唐 翔 石夢琪 曾德龍 侯亮亮 朱晶晶

中建一局集團第一建筑有限公司 上海 201103

1 工程概況

中國電子第二總部（華大半導(dǎo)體）科研樓位于上海市浦東新區(qū)張江中區(qū)。其中1#樓共11層，高48.25 m，單體預(yù)制率39.16%；2#樓共12層，高48.45 m，單體預(yù)制率約42%。2棟主樓均為裝配整體式框架-現(xiàn)澆核心筒結(jié)構(gòu)。1#樓共有預(yù)制樓板870塊，單塊板平均質(zhì)量2.5 t，預(yù)制柱208根，單根柱平均質(zhì)量7～9 t，預(yù)制梁491根，單根梁平均質(zhì)量6～8 t。2#樓共有預(yù)制樓板1 050塊，預(yù)制柱232根，預(yù)制梁559根，各構(gòu)件平均質(zhì)量均與1#樓相同。3#樓共2層，建筑高度10.5 m，為現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)。

2 塔式起重機選型

對于裝配式混凝建筑施工，垂直運輸設(shè)備塔式起重機的選型是一項至關(guān)重要的工作。合理的塔式起重機選型可有效保證預(yù)制構(gòu)件施工安裝效率。因此，在塔機選型過程中，應(yīng)結(jié)合工程項目實際情況、作業(yè)半徑、最大預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量、經(jīng)濟性等進行綜合考慮，從而實現(xiàn)塔式起重機的最優(yōu)選擇。

本工程2棟主樓地上3層采用預(yù)制柱、疊合梁、疊合板，其中梁、柱平均質(zhì)量均在6～9 t之間，最大質(zhì)量的構(gòu)件達到9.25 t。因此，塔吊選型與布置必須滿足以下條件：

1）塔式起重機選型滿足起吊項目最大預(yù)制構(gòu)件的需求。

2）塔式起重機選型滿足平面布置的需求。

3）塔式起重機選型滿足機電設(shè)備吊裝等其他專業(yè)施工安裝的需求。

下面以1#樓為例，對構(gòu)件進行簡要統(tǒng)計分析：

1）1#樓預(yù)制柱平均質(zhì)量為7～9 t，最大質(zhì)量構(gòu)件在3～6層達到9.25 t，處于⑦、⑧、13、14軸，⑨、⑩、11、12軸預(yù)制柱平均質(zhì)量為7～8 t。

2）最大質(zhì)量的預(yù)制主梁分布在A 、D 、⑦、14軸，質(zhì)量在8～9 t，最大質(zhì)量達到9.15 t。次梁平均質(zhì)量在6 t。

3）疊合板平均質(zhì)量在2.2 t。

綜上所述，本工程塔吊選型如表1所示。

表1 塔吊選型

3 塔式起重機的布置

塔式起重機的布置應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境和經(jīng)濟條件綜合確定，一般情況下，裝配式建筑施工現(xiàn)場塔吊的布置應(yīng)遵循如下基本原則：滿足自身爬升附著的需要；吊裝覆蓋應(yīng)能滿足最大質(zhì)量預(yù)制構(gòu)件及各類建筑材料的吊裝需求；避免存在吊裝盲區(qū)；綜合考慮塔吊拆除過程[1-4]。

本工程由2個塔樓與1個裙房構(gòu)成，施工過程中不僅要確保塔吊可以滿足預(yù)制構(gòu)件的吊裝，還需要保證裙房的施工范圍不出現(xiàn)盲區(qū)。同時，若每個塔樓僅布置1臺塔吊，則在裙房結(jié)構(gòu)完成后，構(gòu)件吊裝階段會出現(xiàn)勞務(wù)窩工現(xiàn)象。

綜上所述，本項目每棟塔樓均配置了2臺塔吊，裙房整體都在塔吊起吊范圍內(nèi)，在保證了塔樓施工的同時可以進行裙房施工（圖1）。同時每棟塔樓的2臺塔吊覆蓋面正好將塔樓分為2個流水段，其中一臺塔吊進行左側(cè)流水段構(gòu)件吊裝，另一臺塔吊可以進行右側(cè)的模板支撐搭設(shè)和疊合樓板鋼筋綁扎施工，避免了后期窩工。

圖1 現(xiàn)場平面布置

場內(nèi)道路也布置為環(huán)形道路，堆場設(shè)置在路邊，且2臺塔吊同時覆蓋。這樣既避免了大量構(gòu)件在進場時堵車的狀況，也避免了單塔吊出現(xiàn)無法卸車的情況。

4 塔吊附墻形式的對比與方案選定

4.1 塔吊附墻形式的對比

第1種塔吊附墻形式為附著于結(jié)構(gòu)柱。

第2種塔吊附墻形式為附著于框架梁側(cè)，是基于第1種的優(yōu)化，優(yōu)點在于避免了拉結(jié)于結(jié)構(gòu)柱，但是本項目塔樓最外側(cè)有懸挑結(jié)構(gòu)，這種附墻形式需在懸挑次梁上留置施工縫，對懸挑結(jié)構(gòu)有一定影響。同時后期需要花費更多的人工與時間對此處施工縫進行修補。

第3種塔吊附墻形式為附著于框架梁頂，是基于第2種的優(yōu)化，優(yōu)點在于既避免了拉結(jié)于結(jié)構(gòu)柱，同時又避免了在懸挑結(jié)構(gòu)處留置施工縫的問題。唯一需要注意的是需與塔吊單位進行良好的溝通，在混凝土澆筑前安放埋件。

4.2 塔吊附墻形式的方案選定

裝配式結(jié)構(gòu)中塔吊附墻形式的選擇與灌漿形式密不可分，可以說灌漿形式?jīng)Q定了塔吊附墻形式。

4.2.1 灌漿形式的選擇

現(xiàn)階段灌漿分為當層灌漿和隔層灌漿2種形式。

當層灌漿即在預(yù)制柱吊裝完成后馬上進行灌漿，此種方式的優(yōu)點在于柱子與下部結(jié)構(gòu)連接較為可靠，可承載一定的上部載荷；缺點在于灌漿施工本身將作為關(guān)鍵節(jié)點成為影響工期的主要因素之一，同時在施工過程中產(chǎn)生立體交叉作業(yè)，有一定的安全隱患。隔層施工即在排架拆除前對柱體進行灌漿施工（圖2），此種方式的優(yōu)點在于灌漿施工本身雖作為關(guān)鍵施工步驟但可以穿插于結(jié)構(gòu)施工中，作為二級節(jié)點甚至三級節(jié)點，不影響整體工期，且不存在立體交叉施工；缺點在于，在灌漿前，柱與下部結(jié)構(gòu)的連接僅靠鋼筋與墊塊，需要排架輔助進行承重。本項目在與設(shè)計院溝通后，最終選擇隔層灌漿進行現(xiàn)場灌漿施工。

圖2 隔層灌漿示意

4.2.2 塔吊附墻形式的選擇

基于隔層灌漿的灌漿形式對塔吊3種附墻形式進行對比。第1種最原始的附墻形式，在進行塔吊附墻時，現(xiàn)場預(yù)制柱并未進行灌漿施工或灌漿強度并未達到強度，塔吊附著于未灌漿的結(jié)構(gòu)柱會出現(xiàn)很大的安全隱患；第2種附墻形式會對懸挑結(jié)構(gòu)造成一定影響，故最終選擇第3種附墻形式。第3種附墻形式受力由整個核心筒樓板系統(tǒng)承擔，預(yù)制柱與排架僅承受極小的部分力，避免了第1種附墻形式的安全隱患及第2種附墻形式對懸挑結(jié)構(gòu)的影響，為隔層灌漿施工的最優(yōu)塔吊附墻方案。

5 結(jié)語

在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件吊裝過程中，塔式起重機發(fā)揮著重要作用，其構(gòu)件主要的吊裝、安裝、校正均依靠塔式起重機完成。因此，塔式起重機的選型、布置及附著錨固形式的選擇直接影響著整個項目的施工部署和施工進度。為保證塔式起重機高效、有序地進行裝配式建筑施工，施工前需對整個項目的預(yù)制構(gòu)件數(shù)量、質(zhì)量、位置以及需要的吊裝時間進行分析并制訂詳細的塔吊施工方案。