淺析時(shí)代廣場(chǎng)塔吊選型

李昕，崔嘉，鄧征池 （中國(guó)建筑第五工程局有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

1 工程概況

1.1 設(shè)計(jì)概況

高速·濱湖時(shí)代廣場(chǎng)C-01地塊C1#、C2#樓及地庫建設(shè)施工總承包工程，位于合肥市濱湖新區(qū)徽州大道西側(cè)、方興大道以南、西藏路以東、煙墩路以北，用地面積76008m2，主要為辦公、五星級(jí)酒店、商業(yè)開發(fā)用，總建筑面積約292968m2。C1#樓地上54層、地下3層，建筑高度為237.40m，地上建筑面積119256m2；C2#樓地上41層，建筑高184.10m，地上建筑面積約66733m2，裙樓47853m2；地下建筑面積59126m2，主要為設(shè)備用房、地下車庫等。

C1#塔樓結(jié)構(gòu)形式采用“巨型鋼框架+圓鋼管混凝土柱+鋼框架梁（桁架）+鋼筋混凝土核心筒”混合結(jié)構(gòu)；C2#塔樓結(jié)構(gòu)形式為“框架+核心筒”結(jié)構(gòu)，框架柱下部樓層采用鋼骨混凝土柱，核心筒局部設(shè)置鋼骨柱，局部采用鋼骨梁。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)條件

施工場(chǎng)地南側(cè)及東側(cè)為一期在建高樓，對(duì)塔吊布置影響大，限制了塔吊的擺動(dòng)幅度，北側(cè)為已建生活區(qū)，在塔吊覆蓋范圍內(nèi)，安全管理難度大。

2 塔吊選型

塔吊作為結(jié)構(gòu)施工中主要的垂直運(yùn)輸機(jī)械，對(duì)于勁性混凝土組合框架結(jié)構(gòu)，不僅要對(duì)鋼筋及周轉(zhuǎn)材料進(jìn)行垂直運(yùn)輸，更重要的是用于鋼柱鋼梁的吊裝，所以鋼構(gòu)件的重量和吊次需求成為塔吊選型時(shí)考慮的主要因素。

2.1 鋼構(gòu)件分節(jié)及吊重分析

鋼構(gòu)件的重量和吊次需求對(duì)塔吊的起重性能起著決定性作用，故在塔吊選型的同時(shí)，必須對(duì)鋼柱的分節(jié)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。鋼構(gòu)構(gòu)建重量具體分析如圖1、2所示。

塔樓立面共布置著14種鋼桁架，根據(jù)其自身特點(diǎn)，其中最難吊裝桁架如圖3、圖4。

塔樓屋頂共布置著6種鋼桁架，根據(jù)其自身特點(diǎn)以及塔吊的性能，最典型桁架梁吊裝如圖5所示。

2.2 每層吊裝次數(shù)分析（見表1）

表1

以上對(duì)C1#樓鋼結(jié)構(gòu)吊裝重量以及吊次做了具體的分析，選用的塔吊應(yīng)滿足以上吊裝要求。

2.3 塔吊選型原則

在塔吊選型初期，通過對(duì)合同工期、起重量情況、塔吊工作效率、市場(chǎng)情況等進(jìn)行了解后，確定了塔吊選型的原則如下：

①滿足鋼結(jié)構(gòu)吊裝重量要求、次數(shù)吊裝要求；

②盡量將塔吊基礎(chǔ)避開主樓筏板施工范圍，盡早安裝塔吊，減少對(duì)主樓施工進(jìn)度的影響；

③塔吊吊運(yùn)范圍盡可能覆蓋整個(gè)施工面，不產(chǎn)生或少產(chǎn)生盲點(diǎn)；

④注重塔吊工作效率，避免塔機(jī)密度過大，互相干擾，影響作業(yè)效率,過疏又會(huì)產(chǎn)生吊裝盲區(qū)；

⑤布置塔吊的同時(shí)，考慮拆塔方案，最大限度內(nèi)避免非正常拆塔；

圖1 周圍環(huán)境

圖1 GKZ1分段信息

圖2 GKZ2分段信息

⑥選擇有類似超高層施工經(jīng)驗(yàn)、國(guó)內(nèi)實(shí)力一流的租賃公司，保證施工安全、經(jīng)濟(jì)節(jié)約。

2.4 塔吊市場(chǎng)情況分析

在確定好選型原則之后，我們積極在局內(nèi)部尋找類似超高層建筑的工程，最后選擇去長(zhǎng)沙保利項(xiàng)目參觀、學(xué)習(xí)，重點(diǎn)了解大型設(shè)備的選型應(yīng)考慮的因素及注意的問題。從保利項(xiàng)目的塔吊租賃公司中，引進(jìn)了實(shí)力較強(qiáng)的武漢翼達(dá)、上海龐源、北京正和租賃公司，要求三家公司在了解現(xiàn)場(chǎng)情況及項(xiàng)目部基本要求后，上報(bào)各自塔吊選型方案，明確招標(biāo)時(shí)方案優(yōu)先的原則，充分利用社會(huì)資源，發(fā)揮三家單位的聰明才智。

表2

3 方案比選與確定

方案一：C1#樓地下室階段采用1臺(tái)落地式D800塔吊，上部采用2臺(tái)外掛式ZSLIO0動(dòng)臂塔吊。

方案二：C1#樓采用2臺(tái)D800落地式平臂塔吊。

方案三：C1#樓地下室至六層采用2臺(tái)落地式動(dòng)臂塔吊，六層以上采用2臺(tái)內(nèi)爬式動(dòng)臂塔吊。

3.1 方案一

3.1.1 工期的可行性

前期1臺(tái)落地式塔吊，轉(zhuǎn)換到2臺(tái)動(dòng)臂塔吊在相互配合下基本能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求，但前期一臺(tái)塔吊吊裝任務(wù)重，會(huì)影響現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度。中后期1臺(tái)塔吊主要負(fù)責(zé)鋼結(jié)的卸車、吊裝和二次轉(zhuǎn)運(yùn)，另1臺(tái)塔吊主要負(fù)責(zé)土建施工和吊裝前者無法吊裝的鋼結(jié)構(gòu)，有效的保證了工期要求。

3.1.2 塔吊適用性

前期D800的第一次安裝自由高度為75m，滿足六層結(jié)構(gòu)施工要求。D800塔吊基礎(chǔ)難滿足，C1#樓核心筒人工挖孔樁，樁直徑3.2m，樁間距2.5m，不能提供D800塔吊基礎(chǔ)位置。前期在平臂塔吊轉(zhuǎn)換成外掛式動(dòng)臂塔吊時(shí)，安裝、拆除周期長(zhǎng)，危險(xiǎn)系數(shù)高；當(dāng)然動(dòng)臂塔吊有其自身優(yōu)點(diǎn)：由于大臂可以上下擺動(dòng)，可以有效的避讓障礙物，群塔作業(yè)時(shí)安全性高，中后期，塔吊不需要附著頂升，核心筒與鋼結(jié)構(gòu)豎向錯(cuò)層施工方便。

3.1.3 經(jīng)濟(jì)性

前期C1#樓1 臺(tái)落地式塔吊，到六層后轉(zhuǎn)換成2臺(tái)外掛式動(dòng)臂塔吊，增加塔吊安拆除費(fèi)用；后期在拆除2臺(tái)動(dòng)臂塔吊時(shí)需安裝1臺(tái)小型塔吊，拆除時(shí)危險(xiǎn)系數(shù)比平臂附著式塔吊危險(xiǎn)性大，費(fèi)用高；外掛式塔吊需要對(duì)筒體剪力墻加強(qiáng)，加強(qiáng)方式需報(bào)設(shè)計(jì)院核定；外掛支座費(fèi)用高昂，另外D800附著式塔吊月租相比動(dòng)臂塔吊便宜30%。

3.2 方案二

3.2.1 D800塔吊可行性

C1#樓一直采用2臺(tái)D800附著式平臂塔吊，布置在塔樓東西兩側(cè)，D800臂長(zhǎng)50，主要性能見圖6。

根據(jù)以上D800工作性能表與鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)比可知，2臺(tái)D800塔吊能滿足C1#塔樓垂直運(yùn)輸要求。①D800型附著式塔吊起重量大，建筑物只承受塔吊傳遞的水平載荷，即塔吊附著力；②附著在建筑物外部，附著和頂升過程可利用施工間隙進(jìn)行，對(duì)于總的施工進(jìn)度影響不大；③施工前期司機(jī)可以看到吊裝全過程，對(duì)塔吊操作有利；④其拆卸是安裝的逆過程，比內(nèi)爬式方便。

圖3 KHJ5最大分段重量為15.7t

圖4 10.KHJ9最大分段重量為15.3t

圖5 KHJ16最大分段重量為21.9t

塔吊豎向錯(cuò)層情況圖

塔吊豎向錯(cuò)層情況圖

3.2.2 D800塔吊適應(yīng)性

2臺(tái)D800塔吊布置在C1#塔樓兩側(cè)塔吊基礎(chǔ)能滿足，平臂附著式塔吊安裝、頂升簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟；兩塔塔吊能全部覆蓋C1#塔樓，沒有盲點(diǎn)。前期塔吊自由高度達(dá)75m，滿足塔樓六層吊裝要求，有效的提高了施工效率，與爬模安裝無縫對(duì)接。中后期由于塔吊附著過后塔吊自由高度有限，導(dǎo)致塔樓豎向流水錯(cuò)層難分開，核心筒只能領(lǐng)先鋼結(jié)構(gòu)六層，豎向分層施工局限性大。

3.2.3 D800經(jīng)濟(jì)性

C1#樓一直采用2臺(tái)D800塔吊在進(jìn)場(chǎng)安裝，費(fèi)用少，相比方案一沒有二次安裝費(fèi)用；根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查D800塔吊相比其他動(dòng)臂塔吊租賃費(fèi)用少30%。

3.3 方案三

3.3.1 可行性

前期2臺(tái)動(dòng)臂塔吊，塔吊平面布置難度大，如布置在C1#塔樓內(nèi)，塔樓基礎(chǔ)人工挖孔樁樁間距小，無法滿足塔吊基礎(chǔ)尺寸，在筏板施工過程中還需2臺(tái)小型平臂塔吊配合施工，筏板澆筑完成后，2臺(tái)動(dòng)臂塔吊安裝在負(fù)三層核心筒上，2臺(tái)動(dòng)臂塔吊對(duì)角布置。塔吊吊裝能力、吊重能滿足要求。

3.3.2 適應(yīng)性

中后期動(dòng)臂塔豎向錯(cuò)層不受塔吊自由高度影響，動(dòng)臂塔吊在群塔作業(yè)過程靈活、安全。前期可行性比強(qiáng)，2臺(tái)動(dòng)臂塔吊相互配合。缺點(diǎn)：存在塔吊二次轉(zhuǎn)換安裝，核心筒內(nèi)后置梁，預(yù)留洞口處理難度大。

3.3.3 經(jīng)濟(jì)性

由于前期在筏板施工階段需要小型塔吊，存在塔吊二次安拆，安拆費(fèi)用增加內(nèi)爬塔吊預(yù)留洞口多，增加后期洞口處理難度、人工費(fèi)用增加。

3.4 方案確定

總述方案一在前期1臺(tái)D800平臂附著式塔吊無法滿足現(xiàn)場(chǎng)吊運(yùn)要求，還需增加1臺(tái)D800平臂附著式塔吊才能滿足現(xiàn)場(chǎng)吊裝要求。后期2臺(tái)動(dòng)臂塔吊有其優(yōu)勢(shì)，比如：群塔作業(yè)，無需增加附著，可使核心筒與鋼結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)錯(cuò)層8層以上，豎向流水空間大；由于塔吊轉(zhuǎn)換在核心筒六層施工，與爬模安裝有沖突，耽誤工期較長(zhǎng)。外掛支座費(fèi)用高昂，以及后期后期還需安裝1臺(tái)小型平臂塔吊拆除，后期的拆除費(fèi)用高。方案二在前期很好的滿足吊次、吊量要求，不存在塔吊二次安裝轉(zhuǎn)換，附著、頂升標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)易；附著式塔吊租賃費(fèi)用低、安拆費(fèi)用低；但附著式塔吊需要附著在鋼柱上導(dǎo)致豎向流水施工相對(duì)固定。方案三群塔做業(yè)安全性強(qiáng)、豎向流水空間大；內(nèi)爬導(dǎo)致核心筒內(nèi)預(yù)留洞口多增加后期處理費(fèi)用，后期塔吊拆除費(fèi)用高，需安裝1臺(tái)小型塔吊；動(dòng)臂塔吊本身租賃費(fèi)用高。

通過以上分析，綜合考慮，該項(xiàng)目主樓采用了2臺(tái)附著式塔吊，對(duì)稱布置在主樓東西兩側(cè)，并從深化設(shè)計(jì)階段對(duì)鋼柱分節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，節(jié)約塔吊的安裝拆除和租賃費(fèi)用。選型和定位又是循環(huán)制約著的，為了塔吊能發(fā)揮最大的作用，必須結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，掌握以上各項(xiàng)參數(shù)，綜合分析。

4 結(jié) 語

目前D800塔吊已經(jīng)運(yùn)行半年，從現(xiàn)場(chǎng)情況來看滿足塔樓吊裝要求，運(yùn)行效果理想。每個(gè)工程有其工程本身特點(diǎn)，在塔吊的選型及布置上不僅要考慮結(jié)構(gòu)形式、塔吊大小，還要從技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、合理性等多方面進(jìn)行結(jié)合比較。