城市綜合體項目施工中的塔吊轉換技術應用及實施

石 勇

中國核工業華興建設有限公司 江蘇 南京 210000

隨著我國城市化建設的快速發展，城市綜合體項目已越來越成為城市中心及商業區域不可或缺的建筑元素，因城市綜合體體例龐大、功能較為豐富，為盡早實現建筑功能，商業部分提前營業幾為此類項目的建造趨勢，這給項目施工帶來了新的挑戰及考驗，如何處理好后續施工與商業正常營業之間的關系尤為重要，尤其是施工過程大型施工運輸設備的設置，既不能影響正常施工作業，又不能對提前交付的商業建筑造成影響。因此，在施工過程中需分階段合理進行塔吊的設置及轉換，以確保城市綜合體項目連續及順暢的實施[1-3]。

1 工程概況

本項目為一集時尚購物休閑、精品酒店、高檔辦公和住宅于一體的大型城市綜合體（圖1），地下3層，地上商業5層，主體酒店21層，住宅24層、局部25層，總建筑面積249 802.79 m2。地下3層為汽車庫、設備用房和酒店商場的配套用房；地下2層為商業、設備用房和汽車庫；地下1層為商業、設備用房和自行車庫，夾層為自行車庫。地上1～3層為商業；4層為商業和電影院；5層為影院放映廳和酒店配套餐飲。6層為架空層和屋頂花園；7層為辦公用房，8層以上為3棟塔樓，其中1#為21層酒店，2#及3#為24層住宅。

圖1 項目鳥瞰

項目地點位于南京江寧區繁華的商業區域——江寧百家湖鳳凰港，緊鄰雙龍大道及江寧1912商業街區，地下室與百家湖地鐵站3號及4號出入口連通，上部臨街群房與地鐵站廳上部結構合建，施工環境較為復雜。

2 塔吊布置的設計

因本工程結構復雜，施工周期長，同時存在商業需提前營業等因素，單一的進行塔吊設置局限性較大，故施工現場擬采用分階段設置塔吊，適時進行塔吊轉換，以達到實用性和經濟性的統一。

2.1 塔吊布置的難點

1）施工周邊環境復雜，北側為已建高層，東西兩側均為市政主干道，塔吊安裝及拆除受限較大。

2）施工過程復雜，在塔吊布置時需結合設計圖紙，綜合考慮圖紙中建筑豎向結構與水平結構的沖突問題。

3）本建筑地下室、裙房及塔樓占地面積及位置差異較大，塔吊安裝高度受限。

4）在地下室及裙房商業需提前營業的情況下，塔吊穿樓層結構將對使用功能造成較大影響。

5）本項目體量大，各施工區段進度協調難度大，集群塔吊作業管理有一定的難度，需在布置時充分考慮其可操作性。

2.2 塔吊轉換的設計思路

考慮到本工程地下室及裙房體量大，塔樓體量較小，故首先按地下室施工階段、裙房施工階段及塔樓施工階段分別進行最優化的塔吊布置方案，最后比對不同施工階段塔吊的轉換途徑及方式，達到塔吊使用過程的最優化設置。

先在地下室及裙房施工階段設置5臺塔吊，在塔樓施工階段設置6臺塔吊，局部通過老塔吊安裝新塔吊，待新塔吊安裝完畢后拆除老塔吊，以順利實現轉換。

塔吊基礎的設計既要考慮到可操作性又要考慮到經濟性，如按通常超高層施工慣用的附墻架安裝方式，經綜合分析存在如下問題：

1）附墻架由塔吊基礎鋼平臺、斜向支撐組成，材料耗用量大，且現場安裝受到建筑布局及現場環境條件制約較大。

2）附墻架安裝周期制約性較大，需待上部塔樓結構施工2～3層后才具備安裝條件。

3）塔樓中后期外墻保溫及裝飾附墻架區域不能進行穿插施工，否則將會對主工期造成一定影響。

結合工程實際情況綜合分析，我們引入了深基坑格構式塔吊基礎的設計方式，采用以豎向框架柱代替塔吊立柱樁作為塔吊承載體，將塔吊基礎鋼平臺設置在框架柱頂部，實現塔吊高空轉換，有效避免了上部結構與下部結構在施工過程中空間位置上的交叉，為下部建筑提前投入使用提供了較好的前提條件。

2.3 塔吊轉換平臺的設計

本工程為鋼筋混凝土結構，塔吊布設主要考慮上部塔樓施工及易于拆裝。

本工程裙房屋面標高為＋27.60 m，擬定在裙房屋面結構施工時將框架柱預埋件安裝完畢，再在屋面上焊接鋼平臺基礎，然后進行塔吊安裝作業。

塔吊基礎采用鋼平臺，塔吊地腳螺栓與鋼平臺采用螺栓連接，鋼平臺主采用焊接HW550mm×417mm×30mm×50mm型鋼，呈十字交叉組合式塔吊鋼平臺基礎（圖2）。

圖2 塔機基礎鋼平臺布置示意

3 塔吊轉換平臺的施工

3.1 測量定位、放線

柱頂預埋件定位：采用全站儀根據設計坐標進行定位。

高程引測：根據樓層高層控制點布置一條水準路線，將高程引測到現場施工預埋件高程控制點上。

3.2 柱頂預埋件安裝

根據圖紙，在現場找出預埋部位附近的建筑水平層高標高線（50 cm線或1 m線）的位置并復核預置埋件：按照定位標記，將預埋件初步定位，用電焊點焊于柱主筋，嚴格按照設計圖紙要求施工，做到連接可靠。

3.3 塔吊基礎鋼平臺加工及制作

塔吊基礎鋼平臺以焊接H550mm×417mm×30mm×50mm型鋼為主支撐體系，采用H550mm×417mm×30mm×50mm型鋼在鋼結構廠中嚴格按設計圖紙加工，將鋼平臺分三段進行加工及制作。

3.4 塔吊鋼平臺安裝

塔吊基礎鋼平臺采用X形組合形式，吊裝順序如下：鋼平臺測量定位→汽車吊就位→整段鋼梁吊裝→整段鋼梁臨時固定→分段鋼梁吊裝→分段鋼梁連接→塔吊錨腳及基礎節安裝→鋼平臺焊接固定。

4 塔吊轉換平臺加強措施

因塔吊在實際工作中動荷載較大，根據專家評審意見須對鋼平臺采取加強措施，具體建議及措施如下：

1）鋼十字梁平臺靠近中部增設和建筑物的連結固定點，以減少鋼平臺主梁的撓度。采取措施：考慮到鋼十字梁與塔樓之間的建筑關系，從鋼十字梁平臺與框架柱預埋件連接部分及鋼十字梁平臺中部分別增設和建筑物的連接固定點，以減少鋼平臺主梁的撓度。連接件主要采用H250mm×250mm×9mm× 14mm型鋼。

2）基礎鋼梁上口部分在其中心2.5 m×2.5 m范圍內，須作相應的框架連接，以防主梁局部失穩，并補充詳圖。采取措施：在基礎鋼梁上口部分在其中心2.5 m×2.5 m范圍內，四周采用H250mm×250mm×9mm×14mm型鋼與鋼平臺進行焊接固定，以防主梁局部失穩。

3）從塔吊運行整體安全性考慮，塔吊在原3道附墻的基礎上增設1道附墻，將塔吊進行提前附墻，以增加塔機整體穩定性（圖3）。

圖3 塔吊附墻示意

5 塔吊轉換實施

在塔吊轉換實施過程中需將對現場的影響降到最低，合理部署安裝及拆除順序，通過塔吊之間的相互拆除實現一次設置塔吊與二次設置塔吊的無縫對接。

整個轉換過程分為6個階段，工況分別如下：

1）工況1：原地下室及裙房施工階段塔吊設置（圖4）。

2）工況2：在裙房封頂后，通過2#塔吊及3#塔吊在裙房屋面安裝新2#塔吊（圖5）。

圖4 塔吊轉換工況1示意

3）工況3：通過新2#塔吊拆除3#塔吊（圖6）。

4）工況4：通過新2#塔吊拆除2#塔吊（圖7）。

圖6 塔吊轉換工況3示意

圖7 塔吊轉換工況4示意

5）工況5：通過新2#塔吊拆除4#塔吊（圖8）。

6）工況6：通過1#塔吊及5#塔吊在裙房屋面安裝新1#塔吊（圖9）。

圖8 塔吊轉換工況5示意

圖9 塔吊轉換工況6示意

7）工況7：通過在裙房屋面安裝完畢的新1#塔吊拆除1#塔吊（圖10）。

8）工況8：通過在裙房屋面安裝完畢的新1#塔吊拆除5#塔吊（圖11）。

圖10 塔吊轉換工況7示意

圖11 塔吊轉換工況8示意

6 結語

本項目通過塔吊分階段部署、設置屋面轉換平臺及適時轉換，將塔吊對商業提前營業部分的影響降至最小，同時利用塔吊之間的互裝及互拆技術達到了方案適用性和經濟性的統一，為城市綜合體項目的塔吊的設置提供了相關經驗及理論探索。