格构式基础塔吊独立超长附着施工技术

□文/狄 昊 张庭旺 陈世伟 肖 辉

近年来，随着建筑对外观造型的要求逐渐提高，弧形建筑的比例逐渐提高。弧形建筑的主体结构垂直运输设备较常规建筑有所区别，目前国内塔吊标准节安装需要在地下室顶底板留洞通长升节，塔吊附着采用机械连接臂与主体结构进行连接附着[1]。该方法在地下室底板及顶板处需预留施工缝且塔吊处顶底板钢筋还需要断开，非常容易形成渗漏点；在塔吊需要超长附着时，附着臂与结构梁柱连接会破坏结构混凝土保护层，有时会将梁柱钢筋打断；塔吊附着臂距离建筑主体结构距离过长，附着施工过程中专业施工人员施工危险系数非常大。

采用格构式塔吊独立附着标准节进行塔吊超长附着不仅可以从根本上解决以上问题，还具有操作简单，易于掌握，可以周转使用，成本低等特点。

1 工程概况

神州通科技广场项目坐落在天津市空港经济区，为办公+商业功能；共7栋建筑，总用地面积为6.059 99万m2，总建筑面积16.931 3万m2，地上建筑面积为11.245 3万m2，地下建筑面积为5.686万m2。主体结构11座塔吊采用格构式基础塔吊[2]，其中1#楼由于结构特异，2#、3#楼由于楼层内收，导致塔吊位置距离主体结构可附着位置点超过20 m，对塔吊附着工作造成了很大的难度，为保证工期和塔吊附着的安全稳定性，采用独立式塔吊附着标准节进行塔吊附着。格构式基础塔吊独立超长附着见图1。

图1 格构式基础塔吊独立超长附着

2 格构式基础塔吊独立超长附着的优点

1）塔吊基础土方开挖量少，不需要定期人工降水。

2）地下车库底板和顶板在塔吊基础位置不需要留置施工缝，钢筋也不需要断开，不影响结构的整体性。

3）不破坏建筑结构主体的梁柱混凝土及钢筋，保证结构的安全性。

4）减少异型结构塔吊与建筑物距离之间的限制，塔吊机械连接臂连接距离短，大大降低超长附着施工过程中安全风险。

3 格构式基础塔吊独立超长附着的设计原理

格构式塔吊独立超长附着施工技术就是采用格构式塔吊将塔吊基础设置在地下室顶板上，使地下车库底板和顶板在塔吊基础位置无需留置施工缝，钢筋不需要断开，保证结构的整体安全性；然后采用在塔吊四周架设相互垂直等距的标准节，将标准节升高至附着需要高度，然后利用塔吊附着臂将架设的标准节与塔吊连接，形成独立整体，起到塔吊附着的作用，有效提高整体的结构安全稳定性。

4 格构式基础塔吊独立超长附着的施工工艺

4.1 施工工艺流程

塔吊施工方案的确定→钢筋混凝土灌注桩和钢格构柱施工→塔吊基础土方开挖→格构柱顶部混凝土清理→焊接锚固钢筋→塔吊基础施工→塔吊安装、使用→底板施工→顶板施工→根据塔吊塔身对附着装置底座位置进行放线定位→根据底座定位图在车库顶板板钻孔→将钢架底座利用高强螺栓固定在地下室顶板→对塔吊附着装置区域的地下室顶板进行回顶→利用现场塔吊将塔吊附着标准节连接到底座上并用连接螺栓加固，将标准节高度提高至塔吊附着需要的高度→用塔吊附着连接臂将塔吊与塔吊附着装置紧固连接→塔吊基础拆除。

4.2 操作要点

4.2.1 格构式塔吊施工

塔吊基础设在地下室顶板标高以上1 m处，塔吊基础尺寸为5 000 mm×5 000 mm×1 300 mm，地下室底板与顶板之间的格构柱采用竖向剪刀撑连接，增加刚度，见图2。利用SBS改性沥青防水卷材上反到钢格构柱上，切断钢格构柱与垫层混凝土之间的缝隙。在钢格构柱的周圈焊接3 mm厚止水钢板，解决渗漏问题。

图2 格构柱搭设

4.2.2 塔吊附着底座放线定位

塔吊附着底座位置定位原则是以塔吊为中心对称设置并且与塔身垂直，见图3。

图3 塔吊附着定位

附着标准节与塔吊塔身连接紧固的塔吊附着臂长度及各项参数需计算得出，塔吊附着杆件的计算属于一次超静定问题，计算公式基本方程[3]

式中：N为杆件的最大轴向拉力，取59.83 kN；σ为杆件的受拉应力，kN；An为杆件的的截面面积，本工程选取的是[16槽钢，查表可知An=5 430.00 mm2；f为允许拉应力，N/mm2。

经计算，σ=59.83×1 000/1 430.00=11.02 N/mm2且最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力216 N/mm2，满足要求。

式中：σ’为杆件的受压应力；N为杆件的轴向压力；φ为杆件的受压稳定系数，是根据λ查表计算得；λ为杆件长细比。

经计算，σ’=127.05 N/mm2且最大压应力不大于拉杆的允许压应力216 N/mm2，满足要求。

4.2.3 塔吊附着底座固定

支架底座定位后，利用超平仪器与刚性垫片使支架底座在同一水平线，采用M40锚栓将[16b槽钢附着底座固定在地下室顶板上，见图4。

图4 塔吊附着基础

4.2.4 塔吊支撑回顶

采用钢管扣件式满堂脚手架作为回顶支撑。通过品茗软件计算后，钢管采用φ48.0 mm×3.0 mm，立杆纵横间距500 mm，步距≯1 200 mm，扫地杆离地面200 mm；上端采用并列2根50 mm×100 mm木枋作为顶木，通过钢管顶部U型顶托进行传力，上部自由端长度不得超过500 mm，丝杆外露长度不得超过200 mm；梁底采用2根横向立杆，纵向间距500 mm，梁底立杆与板底立杆共享水平杆件；立杆底部垫50 mm厚、200 mm宽木板。1#、4#塔吊地下室回顶面积为13 m×13 m。

4.2.5 塔吊附着标准节连接

利用现场塔吊将塔吊标准节连接到底座上并用塔吊连接销子连接[4]，将附着标准节高度提高至塔吊附着需要的高度，每升高一道附着高度后需由现场测量人员复测一次塔吊及其周围附着标准节的垂直度。

5 结语

1）利用SBS改性沥青防水卷材上反到钢格构柱上，配合焊接3 mm厚止水钢板，有效解决渗漏问题。

2）塔吊基础布置在地下室顶板上，保证地下室结构整体性，不需要在底板、顶板处预留施工缝，节省材料、节约工期，底板和顶板处钢筋不需要断开，满足结构安全。

3）采用独立式塔吊附着标准节加固塔身，解决了塔吊塔身由于建筑物结构特异而无法与主楼连接附加支撑的难题。

以上的施工措施有效的解决了异性结构下塔吊超长附着的难题，经过对塔吊每周两次的垂直度检测，发现塔吊无偏斜现象，进一步证明了此施工工艺在工程中的可行性。

[1]黄梅坤.22 m超长塔吊附着设计安装技术[C].2014年全国钢结构设计与施工学术会议论文集[A].2014.

[2]齐延年.格构式塔吊基础的设计[J].山西建筑，2012，38（34）：85-88.

[3]李敏哲，谷立臣，余勇锋，等.塔式起重机超长距离附着技术研究[J].工程机械，2009，40（2）:37-41.

[4]陈 龙.塔吊超长附着杆件安装[C].辽宁省土木建筑学会建筑施工专业委员会论文集[A].2012.