群體超高層建筑間大型塔吊轉(zhuǎn)換過程控制及意義

毛文忠 馬飛燕

上海建工五建集團有限公司 上海 200063

由3幢或3幢以上的超高層建筑組成的工程項目，在其施工部署時可以系統(tǒng)地考慮多幢超高層協(xié)同施工、資源互通，以便統(tǒng)籌安排。隨著施工技術的日漸革新，地產(chǎn)開發(fā)的規(guī)模也大幅度提升，群體超高層建筑項目逐漸增多，使得工程人也愈發(fā)重視群體超高層建筑項目的施工組織。

群體超高層建筑項目相對于常規(guī)的獨幢式超高層項目，有著獨有的難特點，且較多的施工內(nèi)容可根據(jù)多幢超高層建筑綜合考慮，這對項目成本優(yōu)化、工期優(yōu)化等均有著較大的影響。在超高層建筑施工前期，需吊裝構件多，構件質(zhì)量大，因此一般多配備塔吊或起重性能佳的塔吊；但在中后期，超高層建筑高度越來越高，構件卻越來越小，對塔吊的機動靈活性要求較高。彭志強[1]提出超高層住宅群塔選型布置設計時應充分考慮工程內(nèi)外部及各施工階段塔式起重機間與其覆蓋范圍內(nèi)建筑物的協(xié)同工作及影響，各單體工程需充分考慮施工進度，按照統(tǒng)一的施工組織部署并嚴格執(zhí)行，但未考慮塔吊之間轉(zhuǎn)換的可能性及可操作性。本文基于某群體超高層建筑項目的大型塔吊在超高層項目施工中的初期選型、定位及轉(zhuǎn)換，總結(jié)介紹施工過程中的轉(zhuǎn)換要點，綜合考慮3幢超高層建筑組成的群體超高層建筑項目，較為深入地探討其關鍵工序，可為類似項目提供借鑒[2-7]。

1 群體超高層建筑項目難特點

1.1 工程概況

此群體超高層建筑項目位于甘肅省蘭州市，項目由3棟超高層建筑、4棟商業(yè)及3層地下車庫組成，總建筑面積33.7萬 m2，是集辦公、酒店、SOHO及商業(yè)于一體的大型城市綜合體項目，工程建筑設計新穎、功能齊全。

塔樓A：地上為45層，建筑高度230.4 m，地上建筑面積為66 760 m2；塔樓B：地上為54層，建筑高度249.8 m，地上建筑面積為105 884 m2；塔樓C：地上為38層，建筑高度為194.7 m，地上建筑面積為57 067 m2。此項目的3幢超高層建筑均為公用建筑，其距離較近，兩兩之間距離不大于200 m，是典型的群體超高層建筑項目（圖1）。

圖1 項目總平面示意

根據(jù)抗震設計規(guī)范，安寧區(qū)為八度抗震設防區(qū)，結(jié)構形式為型鋼混凝土框架——核心筒結(jié)構，基礎為無樁筏板基礎，筏板厚度大面4.2 m，最大深度10.7 m?；炷翗颂朇45P8。鋼筋以四級鋼為主，主要為φ40、φ36、φ32 mm，配筋率較高。外框柱、梁及核心筒剪力墻內(nèi)均有勁性結(jié)構，其中外框柱內(nèi)為十字形鋼柱，核心筒剪力墻內(nèi)為剪力鋼板＋H型柱（四角為十字形柱），Q345鋼，低區(qū)吊件數(shù)量較多，吊重大；高區(qū)吊件數(shù)量少，吊重有所減輕，但吊運高度大幅度增設，吊裝效率嚴重降低。

1.2 工程難特點

1）基礎內(nèi)核心筒位置有較深的電梯井坑，塔吊基礎無法直接設置在核心筒內(nèi)。

2）建筑外輪廓較大，需要較長的塔吊大臂。

3）建筑結(jié)構形式?jīng)Q定了塔吊在主體施工階段需設置在核心筒內(nèi)。

4）勁性鋼柱及伸臂桁架層構件自重大，對塔吊的吊裝能力要求高。

5）群體超高層建筑項目一般距離較近，結(jié)構形式相同，可綜合考慮施工工藝。

2 群體超高層建筑項目塔吊設置、選型

2.1 群體超高層建筑項目塔吊基礎定位注意事項

群體超高層建筑項目占地面積大，地下結(jié)構復雜，尤其是在基礎施工階段，塔吊林立，各類大型機械穿梭在基坑內(nèi)。其塔吊定位需綜合考慮以下因素：

1）前期以筏板以及地下結(jié)構施工為主，后期則以裙樓為輔。

2）以大型塔吊為主，配合小型塔吊。

3）需考慮后期超高層的施工、轉(zhuǎn)換、拆除的便利性。

4）盡量減少重型汽車吊的配合安裝與拆除工作，以降低費用。

5）需考慮施工過程中最大起吊構件的質(zhì)量。

6）需結(jié)合場地布置、周邊環(huán)境綜合考慮。

7）需考慮大型塔吊基礎的地基承載力情況。

2.2 影響群體超高層建筑項目塔吊型號選擇要點

1）勁性柱與伸臂桁架的最大構件質(zhì)量（分階段）。

2）勁性柱與伸臂桁架的最大安裝高度。

3）混凝土布料機安裝使用高度。

4）內(nèi)爬式塔吊的獨立高度。

5）綜合考慮外側(cè)爬升式腳手架的吊裝要求。

6）綜合考慮中后期的應用和塔樓間互相調(diào)配。

7）考慮動臂式塔吊與平臂式大型塔吊的優(yōu)勢互補。

3 群體超高層建筑項目塔吊的轉(zhuǎn)換過程及其意義

3.1 群體超高層建筑塔吊的轉(zhuǎn)換過程

為滿足地下室施工階段塔吊全覆蓋及塔樓下部樓層鋼結(jié)構構件吊裝起重要求，該工程地下室施工階段總計安裝5臺塔吊，塔吊型號、布置位置以及覆蓋范圍的具體情況如圖2所示。

待塔樓進入地上施工階段，以及圖2中深色填充區(qū)域地下室出±0 m以后，進行塔吊轉(zhuǎn)換工作。轉(zhuǎn)換后的塔吊型號、布置位置及覆蓋范圍具體如圖3所示。塔吊轉(zhuǎn)換過程如表1所示。

表1 塔吊轉(zhuǎn)換過程

圖2 地下室施工階段塔吊平面布置示意（轉(zhuǎn)換前）

圖3 主體施工階段塔吊平面布置示意（轉(zhuǎn)換后）

由以上可知，本工程A、B塔樓塔吊存在塔吊互轉(zhuǎn)情況，邏輯關系嚴密，相互制約、影響，因此須同步啟動。本工程C塔樓塔吊轉(zhuǎn)換和A、B塔樓塔吊轉(zhuǎn)換無嚴密邏輯關系，場地等因素制約小，因此可獨立啟動。

在轉(zhuǎn)換過程中為保證不影響生產(chǎn)進度，應嚴格控制每臺塔吊的拆除、轉(zhuǎn)換、安裝時間，以保證每個超高層塔樓的垂直運輸能力。

鑒于上述原因，需編制詳細的轉(zhuǎn)換計劃，并嚴格落實（圖4）。

圖4 塔吊轉(zhuǎn)換計劃與具體步驟示例

3.2 群體超高層建筑塔吊的控制要點

3.2.1 轉(zhuǎn)換節(jié)點的控制

地下室施工階段須保證塔吊滿足塔樓鋼結(jié)構重型構件吊裝的起重要求及對地下室施工區(qū)域的盡可能覆蓋。因此，地下室施工階段重型塔吊主要布置于塔樓周邊，以保證塔樓區(qū)域塔吊的起重能力最大，且塔臂須盡可能地覆蓋到塔樓以外的地下室區(qū)域。

塔樓周邊地下室結(jié)構出±0 m，塔樓也同時進入地上結(jié)構施工，此階段塔吊主要服務于塔樓主體結(jié)構施工，塔樓周邊地下室區(qū)域已不需要塔吊覆蓋。為避免塔吊隨塔樓施工高度的不斷增高而升高加節(jié)，出于成本考慮，將塔樓周邊長臂重型塔吊拆除，并于塔樓核心筒內(nèi)部安裝可隨塔樓施工進行自爬的內(nèi)爬塔吊。

由以上可知，塔吊轉(zhuǎn)換主要受塔樓施工高度及塔樓周邊地下室結(jié)構施工進度控制，須保證塔吊轉(zhuǎn)換前塔樓周邊地下室結(jié)構施工完成，且塔樓施工高度不超出塔吊可吊裝高度。

因此，制定合理的塔樓及周邊地下室結(jié)構施工計劃是保證塔吊轉(zhuǎn)換工作順利進行的關鍵。

3.2.2 轉(zhuǎn)換周期的控制

1）塔吊進出場控制。外部塔吊進場需支付進出場費，且其遠距離運輸會受到多種突發(fā)情況的干擾，如交通狀況、雨雪天氣等，塔吊轉(zhuǎn)換的工期不可控?；谝陨显?，塔吊轉(zhuǎn)內(nèi)爬時應盡可能考慮使用施工現(xiàn)場已安裝塔吊。因此，地下室施工階段的塔吊選型就應結(jié)合塔樓主體結(jié)構施工階段的塔吊選型予以統(tǒng)籌考慮。

2）施工進度控制。塔吊轉(zhuǎn)換工作涉及多個塔吊的拆除及安裝工作，且施工現(xiàn)場環(huán)境復雜，危險性較高。因此，為避免意外情況的發(fā)生，應盡可能地縮短塔吊轉(zhuǎn)換周期。但超高層項目塔樓主體結(jié)構施工往往處在控制施工工期的關鍵線路上，因此塔吊轉(zhuǎn)換工作不應一味追求縮短轉(zhuǎn)換周期，還應結(jié)合塔樓施工計劃進行通盤考慮，盡可能地減小其對塔樓結(jié)構施工的不利影響。如工期和天氣等條件允許，出于施工安全及進度考慮，塔吊轉(zhuǎn)換工作一般安排在冬休期更為合理。

3）施工場地控制。超高層建筑一般均規(guī)劃在繁華市區(qū)的密集建筑群中，周邊建筑環(huán)境、交通環(huán)境復雜，施工場地狹小往往是超高層建筑施工面臨的共同難題，在塔吊轉(zhuǎn)換過程中的具體體現(xiàn)就是汽車吊難以進入或布置，以及施工堆場、加工場的反復搬移。為解決這一問題，應在前期合理的場地規(guī)劃、施工規(guī)劃的基礎上，盡可能地考慮利用施工現(xiàn)場已安裝塔吊，進行轉(zhuǎn)換過程中的其余塔吊的安裝及拆卸，應盡量減少對汽車吊、履帶吊的使用。

3.2.3 轉(zhuǎn)換過程控制

塔吊轉(zhuǎn)換過程應著重把控以下3個方面。

1）保證施工安全。塔吊轉(zhuǎn)換工作涉及多個塔吊的拆除及安裝工作，危險性較高。若塔吊轉(zhuǎn)換工作未能如愿在冬休期間進行，應采取一定的措施以保證塔吊轉(zhuǎn)換過程中的施工安全。

① 制定塔吊吊裝路線，合理組織現(xiàn)場施工，保證塔吊安拆吊裝路線下方無密集人員作業(yè)。

② 設專人協(xié)調(diào)、指揮，嚴格按照既定施工方案組織塔吊安拆。

2）塔樓施工進度。塔吊轉(zhuǎn)換過程應不影響或盡可能少影響塔樓施工，應采取一定的塔樓進度保障措施。

① 制定合理的塔吊安裝、拆除計劃以及塔樓鋼結(jié)構吊裝計劃，于塔吊安拆工作開始前完成階段性的鋼結(jié)構吊裝工作。

② 制定合理的鋼筋加工計劃，于塔吊安拆工作開始前完成階段性的鋼筋加工工作。

③ 制定合理的材料倒運計劃，于夜間完成次日所需鋼筋材料的轉(zhuǎn)運，于日間塔吊安拆休息期間完成鋼管、模板等材料的翻轉(zhuǎn)。

④ 制定合理的塔吊轉(zhuǎn)換后的搶工措施，以挽回延誤的工期。

3）縮短轉(zhuǎn)換周期。塔吊安裝、拆除危險性較高，且施工現(xiàn)場環(huán)境復雜，突發(fā)情況較多，為保證施工安全及現(xiàn)場施工進度不受或盡可能少受影響，應盡可能地縮短轉(zhuǎn)換周期，可采取以下措施：

① 嚴格依照施工方案及施工計劃落實每日工作。

② 設專人統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，針對各項轉(zhuǎn)換工作均應制定合理計劃，每日核對完成情況，并進行總結(jié)及糾偏。

③ 各項轉(zhuǎn)換工作落實責任人，并嚴格依照考核制度進行考核。

④ 提前聯(lián)系、落實塔吊檢測等程序性工作，避免因此造成轉(zhuǎn)換工作的延誤。

3.3 群體超高層建筑塔吊轉(zhuǎn)換的意義

3.3.1 大量節(jié)約機械進出場等費用

大型塔吊在群體超高層項目內(nèi)的調(diào)撥，塔吊無需多次進出場運輸，節(jié)約了大量資源。

在同一群體超高層項目內(nèi)利用其他已設置好的塔吊或新安裝塔吊進行安裝、拆除、吊運、轉(zhuǎn)移等工序時，非常便利，提高了安拆效率，節(jié)省了資源，取得了一定的經(jīng)濟效益。

3.3.2 搭配利用塔吊性能

在超高層建筑施工前期階段，由于超高層建筑多為勁性結(jié)構，鋼構件非常多，需要吊裝的構件也非常多，構件質(zhì)量大，因此一般需配備重型塔吊；但在中后期，超高層建筑高度愈來愈高，鋼構件愈來愈輕，施工過程中對塔吊的機動靈活性要求較高。

進行群體超高層之間不同階段的重型塔吊的位置轉(zhuǎn)換，可較為充分地發(fā)揮重型塔吊的各項性能，即在群體超高層項目施工的前期階段利用大型塔吊優(yōu)異的起重性能，在中后期利用塔吊的機動靈活性，合理且充分地發(fā)揮塔吊性能，為群體超高層項目創(chuàng)造施工便利條件。

3.3.3 體現(xiàn)群體超高層建筑項目組織優(yōu)勢

群體超高層建筑項目應視其為一個系統(tǒng)工程，充分發(fā)揮項目管理人員的主觀能動性，對其相似的施工內(nèi)容進行比較總結(jié)、整改提高。

4 結(jié)語

將群體超高層建筑作為一個系統(tǒng)工程來考慮其塔吊前期的選型、定位；綜合考慮群體超高層建筑施工進度之間的關系，確定中后期塔吊轉(zhuǎn)換節(jié)點時間及周期，精確地控制了其轉(zhuǎn)換過程中各幢塔樓的進度，節(jié)省了塔吊安拆、進出場、運輸?shù)瘸杀?，?jié)約了施工工期，合理地利用了各類塔吊的性能，體現(xiàn)了群體超高層建筑項目的組織優(yōu)勢。