基于薄弱边缘构件的塔吊附墙施工技术

钱云飞 田忠先

苏州二建建筑集团有限公司 江苏 苏州 215122

1 工程概况

苏地2019-WG-42号地块项目总承包工程位于苏州市相城区，总面积16.51万 m2，包含16幢装配式住宅单体及多栋配套用房。住宅建筑为地下1层、地上11～17层。配套用房建筑高度约9.90 m，地上2层。住宅楼结构体系均为框架剪力墙结构，上部结构楼面采用厚60 mm＋70 mm预制叠合楼板，内部墙体为预制轻质内隔墙板。

本文塔吊附墙概况以11#楼为例进行介绍。11#楼地上17层、地下1层。建筑高度53.90 m，地下1层底板顶标高为－4.75 m。塔吊采用QTZ125型号，独立使用高度46 m、附着使用高度200 m。根据现场实际情况，塔吊布置在11#楼北侧位置（图1），塔吊基础采用板式桩基础，基础顶面标高与工程结构地下室底板结构底面平。群塔作业起重臂之间安全距离需要满足要求，是塔吊布置策划时要重点考虑的关键因素。因此，该塔吊需采取2道附墙措施后方可满足现场吊装使用要求。经过综合考虑，附墙杆所在楼层分别在8层和15层。

图1 11#楼塔吊附墙区域结构概况平面示意

11#楼采用框架剪力墙结构，靠近塔吊附墙区域的建筑为悬挑结构及构造边缘构件墙。其中悬挑结构为厚150 mm悬挑板，外围设计上翻220 mm和下挂230 mm构造措施。构造边缘墙体为200 mm×600 mm单肢截面。2个部位均无法满足塔吊附墙受力承载要求。该区域结构梁为200 mm×600 mm，楼板为厚60 mm＋70 mm叠合板，同时梁上翻70 mm，造成板底空间不满足附墙支座安装需求。同时，该附墙区域剪力墙距离塔吊较远，超过塔吊正常附墙距离，或者附墙杆角度无法满足安装要求。

可见，11#楼的QTZ125型号塔吊附墙问题是塔吊安装后保证安全使用的重、难点。

2 附墙方案选择

塔吊升节高度超过自由高度后采取附墙措施是塔吊安装的关键工作。因此，附墙位置的选取首先重点考虑的是附墙支座顺利安装，只有确保附墙构件的顺利安装，才能保证塔吊的正常安全使用。项目部参照常规的几种塔吊附着方案，并从经济性、适用性、安全性、可操作性等方面进行对比分析[1-2]。

1）将附墙支座预埋件采用螺栓预埋到楼板上，但是由于11#楼塔吊附墙区域楼板为厚60 mm＋70 mm的叠合楼板，螺栓预埋在楼板上后，使用拉杆与塔吊附墙框连接，进行附墙拉杆计算时，预埋楼板受力不满足要求，所以不采用此方案。

2）将附墙支座锚固于约束边缘构件墙上，对约束边缘构件柱锚固墙肢（200 mm×600 mm）通过设计调整，进行截面加大并增强，截面调整为300 mm×850 mm，配筋相应增大以满足安装及受力需求。但是，根据塔吊附墙杆设置距离、位置要求，考虑与楼层对应关系，同时应满足附墙杆对附着角度的要求，以及后期拆除加大截面部位，并清理恢复至原设计建筑使用功能要求，由此造成增加额外的成本等因素，调整约束边缘构件墙截面及增加配筋进行结构加强施工适应性差，且后期破除量大、成本高，以及破除过程中安全风险高，故此方案不予采用。

3）将附墙支座锚固于结构边梁上，对附墙区域结构边梁（200 mm×600 mm）通过设计调整，进行截面加大并增强，截面调整为250 mm×750 mm，配筋相应增大以满足受力需求。此方案实施思路及需考虑因素和方案2基本相同，故此方案亦不予采用。

4）在方案2的基础上综合考虑优化，结合原设计结构边缘构件墙，对塔吊附着支座耳板结构形式进行设计调整。以往的附墙支座耳板是厂家批量生产的固定尺寸，导致施工现场附墙需要按照耳板尺寸预留孔洞，且附墙位置集中荷载过大。此方案针对本工程特殊工况，附着位置约束边缘结构单肢墙体不满足塔式起重机附墙支座荷载和最小尺寸间距要求，无法使用传统工艺进行附着。因此，考虑将常规的原“一”字形支座优化设计调整为“L”形支座，并增加背板。避免结构单肢墙体受力，充分利用结构边缘构件“L”形墙整体的受力性能，解决附墙杆锚固问题（图2、图3）。此方案的优点在于对原结构设计无影响，亦不会增加施工难度及后续成本、安全风险等。同时，利用耳板使附着位置覆盖面积增加，减小附着位置受力，且增加背板使剪力墙转角处墙体两侧受力均匀（图4），完全满足在塔吊水平力作用下的承载力要求，并有足够的安全储备。

图2 附着支座调整后“L”形式背板示意

图3 附着支座调整后“L”形式耳板示意

图4 附着支座、背板与约束边缘构件墙安装示意

建筑物附着结构混凝土强度等级为C30，其配筋如图1中的GBZ3和GBZ1a所示。对应荷载根据实际作用位置、方式进行布置，采用理正工具软件对建筑物附着结构建立受力分析模型，通过计算复核，附着支座和附着建筑物结构承载力均满足受力要求。

3 施工方法

3.1工艺流程

附墙支座耳板、背板深化设计→附墙支座耳板、背板加工→边缘构件现浇结构钢筋安装绑扎→边缘构件现浇结构预埋对拉螺栓孔预埋套管→边缘构件现浇结构模板支设→边缘构件现浇结构混凝土浇筑→边缘构件现浇结构模板拆除并养护→附墙支座耳板、背板安装→塔吊附墙杆件安装→检测、使用

3.2技术要点

3.2.1 构件图纸深化设计

附墙支座耳板、背板深化设计首先应符合受力要求，其次需要考虑加工和现场安装方便。特别是板与板连接焊缝质量的控制，应按照规范要求进行检测并保证100%合格。板上对拉螺杆孔定位应考虑不同方向交叉情况，满足安装时拧紧空间要求。

3.2.2 边缘构件现浇结构施工

现浇结构钢筋绑扎完成后，将对拉螺栓孔预埋套管进行预埋固定，尽量避免调整原设计钢筋位置及碰撞。为保证精确定位，可采用制作定型支架或定位模板，将支架与结构钢筋固定牢固。结构模板支设时减少对支架和对拉螺栓孔套管的碰撞，尤其是在混凝土浇筑及振捣过程中，严禁振捣棒碰到支架及预埋套管，避免扰动造成偏位。

3.2.3 附墙支座耳板、背板安装

附墙支座耳板、背板的安装需待现浇结构强度满足设计要求后方可进行。安装前，应检查现浇结构混凝土表面平整度，避免因倾斜导致受力不均匀而应力集中，造成混凝土结构或支座焊缝开裂的情况。安装后，各连接对拉螺栓应紧固调整好，采用双螺帽拧紧连接，保证支座耳板、背板和混凝土结构连接牢固可靠。

4 结语

本工程因塔吊附墙支座部位结构单肢混凝土墙无法满足承载力要求。对采用常规加大结构截面、附着在结构楼面、采用非标准附墙杆改变附墙距离、调整优化附墙支座类型等几种方案对比，在保证能满足吊装使用和结构承载力要求的同时，不增加项目施工成本，并降低安全风险的情况下，选择最优的施工解决方案。

本工程最终考虑采用优化调整附墙支座耳板、增加背板形式的途径，很好地解决了塔吊的附墙问题，保证了施工过程的安全。

通过苏地2019-WG-42号地块项目总承包工程11#楼塔吊附墙的实施，为从新角度考虑问题，解决机械设备附墙难题提供了思路和可供参考的方法、依据。同时，在经济性、适用性、安全性、可操作性等方面也有很大的实际应用意义。