主梁的撓度。采取措施：考慮到鋼十字梁與塔樓之間的建筑關(guān)系，從鋼十字梁平臺與框架柱預(yù)埋件連接部分及鋼十字梁平臺中部分別增設(shè)和建筑物的連接固定點，以減少鋼平臺主梁的撓度。連接件主要采用H250mm×250mm×9mm× 14mm型鋼。

2）基礎(chǔ)鋼梁上口部分在其中心2.5 m×2.5 m范圍內(nèi)，須作相應(yīng)的框架連接，以防主梁局部失穩(wěn)，并補(bǔ)充詳圖。采取措施：在基礎(chǔ)鋼梁上口部分在其中心2.5 m×2.5 m范圍內(nèi)，四周采用H250mm×250mm×9mm×14mm型鋼與鋼平臺進(jìn)行焊接固定，以防主梁局部失穩(wěn)。

3）從塔吊運行整體安全性考慮，塔吊在原3道附墻的基礎(chǔ)上增設(shè)1道附墻，將塔吊進(jìn)行提前附墻，以增加塔機(jī)整體穩(wěn)定性（圖3）。

圖3 塔吊附墻示意

5 塔吊轉(zhuǎn)換實施

在塔吊轉(zhuǎn)換實施過程中需將對現(xiàn)場的影響降到最低，合理部署安裝及拆除順序，通過塔吊之間的相互拆除實現(xiàn)一次設(shè)置塔吊與二次設(shè)置塔吊的無縫對接。

整個轉(zhuǎn)換過程分為6個階段，工況分別如下：

1）工況1：原地下室及裙房施工階段塔吊設(shè)置（圖4）。

2）工況2：在裙房封頂后，通過2#塔吊及3#塔吊在裙房屋面安裝新2#塔吊（圖5）。

圖4 塔吊轉(zhuǎn)換工況1示意

3）工況3：通過新2#塔吊拆除3#塔吊（圖6）。

4）工況4：通過新2#塔吊拆除2#塔吊（圖7）。

圖6 塔吊轉(zhuǎn)換工況3示意

圖7 塔吊轉(zhuǎn)換工況4示意

5）工況5：通過新2#塔吊拆除4#塔吊（圖8）。

6）工況6：通過1#塔吊及5#塔吊在裙房屋面安裝新1#塔吊（圖9）。

圖8 塔吊轉(zhuǎn)換工況5示意

圖9 塔吊轉(zhuǎn)換工況6示意

7）工況7：通過在裙房屋面安裝完畢的新1#塔吊拆除1#塔吊（圖10）。

8）工況8：通過在裙房屋面安裝完畢的新1#塔吊拆除5#塔吊（圖11）。

圖10 塔吊轉(zhuǎn)換工況7示意

圖11 塔吊轉(zhuǎn)換工況8示意

6 結(jié)語

本項目通過塔吊分階段部署、設(shè)置屋面轉(zhuǎn)換平臺及適時轉(zhuǎn)換，將塔吊對商業(yè)提前營業(yè)部分的影響降至最小，同時利用塔吊之間的互裝及互拆技術(shù)達(dá)到了方案適用性和經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一，為城市綜合體項目的塔吊的設(shè)置提供了相關(guān)經(jīng)驗及理論探索。