大型房建項目塔式起重機定位與日常檢查的研究

文／張鐵軍 聊城市特種設備檢驗研究院 山東聊城 252000

引言：

塔式起重機(Tower crane)簡稱塔機，又稱塔吊，起源于西歐。塔式起重機是一種臂架安裝在高塔頂部的旋轉起重機，其作業工作空間大，主要用于房屋建設中材料的垂直和水平運輸和建筑構件的安裝。它由金屬結構、工作機構和電氣系統三部分組成。塔式起重機具有操作簡單、高效安全、運行維護費用低、使用范圍廣等特點。目前主要適用于高層和超高層建筑、重工業廠房和狹窄建筑工地的施工。在工程實踐中，做好塔式起重機的定位和日常檢查工作是非常重要的。

1、工程概況

某工程建筑面積151049m。基坑南北長726.5m，東西寬97.5m。基坑圍護工程采用“支護樁+預應力錨索+高壓噴樁”的復合支護體系。本工程施工現場靠近深基坑，吊車不能通過坡道下的基坑，重型吊車站布置困難。

2、塔式起重機定位

傳統的塔機一般在基坑邊坡外建立塔機基礎，然后將塔機安裝在塔機樁基上。而本工程基坑東西向距離為97.5m。如果將塔機安裝在斜坡外側，距離工地工作面較遠，會大大影響塔機的周轉物料效率，影響工程的整體進度。綜合考慮基坑的結構和尺寸、臨時加工廠的位置、周轉材料的堆放位置、設計計算、施工方法等現場條件，總結出樁錨式基坑邊坡塔吊施工技術。

2.1 工藝原理

（1）塔式起重機樁基礎與圍護樁一體：先施工基坑邊坡支護樁，同時于支護樁背離基坑的一側施工塔式起重機樁基，二者基礎組合為塔式起重機基礎，共同作用；（2）塔式起重機與冠梁一體：在支護樁頂部設置冠梁，冠梁與塔式起重機承臺預設預留部，預留部預留橫向連接鋼筋和支護樁頂部的豎向鋼筋連接，將塔式起重機基礎節焊接于預留鋼筋結構，將塔式起重機承臺與冠梁一體澆筑成型，大大提高了塔式起重機基礎安全性；（3）塔式起重機基礎與錨索一體：于基坑邊坡內向背離基坑的一側施工斜向錨桿，錨桿與塔式起重機樁基連接，使塔式起重機基礎與錨索連為一體共同作用，更安全穩妥。

2.2 工藝流程

塔式起重機基礎施工過程如圖1所示。

圖1 塔式起重機基礎施工過程

（1）基礎定位：根據塔式起重機的平面布置圖來定位塔式起重機基礎位置；（2）塔式起重機樁基施工：在基坑支護樁背離基坑的一側施工塔式起重機樁基；（3）樁基注漿：樁底后壓漿管設置兩道，選用兩根3mm 厚的DN25的鋼管作壓漿管，壓漿管底端鉆孔后用膠帶封閉密實。樁側后壓漿管設3 道注漿管主管采用3mm 厚的Φ25 鋼管，主管采用對絲連接，主注漿管與噴頭管采用三通連接，噴頭管具體設置位置為樁頂以下7.5m、15m、22.5m。后注漿采用42.5MPa 級水泥，注漿壓力不小于1.5MPa。單樁注漿量不小于6.5T，樁側注漿斷面不少于3 個。壓漿過程采用總注漿量和注漿壓力雙重控制，在施工過程中，當滿足以下仍和一個條件時注漿可以終止：①注漿總量和注漿的壓力已達到圖紙要求；②注漿總量達到圖紙要求值的75%，且注漿壓力已超過圖紙設計值；（4）開挖土方、樁頭破除：根據塔式起重機承臺的尺寸和標高開挖土方，開挖到樁頂標高時，采用風鎬將樁頭松散混凝土層破除，剝離鋼筋，露出密實混凝土面，樁頭100mm 范圍內采用人工剔除50mm，留50mm 伸入承臺內。高壓氣槍將表面浮塵清理后方可安裝鋼筋，清理施工廢土廢料并將開挖好的塔式起重機基坑夯實，為后續施工塔式起重機承臺提供平整的施工面，方便后續綁扎鋼筋結構時將鋼筋結構與塔式起重機樁基頂部的鋼筋連接；（5）墊層、磚胎模施工：在塔式起重機基坑內施工C15 混凝土墊層，墊層厚度100mm。墊層施工前，應測設標高控制線，以保證塔式起重機基礎厚度。墊層混凝土采用平板振動器進行振搗，混凝土初凝后作壓光處理。墊層施工完畢后施工塔式起重機承臺的側壁磚胎模，采用240mm厚紅磚、M7.5 水泥砂漿砌筑，磚胎模的內凈空尺寸等于塔式起重機承臺的尺寸，墊層寬出磚胎模的外側邊100mm，紅磚在砌筑前應充分灑水濕潤，在磚胎模的內側抹水泥砂漿，加強磚胎模的強度，也可以起到防水作用，與磚胎模的外側空隙進行素土回填土并分層夯實；（6）基礎底層鋼筋網施工：灌注樁主筋伸入承臺長度為75cm，塔式起重機基礎鋼筋施工時，要確保鋼筋的間距符合圖紙要求，并進行滿扎，不得出現跳扎、漏扎等現象；在塔式起重機支腿預埋區域的鋼筋應進行焊接加固，形成牢固的鋼筋骨架后再放置墊塊，塔式起重機基礎與冠梁的連接處應力較大的部位應設置橫向加強筋，連接鋼筋結構、冠梁的預留部位和橫向加強筋；（7）基礎上部鋼筋網施工：首先放置間距為1500 左右的馬鐙鋼筋，接著將上部受力主筋按設計間距放置到位并進行綁扎；（8）防雷接地：塔式起重機的避雷裝置埋地部位在基礎施工前進行，接地件至少插入地面下1.5m 且接地件應采用橫截面為不小于16mm絕緣銅電纜或者橫截面接30mm×3.5mm 鍍鋅扁鐵；（9）基礎混凝土澆筑：使用混凝土將塔式起重機承臺與冠梁的預留部一體澆筑成型，混凝土采用商品混凝土，由混凝土拌和站用運輸車運至澆筑地點采用混凝土泵車進行澆筑，塔式起重機基礎砼標號為C35，混凝土一次性澆搗密實，試驗員制作3 組試塊。混凝土施工完成后，應及時覆蓋澆水養護。塔式起重機基礎施工后，四周應排水良好，以保證基底土質承載力；（10）錨索施工：于基坑邊坡內朝向塔式起重機樁基背離基坑的一側施工斜向錨桿，斜向錨桿的一端與塔式起重機樁基連接。其施工采用鉆進、攪拌、穿索一次完成施工工藝，鉆機成孔，預應力錨索同步跟進，高壓旋噴注漿加固形成錨固固結柱體。高壓旋噴注漿壓力不低于20～25MPa，注漿加固體直徑不小于45cm，旋噴鉆桿提升退出速度30cm～50cm/min，漿液流量50L/min，每1m 加固體水泥摻量不小于20%，自由端采用6～7m 長度Φ20 塑料套管，與錨固段接頭位置采用防水膠布封閉，養護7 天后施加張拉力鎖定。為了提高錨索各鋼絞線受力均勻性，應采用先單根張拉，3 天后再整體補償張拉的施工方法。補償張拉到設計拉力后應立即進行注漿封孔，對于下傾錨索，注漿管從預留孔插入，直至管口進到錨固段頂面約50cm 處；注漿封孔后，從錨具量起預留約50mm 鋼絞線，其余的部分截去，在其外部包裹厚度不小于50mm 水泥砂漿保護層以防止錨索腐蝕；（11）設置沉降觀測點：塔式起重機基礎砼澆筑完成后，在基礎四個角位置設置觀測點，并進行初始高程測量記錄原始數據，在塔式起重機上部結構安裝前進行一次復測，并與原始數據進行對比，看有無明顯沉降產生，然后決定繼續使用或停止使用，以后在塔式起重機整機完成安裝后再次復測，并記錄數據，此后每半月測設一次，發現沉降過大、過快、不均勻沉降等異常現象時應立即停止使用，并報備公司工程技術部門，經過分析處理后，方可決定可繼續使用或停止使用；（12）塔機安裝：基礎節安裝好后，在基礎混凝土強度達到設計值的70%以上后，方可進行塔機的安裝，安裝時采用QY50 型吊機，吊機固定在距離基坑邊坡10m 處，塔式起重機整機安裝時應安排人員統一指揮，避免出現信號錯亂現象。在塔機安裝過程中，塔臂覆蓋范圍內設置安全警戒線，安全管理人員全程旁站，無關人員禁止在警戒區域內停留、走動。

3、塔式起重機日常檢查

3.1 塔底檢查

塔式起重機在塔底一般檢查其吊鉤、電源、基礎及整機狀態。檢查內容如下。

（1）吊鉤：吊鉤結構應完好，無開焊開裂的情況，磨損不超過5%，開口度不能大于原值的1.1 倍，鉤柄無塑性變形，鉤身扭轉角不超過10°，嚴禁焊接吊鉤。鉤頭應轉動靈活、潤滑充足、無卡滯；吊鉤上的銷軸、軸端擋板、開口銷等應穩定可靠。滑輪不應有裂紋或輪緣破損；滑輪繩槽壁厚磨損不超過原值的1.2 倍；滑輪槽底的磨損量不超過相應鋼絲繩直徑的25%；（2）電源：配電箱應符合“一機一閘一箱一漏”的要求，零線的接線端子標識為N，地線的接線端子標識為PE。電纜無老化、破損，連接處應充分滿足絕緣要求。上塔主電纜每10m 應在標準節上設置絕緣電纜卸荷裝置，上塔電纜應固定牢靠，捆綁處無破皮、變形；（3）基礎：基礎的銷軸、接地等應安裝到位，緊固螺栓連接齊全有效、預緊力達到使用要求。基礎排水設施齊全，基礎在地下室需定期抽排水，基礎不得有積水、裂縫、傾斜、沉降、塌陷、傾斜等現象，不得開挖。基礎水平度不得大于1/1000，垂直度不得大于1.5/1000。接地扁鐵連接可靠，接地電阻小于4Ω；（4）整機狀態：大臂、平衡臂無傾斜，獨立垂直度不得大于0.4%，最高附著以下垂直度不得大于0.2%。塔群兩相鄰塔式起重機的水平與垂直安全距離為2m，與其他建筑物外邊緣的安全距離不得小于0.6m，如有特殊原因達不到最小安全距離，應有相應安全防護措施。

3.2 塔身檢查

（1）標準節：標準節一般有榫頭式、整體式及魚尾板式3 種形式，其必須是原廠配套，可通過合格證及標準節永久性標識確認，主體結構均不得出現開焊開裂、塑性變形及銹蝕情況。對于榫頭式標準節主要檢查銷軸卡簧有無脫落，銷軸有無竄動；主弦桿、斜撐桿、斜腹桿和直撐桿的連接銷軸、開口銷是否安裝可靠。對于整體式標準節主要檢查高強連接螺栓有無松動，連接處是否存在間隙；標準節高強螺栓應為雙螺母鎖緊，螺栓最少漏出螺母3 個螺距。對于魚尾板式標準節主要檢查連接銷軸有無外竄現象；標節高強螺栓的規格型號及預緊力是否符合要求；立銷及連接銷軸是否安裝可靠；（2）爬梯通道：爬梯通道首道休息平臺不超過12.5m，其余不超過10.0m。主要檢查爬梯接口連接是否可靠；護圈設置是否完好齊全；休息平臺是否穩固以及有無變形；護欄夾板安裝是否可靠；（3）附著：附著主要檢查其安裝位置是否符合要求；塔身與附著框是否固定牢靠，楔塊、墊鐵等零部件齊全且可靠；撐桿、附著框等主要受力結構有無開焊開裂、塑性變形及銹蝕情況；基座、附著框、撐桿等各處螺栓、銷軸齊全且連接可靠；組合式連接撐桿的螺栓及內撐桿是否存在松動；（4）過渡節：過渡節主要檢查其鋼結構的連接有無開焊開裂，主要受力結構件有無塑性變形及銹蝕情況；與爬升架、標準節、回轉下支座的連接是否牢固；過渡節的爬梯、平臺等連接是否牢固；（5）頂升系統：頂升系統主要檢查泵站、頂升油缸及爬升架。泵站主要檢查接頭、油管、閥座連接是否穩固可靠；油管有無破損；油壓表有無損壞；連接口有無漏油；開關是否完好；油泵手柄能否自動復位；油泵手柄處于中位時，通電后，電機、泵站等有無異常響聲。工作時，在油缸活塞桿全縮回情況下，泵站油箱液壓油應達到液位計上標線位置，油缸完全伸出不能低于下標線位置。爬升架主要檢查鋼結構的連接無開焊開裂，主要受力結構件有無塑性變形及銹蝕情況；爬升架與過渡節連接是否穩固可靠；爬升架護欄、平臺等是否按規范安裝；（6）回轉總成：回轉總成主要檢查起鋼結構的連接有無開焊開裂，主要受力結構件有無塑性變形及銹蝕情況；外齒圈有無啃齒現象；回轉支承高強連接螺栓預緊力是否達到設計要求，且潤滑是否充足。

3.3 塔頂檢查

（1）平衡重：平衡重主要檢查其有無開裂；質量標識是否清晰；銷軸左右間隙是否基本一致；（2）起升機構：主要檢查起升機構運行是否存在異響；電機是否存在異常振動、噪聲及高溫；減速機是否存在滲漏油；油質是否發黑、有雜質；油量是否充足；起升制動器是否有裂紋、變形以及是否能正常打開、閉合；摩擦片是否有油污；剎車皮厚度不小于原值的50%且不得小于5mm；制動輪的磨損量應不大于1.5mm；剎車間隙應為1.0～1.5mm；制動力矩是否符合設計要求；（3）變幅機構：主要檢查變幅機構是否固定穩固、存在異響；電機是否存在異常振動、噪聲及高溫；變幅電機制動器是否能正常開合，剎車間隙在0.5～1.0mm 之間；（4）輪繩系統：鋼絲繩卡扣是否與鋼絲繩直徑相匹配；間距是否符合相關要求。鋼絲繩卡扣U 型環部分應卡在繩頭面，壓板壓在主繩面；鋼絲繩卡扣間距應大于鋼絲繩直徑的6 倍。鋼絲繩進出楔套的方向是否正確，口訣為“直進斜出”。起升卷筒有無裂紋；防脫槽裝置是否正常；變幅滾筒有無裂紋，變幅鋼絲繩纏繞是否正確，當小車運動到臂尖和臂根處，卷筒上不應少于3 圈。鋼絲繩潤滑是否充足，是否存在亂繩、跳圈、下壓、散股、斷絲、打扭、斷股的現象。卷筒兩側邊緣超過最外層鋼絲繩的高度是否小于鋼絲繩的2 倍。軸承是否存在裂紋或凹痕；間隙是否正常；輪緣是否破損；潤滑油是否滲漏；（5）平衡臂：主要檢查平衡臂鋼結構有無開焊開裂、塑性變形及銹蝕情況；其走臺、護欄是否牢固完好，護欄不得低于1m，欄桿夾板安裝牢固；走道是否存在易墜物；電纜排布是否整齊；起升鋼絲繩托輥轉動是否靈活；（6）回轉風速制動器：主要檢查回轉風速制動器手動、電動動作是否正常有效；摩擦片是否磨損到鉚釘頭，制動器出廠調整氣隙一般為0.8mm，當靜制動力矩小于規定值或氣隙大于1.2mm 時，應由專業人員及時調整制動力矩或氣隙值；（7）障礙燈與風速儀：主要檢查平衡臂尾部護欄、回轉塔身頂部、起重臂尖節頂部是否有障礙指示燈且功能完好；風速儀是否安裝在不擋風處，一般安裝在回轉塔身頂部；（8）司機室：主要檢查司機室內是否粘貼常用操作數據的操作規程和標牌；是否私拉亂接電路；聯動臺是否固定穩固；防磕碰按鈕是否卡死；操作手柄擋位是否操作靈敏、動作可靠；是否配備滅火器和絕緣地板；司機室窗戶是否粘貼影響視線物品；嚴禁存放潤滑油、油棉紗及其他易燃品；（9）電控柜：主要檢查電控柜內有無私拉亂接；接線是否牢固；接地是否安全；各航空插頭插接是否牢固、有無破損現象；電控柜內是否整潔；是否存放易燃物；線路是否清晰；過、欠電壓繼電器數值和溫、濕度繼電器數值是否顯示異常；（10）載重小車：主要檢查載重小車行程限位器是否靈敏可靠；小車托繩輪是否碰到鋼絲繩卡扣；上限位位置是否合適。（11）防扭裝置：主要檢查防扭裝置和對應的鋼絲繩鎖緊或釋放方式是否正確：對于抗旋轉性能〈360°的阻旋轉鋼絲繩（如35×7 類），防扭裝置鎖緊螺釘應處于放開狀態；對于非阻旋轉鋼絲繩（如6×29 類），防扭裝置鎖緊螺釘應處于鎖緊狀態；（12）起重臂：主要檢查起重臂鋼結構有無開焊開裂、塑性變形及銹蝕情況；重臂上的滑輪、軸承運轉是否順暢，有無異響、卡滯；滑輪是否存在裂紋或輪緣破損；鋼絲繩、滑輪與軸是否相互干涉；（13）安全限位裝置：主要檢查力矩限制器動作是否靈敏可靠，當力矩達到100%時，上升無動作，下降一擋，向外無動作，向內一擋；起重量限制器動作是否靈敏可靠，當起重載荷等于或大于額定載荷時報警，上升無動作，下降一擋，向外、內無動作。嚴禁私自調整重量限制器。

結語：

綜上所述，塔式起重機在工程建設中發揮著越來越重要的作用，其應用范圍也日漸廣泛。具體到工程實踐中，需要科學進行定位選項，結合施工場地情況以及塔式起重機的各項參數，合理確定塔式起重機定位位置和施工工藝。同時做好塔式起重機的日常檢查工作，做好日常維護保養，確保塔式起重機良好運轉，滿足工程建設需求，提升工程建設效率和質量水平。