基于薄弱邊緣構件的塔吊附墻施工技術

錢云飛 田忠先

蘇州二建建筑集團有限公司 江蘇 蘇州 215122

1 工程概況

蘇地2019-WG-42號地塊項目總承包工程位于蘇州市相城區(qū)，總面積16.51萬 m2，包含16幢裝配式住宅單體及多棟配套用房。住宅建筑為地下1層、地上11～17層。配套用房建筑高度約9.90 m，地上2層。住宅樓結構體系均為框架剪力墻結構，上部結構樓面采用厚60 mm＋70 mm預制疊合樓板，內部墻體為預制輕質內隔墻板。

本文塔吊附墻概況以11#樓為例進行介紹。11#樓地上17層、地下1層。建筑高度53.90 m，地下1層底板頂標高為－4.75 m。塔吊采用QTZ125型號，獨立使用高度46 m、附著使用高度200 m。根據現場實際情況，塔吊布置在11#樓北側位置（圖1），塔吊基礎采用板式樁基礎，基礎頂面標高與工程結構地下室底板結構底面平。群塔作業(yè)起重臂之間安全距離需要滿足要求，是塔吊布置策劃時要重點考慮的關鍵因素。因此，該塔吊需采取2道附墻措施后方可滿足現場吊裝使用要求。經過綜合考慮，附墻桿所在樓層分別在8層和15層。

圖1 11#樓塔吊附墻區(qū)域結構概況平面示意

11#樓采用框架剪力墻結構，靠近塔吊附墻區(qū)域的建筑為懸挑結構及構造邊緣構件墻。其中懸挑結構為厚150 mm懸挑板，外圍設計上翻220 mm和下掛230 mm構造措施。構造邊緣墻體為200 mm×600 mm單肢截面。2個部位均無法滿足塔吊附墻受力承載要求。該區(qū)域結構梁為200 mm×600 mm，樓板為厚60 mm＋70 mm疊合板，同時梁上翻70 mm，造成板底空間不滿足附墻支座安裝需求。同時，該附墻區(qū)域剪力墻距離塔吊較遠，超過塔吊正常附墻距離，或者附墻桿角度無法滿足安裝要求。

可見，11#樓的QTZ125型號塔吊附墻問題是塔吊安裝后保證安全使用的重、難點。

2 附墻方案選擇

塔吊升節(jié)高度超過自由高度后采取附墻措施是塔吊安裝的關鍵工作。因此，附墻位置的選取首先重點考慮的是附墻支座順利安裝，只有確保附墻構件的順利安裝，才能保證塔吊的正常安全使用。項目部參照常規(guī)的幾種塔吊附著方案，并從經濟性、適用性、安全性、可操作性等方面進行對比分析[1-2]。

1）將附墻支座預埋件采用螺栓預埋到樓板上，但是由于11#樓塔吊附墻區(qū)域樓板為厚60 mm＋70 mm的疊合樓板，螺栓預埋在樓板上后，使用拉桿與塔吊附墻框連接，進行附墻拉桿計算時，預埋樓板受力不滿足要求，所以不采用此方案。

2）將附墻支座錨固于約束邊緣構件墻上，對約束邊緣構件柱錨固墻肢（200 mm×600 mm）通過設計調整，進行截面加大并增強，截面調整為300 mm×850 mm，配筋相應增大以滿足安裝及受力需求。但是，根據塔吊附墻桿設置距離、位置要求，考慮與樓層對應關系，同時應滿足附墻桿對附著角度的要求，以及后期拆除加大截面部位，并清理恢復至原設計建筑使用功能要求，由此造成增加額外的成本等因素，調整約束邊緣構件墻截面及增加配筋進行結構加強施工適應性差，且后期破除量大、成本高，以及破除過程中安全風險高，故此方案不予采用。

3）將附墻支座錨固于結構邊梁上，對附墻區(qū)域結構邊梁（200 mm×600 mm）通過設計調整，進行截面加大并增強，截面調整為250 mm×750 mm，配筋相應增大以滿足受力需求。此方案實施思路及需考慮因素和方案2基本相同，故此方案亦不予采用。

4）在方案2的基礎上綜合考慮優(yōu)化，結合原設計結構邊緣構件墻，對塔吊附著支座耳板結構形式進行設計調整。以往的附墻支座耳板是廠家批量生產的固定尺寸，導致施工現場附墻需要按照耳板尺寸預留孔洞，且附墻位置集中荷載過大。此方案針對本工程特殊工況，附著位置約束邊緣結構單肢墻體不滿足塔式起重機附墻支座荷載和最小尺寸間距要求，無法使用傳統(tǒng)工藝進行附著。因此，考慮將常規(guī)的原“一”字形支座優(yōu)化設計調整為“L”形支座，并增加背板。避免結構單肢墻體受力，充分利用結構邊緣構件“L”形墻整體的受力性能，解決附墻桿錨固問題（圖2、圖3）。此方案的優(yōu)點在于對原結構設計無影響，亦不會增加施工難度及后續(xù)成本、安全風險等。同時，利用耳板使附著位置覆蓋面積增加，減小附著位置受力，且增加背板使剪力墻轉角處墻體兩側受力均勻（圖4），完全滿足在塔吊水平力作用下的承載力要求，并有足夠的安全儲備。

圖2 附著支座調整后“L”形式背板示意

圖3 附著支座調整后“L”形式耳板示意

圖4 附著支座、背板與約束邊緣構件墻安裝示意

建筑物附著結構混凝土強度等級為C30，其配筋如圖1中的GBZ3和GBZ1a所示。對應荷載根據實際作用位置、方式進行布置，采用理正工具軟件對建筑物附著結構建立受力分析模型，通過計算復核，附著支座和附著建筑物結構承載力均滿足受力要求。

3 施工方法

3.1工藝流程

附墻支座耳板、背板深化設計→附墻支座耳板、背板加工→邊緣構件現澆結構鋼筋安裝綁扎→邊緣構件現澆結構預埋對拉螺栓孔預埋套管→邊緣構件現澆結構模板支設→邊緣構件現澆結構混凝土澆筑→邊緣構件現澆結構模板拆除并養(yǎng)護→附墻支座耳板、背板安裝→塔吊附墻桿件安裝→檢測、使用

3.2技術要點

3.2.1 構件圖紙深化設計

附墻支座耳板、背板深化設計首先應符合受力要求，其次需要考慮加工和現場安裝方便。特別是板與板連接焊縫質量的控制，應按照規(guī)范要求進行檢測并保證100%合格。板上對拉螺桿孔定位應考慮不同方向交叉情況，滿足安裝時擰緊空間要求。

3.2.2 邊緣構件現澆結構施工

現澆結構鋼筋綁扎完成后，將對拉螺栓孔預埋套管進行預埋固定，盡量避免調整原設計鋼筋位置及碰撞。為保證精確定位，可采用制作定型支架或定位模板，將支架與結構鋼筋固定牢固。結構模板支設時減少對支架和對拉螺栓孔套管的碰撞，尤其是在混凝土澆筑及振搗過程中，嚴禁振搗棒碰到支架及預埋套管，避免擾動造成偏位。

3.2.3 附墻支座耳板、背板安裝

附墻支座耳板、背板的安裝需待現澆結構強度滿足設計要求后方可進行。安裝前，應檢查現澆結構混凝土表面平整度，避免因傾斜導致受力不均勻而應力集中，造成混凝土結構或支座焊縫開裂的情況。安裝后，各連接對拉螺栓應緊固調整好，采用雙螺帽擰緊連接，保證支座耳板、背板和混凝土結構連接牢固可靠。

4 結語

本工程因塔吊附墻支座部位結構單肢混凝土墻無法滿足承載力要求。對采用常規(guī)加大結構截面、附著在結構樓面、采用非標準附墻桿改變附墻距離、調整優(yōu)化附墻支座類型等幾種方案對比，在保證能滿足吊裝使用和結構承載力要求的同時，不增加項目施工成本，并降低安全風險的情況下，選擇最優(yōu)的施工解決方案。

本工程最終考慮采用優(yōu)化調整附墻支座耳板、增加背板形式的途徑，很好地解決了塔吊的附墻問題，保證了施工過程的安全。

通過蘇地2019-WG-42號地塊項目總承包工程11#樓塔吊附墻的實施，為從新角度考慮問題，解決機械設備附墻難題提供了思路和可供參考的方法、依據。同時，在經濟性、適用性、安全性、可操作性等方面也有很大的實際應用意義。