多层与高层建筑中选用塔吊施工的问题研究
夏明军
【摘? 要】随着我国经济的快速发展，国家越来越重视多层与高层建筑建造过程中选用塔吊施工的情况。为了进一步提高建筑工程塔吊施工的质量，需要根据实际情况构建完善的安全管理举措，增强工作人员的基本执行力，将工作一步一步细化到位并落实到每一个人，保障施工人员的生命健康安全，确保该项问题得到社会各级的重视。因此，论文针对多层与高层建筑中选用塔吊施工的问题进行简要分析，并提出合理化建议。
【Abstract】With the rapid development of China's economy， the country is paying more and more attention to the use of tower crane for the construction of multi-story and high-rise buildings. In order to further improve the quality of the construction with tower crane in building engineering， it is necessary to build perfect safety management measures according to the actual situation， enhance the basic executive ability of the staff， refine the work step by step and implement it to everyone， ensure the life health and safety of the construction personnel， and ensure that the problems are paid attention to by all levels of society. Therefore， the paper briefly analyzes the problems in the construction with tower crane in multi-storey and high-rise buildings， and puts forward reasonable suggestions.
【关键词】多层与高层建筑;施工;塔吊施工
【Keywords】multi-storey and high-rise buildings; construction; construction with tower crane
【中图分类号】TU974? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文献标志码】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章编号】1673-1069（2021）02-0194-03
1 引言
随着建筑规模的不断扩大，多层与高层建筑的建设依旧存在大量的问题，对此可充分地利用塔吊的工具优势，满足建筑层数高以及施工难度大的需求，应用钢结构构件做好基础性的吊装处理、施工设备处理以及机器倒运处理，确保周边的磨具安装以及拆卸顺利，明确其可尽可能地满足土建施工中的物料垂直运输以及水平运输等多方面需求，考虑到多种因素，故此时要提高塔吊性能，制定出合理的解决措施。
2 塔吊的基本类别
2.1 固定式塔吊
固定式塔吊顾名思义，其基本结构是固定的，在其工作的过程中只是通过塔臂和小车运动状态的改变而变化。大多数情况下将这种固定式的塔吊应用于高层建筑、建筑物以及工程炉顶施工中。对于高层建筑或是多层建筑而言，该项固定式塔吊的用途十分广泛，且受到行业内的一致好评，故要依据实际情况创新施工模式，定期或者不定期完善塔吊的施工模式，提高施工者对工具的重视程度。
2.2 格构式塔吊
格构式塔吊附墙和其工作范围问题影响基础承重能力的标准，在过去通常将格构式塔吊的根基布控在基坑底部或者是基坑周围，常见的模式有三种：第一，格构式塔吊的根基在地下室中和主体底板共同建设，在顶板上会预先留出供格构式塔吊通过的孔洞;第二，将格构式塔吊的根基布控在地下室中和頂板呈现平齐的状态，而增固工作则利用钢格构柱来完成;第三，将格构式塔吊的根基设置在地下结构中、基坑底层或基坑周围，在进行回土工作以前设置挡土墙，从而构成格构式塔吊井。在将格构式塔吊布置在地下结构外、基坑底层或者基坑周围时，在对格构式塔吊基坑进行回土施工以前必须在格构式塔吊根基周围布控挡土墙，在对格构式塔吊进行应用的整个过程中，必须将集水井和潜污泵布控在格构式塔吊井中，以便不断对其中的水进行排放。必须在格构式塔吊井的周围设置一整圈防御设施，同时，对格构式塔吊井的井口处进行密封处理，以免有人失足跌落。即使不断地进行排水工作，也无法避免格构式塔吊的螺栓和基节等部件遭受侵蚀，因为井中的境况是非常潮湿的，必须经常派遣专人实施检查和维修工作，相关工作人员在到达井中实施检查、维修工作期间，也产生过人员伤亡的情况，其原因是挡土墙出现了坍塌问题。因为受到挡土墙强度的影响，其周边空间中不能有堆载情况出现，使得其周围的空间没办法得以有效应用。
3 塔吊的参数
塔吊起重机的基本参数包含起重力矩、起重量、工作幅度以及轨距，故本文对其进行简要分析，并依据实际情况进行一定的调整。
①起重力矩。为了能够更好地评价塔吊的起重能力，需要用到起重力矩。该参数是通过塔吊进行起重重量衡量，但此时还应考虑到实际的工作幅度。一般来说，若是计算起重力矩，必须知晓起重量和工作幅度两大参数。其基本公式为：起重力矩=起重量×工作幅度。
②起重量。在实际的应用过程中，起重量需要考虑多个层次的内容，即塔吊在应用过程中的最大工作取值以及最大额定起重量，此时，需要依据说明书的内容明确不同的动臂式的塔吊的取值范围，减少和避免相关的受限内容，不可直接以相关数据加减乘除得到最终结果，这样会导致其与现实情况相差大，甚至可能会偏离路线。针对吊重吨位和工作幅度影响的考量：试验结果中检查起重机不应有裂纹、联结松动、构件损坏等影响起重机性能和安全的缺陷。
③工作幅度。工作幅度也被称为回转半径，具体来说就是起重机吊钩的中心与塔吊中心之间的水平距离。在实际情况中，工作幅度需要根据实际建筑工程的尺寸和相关的施工技术来确定的，而起重机的工作幅度一般都比较高。一般来说，以吊重的重量乘以1.25系数和工作幅度为基准，使得吊钩能够吊起重物10～20cm并保持10min。在考核起重机强度和其结构承载力时，要保障其在卸载后表面保持完好，不能够出现裂纹、变形、油漆脱落等问题，这些问题对于塔机的损害较大，影响到其使用安全和工作性能。在试验后则需要连接好力矩限制器和起重量限制器，恢复其工作数值。
④起升高度。起升高度是指在起重机的最大工作幅度基础上的吊钩中心线到轨顶面的垂直距离。该种距离所确定的取值需要依据建筑物的尺寸和工艺综合确定，其与工作幅度的取值确定类似。以吊重吨位乘上1.1以及最大工作幅度，以吊钩起升、制动、幅度变化和回转四个基本动作和组合动作来进行考核。考核标准在于吊机的各个结构动作较为灵敏，制动性能较好，并且在运动过程中结构安全稳定，联结较为牢固。在三次以上的试验后才能够结束试验。结束试验必须连接好力矩限制器和起重量限制器，恢复其工作数值。
⑤轨距。轨距是依据塔吊的稳定性和经济效果共同确定。4 塔吊的基础性能
多层与高层的塔吊是一种应用小车变幅、爬升套架以及塔身接高的一种形式，该种形式的塔吊要采用更换或者增补一些辅助性装置的模式，可以将其直接转变成其他类别的塔吊形式，包括轨道式、附着式和固定式三个形态。这种塔吊应用液压顶升系统，确保塔身会随着建筑物的高度而不断升高。一般而言，司机室应当设计在塔吊的最上方部位，其视野最为开阔，位置较好。
4.1 塔吊的基础结构
①塔身。其是由第一节、第二节、四个增强节以及标准节所构成，每一节的高度约为2.5m，轨道式塔吊的最大高度为56m，增加附着件后可以达到81m。一般而言，每台塔吊都会配置三套附着装置，避免运行过程中出现的设备损坏以及装备质量过差导致的根本无法使用的情况。在设备的安装过程中，由于塔吊间距存在差异，要根据实际情况明确不同类别的间隔数值，一般会设置在16～20m。每一节轨道的附着装置撑杆应该交错布置，选择质量上乘的附着框架，将塔吊基础结构固定化，再用砂浆覆实即可，以此增大摩擦力。在增添附着装置时，主要是为了将塔身的高度降低，以此改变该区域的基础受力情况，增添部分完善的受力管理装置。而为了进一步地将塔身的水平力细化，可将不同种类的装置进行受力分析和处理，使得附着点的位置以及使用情况有着对应和完善的结构，不至于在结构改变之后依据需要配置其他物件。
②起重臂。起重臂与动臂式塔吊之间差异较大，起重臂的受弯构件实际上是起重臂的不同形态，其断面大多都呈现为三角和四边的形状。这种小车会沿着轨道的移动实现回转半径的变动，故管理层应当在起重臂的下弦安装小车轨道，提升起重的动力。
③平衡臂。平衡臂大约长20m，是由5个平衡重块和悬接体组成，拥有八个滚轮和牵引装置。在应用平衡臂时，可将起重机的位置接入移动的轨道，设置对应的塔身间弯矩，增强塔吊的稳定性与固定性。
④顶升套架。顶升套架是由无缝钢管所组成的一种结构型的衍架，其侧门处有一个门洞，可引进轨道和小车，以便塔身结构的标准化固定以及快速移动。
⑤过渡节。顶升套架上部分结构是由是过渡节及回转机构构成。当塔身提高时，过渡节会承担着整个支架以上全部结构重量，将支架固定在其身上，反之则是回转结构承担相关重量。
4.2 塔吊的基本安全装置
①行走机构。塔吊基本安全装置中的行走机构主要由底架和轨道所组成，以及4个支腿和4个台车，并在轨道端头的附近会设置对应的行程限位开关，依据实际情况创新机构管理标准，定期或者不定期做好行走机构的维修保养。
②起升机构。起升机构是指卷扬机是由两台电动机驱动所组成，其卷扬机上会安装吊钩上升限位器，机械设备应当依据实际情况设定运行参数，并将其增添机械化自动操作功能。
③变幅机构。该机构主要包含缓冲块和限位开关，为了限定小车的行程以及载重量。
④回转机构。该机构主要是由2台5kW电动机驱动组成，其塔帽设有手动液压制动机构，可进一步地防止起重臂定位后由于大风导致的动臂杆被吹掉的情况，影响其基础位置。
⑤平衡重牵引。该机构主要是由3kW电动机驱动所组成，在平衡臂两端都会设有对应的缓冲块以及限位开关。
5 塔吊的选择方法
在塔吊的选择过程中，必须选择参数适合的塔吊，确保所选择的塔吊可以应用于多层建筑以及高层建筑施工中。在塔吊选择中，需要确定机械设备运行的基础参数，若是参数不适应于当前的情况，那么会导致工程施工存在较大的误差，甚至会影响到实际的工程施工进度。必须确定的参数值为幅度、起重量以起升高度，确保其机械设备的性能与现场施工情况相符，尽可能在变形式塔吊、内爬式塔吊以及附着式塔吊等几种类型中选择，确保建筑工程施工的全面化与一致性，使其可以符合高层建筑以及多层建筑的实际施工要求，并提升工程施工效率。为了节约投资资本，会选用内爬式塔吊，但为实现生产的安全性以及效益最大化，建筑施工中通常选用内爬式塔吊，管理团队会在内爬式塔吊中增添一些所需要使用的吊装施工组织。国内的建筑工程施工材料大多数都是批量处理，且是由基础装置增添或者减少部分部件衍生而来的，其仅有少部分的装置是原装进口。而对货源的选择等方面，要聘请对应的机械设备辨别人员，提高高层建筑工程施工效率，对不符合施工要求的材料进行退换货处理，选择最佳材料。由于壓杆臂架可以操纵自如，正由于它具有这样优势和特性，因此，其受到国内建筑工程施工者的热捧。
6 塔吊的应用要求
一般来说，多层和高层建筑底架固定式塔吊在应用和选择中必须满足以下原则，即塔身的上部分承载力需要能够保证是均匀地将力传递给地基，不会超过地基的基础承受力度，能够保证在塔基不受其他外在因素的影响下提升工程施工效率。但是该种类别的塔机一般重量大，是其他类别塔机重量的数倍。除此之外，固定式的塔吊重量越大，其高度越高，二者之间成正比。为了提升建筑工程施工质量，需要确保混凝土工程施工硬度与质量。但是如果塔机在基础施工阶段架设在深基坑旁边，则可应用钻孔灌注桩支持，这是因为旁边的土质条件较差。为了节省结构费用，需要将大体积的混凝土的基础位置做好分解，设置对应的缓凝土，通过这些预制好的混凝土来构建起装配式的钢筋混凝土结构，该结构可以重复利用，在相关的施工项目中可以逐渐分解，有利于成本的降低。
7 塔吊使用的注意事项
7.1 精确计算
在塔吊使用过程中，需要根据实际情况增加一些精确计算，确保基础设计中的不足之处不会影响到实际的施工，避免工程施工安全隐患和意外事故的发生。因此，需要在沿海地区的淤泥土层采用桩基，确保其不会与实际情况偏差过大。在针对塔吊进行计算时，应当充分地利用当前的計算机做好自动数据核算，避免一些不必要的人为计算失误导致其他意外事故的发生，甚至对建筑工程施工造成重要影响。根据建构式塔吊的性能和其相关参数进行结合，在合理的算法下与现场的试验结果进行结合，可以得到计算结果是需要4根灌注桩。设定灌注桩之间的距离为4.2m左右，而每根桩的直径钻孔以及长度分别是0.9m和25.5m。在灌注桩中，每根桩都有20根？准25mm钢筋，这些钢筋呈竖直状态，而这些钢筋则通过？准10mm螺旋箍筋捆扎。一般情况下，需要将钢筋的距离参数进行设定，钢筋之间保持110mm，而剩余间距保持200mm。在灌注桩中格构柱锚需要有3m的嵌入量，并确保其能够较好地衔接其主筋。在格构柱内采用型号为Q235B的180×180×18的角钢，其柱间需要保持一定的距离，截面积采用530×530，缀板设置为480×380×14。需要注意的是，格构柱之间每到2m的距离就需要设置一定规格的斜撑和平撑，在格构柱的顶端是6×6×1.8的塔吊根基，该根基是通过钢筋混凝土制作的，其在长度为1m的C35级混凝土承台上，钢筋之间以150mm的距离为标准，而拉钩的直径需要保证在16mm以内，并且确保控制器之间的距离。在进行灌注施工之前，格构式塔吊预埋件必须完成预埋工作。
7.2 风荷问题
在塔吊使用过程中，需要根据实际情况了解到风荷问题在塔吊使用中扮演着什么样的角色，其在东南沿海地区的影响过大，已经远远高于其他地区。塔吊附墙在使用过程中可降低成本，获得最大化的经济效益。一般来说，除垂直荷载压力之外，其他的铺固环和主体建筑结构所获得的传递基础应力少。在基础数据中，对应的附墙前后存在一定的差异，其偏心率主要呈现出由大向小的趋势，由偏心荷载作用趋向轴向荷载作用致使最终的塔吊基础应力减小，此时只需要明确其初始设定的自由高度即可。一般来说，架设的节数多，倾覆力矩越大，基础值越大，反之则越小。风荷载标准值应按照以下公式计算：wk=βz×μz×μs×w。
7.3 周边建筑物影响
在塔吊使用过程中，需要根据实际情况了解建筑物周边会对塔吊的基础性产生影响的因素。大城市的建筑工程施工地较多，高层建筑和多层建筑大多数都是在一起施工，若是使用塔吊很容易影响到其他环节性的施工，甚至会出现多种阻碍因素，故需要快速地做好预防以及管理措施，实现起重机的便捷化与轻型化，增强工作的准确性。塔吊的工作高度仅能达到150m左右，为了体现其优越性，需要在其功能上增添便捷操作，简化功能，综合国内外的基本情况，明确当前的机械设备运作流程。
8 结语
综上所述，现阶段国家越来越重视多层与高层建筑选用塔吊施工的情况。为了进一步提高建筑工程塔吊施工质量，需要根据实际情况了解高层和多层建筑施工中存在的问题，定期开展施工培训工作，开展多样化的关联活动，为后续发展奠定基础。
【参考文献】
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