復雜環(huán)境條件下的塔吊拆除方案

李 飛

舜元建設（集團）有限公司 上海 200335

塔吊在建筑施工場地安裝時因建筑物還未建造，基本上不存在安裝障礙和難度。但在拆除時，由于現(xiàn)在一些項目場地本身狹小或周邊分布著密集建（構）筑物、臨時設施、電力電纜、路政設施，且相關建（構）筑物與塔吊距離較近，使塔吊拆卸時吊裝作業(yè)空間受到一定的限制，加之塔吊拆卸時建筑結構已經完成建造，或是個別項目塔吊布置在建筑內部，造成塔吊拆除時所處的環(huán)境條件較為復雜，對塔吊拆除方案的確定以及方案的實施造成了一定的難度和風險[1-3]。

針對復雜環(huán)境條件下的塔吊拆卸，通過創(chuàng)新思維方法，借助BIM技術將場地內外的實際情況模型化，對不同方案進行三維施工模擬，在模擬過程中分析方案的可行性，對可行的方案再進行經濟性分析，選擇最佳的實施方案。

在進行安全技術交底時，可通過三維模型和施工動畫進行，能夠實現(xiàn)交底的可視化，使接受交底人員更加直觀和全面掌握交底的關鍵內容。另外，在拆卸作業(yè)過程中，嘗試使用無人機對全過程進行監(jiān)管，避免監(jiān)管的盲區(qū)，增強了監(jiān)管的針對性和實效性。

1 工程概況

上海市嘉定區(qū)南翔鎮(zhèn)某項目由南北兩棟地上12～14層的辦公主樓和局部地上1～3層的裙樓組成，在貼近北樓位置布置了1臺LE6010塔吊，起重臂長60 m，塔吊安裝高度距地面約70 m，塔身穿過2層裙房屋面，與主樓結構共設置3道附著進行固定。

塔吊拆卸前主體結構已經施工完成，正在進行外幕墻龍骨的施工。

2 塔吊拆卸施工重、難點分析

2.1 塔吊拆卸受制約的因素較多

1）塔吊標準節(jié)穿過2層裙房屋面，降低標準節(jié)后，塔吊起重臂距地最低高度仍達到23 m。

2）塔吊東側建筑物與圍墻之間最小距離僅為11 m，汽車吊的站位場地和塔吊拆卸下來各部件堆放場地有限，此區(qū)域無法容納大型汽車吊。

3）圍墻緊貼隔壁生產廠房的磚砌外墻，汽車吊作業(yè)對磚砌外墻可能造成不利影響。廠房最大高度為8 m，廠房上的煙囪距地高度約17 m，廠房有一部分處于塔吊起重臂和汽車吊作業(yè)半徑覆蓋范圍內。

4）東側地下室外墻與圍護體之間為回填土，汽車吊無法直接行駛到塔吊東側的場地進行吊裝作業(yè)，同時該區(qū)域地下室頂板能否承載汽車吊的支腿荷載還有待計算復核。

5）塔吊各部件拆卸后的運輸較為困難，因場地東南角建筑與圍墻空間狹小、場地北側地下室與南側地下室又存在高低差，只能從東北角開設臨時出入口作為作業(yè)車輛進出口，運輸車輛僅能停在北側圍墻外道路上，該道路為鄰近廠區(qū)的唯一出入道路，道路狹窄，通行車輛較多，給車輛運輸造成一定的影響。

2.2 塔吊自身條件的影響

塔吊起重臂長達60 m，質量較大，起重臂總成質量達9.4 t，回轉總成質量為6.2 t，在吊裝回轉總成時主臂角度受限制的情況下，對汽車吊的起吊能力要求高，小型汽車吊無法滿足吊裝要求。

2.3 塔吊拆卸危險源較多

塔吊拆卸屬于危險性較大的分部分項工程，實施過程中本就危險源較多，再加上作業(yè)環(huán)境條件復雜，其方案的編制和實施需考慮得更加全面和細致。

3 塔吊拆卸方案的制定

3.1 塔吊拆卸方案的選擇確定

塔吊拆卸方案制定前，先對現(xiàn)場條件和周邊環(huán)境進行了實地勘察，對塔吊拆卸影響范圍內的建（構）筑物和臨時設施本身的平面尺寸和標高以及相互之間的距離進行測量，對塔吊現(xiàn)場位置進行定位標記，并繪制在平面圖上（圖1），使用BIM相關軟件將建筑物、場地、周邊環(huán)境條件以及塔吊現(xiàn)狀建立成同比例的三維模型。

圖1 塔吊拆卸現(xiàn)場平面布置

根據場地內及周邊環(huán)境條件，從不同汽車吊站位、汽車吊型號、堆放場地，以及是否降低標準節(jié)等方面考慮，共制定了5種不同的塔吊拆卸方案，分別為：

方案1：降低標準節(jié)，使塔吊距地高度約23 m，采用200 t輪式汽車吊，汽車吊在①位置進行所有構件吊裝作業(yè)，構件堆放場地位于A處。

方案2：降低標準節(jié)，使塔吊距地高度約23 m，采用100 t輪式汽車吊，汽車吊先在①位置進行平衡臂配重塊拆卸吊裝，再在②位置進行起重臂拆卸吊裝，剩余構件吊裝作業(yè)再回到①位置進行，構件堆放場地位于B處。

方案3：降低標準節(jié)，使塔吊距地高度約65 m，采用500 t輪式汽車吊，汽車吊在③位置進行所有構件吊裝作業(yè)，構件堆放場地位于C處。

方案4：降低標準節(jié)，使塔吊距地高度約65 m，采用500 t輪式汽車吊，汽車吊在⑤位置采用塔式工況進行所有構件吊裝作業(yè)，構件堆放場地位于D處。

方案5：降低標準節(jié)，使塔吊距地高度約23 m，采用50 t和75 t輪式汽車吊，先用50 t汽車吊在⑤位置拆卸平衡臂配重，再用75 t汽車吊在⑥位置拆卸剩余構件，構件堆放場地位于E處。

分別從技術可行性、安全性、可實施性以及經濟性等方面對各種方案進行對比分析，分析情況如下：

方案1的問題在于汽車吊站位場地寬度無法滿足汽車吊支腿作業(yè)時對寬度的要求，場地受限，且支腿對地下室頂板的集中荷載較大，地下室頂板需要加固，方案不可行；方案2中汽車吊站位需要進行來回調整，汽車吊移位耗費時間較長，無法在1個臺班內完成塔吊拆卸，且地下室頂板需要加固，方案不經濟；方案3雖選擇了500 t汽車吊，但其吊裝半徑太大，起吊能力仍不能滿足要求，同時廠房內場地不能滿足堆放塔吊起重臂的要求，因此該方案不可行；方案4中，500 t汽車吊起吊能力雖能滿足要求，但對場地外交通影響較大，因涉及市政道路的占用，其協(xié)調難度大，且汽車吊組裝拆卸時間長，汽車吊1個臺班無法完成塔吊拆卸，2個臺班的租賃費用高，造成塔吊拆卸成本太大，方案難以實施，也不經濟，且安全風險較高；方案5先用50 t汽車吊拆卸平衡臂配重，再用75 t汽車吊拆卸剩余部件，50 t汽車吊將拆卸至地面的各部件陸續(xù)進行起吊裝車，縮短堆放場地上部件的存放時間，為75 t汽車吊繼續(xù)拆卸其他部件爭取了時間，確保在1個臺班內完成塔吊全部拆卸和運離現(xiàn)場。經過分析，最終確定方案5為本次塔吊拆卸的最佳方案。

3.2 塔吊拆卸方案的深化完善

塔吊拆卸深化方案繪制了塔吊不同構件拆卸時的平面、立面圖，圖紙上完整反映出吊裝半徑、起吊高度、臂長等技術參數(shù)和汽車吊支腿的準確位置以及汽車吊擺臂方向、塔吊構件在空間上的轉動方向。借助BIM相關軟件，將建立的現(xiàn)狀同比例的三維模型導入到4D施工模擬軟件中，對整個塔吊拆卸吊裝過程進行完整模擬，直觀展現(xiàn)吊裝作業(yè)過程中與其他物體之間的相對位置關系，確定出最佳的吊裝路徑。

針對拆卸過程中的一些重、難點，制定如下措施：

1）起重臂和平衡臂拆卸時對纜風繩系的位置、設置根數(shù)和長度，以及人員控制的點位、控制方法進行明確。

2）根據汽車吊和其他運輸車輛轉彎半徑，測算出東北角臨時出入口地下室頂板與周邊場地高低差需回填的面積，明確回填材料和回填質量要求，以便滿足車輛通行需要。

3）針對場地東側地下室外墻與圍護結構之間回填土質量不能滿足汽車吊行駛和作業(yè)要求，方案中明確回填土范圍內全部加鋪厚2 cm鋼板。

4）對汽車吊作業(yè)時最不利情況下支腿荷載進行計算，在采取鋪設路基箱增大受力面積的措施下，地下室頂板承載力能夠滿足要求，為安全起見，方案要求汽車吊支腿點盡可能選在梁柱部位，且支腿下必須鋪設路基箱。

5）針對運輸車輛在項目南側圍墻外停放問題，方案要求，運輸車輛按序停放在靠近施工現(xiàn)場圍墻的一邊，安排專人對通行該條道路的車輛進行指揮和協(xié)調。

4 塔吊拆卸方案的實施

4.1 塔吊拆卸準備

1）拆卸作業(yè)實施前，需按程序完成塔吊拆卸專項施工方案的逐級審批，落實方案交底和安全技術交底工作。

2）現(xiàn)場施工臨時出入口開設，場地東北角完成道砟回填壓實工作，作業(yè)場地內的垃圾和障礙物清理完畢，臨時出入口至汽車吊作業(yè)點之間東側場地滿鋪鋼板已落實，并在塔吊拆卸前一日鋪設到位。

3）塔吊拆卸范圍內各種臨邊防護設施應按照要求加固到位。

4）提前在汽車吊站位的地下室頂板上，找出梁柱部位并進行標記，為汽車吊支腿放置在梁柱結構上提供依據，并對汽車吊支腿的其他放置部位進行標記。

5）提前與周邊廠區(qū)負責人員進行溝通，告知拆卸作業(yè)時間、可能造成的影響，特別是與項目東側廠房負責人協(xié)調在進行起重臂拆卸時間段內，在作業(yè)半徑范圍內的人員需要短暫離開工作車間。

6）塔吊拆卸分包單位，應提前溝通確定好汽車吊起重設備、運輸車輛和相關操作人員，按照既定時間進場。

4.2 塔吊拆卸作業(yè)實施

根據天氣條件和現(xiàn)場施工要求確定拆卸塔吊時間后，在汽車吊作業(yè)前1日，塔吊依靠自身完成降低標準節(jié)作業(yè)，降低高度至符合方案要求。

汽車吊、運輸車輛進場后應查驗施工機械設備的質量證明文件，核對是否與方案中配備的規(guī)格型號、主要技術參數(shù)一致。塔吊施工人員進場后，施工管理人員應對其人證有效性進行核驗，并按要求進行安全技術交底，履行簽字手續(xù)。在對施工管理人員和作業(yè)人員進行交底的過程中，采用了可視化的方式，用三維模型和施工動畫的形式把方案的關鍵工序和操作要領展現(xiàn)給被交底人員，使他們更易接受和掌握。

汽車吊按指定站位開展組裝，為吊裝作業(yè)做好準備，拆卸作業(yè)人員按程序開展塔吊拆卸工作，塔吊拆卸吊裝順序和拆卸吊裝方法及操作要求嚴格按照方案、塔吊使用說明書、汽車吊使用說明書的要求進行。

該塔吊的拆除順序為：降低標準節(jié)使起重臂距地高度約23 m→拆卸平衡臂配重（分5次先拆卸平衡臂端部的5塊配重，保留靠近塔身1塊2.75 t的配重）→拆卸起重臂（起重臂兩端各系2根長40 m的φ20 mm麻繩用作纜風繩）→拆卸平衡臂（先拆卸保留下的1塊2.75 t配重）→拆卸塔帽→拆卸回轉支座總成（含司機室）→拆卸爬升套架總成→拆卸塔身剩余標準節(jié)和加強節(jié)（根據起吊能力分析，單次吊裝標準節(jié)或加強節(jié)個數(shù)最多為5個）。

塔吊各構件拆卸吊裝過程中，起重臂的拆卸和吊裝是重點也是難點，其拆卸吊裝嚴格按照了以下方法實施：

拆卸前按要求將4根纜風繩固定在起重臂的兩端，并將起重鋼絲繩按照說明書上吊點設置要求進行吊點的確定和固定，汽車吊稍微提升起吊角度，起吊鋼絲繩受力后使起重臂微微向上抬起，起重臂拉桿受力狀態(tài)解除，開始拆卸起重臂拉桿與塔帽之間的連接螺栓，起重臂拉桿開始脫離塔帽并最終將其與起重臂捆綁在一起。隨后拆卸起重臂與塔身的連接螺栓，使起重臂逐漸脫離塔身。

按照方案要求調整汽車吊擺臂方向，緩慢下放汽車吊吊鉤鋼絲繩，擺臂和下放鋼絲繩不得同時進行，起重臂在空中運行過程中，按照方案模擬要求進行纜風繩控制，避免起重臂在空中調整轉向或下降時與建筑物、其他設施以及汽車吊臂身發(fā)生碰觸，保證施工安全。

起重臂在指定堆放場地落地后，地面拆卸人員將固定在起重臂上的鋼絲繩解開，拆卸人員對起重臂進行分段拆卸，并配合輔助汽車吊進行分段裝車運離施工現(xiàn)場。

本項目塔吊拆卸過程中，工程管理部門技術人員和項目部施工管理人員均安排有專人進行旁站，使用無人機對拆卸過程進行了全過程監(jiān)管和監(jiān)控，禁止違規(guī)操作、違反勞動紀律的情況發(fā)生，確保塔吊拆除的實施嚴格按照制定的方案執(zhí)行，保證了該項目塔吊順利拆除完成。

5 結語

本項目塔吊在復雜環(huán)境條件下按計劃順利完成拆卸，為復雜環(huán)境條件下塔吊拆卸提供了新的思路，讓類似危大工程在方案制定和實施時有了更多參考，只有用圖紙和數(shù)據說話，避免單靠經驗的簡單管理，才能讓危大工程的實施有更多的保障，也能讓危大工程管理理念更深入到每一個專業(yè)技術人員心中。