塔吊超长异型附着疑难问题解决整合.pdf

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1、 超高层塔吊超长异形附着施工解决方案 中天北京中天北京集团集团/技术部技术部 1 1 工程概况工程概况 本工程 4 层地下室，地上为塔楼和裙房。考虑综合整体布局，并保证满足各栋主体阶段的施工垂直运输需要以及基本覆盖整个施工场地的原则，选用 4 台附着式自升式塔吊，具体位置详见图 1 塔吊平面布置图。1#、2#塔吊型号为TC6015 塔吊，塔吊截臂后臂长为 40m；3#塔吊型号为 TC8039，塔吊截臂后臂长为 45m；4#塔吊 TC8039,塔吊截臂后臂长为 50m，其中 3#、4#塔吊负责塔楼施工，1#、2#塔吊负责裙房施工。工程施工进度到附着阶段时，3#、4#塔机高度远高于 1#、2#塔机

2、（该 2 台塔机无须附着），因此须对负责高度达 190m 的塔楼施工的 3#、4#塔机进行附着，TC8039 独立高度为 81 米，附着式最大工作高度为 275 米。图 1 塔吊平面布置图 2 2 难点分析难点分析 （1）塔吊 TC8039 位于塔楼外围核心筒外侧，3#塔吊中心距离结构外墙 15.52m，4#塔吊中心距离结构外墙 15.65m，超出塔吊说明书要求标准附着长度；（2）塔吊一侧附着点的附着杆与外围钢柱有干涉，造成无法直线连接附着；通州区运河核心区通州区运河核心区IVIV-0202号多功能用地项目总承包工程号多功能用地项目总承包工程位于山通州区运河核心区西岸，东临水乡区，远眺大运河，

3、南临通惠河，北侧为京燕高速；总用地面积为 1.1 万平方米，规划用地为商业商务，总建筑面积为 12.7 万平方米，地下室为地下四层，地下二层至地下四层设停车库及设备用房，地下一层除停车库外，局部设置商业配套设施。地上为 1 栋高层办公楼综合体及 1 栋商业裙房，办公楼综合体地上37 层，建筑高度 190 米，结构形式采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构体系。商业裙房为地上4 层，建筑高度 22 米。图 2 塔吊与外墙位置关系图（3）3#、4#塔基础顶标高分别为-21.150、-21.095，附墙位置需要相对高差，其中一台需在结构三层即开始附着安装，前期策划较紧。（4）本工程施工作业面分两个

4、作业面，其中核心筒施工作业面领先外围钢结构施工作业面约 5 层半 24m 左右，核心筒施工采用高 17m的爬架，爬架为封闭式结构，不允许附着杆通过。综上所述，在主体结构阶段进行塔吊附着安装为本工程待解决的疑难问题。3 3 方案设计方案设计 采用超长附着杆+延长架梁附着点的方式，以满足结构外墙两侧部位的安装需求。3.1 超长附着杆 3#、4#塔吊的各附着杆长度如表 1 所示，附着杆采用 4L80 角钢拼成 450450 截面的格构件，并用 L504 缀条，间距 450mm 与角钢四面围焊，焊缝高度 6mm 角焊缝形式，焊条为 E43焊条，可满足附墙杆受力要求（图 3）。表 1 斜墙支撑杆件截面（

5、宋体，小五）塔吊 附着杆 长度（m）3#撑杆 1 19.49 撑杆 2 15.72 撑杆 3 17.46 撑杆 4 19.98 4#撑杆 1 19.64 撑杆 2 15.84 撑杆 3 17.63 撑杆 4 20.15 图 3 附着杆格构式构件 根据施工情况，设计两种附着点形式，分别为核心筒墙体附着及延长架梁附着（图 4）。（b）（c）图 4 3#、4#塔吊附着平面图 3.2 延长架梁附着 塔吊一侧附着点的附着杆与外围钢柱有干涉，设计将附着点延长约 3.0m 才能避开结构柱体，采用 26#槽钢对扣焊制成 3 米的架梁，在支座点位置通过预埋件与架梁焊接，为保证架梁整体稳定及受力要求，架梁的水平面

6、与垂直面分别增加一道架梁斜撑，采用 20#槽钢对扣焊制；（a）（b）图 5 延长架梁附着点连接形式 3.3 核心筒墙体附着 在塔楼南北两侧的核心筒墙体端部位置，设置附着点，通过特制附墙基座与塔机附着杆进行连接固定（图 6）。（a）（b）图 6 核心筒墙体附着点连接形式 3.4 附着高度位置（1）附着点与塔机起升高度（吊钩底）最小高差：5432HHHHH+=3+2+17.0=22.0m 其中：H-起升高度（吊钩）到附着点最小距离；H1吊索高度，取 4m；H2构件高度，取 3m；H3安全操作距离，取 2m；H4外架高度，取外架高 17.0m；H5楼层高度，取标准层高 4.3m。（2）由于 3#、4

7、#两台塔机在附着顶升阶段每次需要交错顶升，所以必须保证每次顶升满足4 个节 23.8m 的要求，以此满足群塔施工安全高差的需要。以第一道附着为例，4#塔机（低塔）吊钩距附着点 23.2m，4#塔机吊钩距附着点40.1m。虽然4#塔机在临近附着时吊钩距爬架4m左右，但在吊运布料机等高度大的材料时可用3#塔机进行补偿。同样，在 3#塔机临近附着时可用 4#塔机进行补偿，因此可用满足施工需要。(图 7)图 7 4#塔首次附着示意图 3.4 附着顶升 结合本工程的楼层分布特点，并满足群塔作业相邻塔吊的高度要错开 4 个标准节的塔机运动部分高差2 米原则为依据，对各塔机附着情况布置见下图 8 图 8 塔

8、机顶升计划 4 4 预埋件预埋件的设计与制作的设计与制作 4.1 预埋件的分布 根据附着点位置，每台塔机每道附着在一侧墙体附着点布置 1 处，在另一侧架梁附着点布置4 处共 5 处，其中在同一水平面的 4 块埋件规格尺寸相同，在架梁底部斜撑杆所用的埋件规格尺寸可略小（图 9）；核算塔机作用于建筑物附着点的轴向力并与扭矩产生的力之和为 660KN，即按 800KN 受力设计预埋件。图 9 塔机预埋件位置图 4.2 预埋件的制作（1）每块预埋件采用1件80070020mm锚板和 12 根22500 锚筋焊制，斜撑立面支撑用埋件可采用60050020mm锚板和9根22500 锚筋焊制（图 10）。圆

9、钢末端焊接短钢筋头，搭接长度 110mm，增加与结构混凝土的握裹力。（a）80070020mm 埋件 200 200180180600500 480206001109?22700（b）60050020mm 埋件 图 10 塔机埋件制作图（2）预埋件施工工艺流程 钢筋、钢板下料加工焊接支模并安装预埋件对照施工图校对预埋件尺寸和位置浇筑砼养护与拆模检查预埋件施工质量修补处理。（3）预埋件的焊接 预埋件的焊接采用穿孔塞焊，钢板的孔洞应做成喇叭口，内口直径应比钢筋直径大 4mm，倾斜角一侧为 45，钢筋端部伸进钢板 2mm 左右，施焊时应特别注意严格控制电流量，防止烧伤钢筋。（4）预埋件的固定 由于预

10、埋件体积及重量均较大，在施工时采用倒链悬挂就位方式，并再预埋件的上部点焊适当规格角钢，以防止预埋件位移，必要时可在锚板上钻孔排气。（5）预埋件在砼施工中的保护 砼在浇筑过程中，振捣棒避免与预埋件直接接触，在预埋件附近，边振捣边观察预埋件，及时校正预埋件位置，保证其不产生过大位移。砼成型后，加强砼养护，防止砼产生干缩变形引起预埋件内空鼓，同时，拆模先拆周围模板，放松螺栓等固定装置，轻击预埋件处模板，待松劲后拆除，以防拆除模板时因砼强度过低而破坏锚筋与砼之间的握裹力，从而确保预埋件施工质量。（6）预埋件的埋设要求 附着点建筑物的强度必须保证附着杆对其作用力不得小于 60t。建筑物附着点混凝土强度等

11、级不小于 C35，达到设计标准值 90%以上方能锚固附着。5 5 附着安装附着安装施工及操作要点施工及操作要点 5.1 施工准备（1）技术准备 1）提前根据施工进度编制专项施工方案，绘制构件深化图，并上报公司技术部审核，通过后组织专家论证。图 11 专家论证 2）做好技术交底工作，逐级交底，切实加强和落实；3）建筑物附着点混凝土强度等级不小于C35，达到标准值 90%以上方能锚固附着。（2）材料准备 根据现场施工进度与构件供应厂家共同制定生产计划和需求计划，材料进场后做好成品保护工作。（3）机具准备 安装过程中的电动扳手，经纬仪等及在塔机对应建筑物附着点以下 1200mm 处搭设作业平台，以便

12、于附着框和附着座的安装与就位；附着框安装平台搭设需绕塔身一周。落空宽度不小于0.8m，护拦高度为 1m，并挂上安全网。承载力不小于 2t，如图 12 所示。图 12 塔身作业平台搭设 5.3 附着框和附墙件安装（1）附着框由四套 L 形框梁组成，框梁由24 套 M24 高强度(8.8 级)螺栓紧固成附着框架(预紧力矩为 675N.m)，附着框架四顶点处设置有耳板用于与附着杆铰接笃定，将附着框架套在塔身上。图 13 塔身作业平台搭设（3）在结构外墙钢筋绑扎阶段，将深化制作完成的预埋附墙件吊送至相应位置，并与墙体钢筋绑扎固定。图 13 预埋件安装固定（4）预埋件固定完成后，进行合模浇筑作业，并待砼

13、强度达到拆模要求后再拆除模板，此时在预埋件上焊接固定连接附着杆的连接件。图 14 连接件焊接固定 5.4 延长梁架安装 在梁架上焊接有固定吊点，通过塔吊将梁架及梁架斜撑吊运至相应楼层，与预埋基座通过销轴连接固定，在安装过程中用经纬仪测量梁架的垂直度。图 15 延长梁架安装固定 5.5 附着杆安装 每台塔吊按照施工方案共设置四个附着杆，一端与塔吊附着框角点部位的耳边通过销轴固定连接，另一端与固定在建筑物上的连接基座连接；四道附着杆尽量处于同一水平面上。图 16 附着杆端部安装 5.6 精度校核 附着环梁与附墙件安装完毕后，测量塔机处于垂直状态下各附着杆的实际尺寸：（1）塔机将起重臂回转至顶升方向

14、，吊起2 节标准节开动小车调整位置，直至塔机完全处于垂直状态后锁定塔机各项机构，不得作任何动作；（2）测量人员再从另一方向测量塔机垂直度，得出实际偏差数据；塔上人员测量附着框至附墙件孔的实际尺寸，得出每根附着杆的实际尺寸；根据实际偏差数据和附着杆的实际尺寸，增减后得出附着杆的最终尺寸。（3）根据最终尺寸调整各附着杆的准确长度，完毕后拧紧调节杆螺母加以固定，预防安装时调节杆转动引起误差。图 16 安装完成效果图 6 6 重难点控制措施重难点控制措施 （1）安装附着装置时，用经纬仪检查塔身垂直度，并采用附着杆进行调整，在最高锚固点以下垂直度允许偏差为 2/1000。（2）埋件材质为 Q345B 钢

15、材，表面均做镀锌处理，钢板的垂直度偏差不应大于 1mm，外形尺寸偏差不应大于 3mm。（3）在附着框架和附着支座布设时，附着杆沿塔身方向上下倾斜角度不得超过 10。（4）附着杆与附着框架，连接基座，以及附着框架与塔身的连接确保可靠。各调节螺栓调整好后，将螺栓拧紧。开口销按规定充分张开，在日常施工过程中经常检查是否发生松动，并及时调整。（5）拆卸塔机时，随着降落塔身的进程拆卸相应的锚固装置。严禁在降塔之前先拆除锚固装置。（6）若附着杆件在建筑结构薄弱环节或经过计算建筑物附着点处不能满足安全要求时，应采取加固措施（如增加配筋，提高混凝土标号等），以增强附着点处的承载力。（7）附墙杆件全部安装完成后

16、应先进行空载试验和载荷试验，检查附着部件的安全性及可靠性。7 7 总结总结 超高层结构施工中垂直运输是保证顺利正常施工首要条件，本项目由于场地条件限制，后期塔吊附着位置较为复杂，通过公司及项目部技术人员相互研讨，结合该塔机说明书及国家相关标准、规定，制定针对本工程塔吊附着难点的施工解决方案，增加了相关施工经验，也为相似工程提供一种解决思路。基坑支护变形超限加固处理方案 华南集团华南集团 8 8 工程概况工程概况 碧桂园观麓花园项目位于龙岗区南约水一村，原始地貌为山前阶地，后堆填平整。场地原为多层采用天然地基浅基础的建筑，均已拆除。场地分两个地块，大地块基坑底面积12127.4m2，基坑底周长

17、452.2m，设二层地下室，基坑开挖深度约 8.4m；小地块基坑底面积6275.2m2，基坑底周长 307.4m，小地块拟设三层地下室，基坑开挖深度约 13m。大地块局部进行过基坑开挖及土钉墙支护。基坑支护平面图如图 1 所示。本基坑主要采用桩锚、双排桩支护、桩撑、复合土钉墙支护。基坑安全等级 1-1 剖面、6-6及 9-9 剖面按一级，其它剖面按二级，基坑正常使用年限为围护桩完工后不超过两年。1-1 剖面如图 2 所示，采用双排桩支护。场地地下水主要为第四系孔隙水和基岩裂隙水，孔隙水主要赋存于第四系冲洪积粘土、粉质粘土层中,含水性及透水性较弱，地下水类型属潜水；基岩裂隙水赋存于基岩风化裂隙中

18、,含水性及透水性受裂隙发育程度影响，地下水类型属承压水。地下水主要受大气降雨补给。稳定水位埋深为 1.404.40m。水位标高在 41.0944.45m。图 1 基坑支护平面图 图 2 1-1 剖面图 碧桂园观麓花园项目碧桂园观麓花园项目位于广东省深圳市龙岗区南约水一村，占地面积为 21533m2，总建筑面积为15.88 万 m2。项目分为两个地块，01-01 地块（小地块）总建筑面积 59678 m2，地下室 3 层，1 栋 32 层住宅楼，1 栋 25 层公寓办公楼；01-02 地块（大地块）总建筑面积 99167 m2，地下室 2 层，2 栋 34 层住宅楼，1 栋 33 层住宅楼。项目

19、结构类型为框剪结构。9 9 问题描述问题描述 2017 年 10 月 13 日进行基坑监测，发现大地块西北侧（1-1 剖面）周边居民建筑沉降及支护位移变形累计值和变形速率加大。基坑西北侧居民建筑物沉降变形较大点 CJ24，累计变形量25.9mm，根据深圳市基坑支护技术规范及设计要求，累计变形量 25.9mm 接近预警值32mm。周边居民楼出现裂缝。基坑监测点位布置图如图 3 所示，2017.10.13 各项变形最大点统计表如表 1 所示。图 3 大地块监测点位布置图 表 1 2017.10.13 各项变形最大点统计表 2017 年 11 月 1 日到 2018 年 3 月 26 日期间1-1

20、剖面监测点数据一直有变形。其中最大点CJ16 由 35.8mm 增至 73.5mm，变形速率约0.6mm/天，于3月26日有突变，变形速率9.8 mm/天,变形速率超规范允许值（规范允许值 3mm/天）。周边建筑及地面发生开裂，如图 4 所示。图 4 周边建筑（7 巷 3 栋）及地面开裂情况 2018 年 4 月 16 日监测数据显示，1-1 剖面周边建筑物沉降监测点 CJ16 累计沉降 88.7mm、CJ17 累计沉降 89.2mm、CJ19 累计沉降 75.4mm、CJ21 累计沉降 66.7mm，累计沉降值超控制值（控制值 40mm），相邻点 CJ17、CJ18 沉降差44.6mm。相邻

21、点沉降差值超差异沉降控制值（差异沉降控制值 30 mm）。2018.4.16 各项变形最大点统计表如表 2 所示。表 2 2018.4.16 各项变形最大点统计表 1010 原因分析原因分析 （1）本项目基坑支护 1-1 剖面于 2017 年10 月底完成，至 2018 年 3 月 9 日，监测报告显示支护结构及周边建筑物变形在规范和设计要求之内。2018年3月21日，在1-1剖面坑底45m处开挖一个 3.5m 深核心筒和换填一个约 3m 深泥浆池，当日监测数据表明支护桩顶位移及民房沉降突变。在 3 月 25 日开挖紧邻的第二个核心筒时，变形再次加剧，其中 S10、S11、S12 监测点 7

22、日内增量分别为 24.3mm、15.9mm、3.1mm。因核心筒坑中坑位置位于基坑中段且紧邻基坑边，基坑支护设计时未考虑坑中坑的影响，故核心筒土方开挖是基坑变形突变的主要因素。变形突变时基坑施工情况如图 5 所示。图 5 大地块基坑施工情况（2）北侧个别民房沉降比较大，根据袖阀管施工转孔取芯土样分析，判断是该栋民房地基土质较差，地下室水位下降引起地基固结沉降造成。经第三方房屋鉴定机构鉴定，房屋主要受力构件未见明显裂缝，可继续观察使用，待基坑回填完毕后对民房进行修复。1111 解决方案解决方案 4.1 应急措施 2018 年 3 月 26 日，监测数据突变，项目部7 巷 3 栋 立即启动了应急措

23、施，所有坑中坑回填，采用土方回填反压，对 1-1 剖面进行高压注浆改良土体，及时用水泥浆封堵地面裂缝，避免地表水渗入地下，使土体软化及增加侧压力。并加密监测，频率 1 天/1 次。通过这一系列的措施和行动，监测数据基本处于稳定。图 6 土方回填 图 7 高压注浆 4.2 基坑加固方案 1-1 剖面位置采用钢筋混凝土支座+钢管支撑+钢板桩围护，反压土台，联合施工方式。加固平面图如图 8 所示，剖面图如图 9 所示。图 8 加固平面图 图 9 加固剖面图（1）采用 9m 日产拉森型钢板桩，总长度 77 延米，并设置四道角撑。（2）土台高度不小于 3m，宽度不小于 5m，按照坡脚小于 45进行放坡，

24、面层采用 50mm水泥砂浆进行保护，做好排水措施。（3）先分段施工核心筒以外的地下室部分，钢筋砼支座与底板同时浇筑；钢管斜支撑与混凝土梁尽量垂直。（4）钢管斜撑采用 DN50812，每间隔 4m设置一道，同时设置 5 个监测点，进行轴力监测，预警值 3500KN，预警值 4500KN，开挖土台时，进行特别监测。1212 方案实施方案实施 5.1 施工工序分解 完成前一工序之后，方可进行下一工序；完成工序八之后方可进行钢管支撑及附件的拆除，负一层顶板及外墙基坑之后完成之后尽快进行基坑之后的回填。（a）工序一、二 （b）工序三 （c）工序四 （d）工序五 （e）工序六 （f）工序七 （g）工序八

25、图 10 施工工序分解图 5.2 钢板桩施工 日产拉森 NKSP-(L)型钢板桩其主要技术参数为：截面模量 Wx=362cm3，重量 190kg/m，惯性矩 Ix=4670cm4，钢板桩长度 9M，要求钢板桩入土深度达桩长 0.6 倍以上。打拔桩机为挖掘机（KATO1430）加振动锤改装而成，振动锤为韩国产 MIL-HP-35 型，激振力 200KN。图 11 钢板桩示意图 5.3 微型桩及冠梁施工 在原支护内侧布置双排微型桩，间距400mm，梅花型布置，桩长 12m，桩径 350mm。工字钢腹板方向与主滑方向一致，锚入冠梁中500mm。微型桩布置如图 12 所示。微型桩冠梁通过植筋锚入原支护

26、桩，植筋采用4排25钢筋，长1100mm，植入桩内500mm，每根桩植 8 根。冠梁上预埋钢管支撑预埋件。图 12 微型桩布置图 图 13 钢筋砼梁配筋图 图 14 支撑预埋件大样图 5.4 钢筋砼支座施工 施工远离基坑边的底板，钢筋砼支座按图15 与底板同步施工，支座上设置预埋件。图 15 钢筋砼支座大样图 图 16 钢筋砼支座施工 5.5 钢管支撑加工及施工 钢管支撑采用 DN50812 热轧无缝钢管，每间隔 4m 设置一道，钢管接头采用法兰盘连接。钢管支撑设置时，应尽量避开地下室结构。图 17 钢管连接大样图 钢管支撑与底板支座连接处设置活动端头，现场焊接制作，所有焊缝连接均要求坡口焊。

27、活动端头施加 400kN 预应力。图 18 活动端头大样图 图 19 活动端头实物图 图 20 钢管支撑施工完成 5.6 土方开挖及核心筒施工 钢管支撑施工完成检测无误后，方可进行核心筒土方开挖及结构施工。钢管支撑上设置 5个监测点，进行轴力监测，预警值 3500KN，预警值 4500KN。基坑顶、原支护结构的监测按原基坑支护监测内容，开挖承台及拆撑时加强监测。监测点布置如图 21 所示。此处地下室结构全力抢工，尽快完成基坑侧壁回填。图 21 监测点布置图 图 22 核心筒施工 1313 总结总结 截至目前，项目已处于竣工收尾阶段，按此方案加固处理后，基坑变形及周边建筑物沉降得到有效控制。基坑开挖导致周边建筑开裂将对项目、对公司造成极大的负面影响。故在环境复杂的深基坑项目施工中，应对以下内容重点关注：（1）项目进场后，收集地质勘探报告及基坑支护图，分析本项目基坑关注重点，向设计确认支护是否考虑坑中坑的影响；（2）关注基坑监测数据，观察项目周边环境，沉降与裂缝产生情况，并做好影像资料留底；（3）发生突发状况，立即启动应急预案，并上报相关部门，及时处理避免危害扩大。