群體超高層建筑間大型塔吊轉換過程控制及意義

毛文忠 馬飛燕

上海建工五建集團有限公司 上海 200063

由3幢或3幢以上的超高層建筑組成的工程項目，在其施工部署時可以系統地考慮多幢超高層協同施工、資源互通，以便統籌安排。隨著施工技術的日漸革新，地產開發的規模也大幅度提升，群體超高層建筑項目逐漸增多，使得工程人也愈發重視群體超高層建筑項目的施工組織。

群體超高層建筑項目相對于常規的獨幢式超高層項目，有著獨有的難特點，且較多的施工內容可根據多幢超高層建筑綜合考慮，這對項目成本優化、工期優化等均有著較大的影響。在超高層建筑施工前期，需吊裝構件多，構件質量大，因此一般多配備塔吊或起重性能佳的塔吊；但在中后期，超高層建筑高度越來越高，構件卻越來越小，對塔吊的機動靈活性要求較高。彭志強[1]提出超高層住宅群塔選型布置設計時應充分考慮工程內外部及各施工階段塔式起重機間與其覆蓋范圍內建筑物的協同工作及影響，各單體工程需充分考慮施工進度，按照統一的施工組織部署并嚴格執行，但未考慮塔吊之間轉換的可能性及可操作性。本文基于某群體超高層建筑項目的大型塔吊在超高層項目施工中的初期選型、定位及轉換，總結介紹施工過程中的轉換要點，綜合考慮3幢超高層建筑組成的群體超高層建筑項目，較為深入地探討其關鍵工序，可為類似項目提供借鑒[2-7]。

1 群體超高層建筑項目難特點

1.1 工程概況

此群體超高層建筑項目位于甘肅省蘭州市，項目由3棟超高層建筑、4棟商業及3層地下車庫組成，總建筑面積33.7萬 m2，是集辦公、酒店、SOHO及商業于一體的大型城市綜合體項目，工程建筑設計新穎、功能齊全。

塔樓A：地上為45層，建筑高度230.4 m，地上建筑面積為66 760 m2；塔樓B：地上為54層，建筑高度249.8 m，地上建筑面積為105 884 m2；塔樓C：地上為38層，建筑高度為194.7 m，地上建筑面積為57 067 m2。此項目的3幢超高層建筑均為公用建筑，其距離較近，兩兩之間距離不大于200 m，是典型的群體超高層建筑項目（圖1）。

圖1 項目總平面示意

根據抗震設計規范，安寧區為八度抗震設防區，結構形式為型鋼混凝土框架——核心筒結構，基礎為無樁筏板基礎，筏板厚度大面4.2 m，最大深度10.7 m。混凝土標號C45P8。鋼筋以四級鋼為主，主要為φ40、φ36、φ32 mm，配筋率較高。外框柱、梁及核心筒剪力墻內均有勁性結構，其中外框柱內為十字形鋼柱，核心筒剪力墻內為剪力鋼板＋H型柱（四角為十字形柱），Q345鋼，低區吊件數量較多，吊重大；高區吊件數量少，吊重有所減輕，但吊運高度大幅度增設，吊裝效率嚴重降低。

1.2 工程難特點

1）基礎內核心筒位置有較深的電梯井坑，塔吊基礎無法直接設置在核心筒內。

2）建筑外輪廓較大，需要較長的塔吊大臂。

3）建筑結構形式決定了塔吊在主體施工階段需設置在核心筒內。

4）勁性鋼柱及伸臂桁架層構件自重大，對塔吊的吊裝能力要求高。

5）群體超高層建筑項目一般距離較近，結構形式相同，可綜合考慮施工工藝。

2 群體超高層建筑項目塔吊設置、選型

2.1 群體超高層建筑項目塔吊基礎定位注意事項

群體超高層建筑項目占地面積大，地下結構復雜，尤其是在基礎施工階段，塔吊林立，各類大型機械穿梭在基坑內。其塔吊定位需綜合考慮以下因素：

1）前期以筏板以及地下結構施工為主，后期則以裙樓為輔。

2）以大型塔吊為主，配合小型塔吊。

3）需考慮后期超高層的施工、轉換、拆除的便利性。

4）盡量減少重型汽車吊的配合安裝與拆除工作，以降低費用。

5）需考慮施工過程中最大起吊構件的質量。

6）需結合場地布置、周邊環境綜合考慮。

7）需考慮大型塔吊基礎的地基承載力情況。

2.2 影響群體超高層建筑項目塔吊型號選擇要點

1）勁性柱與伸臂桁架的最大構件質量（分階段）。

2）勁性柱與伸臂桁架的最大安裝高度。

3）混凝土布料機安裝使用高度。

4）內爬式塔吊的獨立高度。

5）綜合考慮外側爬升式腳手架的吊裝要求。

6）綜合考慮中后期的應用和塔樓間互相調配。

7）考慮動臂式塔吊與平臂式大型塔吊的優勢互補。

3 群體超高層建筑項目塔吊的轉換過程及其意義

3.1 群體超高層建筑塔吊的轉換過程

為滿足地下室施工階段塔吊全覆蓋及塔樓下部樓層鋼結構構件吊裝起重要求，該工程地下室施工階段總計安裝5臺塔吊，塔吊型號、布置位置以及覆蓋范圍的具體情況如圖2所示。

待塔樓進入地上施工階段，以及圖2中深色填充區域地下室出±0 m以后，進行塔吊轉換工作。轉換后的塔吊型號、布置位置及覆蓋范圍具體如圖3所示。塔吊轉換過程如表1所示。

表1 塔吊轉換過程

圖2 地下室施工階段塔吊平面布置示意（轉換前）

圖3 主體施工階段塔吊平面布置示意（轉換后）

由以上可知，本工程A、B塔樓塔吊存在塔吊互轉情況，邏輯關系嚴密，相互制約、影響，因此須同步啟動。本工程C塔樓塔吊轉換和A、B塔樓塔吊轉換無嚴密邏輯關系，場地等因素制約小，因此可獨立啟動。

在轉換過程中為保證不影響生產進度，應嚴格控制每臺塔吊的拆除、轉換、安裝時間，以保證每個超高層塔樓的垂直運輸能力。

鑒于上述原因，需編制詳細的轉換計劃，并嚴格落實（圖4）。

圖4 塔吊轉換計劃與具體步驟示例

3.2 群體超高層建筑塔吊的控制要點

3.2.1 轉換節點的控制

地下室施工階段須保證塔吊滿足塔樓鋼結構重型構件吊裝的起重要求及對地下室施工區域的盡可能覆蓋。因此，地下室施工階段重型塔吊主要布置于塔樓周邊，以保證塔樓區域塔吊的起重能力最大，且塔臂須盡可能地覆蓋到塔樓以外的地下室區域。

塔樓周邊地下室結構出±0 m，塔樓也同時進入地上結構施工，此階段塔吊主要服務于塔樓主體結構施工，塔樓周邊地下室區域已不需要塔吊覆蓋。為避免塔吊隨塔樓施工高度的不斷增高而升高加節，出于成本考慮，將塔樓周邊長臂重型塔吊拆除，并于塔樓核心筒內部安裝可隨塔樓施工進行自爬的內爬塔吊。

由以上可知，塔吊轉換主要受塔樓施工高度及塔樓周邊地下室結構施工進度控制，須保證塔吊轉換前塔樓周邊地下室結構施工完成，且塔樓施工高度不超出塔吊可吊裝高度。

因此，制定合理的塔樓及周邊地下室結構施工計劃是保證塔吊轉換工作順利進行的關鍵。

3.2.2 轉換周期的控制

1）塔吊進出場控制。外部塔吊進場需支付進出場費，且其遠距離運輸會受到多種突發情況的干擾，如交通狀況、雨雪天氣等，塔吊轉換的工期不可控。基于以上原因，塔吊轉內爬時應盡可能考慮使用施工現場已安裝塔吊。因此，地下室施工階段的塔吊選型就應結合塔樓主體結構施工階段的塔吊選型予以統籌考慮。

2）施工進度控制。塔吊轉換工作涉及多個塔吊的拆除及安裝工作，且施工現場環境復雜，危險性較高。因此，為避免意外情況的發生，應盡可能地縮短塔吊轉換周期。但超高層項目塔樓主體結構施工往往處在控制施工工期的關鍵線路上，因此塔吊轉換工作不應一味追求縮短轉換周期，還應結合塔樓施工計劃進行通盤考慮，盡可能地減小其對塔樓結構施工的不利影響。如工期和天氣等條件允許，出于施工安全及進度考慮，塔吊轉換工作一般安排在冬休期更為合理。

3）施工場地控制。超高層建筑一般均規劃在繁華市區的密集建筑群中，周邊建筑環境、交通環境復雜，施工場地狹小往往是超高層建筑施工面臨的共同難題，在塔吊轉換過程中的具體體現就是汽車吊難以進入或布置，以及施工堆場、加工場的反復搬移。為解決這一問題，應在前期合理的場地規劃、施工規劃的基礎上，盡可能地考慮利用施工現場已安裝塔吊，進行轉換過程中的其余塔吊的安裝及拆卸，應盡量減少對汽車吊、履帶吊的使用。

3.2.3 轉換過程控制

塔吊轉換過程應著重把控以下3個方面。

1）保證施工安全。塔吊轉換工作涉及多個塔吊的拆除及安裝工作，危險性較高。若塔吊轉換工作未能如愿在冬休期間進行，應采取一定的措施以保證塔吊轉換過程中的施工安全。

① 制定塔吊吊裝路線，合理組織現場施工，保證塔吊安拆吊裝路線下方無密集人員作業。

② 設專人協調、指揮，嚴格按照既定施工方案組織塔吊安拆。

2）塔樓施工進度。塔吊轉換過程應不影響或盡可能少影響塔樓施工，應采取一定的塔樓進度保障措施。

① 制定合理的塔吊安裝、拆除計劃以及塔樓鋼結構吊裝計劃，于塔吊安拆工作開始前完成階段性的鋼結構吊裝工作。

② 制定合理的鋼筋加工計劃，于塔吊安拆工作開始前完成階段性的鋼筋加工工作。

③ 制定合理的材料倒運計劃，于夜間完成次日所需鋼筋材料的轉運，于日間塔吊安拆休息期間完成鋼管、模板等材料的翻轉。

④ 制定合理的塔吊轉換后的搶工措施，以挽回延誤的工期。

3）縮短轉換周期。塔吊安裝、拆除危險性較高，且施工現場環境復雜，突發情況較多，為保證施工安全及現場施工進度不受或盡可能少受影響，應盡可能地縮短轉換周期，可采取以下措施：

① 嚴格依照施工方案及施工計劃落實每日工作。

② 設專人統籌協調，針對各項轉換工作均應制定合理計劃，每日核對完成情況，并進行總結及糾偏。

③ 各項轉換工作落實責任人，并嚴格依照考核制度進行考核。

④ 提前聯系、落實塔吊檢測等程序性工作，避免因此造成轉換工作的延誤。

3.3 群體超高層建筑塔吊轉換的意義

3.3.1 大量節約機械進出場等費用

大型塔吊在群體超高層項目內的調撥，塔吊無需多次進出場運輸，節約了大量資源。

在同一群體超高層項目內利用其他已設置好的塔吊或新安裝塔吊進行安裝、拆除、吊運、轉移等工序時，非常便利，提高了安拆效率，節省了資源，取得了一定的經濟效益。

3.3.2 搭配利用塔吊性能

在超高層建筑施工前期階段，由于超高層建筑多為勁性結構，鋼構件非常多，需要吊裝的構件也非常多，構件質量大，因此一般需配備重型塔吊；但在中后期，超高層建筑高度愈來愈高，鋼構件愈來愈輕，施工過程中對塔吊的機動靈活性要求較高。

進行群體超高層之間不同階段的重型塔吊的位置轉換，可較為充分地發揮重型塔吊的各項性能，即在群體超高層項目施工的前期階段利用大型塔吊優異的起重性能，在中后期利用塔吊的機動靈活性，合理且充分地發揮塔吊性能，為群體超高層項目創造施工便利條件。

3.3.3 體現群體超高層建筑項目組織優勢

群體超高層建筑項目應視其為一個系統工程，充分發揮項目管理人員的主觀能動性，對其相似的施工內容進行比較總結、整改提高。

4 結語

將群體超高層建筑作為一個系統工程來考慮其塔吊前期的選型、定位；綜合考慮群體超高層建筑施工進度之間的關系，確定中后期塔吊轉換節點時間及周期，精確地控制了其轉換過程中各幢塔樓的進度，節省了塔吊安拆、進出場、運輸等成本，節約了施工工期，合理地利用了各類塔吊的性能，體現了群體超高層建筑項目的組織優勢。