超高層屋面塔吊鋼基礎(chǔ)施工技術(shù)

楊翔

（廣州珠江建設(shè)發(fā)展有限公司）

在實(shí)際工程中，塔式起重機(jī)的基礎(chǔ)廣泛采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)，鋼筋混凝土塔吊基礎(chǔ)的體積大，混凝土用量多，且其具有不可拆卸性和不可移動(dòng)性，因此造成大量的資源浪費(fèi)。為了解決浪費(fèi)和不能重復(fù)利用的問(wèn)題，對(duì)鋼梁裝配式塔式起重機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及施工進(jìn)行必要的分析。

1 工程概況

中國(guó)南方航空大廈工程位于廣州市白云區(qū)白云新城云城東路西側(cè)。本工程占地面積23311m2，總建筑面積194729m2。其中，地上結(jié)構(gòu)建筑層數(shù)37 層，地下室層數(shù)4層，主塔樓為鋼結(jié)構(gòu)，總高度約160m，首層至6 層為裙樓。該工程主塔樓外框柱采用圓鋼管柱，核心筒結(jié)構(gòu)采用鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)，核心筒結(jié)構(gòu)與外框鋼管柱之間采用U 型鋼梁及工字鋼梁連接。

2 塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

該工程采用大型塔式起重機(jī)TC7035 完成主體結(jié)構(gòu)施工后，緊接著要吊裝單元式玻璃幕墻，單元式玻璃幕墻單塊重量有1.2 噸。為節(jié)省大型塔式起重機(jī)的租賃費(fèi)用， 而且該工程在33 層開(kāi)始內(nèi)縮，無(wú)法采用傳統(tǒng)的電動(dòng)葫蘆環(huán)形軌道進(jìn)行幕墻安裝，于是在屋面上安裝一臺(tái)中小型塔吊SYT80 進(jìn)行玻璃幕墻、大型機(jī)電設(shè)備及裝修材料等吊裝是最佳辦法。根據(jù)工程相關(guān)圖紙、現(xiàn)場(chǎng)情況及設(shè)計(jì)院提供的荷載受力，通過(guò)“合理采用現(xiàn)有平面及空間，合理穿插施工，合理平面布置”，將塔吊安裝在已施工完成塔樓核心筒位置。

由于上述塔機(jī)需安裝在已完工的主體結(jié)構(gòu)上，為此結(jié)合相關(guān)圖紙、塔吊的自重及起重能力等相關(guān)因素，對(duì)塔機(jī)在工作工況時(shí)所承受的吊重、自重、風(fēng)力、慣性力等載荷進(jìn)行分析、計(jì)算（如圖1 所示）及設(shè)計(jì)（如圖2 所示），確定塔吊基礎(chǔ)采用十字鋼梁支撐基礎(chǔ)。塔吊基礎(chǔ)如圖3、圖4 所示。

3 施工流程

圖1 塔吊基礎(chǔ)應(yīng)力

圖2 塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖

圖3 塔吊基礎(chǔ)平面圖示意

圖4 塔吊基礎(chǔ)立面圖示意

測(cè)量放線→塔吊鋼基礎(chǔ)深化設(shè)計(jì)→鋼基礎(chǔ)加工制作→現(xiàn)場(chǎng)安裝支座及鋼梁→支座及鋼梁防腐處理→塔吊安裝

4 施工方法

4.1 支座及鋼梁加工

根據(jù)塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖紙，塔吊基礎(chǔ)支座及基礎(chǔ)鋼梁在鋼結(jié)構(gòu)加工廠加工制作完成，鋼梁選用國(guó)標(biāo)熱軋H 型鋼進(jìn)行拼裝，尺寸及質(zhì)量嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行加工制作。

4.2 塔吊基礎(chǔ)安裝

每條鋼梁利用原有大型塔吊（TC7035）吊裝，每條鋼梁的兩端均焊有耳板作為起吊點(diǎn)之用，以防止起吊鋼梁時(shí)不平衡，之后耳板用作鋼梁與撐桿進(jìn)行銷軸連接的節(jié)點(diǎn)。在安裝前先在屋面層核心筒剪力墻上利用水鉆穿墻打孔（Φ50 孔徑），剪力墻兩側(cè)安裝預(yù)先制作的支座各一個(gè)，在Φ50 孔徑內(nèi)水平穿插Φ48 高強(qiáng)螺栓將牛腿對(duì)夾牢固（如圖5 所示），然后焊接在鋼板剪力墻上。

圖5 高強(qiáng)螺栓將牛腿對(duì)夾牢固

在鋼板剪力墻及牛腿上墊50mm 厚支座板，然后在支座板上架設(shè)基礎(chǔ)底架梁，底架梁上側(cè)蓋壓40mm 厚鋼板，再與牛腿用高強(qiáng)螺栓對(duì)夾，將底架梁緊固在鋼板剪力墻上。水平高強(qiáng)螺栓承載牛腿的剪切力，豎向高強(qiáng)螺栓承擔(dān)底架梁拉力，各高強(qiáng)螺栓預(yù)緊力一致，確保各螺栓受力均勻。底架梁上架設(shè)基礎(chǔ)十字梁，十字梁中間交叉連接采用銷軸式連接，四個(gè)與底架梁交叉連接點(diǎn)采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊配合加強(qiáng)筋板焊接而成（如圖6 所示），加強(qiáng)筋板焊接時(shí)遇到風(fēng)力稍大時(shí)，用模板三面擋風(fēng)，預(yù)防焊縫因二氧化碳流失造成氣孔。

圖6 十字鋼梁與平行底架梁的連接采用加強(qiáng)筋板焊接而成

基礎(chǔ)節(jié)連接支腿與十字梁連接采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接完成（工廠焊接），然后用12 顆Φ30×360×10.9 級(jí)節(jié)高強(qiáng)螺栓連接，基礎(chǔ)支腳尺寸為1.60m×1.60m，基礎(chǔ)節(jié)吊裝過(guò)程如圖7 所示。

圖7 基礎(chǔ)節(jié)吊裝過(guò)程

4.3 鋼基礎(chǔ)梁的安裝偏差控制

底架梁、十字鋼梁的安裝偏差主要是定位偏差以及高程偏差，在鋼板剪力墻上安裝牛腿前，采用全站儀在鋼板剪力墻上實(shí)測(cè)放樣，確保牛腿定位偏差在2mm 以內(nèi)，牛腿四角高程偏差在1.5mm 以內(nèi)，從而保證底架梁安裝偏差得到控制；十字鋼梁與底架梁安裝前，采用全站儀在底架梁上進(jìn)行支座實(shí)測(cè)放樣，確保支座定位偏差在2mm以內(nèi)，支座四角高程偏差在1.5mm 以內(nèi)，從而保證十字鋼梁安裝偏差得到控制。十字鋼梁的組合安裝通過(guò)水準(zhǔn)儀來(lái)測(cè)量高程偏差，其偏差控制在5mm 以內(nèi)。十字鋼梁上的四個(gè)塔吊支腿是在工廠進(jìn)行焊接，確保塔吊支腿定位誤差在1mm 范圍內(nèi)。

4.4 高強(qiáng)螺栓連接工藝

⑴在鋼基礎(chǔ)梁定位調(diào)整完成后，開(kāi)始進(jìn)行高強(qiáng)螺栓安裝。

⑵先對(duì)未安裝普通固定螺栓的螺孔進(jìn)行高強(qiáng)螺栓安裝，待緊固后，將臨時(shí)普通固定螺栓逐一用高強(qiáng)螺栓替換，并擰緊。

⑶高強(qiáng)螺栓的緊固，采用分次擰緊，共采用兩次，第一次緊固至高強(qiáng)螺栓預(yù)拉力60%～80%；第二次緊固至高強(qiáng)螺栓終擰拉力，終擰拉力偏差不大于±10%。

⑷擰緊順序：鋼基礎(chǔ)梁的不同連接部位或相同節(jié)點(diǎn)的不同部位，有兩個(gè)構(gòu)件時(shí)，需先擰緊主要構(gòu)件，再擰緊次要構(gòu)件。

⑸高強(qiáng)螺栓采用電動(dòng)扳手進(jìn)行緊固，高強(qiáng)螺栓終擰后外露絲扣應(yīng)不得少于2 扣。

4.5 焊接工藝

⑴焊接在鋼板剪力墻上的牛腿及十字鋼梁與底架梁交叉連接點(diǎn)固定是采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊進(jìn)行焊接。

⑵由于焊接的鋼構(gòu)件板厚度較厚需進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為100～150℃。

⑶定位焊縫的長(zhǎng)度控制在30～60mm，高度在5～8mm，定位焊采用的焊材與實(shí)際焊接同型，定位焊的焊縫位置采用對(duì)稱均勻分布，定位焊的焊接電流稍大于焊接時(shí)的電流。

4.6 焊后焊縫處理

⑴焊接完成后，襯墊板、引出引入板需割除，藥渣需清理干凈；需進(jìn)行后熱處理，后熱處理溫度為600～650℃。

⑵焊接質(zhì)量檢查：采用超聲波進(jìn)行探傷檢查，檢查焊縫是否存在未焊透、夾渣、裂紋等。

5 安全控制

在利用QTZ250 (TC7035B-16)) 塔吊安裝SYT80(T6011-6)時(shí)，6～8 軸線之間板面作為安裝期間小部件臨時(shí)周轉(zhuǎn)區(qū)域和起重臂拼裝場(chǎng)地，在QTZ250(TC7035B-16)) 塔吊安裝區(qū)域覆蓋范圍內(nèi)6～8 軸線內(nèi)安排不少于兩名安全專員拉上安全警示標(biāo)志進(jìn)行安全警戒，禁止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，在整個(gè)安裝范圍內(nèi)禁止交叉作業(yè)，預(yù)防高空落物傷人事故發(fā)生。

在塔機(jī)基礎(chǔ)安裝作業(yè)過(guò)程中所有安裝人員均正確佩戴安全帽、安全帶作為安全保障工作，預(yù)防因?yàn)榘踩珟撀浠蛞蚪Y(jié)構(gòu)菱角割斷安全帶高空墜落事故的發(fā)生。所有安裝人員隨時(shí)觀察每一個(gè)工作面，發(fā)現(xiàn)安全隱患及時(shí)提醒大家，做到不傷害他人也不被他人傷害。

6 組合鋼梁塔吊基礎(chǔ)變形監(jiān)測(cè)

⑴塔吊安裝后基礎(chǔ)變形監(jiān)測(cè)：根據(jù)塔吊安裝高度及滿載計(jì)算，該塔吊基礎(chǔ)變形值在允許范圍內(nèi)，最大變形值為-1.296mm，滿足塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求。

⑵塔吊的垂直度監(jiān)測(cè)：塔吊安裝完成后及使用過(guò)程中的垂直度均滿足規(guī)范要求。

7 結(jié)語(yǔ)

在中國(guó)南方航空大廈工程施工中，通過(guò)采用超高層屋面塔吊鋼基礎(chǔ)施工技術(shù)，不但為本工程節(jié)約施工成本，同時(shí)為塔吊使用過(guò)程中的安全運(yùn)轉(zhuǎn)提供有效的安全保障。