塔吊选型和定位.docx

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塔吊选型和定位

施工现场塔吊选型和定位布置

随着我国高层建筑水平的迅速发展,工程施工对垂直运输设备的要求越来越高；塔吊设置已成为施工技术措施中不可或缺的重要组成部分。

目前建筑市场的塔吊主要由机械租赁公司拥有并管理；而施工现场对于塔吊的选型和塔吊的定位布置,则是由土建施工单位负责完成的。

这种介于土建施工与机械管理范畴之间的大型施工机械,往往使得土建人员在对其进行施工布置设计时感到较为棘手。

塔吊的土建施工组织设计应对塔吊选型、定位布置进行综合统计的考虑,方可取得较完善的方案。

针对XX地区目前使用较为普遍的附墙自升式塔吊,结合本人多年塔吊组织设计的成功经验,总结了一些塔吊选型、定位布置的要点,供同行参考。

1、工程项目塔吊选型

施工现场塔吊组织设计的第一步就是选型。

应根据工程的不同情况和施工要求,选择适合的塔吊种类。

1.1塔吊的主要参数应满足施工需要

主要参数：

工作幅度、起升高度、起重量和起重力矩。

工作幅度即塔吊作业半径,塔吊最远吊点至回转中心距离应满足施工平面需要。

塔吊起升高度应不小于建筑物总高度加上构件、吊索和安全操作高度〔一般为2~3m,同时应满足塔吊超越建筑物顶面的脚手架、井架或其他障料物〔超越高度一般不小于1m的最大超越高度需要。

起重量应包括吊物、吊具和索具等作用于塔吊起重吊钩上的全部重量。

塔吊起重力矩一般控制在其额定起重力矩的75%之下以保证作业安全并延长其使用寿命。

1.2综合考虑、择优选用

当塔吊主要参数指标满足施工需求时,还应综合考虑、择优选用性能好、工效高和费用低的塔吊。

XX地区目前普遍使用的是附墙自升式塔吊。

该类塔吊为整体式、上回转、小车移动、手动操作,起重能力在45~150t.m。

该类塔吊的适应性强、装拆方便、且不影响内部施工,同时也存在塔身接高和附墙装置随高度增加、台班费用较高的情况。

2、施工平面塔吊定位

塔吊平面定位布置应尽量满足下列各项要求,当出现个别要求无法满足时,则需根据经验进行综合分析,确定最有利的方案。

2.1满足塔吊覆盖面和供应面的要求

塔吊的覆盖面是指以塔吊的工作幅度为半径的圆形吊运覆盖面积；塔吊的供应面是指借助于水平运输手段〔手推车所能达到的供应范围。

塔吊工作幅度半径通常为45~50m,水平运输距离一般不宜超过80m。

塔吊定位应能保证建筑工程的全部作业面处于塔吊的覆盖面和供应面的范围之内。

简单的定位方法是画半径为50m和80m的两个同心圆,在同比例的施工图纸上进行定位调整,保证主体结构在50m圆内,施工场地在80m圆内。

2.2满足塔吊操作工程中,周边环境条件对其的要求

塔吊作业半径内应尽量避开架空高压线和已有建筑物、构筑物,防止吊臂、吊绳、吊钩可能对其造成的碰撞；实在无法避开时,可考虑架空高压线埋地或搭设防护棚等处理方法。

笔者施工的某工地,塔吊与小区架空高压线极近,应高压线由架空改为埋地的费用较高甲方不能接受,后改为在高压线外围搭设防护棚并对塔吊增加限位器装置的方法进行处理。

另外,当工地内多台塔吊同时使用时,在满足作业面使用要求的前提下,塔吊之间的距离最好不小于其作业半径。

2.3满足塔吊基础设置的要求

XX地处闽江边,地表杂填土以下多为淤泥质土,承载力极低。

由于地表土无法承受塔吊基础荷载,塔吊基础普遍采用桩基础配钢筋混凝土承台。

带地下室的建筑物,塔吊基础可选择整个设置在基坑外或基坑内；一半在基坑内一半在基坑外的塔吊基础形式受力不合理,一般不考虑。

设置在基坑外的塔吊基础,应尽量避开室外总体管线密集区域,为总体工程施工创造较好的条件。

设置于基坑内的塔吊基础,应避免与地下室墙、柱、梁体系相碰。

并设置于防水处理较方便的位置,按地下室后浇带施工方法进行基础拆除后的防水及结构补强处理。

塔吊基础布置应选择并于修筑基础排水设施,有利于基础排水的平面位置。

塔吊基础桩常用的是混凝土灌注桩、预应力高强混凝土管桩、灌注桩加钢构架等形式。

灌注桩施工技术成熟,成桩质量较可靠,基本可用于各种类型的塔吊基础；但成桩速度较慢,施工工序较多,成本较高。

预应力高强混凝土管桩定位准确,施工速度快,竖向抗压承载力大,但其抗拉、抗剪性能差；可用于基坑外埋入式塔吊承台的基础；不建议采用预应力管桩作桩身外露的塔吊基础,如必须采用需对每根桩的桩身进行完整性检测并采取必要的桩身加固措施。

对穿过地下室结构的塔吊基础桩,可采用灌注桩加钢构架的形式,钢构架上使用止水构造措施,可保证地下室底板、顶板的防水效果,钢构架的拆除也较方便。

该基础形式主要缺点为费用较高。

2.4满足塔吊附着的位置和尺寸要求

自升塔吊的塔身接高到设计规定的独立高度后,须使用锚固装置将塔身与建筑物相连接〔附着。

附着杆系的布置方式、相互间距和附着距离等,应按出厂说明书规定执行。

经验数据为：

塔身中点至两个附着支座连线的垂直距离为6~8m,附着杆与附着支座连线的夹角为45~60度。

当附着的垂直距离超出范围时,需对附着杆通过切割、焊接、加固等手段进行改造和调整。

应当注意的是,当垂直距离超过10m后,小截面的附着杆将不能满足稳定性要求,大截面的附着杆又不够经济,故一般不予考虑。

按照附着的上述要求,建筑物的附着点可选为框架柱、结构主梁及剪力墙等位置,并尽可能对此布置以利附着及结构的合理受力。

2.5满足结构施工设备及设施的空间位置要求

某工程项目在塔吊定位设计中,由于忽略了外脚手架的位置,当主体结构施工时才发现塔吊与外脚手架平面位置已交错在一起而无法单独拆除。

在装修施工阶段,因脚手架搭拆费小于塔吊闲置台班费,施工单位为降低损失将塔吊及其所在一侧外墙脚手架拆除,待塔吊拆除完毕后再将脚手架重新搭设起来。

这个例子说明了正确定位的重要性。

建筑物外墙脚手架是在上部主体结构施工阶段开始搭设的,而此时塔吊一般早已投入使用。

应在塔吊定位时注意避免塔身尤其是塔吊顶部爬升架平台不可与外墙脚手架相交错。

特别应该注意的是：

不少建筑物在局部存在外挑造型,塔吊定位应尽量避开该部位；若无法避开时,除了考虑外挑造型尺寸外,尚应注意外挑造型外侧脚手架所占用的位置

平面定位还应考虑施工电梯位置的要求。

施工电梯的地面层通道口是人员、物料集散的主要,必须要有足够宽大的场地。

应保证施工电梯地面层运输通道口的场地不与塔吊基座发生矛盾。

可考虑塔吊与施工电梯分立建筑物两侧；必须设于同一侧时应尽量错开设置。

2.6满足塔吊拆除的要求

塔吊在安、拆过程中,塔吊前臂必须与爬升架标准节引进装置口的朝向一致。

塔吊在进场安装之时,塔吊爬升架口的朝向必须明确。

待施工完毕开始塔吊拆除时,若塔吊前臂方向存在新建建筑物的主体,将导致塔身无法拆除。

塔吊布置应尽量使塔吊能拆至地面。

若场地局限较大,塔吊前臂下存在建筑物裙楼；则当裙楼高度满足要求时可采用长吊臂的大型吊车拆塔吊,或在相应结构位置留设施工后浇带待塔吊拆除后再进行施工。

3、塔吊选型、定位设置实例

福昊.钱隆天下工程位于XX市五一南路西侧、XX十五中东侧。

该工程1、2号楼同处于一个区,其中1号楼11层,高度33.5米；2号楼23层并设有一层地下室,高度94.8米。

场地北侧及西北侧为旧有多层住宅。

2号楼地下室东西长82米,南北宽64米,北侧为主楼,地下室基坑开挖深度4.27米。

地下室与1号楼间距7m。

根据现场的场地条件及施工进度需要,经甲方同意,决定为1、2号楼各配置一台塔吊。

1号楼塔吊负责1号楼主体结构施工及进场钢筋至加工场的二次搬运,同时配合2号楼南侧地下室工程的施工。

2号楼塔吊负责2号楼北侧地下室及上部主体结构施工。

塔吊平面布置图见图1。

1号楼南侧紧临售楼部,东侧及西侧场地狭窄,均不满足塔吊设置及拆除的需要,故塔吊只能设置于北侧。

北侧距离2号楼地下室仅7m,而塔吊基础承台为6m×6m,为避免占用仅有的北侧通道场地,塔吊只能置于地下室基坑内。

由于塔吊定位距1号楼较远,正常附着长度无法满足需要,因此决定选用120t.m塔吊,该塔吊无附着时设计规定的独立高度及吊物起升高度满足11层结构施工的要求且工作幅度、起重量和起重力矩也均满足材料运输的需要。

2号楼塔吊既要进行主楼施工,又要满足北侧地下室施工需要。

故其位置定在2号楼南侧。

选用一台120t.m塔吊,其工作参数满足施工要求。

当塔吊选型及初步定位确定后,再按照塔吊平面定位的各项原则进行具体的定位工作,供塔吊桩基础施工和塔身安装的需要

4、结束语

塔吊的选型、定位布置是一个综合分析的过程,需要掌握各项参数,要结合现场条件,同时要考虑甲、乙双方经济承受能力。

笔者运用上述要点,成功的完成了多个工程的塔吊设计,使用情况良好。

希望这些经验能对大家有所帮助。

一、塔吊选型需考虑的问题

    1、塔吊选型首选取决于工程规模,如小型多层建筑工程,可选择小型的经济型塔吊,因小型工程所需要的吊次并不多,为了考虑增加塔吊的覆盖面,经常采用行走式。

中大型工程,尤其是高层建筑的塔吊选择,宜选大不选小,因垂直运输能力直接决定结构施工速度的快慢,要考虑选择不同塔吊的差价与加快进度的综合经济效果进行比较,要合理选择。

2、塔吊应满足吊次的需求

塔吊吊次计算：

一般中型塔吊的理论吊次为80~120次/台班,塔吊的吊次应根据所选用塔吊的技术说明中提供的理论吊次进行计算。

计算时可按所选塔吊所负责的区域,每月计划完成的楼层数,统计需要塔吊完成的垂直运输的实物量,合理计算出每月实际需用吊次,再计算每月塔吊的理论吊次〔根据每天按排的台班数,当理论吊次大于实际需用吊次即满足要求,当不满足时,应采取相应措施,如混凝土全部采用泵送施工,增加每日的施工班次,增加吊装配合人员,提高塔吊的利用率等。

实际施工中,塔吊的每台班的吊次往往达不到理论吊次数,主要原因为,施工过程中不可避免出现塔吊有忙、有闲的情况,塔吊不能均衡连续作业；施工过程中,随着结构楼层的增高,每吊次的需用时间相对增长,另外,在模板安装和拆除过程中,每吊次所需要的时间相对长一些,因此实际统计的每台班平均吊次可能达不到理论吊次数。

我们仍对东方广场东区工程施工过程中塔吊进行吊次实测〔仅作参考,当时正在四~五层结构施工,为了了解塔吊实际吊次对施工的影响,派了三名实习学生,对二台H3-36B塔吊和一台FO/23B进行了5个白班不断统计记录,结果为：

二台H3-36B塔吊白班平均吊次分别为61次、67次,FO/23B塔吊白班的平均吊次为60次。

3、塔吊覆盖面的要求

塔吊型号决定了塔吊的臂长幅度,布置塔吊一般要求避免出现覆盖盲区,但不是绝对的,对一个工程一般有主楼、有裙房,高层主体结构部分,塔臂应全面覆盖,裙楼争求塔臂全部覆盖,当出现难于解决的边、角覆盖时,可考虑采用临时租用汽车吊解决裙房边、角垂直运输问题,不能盲目加大塔型,应认真进行技术经济比较分析后确定方案。

4、最大起重能力的要求

关于满足吊重的要求：

主要考虑本工程施工过程中,可能出现各种重物对塔吊能力的要求,如建筑构件、最大重量的大模板、筒模等,应根据其存放的位置、吊运的部位,距塔中心的距离,确定该塔吊是否具备相应起重能力,确定塔吊方案时应留有余地,塔吊不满足吊重要求,必须调整塔型使其满足。

二、塔吊定位〔应认真考虑如下问题

   1、所确定的塔吊位置是否可行,首先能否保证塔吊安全稳定,避免塔吊设在回填土上,要考虑塔吊距基坑底角的水平距离是否满足安全要求,即塔吊基础面〔前支腿位置与基坑底角点连线,此线与水平线的夹角应≤450安全剪切角的要求,按此要求,塔吊距建筑物较远,尤其是深基坑,给塔吊附着带来困难,如要减小此距离,应提前与边坡支护设计单位联系,在边坡支护方案中,进行局部加载设计,或将塔基改为桩基。

2、塔吊布置要充分考虑塔吊的需利用率,根据主要材料的存放场地,要便于起吊,尽量减小吊运过程中塔臂转角,以提高塔吊利用率。

在群塔平面布置时,既要任务区域明确,又要方便互相应急支援。

在群塔平面设计时,各相邻塔吊之间,必须满足低塔吊的塔臂不危及高塔吊塔身的安全。

3、塔吊的定位应根据现场实际条件和综合技术及经济效果确定,如现场确无立塔条件或考虑覆盖面问题或考虑塔吊附着问题等,可考虑将塔吊设计在建筑结构内,如设在仅有地下室的结构部分,特殊情况设在电梯井筒内或穿越裙房楼层,如采取塔吊立于建筑结构内,必须提前认真考虑如下问题：

①所立塔吊位置拆塔是否方便,②塔吊位置是否会影响结构施工,是否影响上部悬挑构件施工,③塔身穿越地下室时,避免遇柱、遇梁,应尽量避免穿越人防顶板,④提前做好塔身穿越基础底板的防水及止水节点设计。

4、高层建筑施工的塔吊平面位置,应考虑满足塔吊的附着条件,塔吊应附着于柱或墙上,尽量选择大截面构件进行附着,塔吊应位于左右附着结构的中间位置,附着点的要提前征得设计单位的认可〔塔吊的水平推力结构能否承受。

塔吊不能距主体结构太近、太远,否则均会造成附着困难。

5、所选塔吊的位置,应满足立塔、拆塔时的起重设备就位条件。

应选择好起重臂的方向,在升塔或降塔时,塔臂方向是一致的,不能调头,如选择不好,有时会造成拆塔困难。

三、塔吊基础形式

1、轨道行走式：

一般用于多层建筑且作业区较大的情况。

2、先行走后固定：

由于受前期现场施工条件的限制,立塔时不能一次到,待基础或非标层施工完成后,再将塔吊行走到预定位置后固定,使其提高利用率,且便于附着。

先行走后固定塔吊应立于轨道上,如后固定位置处于回填土上时,其基础作特殊处理,必须满足承载要求。

3、固定式塔吊基础：

固定式塔吊基础目前广泛使用,其分为两种：

〔1塔吊基础考虑承载安全要求,采用在塔吊底部附加压重满足塔吊稳定平衡要求。

〔2独立式塔吊基础,塔吊基础既要满足承载要求,又要满足塔吊的稳定平衡要求〔不设压重。

独立式塔吊基础相对投入费用高,其优点占地小、选择立塔位置灵活、安全稳定性好。

4、需用基础底板作塔吊基础,在基础底板施工时将塔吊的基础节埋设好,直接在基础节上立塔。

能节约塔吊基础费用,安全稳定,但立塔比较困难,且只能待基础底板完成后才能立塔,立塔时会影响结构施工进度。

四、塔吊附着

塔吊附着就是保证塔吊在允许的自由高度条件下工作,在施工过程中如果附着工作跟不上,将会直接导致结构施工暂停。

因此附着点的设计要提,附着杆的安装工作要合理安排。

现以塔吊自由高度55m为例,计算第一道附着锚固点的高度位置：

在无附着的情况下,该塔吊升至55m高〔塔吊吊础面至塔臂高度后不能再顶升,在塔吊顶升前塔吊应满足使用要求,从塔臂开始从上往下计算至附着点距离,使用情况下有钢丝绳及吊钩的最小高度1.5m、有吊物的高度3m〔满足最大高度的吊物要求、有作业层钢筋绑扎高度4.5m,其下为已浇筑完成的结构,考虑附着杆安装时,附着部位的混凝土柱或墙应达到足够强度〔确定此高度时,与施工速度、层高和构件截面大小有关,如按作业面往下三个楼层考虑,作层面往下约8m,具体附着点的位置应位于塔身节的上下连接处,将以上各数字相加为17m〔塔臂至第一道附着点的间距,第一道附着点距塔吊基础面不应大于〔55-1738m。

塔吊附着以后,其自由高度将会减小,具体减小的数值由塔吊租赁公司提供,第二道及以上各道附着点的计算方法同上。

五、塔吊施工的安全注意事项

1、严格遵守塔吊作业安全操作规程,提前做好详细的安全、技术交底。

2、塔吊接地电阻应不大于4欧姆。

3、防止塔吊基础积水的措施,定期观测塔吊基础沉降及塔身倾斜,尤其是雨期施工。

4、群塔作业要求

〔1项目部应召集所有塔司一起进行安全交底,以确保塔吊安全作业。

施工过程中要保持紧密的联络,有问题必须及时解决。

   〔2群塔作业要精选塔司,并在塔吊司机上岗前进行专门培训。

   〔3制定群塔作业准则：

"低塔让高塔、轻塔让重塔、静塔让动塔、外区让本区"。

司机必须听清信号后方可行塔。

   〔4传递信号全部采用对讲机,要求对讲机的频道锁定,采用先呼塔号,然后再发出行塔信号。

   〔5夜间行塔配备足够的照明条件和明显的安全标志。

   〔6提前设计顶塔方案,升塔应协调进行,如存在两个单位施工时,升塔前必须通知对方。

   〔7要求塔吊使用后,小车到根,吊钩收到最高,塔吊大臂的顺向要满足规定要求。