浅谈高层建筑中塔机的使用和安全控制措施

吴晓春 李占元 张 铮

摘要:塔式起重机(简称塔机),是高层和超高层建筑施工的首选垂直运输设备,文章介绍了其使用和安全管理需要注意的几个问题。

关键词:塔机基础;群塔作业;高层建筑

中图分类号:TV528 文献标识码:A

文章编号:1674-1145(2009)29-0163-02

随着我国建筑施工中塔机使用量的增加,塔机事故也在不断增加,所造成的损失也越来越大。因此有必要对塔机基础施工、塔机安装、塔机使用、塔机拆除的一系列过程进行系统研究,以期减少安全事故,降低损失。

一、关于塔机基础的做法

轨道式塔机基础的习惯做法为:先将地基夯实或做一层3:7灰土垫层,再铺碎石道渣,然后安放木轨枕,在木轨枕上铺设钢轨。这种做法木材消耗量大,使用寿命短,对重型塔机极不适宜。推荐做法是:在夯实的地基上架设钢筋混凝土底板或钢筋混凝土轨枕梁,在底板或轨枕梁上用预埋件固定安装工字钢,然后再在工字钢上安装钢轨。这种轨道基础非常适合FO/23B、HK40/21B、H3/36B等重型自升塔机使用。

底架固定式自升塔机以采用分块式钢筋混凝土基础为适宜。在地耐力较高的地基上,这种混凝土基础板块尺寸可取为200×200×50cm,板块的顶部和底部均应双向配筋。

塔身固定式自升塔机的基础必须满足两项要求:一是将塔机上部荷载均匀地传给地基并不得超过地耐力;二是要使塔机在各种不利情况下均能保持整体稳定而不致倾翻。因此这种塔机基础体积相当庞大,基础重量要相当于塔机压重的重量。固定式塔机基础重量与塔机独立高度密切相关,独立高度越高,基础重量越大。以FO/23B塔机为例,当其独立高度为59.8m时混凝土基础尺寸需达6.5×6.5×1.7m。若塔机需在基础施工阶段架设在深基坑近旁,表层土质条件又比较差,则这种基础还必须由钻孔灌注桩支承。

此外还应注意以下几种特殊情况下的基础处理:

1.先行走,后固定附着。在塔机幅度活动范围不能覆盖整个建筑物长度,而且建筑物局部高度又超过塔机自由行走的高度限制时,可采用先行走后固定附着施工法。为此,除沿建筑物按常规做法铺设轨道基础外,还应在塔机施工后期固定附着的位置,预先在轨道下方加筑混凝土基础,以增强原轨道基础承载能力,防止不均匀沉陷。

2.先定点施工,后行走锚固。塔机先立于边坡上进行基础施工,基坑回填后,高层施工又需要靠近建筑物并与建筑物锚固。为此可采用先铺设部分混凝土轨道基础,随后再在碾压密实的地基上接长混凝土轨道基础,满足塔机行走后锚固的需要。

3.先附着,后行走拆卸。对于施工对象为“L”或“U”形建筑物,采用附着式塔机虽能满足吊装施工要求,但结构完工后,限于塔机的构造尺寸却无法在原位进行拆除。为此需要铺筑一段轨道基础,使塔机能沿轨道退出狭窄的空间,以便用通常惯用的工艺和辅机进行落塔和拆卸。

4.先内爬,后附着固定。对于体型复杂的高层建筑,先以内爬式塔机完成较低部分的吊装施工,随后再通过锚固装置进行高层或超高层部分施工,随后再通过锚固装置进行市场或超高层部分施工。为此应在地下室底板施工时为内爬塔机选定最适合的位置,并构筑混凝土基础。内爬塔机的上部要附装液压顶升套架。

5.在楼层上安装塔机。在高层建筑主体施工时,常需在地下室顶板或裙房屋顶安装附着式塔机,以进行塔楼部分的施工。为此应对安装塔机处的楼板结构进行验算和加固,并在楼板下加设支撑(至少连续两层加设支撑),以保证安全。

二、关于塔机的安装与拆卸

塔机在安装与拆卸时发生事故的比例相当高。事故的原因大约有两类:一是设计制造的问题,其中突出的是使用说明书上对安装、拆卸操作程序、步骤的叙述不够清楚、不够明确。二是违章作业,没有按要求操作。

塔机安拆必须要具有资质的安拆单位进行作业。拆装要制定专项的安拆方案,安排专人指挥,人员持证上岗,各工种齐全,各司其职。当遇风力超过4级时要停止拆装,风力超过6级时塔机要停止起重作业。

三、关于塔机的安全使用

塔机的安装使用要求操作人员必须有高度的责任心,了解工作原理和塔吊技术性能。为保证塔机的安全使用,还必须建立健全塔机管理的各项规章制度,特别是塔机安全操作规程,持证上岗制度,塔机维护保养制度,交接班制度和安全教育制度等。要做到塔机管理制度有章可循,有规可依。

塔机一般的工作气温为-20℃~+40℃,工作风速不大于6级。安全操作塔机必须做到操作规程中常说的“五好”和“十不吊”。塔机的安全装置四限位、两保险必须齐全,灵敏、可靠。塔机在运转中,若听到有异常响声,应立即停车,检修好后再投入运行。要经常检查钢丝绳的磨损情况和润滑情况,若不符合要求要立即更换。每次操作前,都要空载试验各安全装置的开关触头,并要求处于正确位置。经常检查塔身垂直度<3/1000。塔机不工作时,松开回转机构的制动装置,将吊钩升至接近臂架,吊钩上严禁挂重物,行走式塔机必须把夹轨钳失紧。

四、关于群塔作业

大型工程多塔作业具有相互影响大、运行易碰撞和拆塔困难等特点,塔机是否能够持续、准确,无故障地作业,及如何满足工期需要、预防事故发生是施工中需要认真解决的问题。一般说来,除需要严格管理,周密制订作业方案外,在各塔平面布置及运行控制方面尚应遵守一定的原则。

1.尽量选择同一类别的塔机,如均为小车变辐(转上页)(接下页)塔机。各塔机的塔臂高度必须有高差,且回转时不得碰及相邻塔机的塔臂和塔身。塔机高度必须在有限的自由高度和顶升高度中调整。

2.在群塔作业位置居中的塔机,由于与其相邻的塔机数量多,受相邻塔机工作情况影响和制约大,因此必须是机械性能良好,自由高度和顶升锚固后自由度较高的塔机。

3.群塔的运行原则为:

(1)低塔让高塔。低塔机在转臂前,应观察高塔机的运行情况后再运行。

(2)后塔让先塔。在两塔机塔臂交叉区域内运行时,后进入该区域的塔机要避让先进入该区域的塔机。

(3)动塔让静塔。在两塔机塔臂交叉区域内作业时,在一塔机塔臂无回转、小车无行走、吊钩无运动,而另一塔机塔臂有回转或小车行走时,动塔机应避让静塔机。

(4)轻车让重车。在两塔机同时运行时,无载荷塔机应避让有载荷塔机。

(5)客塔让主塔。以不同单位实际工作区域划分塔机工作区域时,若塔机塔臂进入非本单位工作区域时,客区域的塔机要让主区域的塔机。

塔机在运行中,各条件同时存在时,按以上排列顺序原则执行。

4.塔机长时间暂停工作时,吊钩应起到最高处,小车拉到最近点,大臂按顺风向停置。

5.塔机与信号指挥人员必须配备对讲机,对讲机经统一确定频率后必须锁频,使用人员无权调动频率,且要做到专机专用。

6.信号指挥人员应与塔机组相对固定,无特殊原因不得随意更换指挥人员;指挥人员未经主管负责人同意,不得私自换岗。

7.指挥过程中严格执行信号指挥人员与塔机司机的应答制度,即:信号指挥人员发出动作指令时,先呼叫被指挥塔机的编号,待塔机司机应答后,信号指挥人员方可发出塔机动作指令。

8.信号指挥人员必须时刻目视塔机吊钩与被吊物。塔机转臂过程中,信号指挥人员还须环顾相邻塔机的工作状态,并发出安全指示语言。安全指示语言必须明确,简短,完整清晰。

9.在保证安全生产的前提下,应按“就快不就慢”的原则,根据工程进度统一确定塔机顶升高度和到位时间。各塔机必须按确定的高度、时间如期完成顶升,不得提前或延时。

作者简介:吴晓春,男,河南省第一建筑工程集团有限责任公司助理工程师,研究方向:施工现场技术管理;李占元,男,河南省第一建筑工程集团有限责任公司助理工程师,研究方向:施工现场技术管理;张铮,男,河南省第一建筑工程集团有限责任公司助理工程师,研究方向:施工现场技术管理。