城市综合体项目施工中的塔吊转换技术应用及实施

石 勇

中国核工业华兴建设有限公司 江苏 南京 210000

随着我国城市化建设的快速发展，城市综合体项目已越来越成为城市中心及商业区域不可或缺的建筑元素，因城市综合体体例庞大、功能较为丰富，为尽早实现建筑功能，商业部分提前营业几为此类项目的建造趋势，这给项目施工带来了新的挑战及考验，如何处理好后续施工与商业正常营业之间的关系尤为重要，尤其是施工过程大型施工运输设备的设置，既不能影响正常施工作业，又不能对提前交付的商业建筑造成影响。因此，在施工过程中需分阶段合理进行塔吊的设置及转换，以确保城市综合体项目连续及顺畅的实施[1-3]。

1 工程概况

本项目为一集时尚购物休闲、精品酒店、高档办公和住宅于一体的大型城市综合体（图1），地下3层，地上商业5层，主体酒店21层，住宅24层、局部25层，总建筑面积249 802.79 m2。地下3层为汽车库、设备用房和酒店商场的配套用房；地下2层为商业、设备用房和汽车库；地下1层为商业、设备用房和自行车库，夹层为自行车库。地上1～3层为商业；4层为商业和电影院；5层为影院放映厅和酒店配套餐饮。6层为架空层和屋顶花园；7层为办公用房，8层以上为3栋塔楼，其中1#为21层酒店，2#及3#为24层住宅。

图1 项目鸟瞰

项目地点位于南京江宁区繁华的商业区域——江宁百家湖凤凰港，紧邻双龙大道及江宁1912商业街区，地下室与百家湖地铁站3号及4号出入口连通，上部临街群房与地铁站厅上部结构合建，施工环境较为复杂。

2 塔吊布置的设计

因本工程结构复杂，施工周期长，同时存在商业需提前营业等因素，单一的进行塔吊设置局限性较大，故施工现场拟采用分阶段设置塔吊，适时进行塔吊转换，以达到实用性和经济性的统一。

2.1 塔吊布置的难点

1）施工周边环境复杂，北侧为已建高层，东西两侧均为市政主干道，塔吊安装及拆除受限较大。

2）施工过程复杂，在塔吊布置时需结合设计图纸，综合考虑图纸中建筑竖向结构与水平结构的冲突问题。

3）本建筑地下室、裙房及塔楼占地面积及位置差异较大，塔吊安装高度受限。

4）在地下室及裙房商业需提前营业的情况下，塔吊穿楼层结构将对使用功能造成较大影响。

5）本项目体量大，各施工区段进度协调难度大，集群塔吊作业管理有一定的难度，需在布置时充分考虑其可操作性。

2.2 塔吊转换的设计思路

考虑到本工程地下室及裙房体量大，塔楼体量较小，故首先按地下室施工阶段、裙房施工阶段及塔楼施工阶段分别进行最优化的塔吊布置方案，最后比对不同施工阶段塔吊的转换途径及方式，达到塔吊使用过程的最优化设置。

先在地下室及裙房施工阶段设置5台塔吊，在塔楼施工阶段设置6台塔吊，局部通过老塔吊安装新塔吊，待新塔吊安装完毕后拆除老塔吊，以顺利实现转换。

塔吊基础的设计既要考虑到可操作性又要考虑到经济性，如按通常超高层施工惯用的附墙架安装方式，经综合分析存在如下问题：

1）附墙架由塔吊基础钢平台、斜向支撑组成，材料耗用量大，且现场安装受到建筑布局及现场环境条件制约较大。

2）附墙架安装周期制约性较大，需待上部塔楼结构施工2～3层后才具备安装条件。

3）塔楼中后期外墙保温及装饰附墙架区域不能进行穿插施工，否则将会对主工期造成一定影响。

结合工程实际情况综合分析，我们引入了深基坑格构式塔吊基础的设计方式，采用以竖向框架柱代替塔吊立柱桩作为塔吊承载体，将塔吊基础钢平台设置在框架柱顶部，实现塔吊高空转换，有效避免了上部结构与下部结构在施工过程中空间位置上的交叉，为下部建筑提前投入使用提供了较好的前提条件。

2.3 塔吊转换平台的设计

本工程为钢筋混凝土结构，塔吊布设主要考虑上部塔楼施工及易于拆装。

本工程裙房屋面标高为＋27.60 m，拟定在裙房屋面结构施工时将框架柱预埋件安装完毕，再在屋面上焊接钢平台基础，然后进行塔吊安装作业。

塔吊基础采用钢平台，塔吊地脚螺栓与钢平台采用螺栓连接，钢平台主采用焊接HW550mm×417mm×30mm×50mm型钢，呈十字交叉组合式塔吊钢平台基础（图2）。

图2 塔机基础钢平台布置示意

3 塔吊转换平台的施工

3.1 测量定位、放线

柱顶预埋件定位：采用全站仪根据设计坐标进行定位。

高程引测：根据楼层高层控制点布置一条水准路线，将高程引测到现场施工预埋件高程控制点上。

3.2 柱顶预埋件安装

根据图纸，在现场找出预埋部位附近的建筑水平层高标高线（50 cm线或1 m线）的位置并复核预置埋件：按照定位标记，将预埋件初步定位，用电焊点焊于柱主筋，严格按照设计图纸要求施工，做到连接可靠。

3.3 塔吊基础钢平台加工及制作

塔吊基础钢平台以焊接H550mm×417mm×30mm×50mm型钢为主支撑体系，采用H550mm×417mm×30mm×50mm型钢在钢结构厂中严格按设计图纸加工，将钢平台分三段进行加工及制作。

3.4 塔吊钢平台安装

塔吊基础钢平台采用X形组合形式，吊装顺序如下：钢平台测量定位→汽车吊就位→整段钢梁吊装→整段钢梁临时固定→分段钢梁吊装→分段钢梁连接→塔吊锚脚及基础节安装→钢平台焊接固定。

4 塔吊转换平台加强措施

因塔吊在实际工作中动荷载较大，根据专家评审意见须对钢平台采取加强措施，具体建议及措施如下：

1）钢十字梁平台靠近中部增设和建筑物的连结固定点，以减少钢平台主梁的挠度。采取措施：考虑到钢十字梁与塔楼之间的建筑关系，从钢十字梁平台与框架柱预埋件连接部分及钢十字梁平台中部分别增设和建筑物的连接固定点，以减少钢平台主梁的挠度。连接件主要采用H250mm×250mm×9mm× 14mm型钢。

2）基础钢梁上口部分在其中心2.5 m×2.5 m范围内，须作相应的框架连接，以防主梁局部失稳，并补充详图。采取措施：在基础钢梁上口部分在其中心2.5 m×2.5 m范围内，四周采用H250mm×250mm×9mm×14mm型钢与钢平台进行焊接固定，以防主梁局部失稳。

3）从塔吊运行整体安全性考虑，塔吊在原3道附墙的基础上增设1道附墙，将塔吊进行提前附墙，以增加塔机整体稳定性（图3）。

图3 塔吊附墙示意

5 塔吊转换实施

在塔吊转换实施过程中需将对现场的影响降到最低，合理部署安装及拆除顺序，通过塔吊之间的相互拆除实现一次设置塔吊与二次设置塔吊的无缝对接。

整个转换过程分为6个阶段，工况分别如下：

1）工况1：原地下室及裙房施工阶段塔吊设置（图4）。

2）工况2：在裙房封顶后，通过2#塔吊及3#塔吊在裙房屋面安装新2#塔吊（图5）。

图4 塔吊转换工况1示意

3）工况3：通过新2#塔吊拆除3#塔吊（图6）。

4）工况4：通过新2#塔吊拆除2#塔吊（图7）。

图6 塔吊转换工况3示意

图7 塔吊转换工况4示意

5）工况5：通过新2#塔吊拆除4#塔吊（图8）。

6）工况6：通过1#塔吊及5#塔吊在裙房屋面安装新1#塔吊（图9）。

图8 塔吊转换工况5示意

图9 塔吊转换工况6示意

7）工况7：通过在裙房屋面安装完毕的新1#塔吊拆除1#塔吊（图10）。

8）工况8：通过在裙房屋面安装完毕的新1#塔吊拆除5#塔吊（图11）。

图10 塔吊转换工况7示意

图11 塔吊转换工况8示意

6 结语

本项目通过塔吊分阶段部署、设置屋面转换平台及适时转换，将塔吊对商业提前营业部分的影响降至最小，同时利用塔吊之间的互装及互拆技术达到了方案适用性和经济性的统一，为城市综合体项目的塔吊的设置提供了相关经验及理论探索。