鮑馨

上海建工七建集團有限公司 上海 200050

1 工程概況

上海君康金融廣場地處上海市浦東新區(qū)后灘板塊核心區(qū)域，黃浦江沿岸的世博園區(qū)內(nèi)。項目總建設用地面積22280.9m2，總建筑面積105798.3m2。地上建筑面積56353.5m2，地下室建筑面積49444.8m2。項目地下三層，上部由五棟9～11層塔樓和2層的裙房組成，建成后為集辦公、商業(yè)一體的綜合體建筑。

2 花瓣型建筑群的項目特點

（1）本工程A#～D#五棟主樓采用鋼筋混凝土框架-核心筒體系，建筑高度41-50m。裙房以上主樓樓層平面呈花瓣狀沿環(huán)形布置，主樓4～9層外側立面逐層外挑，外裝飾面主要采用玻璃幕墻，造型新穎、美觀。各棟主樓間均有空中鋼結構連廊相連接，將五棟主樓形成環(huán)形的整體。（圖1）

圖1 建筑平面布置圖

（2）本工程地下室共三層，基坑總面積16732m2，基坑周長約為516m，深度14.78～15.28m。主體基坑采用800mm厚“兩墻分離”地下連續(xù)墻作為基坑圍護體系，內(nèi)設三道鋼筋混凝土圓環(huán)支撐體系。

（3）本工程鋼結構主要包括五棟主樓勁性柱和勁性梁的安裝、E樓裙房局部鋼結構以及主樓間的鋼結構連廊。每棟主樓外框架采用勁性柱，3層頂板以上部分勁性柱與核心筒采用鋼梁連接。鋼結構連廊與兩側主樓均采用滑動連接，連廊采用鋼梁和鋼模板自承式樓板。

（4）本工程建筑用地面積為22280.9m2，基坑面積為16732m2，基坑北側圍護緊貼用地紅線，另三側距離紅線均只有12m左右，施工現(xiàn)場場地狹小?；油鈧葓龅乜紤]搭設辦公、倉庫等必要臨設之外，現(xiàn)場無多余場地，基坑周邊無法形成環(huán)通的施工便道。因此地下室及上部結構施工階段的場內(nèi)道路及材料堆場均設置在棧橋上或已完成的地下室頂板上。

3 塔吊選型、布置考慮要素

3.1 地下室面積影響塔吊選型及布置

為滿足基坑面積16732m2、深度達15.28m的深基坑施工要求，且綜合考慮基坑施工階段場地狹小、基坑周邊無法形成環(huán)通施工便道、汽車吊難以停放配合吊運等因素，本項目布置的塔吊需全面覆蓋整個基坑，以滿足支撐棧橋施工階段及地下室結構施工階段材料運輸?shù)男枨蟆?/p>

根據(jù)基坑面積及形狀，擬布置3臺臂長50～60m的塔吊對地下室進行全覆蓋，并形成有效的交叉區(qū)域以供材料的調(diào)運。塔吊選型時應同時注意考慮材料堆場在棧橋面或地下室頂板上的布置，需滿足塔吊對材料吊點的要求?？紤]到地下室結構施工時，底板鋼筋規(guī)格較大，擬初步選定大型塔吊QTZ63等型號。

3.2 上部結構形式影響塔吊選型及布置

本工程上部結構包括五棟主樓和裙房，地下室出±0.00后即進行上部結構施工。各主樓上部結構外側兩個立面在4～9層采用6根勁性斜柱的形式進行逐層外挑，6根斜柱傾角為9～16度，每樓層柱頂和柱腳投影距離分別為700mm，800mm和1300mm。相應樓層的樓板也逐層外挑擴大至屋面，最大外挑幅度達到2630mm。（圖2）

圖2 主樓平面結構圖

因上部結構施工時塔吊需沿用地下室階段的塔吊，故根據(jù)各主樓高度及基坑深度，各塔吊安裝高度均超過最大獨立高度，需要設置附墻。因此塔吊盡量避免布置在各主樓結構外擴一側，以免附墻桿件過長。

各主樓形成花瓣型建筑群，主樓單層面積約1148m2，單體間距較近。為滿足塔吊最優(yōu)的全面覆蓋，并避免群塔回轉半徑盡可能互不影響，初步選擇在A#、C#及D#主樓側各布置一臺塔吊，能滿足五棟主樓及裙房的上部結構全覆蓋，也能滿足上部結構施工時材料吊運量的要求。

考慮實際可選用的塔吊機械型號，擬定塔吊選型及布置如下：

上部結構施工時材料堆場的設置亦在塔吊的覆蓋范圍內(nèi)，同時3臺塔吊的有效交叉區(qū)域能滿足材料接力運輸及調(diào)轉的需求。

3.3 鋼結構的吊運影響塔吊選型及布置

本工程鋼結構主要包括主樓勁性柱和勁性梁、E樓裙房局部鋼結構以及主樓間的鋼結構連廊（圖3）。因本項目場地狹小，大型汽車吊在棧橋上停放難度大且需對地下室頂板進行加固，因此塔吊選型及布置時盡可能最大程度滿足采用塔吊吊運鋼結構的需求，減少采用汽車吊吊裝對空間的占用。

圖3 鋼構件三維透視圖

（1）主樓勁性柱和勁性梁的吊裝需求

地下室共含有3層勁性柱，按每層一節(jié)進行分段。標高為-14.4至-1.6m，每節(jié)鋼柱長4.2m，重1.3t。鋼柱為5個單體區(qū)域，每個區(qū)域含有12根。

地上部分鋼結構主要有勁性柱和勁性梁，1到10層地上鋼柱為5個單體區(qū)域，每個區(qū)含有10根Φ1000勁性圓柱，按每層一節(jié)進行分段，每節(jié)鋼柱長4.5m，重1.4t。3層頂板以上部分勁性柱與核心筒采用鋼梁連接，鋼梁單根一節(jié)，最重構件約 0.87t。

綜合考慮本工程鋼結構分布情況、構件重量、場地條件等因素，對照QTZ63塔吊及H5810塔吊性能表參數(shù)，考慮主樓勁性柱、勁性梁均可采用擬定的3臺塔吊進行吊裝。其中H5810型塔吊（半徑58m）1臺，端部吊重1.0t；QTZ63（半徑50m）塔吊2臺，端部吊重1.3t。各鋼構件吊裝時作業(yè)半徑為8.8～52.76m，滿足吊裝需求。

（2）鋼結構連廊的吊裝需求

本工程鋼連廊分布于 F2、F3、F8、F9、F10、F11 六個樓層位置，共計 22 榀。鋼連廊主要由箱型、H 型鋼梁和鋼承板組成。箱型鋼梁最大截面口 800x500x40x40，H鋼梁最大截面 H550x300x12x20。連廊吊裝工程單個最大構件為連接兩個區(qū)域的魚腹式箱梁，單個構件長 14m，最大重量約10.7t。

連廊施工擬采用散拼散裝的施工工藝，因塔吊起重量無法滿足現(xiàn)場吊裝需求，則吊裝擬采用格構式獨釣桅桿裝置及塔吊配合吊裝方案。桅桿布置于已完結構的屋面層上，主梁構件均采用格構式獨釣桅桿裝置進行雙機抬吊進行吊裝作業(yè)。其余次梁、懸挑梁構件及鋼筋桁架樓承板，最重的次梁僅約1t左右，在擬定的3臺塔吊起重能力半徑范圍內(nèi)，則可以利用塔吊進行吊裝作業(yè)。

另外，格構式獨釣桅桿裝置的安裝需要利用現(xiàn)場塔吊將桅桿各節(jié)吊裝至各主樓屋面進行組裝。桅桿裝置截面為400mm×400mm，由6段2m長的格構柱組成，桅桿單節(jié)約100kg，均在塔吊端部吊重1噸的起重范圍內(nèi)。

故以上鋼結構連廊的各種吊裝需求也應在本項目塔吊選型時提前進行策劃，并予以充分的考慮。

3.4 項目成本影響塔吊的選型及使用

本項目為綜合性商辦樓項目，總工期960天，其中結構階段工期486天，因此塔吊使用周期較長。塔吊作為結構施工時的大型機械設備，其安裝及使用的費用對項目成本造成很大的影響。

項目施工需要做好內(nèi)部項目成本的管控，而前期策劃時合理地確定塔吊基礎形式、塔吊數(shù)量及選型，是項目目標成本得以實現(xiàn)的重要的環(huán)節(jié)。塔吊選型時需要綜合考慮各型號塔吊參數(shù)及使用費用，既能滿足施工現(xiàn)場的吊運要求，又能節(jié)約成本，達到經(jīng)濟合理的最優(yōu)平衡點。

因此，從節(jié)約成本角度出發(fā)，對本項目地下室施工階段擬定的3臺塔吊使用周期進行優(yōu)化。由于支撐、棧橋施工時的材料吊運量及頻次低于地下室結構施工時，且汽車吊零星使用的費用小于塔吊費用，故前期土方開挖階段無需3臺塔吊同時投入使用，采用2臺塔吊及1臺汽車吊配合即可滿足支撐及棧橋施工材料運輸需求。為便于駁運材料，預先安裝的2臺塔吊必須覆蓋鋼筋加工場地及主要材料堆場。待后期地下室結構施工前再增設1臺塔吊，達到地下室全面覆蓋。

3.5 塔吊基礎的設置影響塔吊的布置

為滿足本項目地下室的施工進度需要，前期投入使用的1#、2#塔吊基礎形式采用樁+格構柱+砼承臺形式，塔吊在土方開挖及支撐棧橋施工前即安裝完畢。樁基選用φ800 鉆孔灌注樁，格構柱截面尺寸460mm×460mm，承臺基礎尺寸4m×4m×1.35m。

后期地下室結構施工前安裝的3#塔吊基礎可進行經(jīng)濟優(yōu)化，擬定直接利用800mm厚基礎底板作為塔吊基礎，區(qū)域尺寸為10.70m×6.3m×1.35m，并對該區(qū)域底板加厚至1350mm處理。

鑒于以上塔吊基礎設置方案，選擇合適的位置時需注意以下要點：1）塔吊樁位置選擇時應考慮與工程樁至少保持1倍樁徑距離，避免塔吊樁對工程樁造成影響。2）選擇作為塔吊基礎區(qū)域的基礎底板應盡量避開地下室墻體、設備機房、人防密閉空間等。

3.6 塔吊的拆除影響塔吊的布置

本項目各主樓之間因連廊的連接形成花瓣型建筑群，待主體結構建成后，各塔吊均不具備塔吊自行降高條件。施工現(xiàn)場場地狹小，拆除機械落腳就位空間相對狹小，大噸位汽車吊只能在消防車道上行駛、停放，需對地下室頂板進行驗算及加固。由此可見，本項目塔吊拆除面臨較多困難。如何能在塔吊使用完畢后順利拆除，是本項目塔吊布置時亦需要重點關注的問題。

主要從以下幾點進行綜合考慮：1）各塔吊拆除高度；2）拆除時大臂和平衡臂的朝向；3）拆除時受外腳手架的影響情況，避免外腳手架的拆除及二次搭設；4）根據(jù)塔吊各部件重量選擇拆除時的汽車吊型號、行走路線及停放位置；5）汽車吊行走及停放時地面承載力的要求，是否需要對地下室進行加固。

綜合考慮以上因素后，本項目3臺塔吊擬采用較大噸位汽車吊（160t）擴大起重吊裝半徑后進行空中拆除，并采用多機位分拆吊裝，較小噸位汽車吊（50t）配合拆除，從而避開無法停靠部位，保證塔吊拆除工作順利進行。

塔吊拆除情況表如下：

QTZ63型塔吊拆卸設備選用160t汽車吊。160t汽車吊停放位置為消防車道，行車路線為地下車庫頂板上的消防車道，地下室頂板未覆土時的消防車道承載能力滿足要求。

H5810型塔吊拆卸設備選用 160t汽車吊拆除配重、起重臂、塔冠和回轉總成，50t汽車吊拆除標準節(jié)。160t汽車吊停放位置為室外總體地面，50t汽車吊停放位置為250mm厚地下室頂板。

4 塔吊布置的二次精確優(yōu)化

塔吊的選型及初步位置選擇好以后，需對塔吊位置進行精確定位，主要根據(jù)主體結構、圍護結構、附墻件、群塔施工等綜合因素考慮進行細化。

4.1 避開結構框架、剪力墻、后澆帶區(qū)域

塔吊布置平面位置進一步優(yōu)化，分析地下及上部結構圖紙，盡量避開結構柱、主梁、剪力墻等重要構件部位，避開地下室后澆帶區(qū)域，減少塔吊拆除后后期結構修補的工作。

4.2 避開環(huán)形支撐及棧橋區(qū)域

塔吊平面布置需避開本項目的環(huán)形支撐及棧橋區(qū)域，盡量避免對環(huán)形支撐的受力體系造成影響或對棧橋區(qū)域的道路環(huán)通造成阻礙。如塔吊位置對棧橋造成影響，跟設計溝通確認后對棧橋出土碼頭進行優(yōu)化調(diào)整。

4.3 避開鋼結構連廊區(qū)域

項目鋼結構連廊在各主樓主體結構施工完成后進行，各鋼構件吊裝需要塔吊配合進行，塔吊平面布置需滿足鋼連廊的吊裝要求。

4.4 與主樓保持合適的距離

本項目塔吊安裝高度55.286m～74.887m，擬定設置兩道扶墻。塔身需與主樓結構外側保持合適的距離，既不能太近而影響主樓外腳手架的搭設，又不能距離太遠，以免造成附墻桿件太長增加風險，且需專家論證。

4.5 給人貨電梯預留空間位置

由于各主樓的上部五邊形結構有兩條邊均逐層向外挑出，另兩條邊連接鋼連廊，因此各主樓上部結構階段施工時人貨電梯只能設置在五棟主樓形成的環(huán)形整體的內(nèi)側，擬在五棟主樓的內(nèi)側各布置1臺雙籠人貨電梯。由于人貨電梯可選擇的布置位置有限，塔吊布置時要給人貨電梯預留出空間位置。

4.6 保證群塔施工作業(yè)安全

本項目基坑面積較大且五棟主樓要求同步進行上部結構施工，擬定的3臺塔吊需同步進行場地內(nèi)的材料運輸作業(yè)，各塔機的作業(yè)平面存在相互重疊。作業(yè)面相互重疊必然會導致相互中的干擾，運行中就可能存在作業(yè)碰撞，因此，塔吊布置時要合理布置各塔吊之間的作業(yè)平面重疊區(qū)域，以保證群塔施工中的相互運行安全，減少安全事故，同時又盡可能地滿足施工需要。

相鄰塔吊需滿足如下要求：低位塔吊起重臂端部與另一臺塔吊的塔身之間距離不小于2m，高位塔吊最低位置的部件與低位塔吊中處于最高位置部件之間的垂直距離不小于2m。

三臺作業(yè)平面相互重疊的塔吊初始安裝高度不一，相互錯開高度。另外隨著主樓結構逐層往上施工，塔吊隨之升節(jié)，作業(yè)面相互重疊的兩臺塔吊之間保證一定的高度差。最終結構封頂，各塔吊最終的安裝高度也保持高度差。

5 塔吊最終選型、布置及運行情況

綜合考慮以上所有要素后，本項目三臺塔吊的選型與布置如圖4所示。通過以上塔吊的精確布置，滿足了現(xiàn)場施工全過程的材料垂直與水平運輸要求，塔吊的運輸效率高且運行狀態(tài)良好，確保了項目施工進度的順利完成，為今后類似工程的施工積累了寶貴的經(jīng)驗。

圖4 塔吊平面布置圖