楊書強，童 凡，楊 浩，李 剛

(江蘇中建達豐機械工程有限公司，北京 100012)

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市商業(yè)綜合體、超高層建筑、PC 裝配式建筑等項目逐漸增多，結(jié)構(gòu)體系越來越復雜，地下結(jié)構(gòu)以及地上結(jié)構(gòu)施工難度和工期也隨之增長，塔機使用工期和租賃費用也隨之增長。

目前，大部分項目降低塔機租賃費用的方法基本都是從塔機布置方案入手，通過塔機轉(zhuǎn)換技術(shù)優(yōu)化塔機布置方案，則可提高塔機利用率，降低施工成本。

1 塔機布置概況

塔機布置一般考慮塔機的覆蓋范圍及范圍吊重、堆場位置、性能參數(shù)、塔機與結(jié)構(gòu)關(guān)系、安拆條件、附著位置、群塔關(guān)系等因素。

以塔機與結(jié)構(gòu)的關(guān)系取板式樁基礎為例說明：塔機基礎樁中心至承臺邊緣的距離不應小于樁的直徑或邊長，塔機基礎承臺不能與結(jié)構(gòu)承臺沖突，塔身應避開結(jié)構(gòu)的梁、豎向構(gòu)件、后澆帶等結(jié)構(gòu)，塔身距離結(jié)構(gòu)的距離滿足說明書規(guī)定等要求。

塔機布置方案分為全施工階段方案以及分施工階段方案。全施工階段方案是指整個工程施工全過程中采用一種塔機布置方案；分施工階段方案是指整個工程施工全過程中地下結(jié)構(gòu)、地上結(jié)構(gòu)采用不同的塔機布置方案，一般地下結(jié)構(gòu)施工選擇較小塔機，吊裝地下室鋼筋、模板等較小重物；地上結(jié)構(gòu)施工選擇大塔機，吊裝結(jié)構(gòu)鋼柱、鋼梁、PC 結(jié)構(gòu)墻體等。

2 塔機轉(zhuǎn)換形式及優(yōu)缺點

塔機轉(zhuǎn)換原則為小塔轉(zhuǎn)大塔，塔機基礎按大塔機設計，根據(jù)施工要求可先安裝小塔機后安裝大塔機進行施工。塔機轉(zhuǎn)換一般以3 種形式為主：同截面轉(zhuǎn)換、異截面轉(zhuǎn)換以及異基礎轉(zhuǎn)換，其中截面是指預埋支腿組成的塔身截面。

2.1 同截面轉(zhuǎn)換

同截面轉(zhuǎn)換是指塔身采用引進的法國波坦片式標準節(jié)塔機，其基礎預埋采用D69 型預埋支腿（圖1）或預埋節(jié)可直接安裝起重力矩在QTZ125～QTZ350 范圍內(nèi)的塔機。

靜脈血栓發(fā)生部位依次為：小腿肌間靜脈36例，脛后靜脈30例，腘靜脈23例，腓靜脈18例，股淺靜脈15例，股總靜脈9例，大隱靜脈8例，股下肢靜脈7例，小隱靜脈3例。

圖1 D69型預埋支腿

同截面轉(zhuǎn)換的優(yōu)點是大小塔機可直接轉(zhuǎn)換，無須加工轉(zhuǎn)換裝置，其缺點是僅限于使用片式標準節(jié)的塔機且起重力矩在QTZ125～QTZ350 范圍內(nèi)的塔機。

2.2 異截面轉(zhuǎn)換

異截面轉(zhuǎn)換是指兩種型號的塔機預埋支腿或預埋節(jié)截面不一致，其塔機基礎與塔身之間采用異截面轉(zhuǎn)換節(jié)、轉(zhuǎn)換鋼平臺或者雙預埋節(jié)進行轉(zhuǎn)換（圖2～圖3）。

圖2 異截面轉(zhuǎn)換節(jié)

圖3 轉(zhuǎn)換鋼平臺

圖4 雙預埋節(jié)

異截面轉(zhuǎn)換的缺點是產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)換構(gòu)件加工費，優(yōu)點是除雙預埋節(jié)之外，轉(zhuǎn)換節(jié)或者轉(zhuǎn)換鋼平臺可以重復利用，提高利用率。

2.3 異基礎轉(zhuǎn)換

異基礎轉(zhuǎn)換是指項目施工過程中，塔機無法在一個位置就能完成整個工地的吊裝工作，在施工至某個節(jié)點后拆除現(xiàn)有的塔機再安裝至另外的塔機基礎上繼續(xù)進行施工。

3 塔機基礎設計

塔機轉(zhuǎn)換技術(shù)適用于深基坑項目，其塔機基礎一般采用由混凝土承臺、格構(gòu)式鋼柱、型鋼支撐以及灌注樁組成的組合式基礎（圖5），塔機基礎設計應采用大塔基礎荷載進行基礎設計。

圖5 組合式基礎

塔機基礎混凝土承臺設計需考慮承臺受剪切、承臺受沖切以及承臺配筋計算。

基礎樁設計需考慮樁頂作用效應計算、樁基豎向抗壓及抗拔承載力計算、樁身承載力計算、樁承臺計算等。

基礎格構(gòu)柱設計需考慮格構(gòu)式鋼柱換算長細比驗算、格構(gòu)式鋼柱分肢的長細比驗算、格構(gòu)式鋼柱受壓穩(wěn)定性驗算以及綴件抗剪驗算。

4 塔機轉(zhuǎn)換施工流程及轉(zhuǎn)換節(jié)點

塔機轉(zhuǎn)換施工流程的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)換節(jié)點的選取，其轉(zhuǎn)換節(jié)點影響塔機轉(zhuǎn)換過程中輔助安拆汽車起重機、運輸板車的進出場路線、大小、站位點以及施工場地承載力。

4.1 塔機轉(zhuǎn)換流程

以使用轉(zhuǎn)換節(jié)轉(zhuǎn)換塔機為例，其轉(zhuǎn)換流程如下：塔機基礎預埋（大塔）→安裝轉(zhuǎn)換節(jié)→安裝小塔施工地下結(jié)構(gòu)→小塔拆除退場→拆除轉(zhuǎn)換節(jié)→安裝大塔施工地上結(jié)構(gòu)→地上大塔拆除退場。

4.2 塔機轉(zhuǎn)換節(jié)點選取

塔機轉(zhuǎn)換施工流程的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)換節(jié)點的選取，需要在塔機布置時提前考慮。以上海市楊浦區(qū)某項目為例，現(xiàn)場施工轉(zhuǎn)換節(jié)點有2 個：在施工棧橋破除之前在施工棧橋上進行塔機轉(zhuǎn)換以及在地下室頂板施工完成之后在地下室頂板上轉(zhuǎn)換塔機。

4.3 塔機轉(zhuǎn)換節(jié)點優(yōu)缺點

在施工棧橋上進行塔機轉(zhuǎn)換（圖6）的優(yōu)點是支撐棧橋承載力較強，方便輔助安拆設備選擇站位和大小；缺點是在施工棧橋上進行塔機轉(zhuǎn)換施工場地較為狹窄、塔機零部件不便堆放、輔助安拆的汽車起重機、運輸板車行駛不便，塔機轉(zhuǎn)換后首層地下室施工使用大塔，費用較高。

圖6 施工棧橋上轉(zhuǎn)換塔機

在地下頂板轉(zhuǎn)換（圖7）的優(yōu)點是施工期間塔機租賃費降至最低，轉(zhuǎn)換場地比較寬闊；其缺點是地庫頂板承載力較低，當?shù)貛祉敯宄休d力無法滿足輔助安拆設備行走以及吊裝作業(yè)時便需要回頂?shù)貛祉敯?，從而產(chǎn)生額外的費用。

圖7 地庫頂板上轉(zhuǎn)換塔機

5 塔機租賃費用分析對比

塔機租賃費用主要由安拆費、月租費、塔司費、基礎費等組成。

以上海市楊浦區(qū)某項目為例，共布置4 臺塔機，地下結(jié)構(gòu)施工工期10 個月，地上結(jié)構(gòu)施工工期10 個月，分別采用以下兩種方案進行費用分析。

5.1 全施工階段方案

全施工階段方案地下、地上結(jié)構(gòu)施工均使用STT553-24t 塔機進行施工，其項目施工期間塔機產(chǎn)生的費用如表1 所示。

表1 全施工階段費用清單（STT553-24t）

計算方法：[（月租費+塔司費）×工期×設備數(shù)量]+[（安拆費+基礎費）×設備數(shù)量]=總計費用。

5.2 分施工階段方案

分施工階段方案塔機布置方案，地下施工使用STT153-8t 塔機，地上結(jié)構(gòu)施工使用STT553-24t 塔機，STT153-8t 塔機與STT553-24t 塔機共基礎，其施工期間塔機產(chǎn)生的費用如表2 所示。

表2 分施工階段費用清單

全施工階段方案塔機使用費用為1 180 萬元，分施工階段方案塔機使用費用870 萬元。選擇分施工階段方案可節(jié)省費用310 萬元，成本降低率高達26.3%。

6 結(jié)語

通過分析總結(jié)塔機轉(zhuǎn)換技術(shù)使用過程，明確了轉(zhuǎn)換形式以及轉(zhuǎn)換節(jié)點的優(yōu)缺點，可進一步使用塔機轉(zhuǎn)換技術(shù)對類似的工程塔機布置方案進行優(yōu)化，從塔機布置角度上最大程度降低塔機租賃費用，提高塔機利用率，優(yōu)化塔機施工方案，保證施工安全，為類似工程提供參考。