塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工工法適用范圍

《塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工工法》適用于因固定式基礎(chǔ)影響而無法對(duì)塔式起重機(jī)進(jìn)行正常安裝作業(yè)的情況，也適用于在建筑施工至中后期因工程需要臨時(shí)在不同高度安裝塔式起重機(jī)的情況。

塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工工法技術(shù)理論

《建筑物水平整體位移施工工法》的工藝原理是：

1.采用SAP2000計(jì)算機(jī)有限元計(jì)算方法，對(duì)塔式起重機(jī)鋼基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算、懸掛式安裝施工方法﹑鋼抱柱的設(shè)計(jì)實(shí)施進(jìn)行驗(yàn)算復(fù)核。

2.在已完工的結(jié)構(gòu)柱任意兩柱體之間設(shè)置一鋼制基礎(chǔ)，采用30毫米的鋼板，在上下層柱體底部焊制4個(gè)抱箍，在4個(gè)抱箍之間設(shè)置桿梁件，組成立體鋼制基礎(chǔ)。

3.將塔式起重機(jī)懸掛安裝在已完工的結(jié)構(gòu)柱上，達(dá)到安裝后使用塔式起重機(jī)的目的，滿足了施工需求。

塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工工法施工工藝

《塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工工法》的工藝流程及操作要點(diǎn)如下：

一、工藝流程

復(fù)核柱距→繪制加工圖→有限元驗(yàn)證→桿梁加工→現(xiàn)場(chǎng)放線→組隊(duì)鋼基礎(chǔ)→焊接→焊接鋼支腳→卸荷→塔機(jī)安裝。

二、操作要點(diǎn)

1.塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工工法包含鋼基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)、鋼基礎(chǔ)的復(fù)核計(jì)算、鋼基礎(chǔ)的制作和鋼基礎(chǔ)的安裝四個(gè)部分。

2.鋼基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)是指在已完工的結(jié)構(gòu)柱任意兩柱體之間設(shè)置一鋼制基礎(chǔ)，采用30毫米的鋼板，在上下層柱體底部焊制4個(gè)抱箍，在4個(gè)抱箍之間設(shè)置桿梁件，組成立體鋼制基礎(chǔ)。

3.鋼基礎(chǔ)的復(fù)核計(jì)算是指將鋼基礎(chǔ)的通過有限元建立模型，然后將模型簡(jiǎn)化為桿件單元，通過采用SAP2000計(jì)算機(jī)有限元計(jì)算法，將塔身和附著桿件建模，按固定式、工作狀態(tài)和固定式、非工作狀態(tài)8種工況進(jìn)行復(fù)核計(jì)算。

4.鋼基礎(chǔ)的制作是指所有桿、梁件全部在車間制作，采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊并按工藝要求進(jìn)行焊接，焊接后作無損探傷合格后出廠，出廠成品的現(xiàn)場(chǎng)拼裝采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊并按工藝要求進(jìn)行焊接，焊縫高度等于母材厚度，全部焊縫焊接完成后，經(jīng)探傷檢測(cè)合格后取出對(duì)應(yīng)桿件下方的墊木，讓各桿梁件下?lián)鲜芰Γ瓿射摶A(chǔ)的焊接制作。

5.鋼基礎(chǔ)的安裝是指將塔式起重機(jī)支腿放線定位后按照?qǐng)D紙要求焊接在桿件指定的部位，然后按照塔式起重機(jī)說明書安裝順序安裝基礎(chǔ)節(jié)、套架、回轉(zhuǎn)總成、回轉(zhuǎn)塔身節(jié)、塔頂撐架總成、平衡臂、起重臂直至完成全部安裝，經(jīng)調(diào)試，檢驗(yàn)合格后方可投入使用。

《塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工工法》的特點(diǎn)有：

一種全新的塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工技術(shù)，解決和彌補(bǔ)了以往大型機(jī)具、內(nèi)爬式塔式起重機(jī)施工完成后無法拆除的難題，也適合在建筑施工至中后期因工程需要臨時(shí)安裝一臺(tái)塔式起重機(jī)施工，是一種成本低、效率高、用時(shí)短節(jié)能減排綠色環(huán)保的施工技術(shù)，具有安裝速度快、質(zhì)量好、安全可靠性高、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，該項(xiàng)技術(shù)在長(zhǎng)沙擎天廣場(chǎng)項(xiàng)目施工中成功應(yīng)用，并取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，更符合節(jié)能減排、綠色環(huán)保、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求。

隨著高層建筑的不斷增加，塔式起重機(jī)已成為工程施工中最為廣泛的起重機(jī)械，但由于工程施工要求的特殊性，如：設(shè)計(jì)的要求、現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際條件或工期的影響等因素，會(huì)造成塔機(jī)在施工過程中不能采用固定式基礎(chǔ)進(jìn)行安裝作業(yè)，即無基礎(chǔ)式安裝。

由中建二局第二建筑工程有限公司承建的新楚擎天廣場(chǎng)項(xiàng)目，在建筑施工至中后期時(shí)，需要將一臺(tái)動(dòng)臂式ZSL380塔式起重機(jī)在高度160米屋面進(jìn)行拆除，ZSL380塔式起重機(jī)最重部件為16噸，這個(gè)高度汽車吊是無法吊運(yùn)的，采用現(xiàn)有技術(shù)至少要在高度160米屋面上搭設(shè)⒉臺(tái)塔式起重機(jī)進(jìn)行交替拆除，還要在高度160米屋面上設(shè)置⒉個(gè)塔式起重機(jī)安裝基礎(chǔ)，屋面事先沒有設(shè)置埋件，這樣塔式起重機(jī)安裝基礎(chǔ)就無法生根，為解決這一難題設(shè)計(jì)了塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工技術(shù)。根據(jù)ZSL380塔式起重機(jī)最重單件為16噸，直接采一臺(tái)QTZ7030塔式起重機(jī)，QTZ7030塔式起重機(jī)性能上能滿足吊運(yùn)單件重量16噸吊運(yùn)高度200米的要求，方法是在已完工的結(jié)構(gòu)柱任意兩柱體之間設(shè)置一鋼制基礎(chǔ)﹐將塔式起重機(jī)懸掛安裝在已完工的結(jié)構(gòu)柱上，達(dá)到安裝使用塔式起重機(jī)的目的。中建二局第二建筑工程有限公司據(jù)此總結(jié)出《塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工工法》。

《塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工工法》的材料設(shè)備要求如下：

一、材料

施工材料見表1：

二、主要機(jī)具、設(shè)備用表

1.鋼基礎(chǔ)制作部分，見表2：

2.鋼基礎(chǔ)安裝部分，見表3：

施工企業(yè)采用《塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工工法》施工時(shí)，應(yīng)采取的質(zhì)量控制要求如下：

一、制作過程中的質(zhì)量控制

1.為確保構(gòu)件制作質(zhì)量，對(duì)制作的工藝規(guī)程以及裝配焊接等生產(chǎn)技術(shù)問題（包括工程概況構(gòu)件數(shù)量關(guān)鍵部件的說明驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)行層層技術(shù)交底

2.所選用的板材必須具有出廠合格證及原始資料，查驗(yàn)合格后方可進(jìn)入加工廠使用；

3.選擇擁有性能良好，使用功能齊全的加工設(shè)備的加工廠；

4.焊條應(yīng)具有出廠合格證或材質(zhì)報(bào)告，要求電焊條使用前應(yīng)用烘干箱進(jìn)行烘干，使用埋弧焊接選用的焊絲及焊劑必須與所用的母材相配套；

5.所有操作人員必須嚴(yán)格按技術(shù)質(zhì)量安全交底內(nèi)容執(zhí)行，焊接人員必須持證上崗。

6.吊板構(gòu)件生產(chǎn)過程中實(shí)行全過程質(zhì)量控制，嚴(yán)格按照IS09000標(biāo)準(zhǔn)的要求，做好各個(gè)工序的自檢互檢交接檢。

二、現(xiàn)場(chǎng)安裝過程中的質(zhì)量控制

1.安裝前應(yīng)用經(jīng)緯儀或全站儀等儀器放線控制軸線位置，用水平儀控制其結(jié)構(gòu)標(biāo)高，使安裝誤差控制在規(guī)范要求范圍內(nèi)。

2.在安裝過程中，嚴(yán)格按照?qǐng)D紙的尺寸和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝，并嚴(yán)格控制和調(diào)整好標(biāo)高、軸線間距等相關(guān)尺寸等。

3.在構(gòu)件吊裝過程中應(yīng)按吊裝方案程序進(jìn)行，安裝前必須熟悉圖紙，按圖紙的設(shè)計(jì)要求，合理安排吊裝順序進(jìn)行安裝。

4.鋼基礎(chǔ)的安裝高度及水平度應(yīng)采用水平儀進(jìn)行放線控制。

施工企業(yè)采用《塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工工法》施工時(shí)，除應(yīng)執(zhí)行國家、地方的各項(xiàng)安全施工的規(guī)定外，尚應(yīng)遵守注意下列事項(xiàng)：

1.應(yīng)執(zhí)行的安全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

a.《建筑施工安全技術(shù)統(tǒng)一規(guī)范》GB50870-20132

b.《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》JGJ59-2011

c..《建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)供用電安全規(guī)范》GB50194-20144

d.《建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程》JGJ33-2012

2.施工人員進(jìn)場(chǎng)，必須經(jīng)過入場(chǎng)教育并考試合格后方可上崗。特殊工種必須持有上崗操作證，嚴(yán)禁無證上崗。

3.進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)必須戴安全帽。嚴(yán)禁穿拖鞋高跟鞋或光腳進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。現(xiàn)場(chǎng)禁止吸煙。

4.施工過程中，工具要隨手放入工具袋內(nèi)，上下傳遞材料或工具時(shí)不得拋擲，工具電氣的操作嚴(yán)格按操作規(guī)程，嚴(yán)防傷人。

5.嚴(yán)格防火措施，確保施工安全，禁止違章作業(yè)。

6.夜間作業(yè)，作業(yè)面保證足夠的照明。

7.每天做到工完場(chǎng)清，文明施工，文明現(xiàn)場(chǎng)。

施工企業(yè)采用《塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工工法》施工時(shí)，應(yīng)采取的環(huán)保措施是：

1.進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的材料分門別類實(shí)行掛牌整齊堆放，凡不符合要求的各種物資，一經(jīng)檢查驗(yàn)收不合格者，不得進(jìn)場(chǎng)或立即清出現(xiàn)場(chǎng)。

2.結(jié)合施工進(jìn)度，進(jìn)行有針對(duì)性的文明施工和職業(yè)道德教育。

3.實(shí)行文明施工，杜絕現(xiàn)場(chǎng)“臟亂差”現(xiàn)象，做到“施工不擾民綠化不踐踏”，樹立良好的企業(yè)形象。

4.現(xiàn)場(chǎng)有平坦干凈的通道，不堵塞，不積水，施工廢水有排水溝合理排放。

5.在現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)外做到不違章占道，不違章搭設(shè)堆物，不造成火災(zāi)交通事故隱患。

6.遵守國家省市有關(guān)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)條例細(xì)則等的規(guī)定，必須采取有效措施，控制施工現(xiàn)場(chǎng)的各種粉塵廢氣廢水固體廢棄物以及噪聲振動(dòng)對(duì)環(huán)境的污染和危害，并合理安排施工時(shí)間，減少作業(yè)噪聲擾民。

7.現(xiàn)場(chǎng)定人定時(shí)清理，建筑垃圾必須用哪個(gè)廢舊塑料袋裝好清運(yùn)到規(guī)定的地點(diǎn)卸放。

8.生活垃圾定點(diǎn)堆放，及時(shí)清理，不得有焚燒行為。

9.夜間施工控制認(rèn)為噪聲，車輛進(jìn)出嚴(yán)禁鳴喇叭。

10.教育施工作業(yè)人員，提高環(huán)境保護(hù)意識(shí)。

中建二局第二建筑工程有限公司采用《塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工工法》施工的效益有：

一、經(jīng)濟(jì)效益

由中建二局第二建筑工程有限公司承建的新楚擎天廣場(chǎng)項(xiàng)目，成功應(yīng)用了塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工工法。要拆除已安裝的ZSL750動(dòng)臂塔機(jī)，常規(guī)的施工方法需要在已停工的樓層頂部安裝2臺(tái)動(dòng)臂塔機(jī)，型號(hào)分別為ZSL380和ZSL120，拆除順序?yàn)橄扔肸SL380拆除ZSL750；然后用ZSL120拆除ZSL380，最后ZSL120自行解體拆卸運(yùn)輸。采用該工法，只需要安裝一臺(tái)7030塔機(jī)，用來拆卸ZSL750。

與傳統(tǒng)的方法相比，該工法取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算方法及其說明如下:

1.因現(xiàn)場(chǎng)屬于中途停工狀態(tài)，屋面層不具備制作動(dòng)臂塔機(jī)基礎(chǔ)的條件，需要在屋面層上增加一層用來做兩臺(tái)動(dòng)臂塔機(jī)的基礎(chǔ)，以滿足動(dòng)其安裝條件，通過測(cè)算，每個(gè)基礎(chǔ)的制作費(fèi)用（含人工、材料、砼、機(jī)械等）平均在30萬左右，共計(jì)60萬。采用新方法，節(jié)約了兩個(gè)動(dòng)臂塔機(jī)基礎(chǔ)的制作費(fèi)用，只需要利用現(xiàn)場(chǎng)原有的材料進(jìn)行鋼基礎(chǔ)的焊接和組裝即可，通過測(cè)算，一個(gè)鋼基礎(chǔ)的制作費(fèi)用（含人工、焊材等）約5萬；兩種方式對(duì)比產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益為60-5=55萬。

2.根據(jù)大型設(shè)備租賃市場(chǎng)行情，每臺(tái)動(dòng)臂塔機(jī)的進(jìn)退場(chǎng)費(fèi)（含運(yùn)輸）平均費(fèi)用為40萬，兩臺(tái)共計(jì)80萬。采用新方法，只需要安裝一臺(tái)7030塔機(jī)，7030塔機(jī)的進(jìn)退場(chǎng)費(fèi)10萬，兩種方式對(duì)比產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益為80-10=70萬。

3.根據(jù)大型設(shè)備租賃市場(chǎng)行情，每臺(tái)動(dòng)臂塔機(jī)的安拆費(fèi)用（含人工、住宿、檢測(cè)費(fèi)用等）為20萬計(jì)算，共計(jì)40萬。7030塔機(jī)的安拆費(fèi)用為8萬。兩種方式對(duì)比產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益為40-8=32萬。

4.根據(jù)大型設(shè)備租賃市場(chǎng)行情，ZSL380動(dòng)臂塔機(jī)的租賃費(fèi)用為12萬/月，ZSL120動(dòng)臂塔機(jī)的租賃費(fèi)用為10萬/月，使用時(shí)間2個(gè)月，共計(jì)44萬。7030塔機(jī)的租賃費(fèi)用為6萬，使用時(shí)間為1個(gè)月。兩種方式對(duì)比產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益為44-6=38萬。

綜上所述，按常規(guī)方法需要工期60天，實(shí)際工期20天，節(jié)約工期40天；采用塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工方法產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益55 70 32 38=200萬。

二、社會(huì)效益

塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工工法的提出建議了一種低成本、高效率、工期短、節(jié)能減排綠色環(huán)保、經(jīng)過實(shí)踐證明的新型施工工法。

注：施工費(fèi)用以2014—2018年施工材料價(jià)格計(jì)算

中建二局第二建筑工程有限公司采用《塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工工法》在長(zhǎng)沙擎天廣場(chǎng)項(xiàng)目施工中得到成功運(yùn)用，該項(xiàng)目由湖南新楚擎天廣場(chǎng)項(xiàng)目開發(fā)有限公司開發(fā)，項(xiàng)目位于長(zhǎng)沙市芙蓉區(qū)五一大道與長(zhǎng)島路交叉口西北角，由2棟超高層辦公塔樓、6層裙樓和6層地下室組成，主要功能為商務(wù)辦公、酒店、商業(yè)和地下停車。結(jié)構(gòu)形式為采用鋼管混凝土疊合柱框架 鋼筋砼核心筒 伸臂析架體系結(jié)構(gòu)。通過該工法的運(yùn)用，解決了現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)臂塔機(jī)段時(shí)間內(nèi)無法拆卸的難題，作業(yè)過程中未發(fā)生安全事故。該工法提供了一種操作簡(jiǎn)單、快捷、成本低、時(shí)間短、節(jié)能環(huán)保、效率高的塔式起重機(jī)安裝方法，同時(shí)也拓展了塔式起重機(jī)的安裝方式，達(dá)到了業(yè)主對(duì)于工期的要求。

2020年9月2日，湖南省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳以湘建科〔2020〕136號(hào)文件發(fā)布《關(guān)于公布2019年度省級(jí)工程建設(shè)工法的通知》，《塔式起重機(jī)鋼制基礎(chǔ)懸掛安裝施工工法》被評(píng)定為湖南省2019年度工程建設(shè)省級(jí)工法。

懸掛式建筑單層懸掛結(jié)構(gòu)建筑

在這種建筑中，梁、桁架、薄殼或屋面板等剛性構(gòu)件組成的屋頂用懸掛索吊住，錨固在中心柱上，形如吊傘；也可錨固在兩端的塔架上，形如懸橋。中國60年代初建造的南昌拖拉機(jī)齒輪廠齒輪車間的懸掛式建筑，柱網(wǎng)為12×12米,屋頂用4塊4×4米的殼板組成一傘形，用8根拉索懸掛在立柱頭上（圖1）。1962年意大利曼圖亞市建造的布爾哥造紙廠為跨度最長(zhǎng)的懸掛式建筑，屋頂總長(zhǎng)250米（中間跨度163米），寬30米，僅用4根鋼纜將支承屋頂?shù)?根縱向鋼梁懸掛在兩座 50米高的混凝土A形支腿的塔架頂端。

懸掛式建筑高層懸掛結(jié)構(gòu)建筑

這種建筑主要由井筒、吊架或斜拉桿、吊桿和各層樓板構(gòu)成。井筒常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，也可采用鋼結(jié)構(gòu)。各層樓板的內(nèi)端支承在井筒上，外端由吊桿懸掛住，吊桿懸掛在由井筒伸出的吊架上，也可用斜拉桿懸掛在井筒的頂端。所有荷載傳遞到中心或兩端的井筒，再由井筒傳至基礎(chǔ)。根據(jù)層數(shù)、平面和立體形狀，可采用頂部懸掛或分組懸掛，懸掛的方式可用桁架懸掛或用斜拉桿懸掛。1985年建成的香港匯豐銀行是目前世界上最高的大型懸掛結(jié)構(gòu)建筑，地面上43層，高167.70米，采用5組桁架式懸掛結(jié)構(gòu)，垂直構(gòu)件為8組鋼柱，每組4根柱子。1972年建造的美國明尼阿波利斯的聯(lián)邦儲(chǔ)備銀行，12層樓的荷載通過吊桿懸掛在兩個(gè)高為8.5米、跨度長(zhǎng)為84米的桁架大梁上，又用兩條工字型鋼作成的懸鏈，對(duì)大梁起輔助作用。懸鏈?zhǔn)綐?gòu)件產(chǎn)生的水平力由桁架大梁承受，以后還可再增加層數(shù)，懸掛在鋼拱上。

高層建筑采用懸掛式結(jié)構(gòu)，主要有以下特點(diǎn)：

①結(jié)構(gòu)受力明確，吊桿可用高強(qiáng)鋼；

②有較多的工作面，加快了施工速度；

③由于筒體先施工，水、電、電梯等設(shè)備可先行安裝，有利于提早交付使用；

④由于自上而下施工，安裝窗戶玻璃、油漆、外墻裝修等，不會(huì)污染飾面；

⑤施工時(shí)可用吊籃取代腳手架，費(fèi)用較低，并可減少工作量。