塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法

《塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法》是中建二局第二建築工程有限公司完成的建築類施工工法；完成人是張成洪、范吉英、馮成成、馬俊勝、米亞賽爾·阿不都克依木。該工法適用於因固定式基礎影響而無法對塔式起重機進行正常安裝作業的情況，也適用於在建築施工至中後期因工程需要臨時在不同高度安裝塔式起重機的情況。

《塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法》主要特點是：一種全新的塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工技術；適合在建築施工至中後期因工程需要臨時安裝一台塔式起重機施工；具有安裝速度快、質量好、安全可靠性高、費用低。

2020年9月2日，《塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法》被湖南省住房和城鄉建設廳評定為湖南省2019年度工程建設省級工法。

基本介紹

• 中文名：塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法
• 工法編號：HNJSGF048-2019
• 完成單位：中建二局第二建築工程有限公司
• 完成人：張成洪、范吉英、馮成成、馬俊勝、米亞賽爾·阿不都克依木
• 審批單位：湖南省住房和城鄉建設廳
• 主要榮譽：湖南省2019年度工程建設省級工法

形成原因

隨著高層建築的不斷增加，塔式起重機已成為工程施工中最為廣泛的起重機械，但由於工程施工要求的特殊性，如：設計的要求、現場施工實際條件或工期的影響等因素，會造成塔機在施工過程中不能採用固定式基礎進行安裝作業，即無基礎式安裝。

由中建二局第二建築工程有限公司承建的新楚擎天廣場項目，在建築施工至中後期時，需要將一台動臂式ZSL380塔式起重機在高度160米屋面進行拆除，ZSL380塔式起重機最重部件為16噸，這個高度汽車吊是無法吊運的，採用現有技術至少要在高度160米屋面上搭設2台塔式起重機進行交替拆除，還要在高度160米屋面上設定⒉個塔式起重機安裝基礎，屋面事先沒有設定埋件，這樣塔式起重機安裝基礎就無法生根，為解決這一難題設計了塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工技術。根據ZSL380塔式起重機最重單件為16噸，直接采一台QTZ7030塔式起重機，QTZ7030塔式起重機性能上能滿足吊運單件重量16噸吊運高度200米的要求，方法是在已完工的結構柱任意兩柱體之間設定一鋼製基礎﹐將塔式起重機懸掛安裝在已完工的結構柱上，達到安裝使用塔式起重機的目的。中建二局第二建築工程有限公司據此總結出《塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法》。

工法特點

《塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法》的特點有：

一種全新的塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工技術，解決和彌補了以往大型機具、內爬式塔式起重機施工完成後無法拆除的難題，也適合在建築施工至中後期因工程需要臨時安裝一台塔式起重機施工，是一種成本低、效率高、用時短節能減排綠色環保的施工技術，具有安裝速度快、質量好、安全可靠性高、費用低等優點，該項技術在長沙擎天廣場項目施工中成功套用，並取得了較好的社會效益和經濟效益，更符合節能減排、綠色環保、技術先進、經濟合理的要求。

操作原理

適用範圍

《塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法》適用於因固定式基礎影響而無法對塔式起重機進行正常安裝作業的情況，也適用於在建築施工至中後期因工程需要臨時在不同高度安裝塔式起重機的情況。

技術理論

《建築物水平整體位移施工工法》的工藝原理是：

1.採用SAP2000計算機有限元計算方法，對塔式起重機鋼基礎的設計計算、懸掛式安裝施工方法、鋼抱柱的設計實施進行驗算覆核。

2.在已完工的結構柱任意兩柱體之間設定一鋼製基礎，採用30毫米的鋼板，在上下層柱體底部焊制4個抱箍，在4個抱箍之間設定桿梁件，組成立體鋼製基礎。

3.將塔式起重機懸掛安裝在已完工的結構柱上，達到安裝後使用塔式起重機的目的，滿足了施工需求。

施工工藝

《塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法》的工藝流程及操作要點如下：

一、工藝流程

覆核柱距→繪製加工圖→有限元驗證→桿梁加工→現場放線→組隊鋼基礎→焊接→焊接鋼支腳→卸荷→塔機安裝。

二、操作要點

1.塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法包含鋼基礎的設計、鋼基礎的覆核計算、鋼基礎的製作和鋼基礎的安裝四個部分。

2.鋼基礎的設計是指在已完工的結構柱任意兩柱體之間設定一鋼製基礎，採用30毫米的鋼板，在上下層柱體底部焊制4個抱箍，在4個抱箍之間設定桿梁件，組成立體鋼製基礎。

3.鋼基礎的覆核計算是指將鋼基礎的通過有限元建立模型，然後將模型簡化為桿件單元，通過採用SAP2000計算機有限元計算法，將塔身和附著桿件建模，按固定式、工作狀態和固定式、非工作狀態8種工況進行覆核計算。

4.鋼基礎的製作是指所有桿、梁件全部在車間製作，採用二氧化碳氣體保護焊並按工藝要求進行焊接，焊接後作無損探傷合格後出廠，出廠成品的現場拼裝採用二氧化碳氣體保護焊並按工藝要求進行焊接，焊縫高度等於母材厚度，全部焊縫焊接完成後，經探傷檢測合格後取出對應桿件下方的墊木，讓各桿梁件下撓受力，完成鋼基礎的焊接製作。

5.鋼基礎的安裝是指將塔式起重機支腿放線定位後按照圖紙要求焊接在桿件指定的部位，然後按照塔式起重機說明書安裝順序安裝基礎節、套架、迴轉總成、迴轉塔身節、塔頂撐架總成、平衡臂、起重臂直至完成全部安裝，經調試，檢驗合格後方可投入使用。

材料設備

《塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法》的材料設備要求如下：

一、材料

施工材料見表1：

表1 施工材料表（毫米）

序號	材料名稱	用途	備註
1	角鋼100x10	用於底座加工的原材料	在加工廠製作
2	角鋼125x10	用於底座加工的原材料	在加工廠製作
3	鋼板t=20	用於各種加勁肋的原材料	在加工廠製作
4	槽鋼[30c	用於鋼基礎底座的連線梁原材料	在加工廠製作
5	鋼樑800x400	用於鋼基礎製作的主要原材料（項目現場原有原材料）	-

二、主要機具、設備用表

1.鋼基礎製作部分，見表2：

表2 鋼基礎製作部分

序號	設備名稱	型號	數量	生產廠家	備註
1	橋式吊機	10T	4	河南製造	垂直運輸
2	CNC數控多頭火焰切割機	CNCSG-6000	1	上海制誥	板材切割
3	型鋼組立機	HZJ-1800	1	無錫製造	型鋼組裝
4	型鋼翼緣矯正機	80B	1	無錫製造	型鋼校正
5	龍門式自動埋弧焊機	ZX5-1000	4	無錫製造	型鋼焊接
6	林肯半自動埋弧焊機	DC-1000	2	美國製造	型鋼焊接
7	松下CO2氣體保護焊機	KRⅡ500	8	唐山製造	鋼柱焊接
8	碳弧氣刨焊機	ZX5-630K	4	上海製造	焊接處理
9	半自動火焰切割機	CG1-100	4	無錫製造	加工切割
10	半自動磁力鑽孔機	EMB5000	5	台灣製造	鋼柱鑽孔

2.鋼基礎安裝部分，見表3：

表3 鋼基礎安裝部分

序號	設備名稱	型號	數量	生產廠家	備註
1	塔吊	ZSL750	1	中晟建機	吊裝
2	汽車吊	50噸	1台	江蘇徐工	安裝輔助
3	松下CO2氣體保護焊機	KRⅡ500	6	唐山製造	安裝焊接
4	焊條烘焙機	-	1	上海製造	焊條烘焙
5	碳弧氣刨槍	-	2	無錫製造	焊條清根
6	磨光機	博士	4	德國	焊接處理
7	經偉儀	J2-2	2	-	安裝測量
8	水準儀	DSZ2	1	-	安裝測量
9	全站儀	-	1	-	安裝測量
10	手拉葫蘆	2噸	8台	-	安裝措施
11	鋼絲繩	Ф22、Ф30毫米	各100米	-	安裝措施
12	氧氣乙炔	-	2套	-	安裝切割

質量控制

施工企業採用《塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法》施工時，應採取的質量控制要求如下：

一、製作過程中的質量控制

1.為確保構件製作質量，對製作的工藝規程以及裝配焊接等生產技術問題（包括工程概況構件數量關鍵部件的說明驗收標準）進行層層技術交底

2.所選用的板材必須具有出廠合格證及原始資料，查驗合格後方可進入加工廠使用；

3.選擇擁有性能良好，使用功能齊全的加工設備的加工廠；

4.焊條應具有出廠合格證或材質報告，要求電焊條使用前套用烘乾箱進行烘乾，使用埋弧焊接選用的焊絲及焊劑必須與所用的母材相配套；

5.所有操作人員必須嚴格按技術質量安全交底內容執行，焊接人員必須持證上崗。

6.吊板構件生產過程中實行全過程質量控制，嚴格按照ISO9000標準的要求，做好各個工序的自檢互檢交接檢。

二、現場安裝過程中的質量控制

1.安裝前套用經緯儀或全站儀等儀器放線控制軸線位置，用水平儀控制其結構標高，使安裝誤差控制在規範要求範圍內。

2.在安裝過程中，嚴格按照圖紙的尺寸和設計要求進行安裝，並嚴格控制和調整好標高、軸線間距等相關尺寸等。

3.在構件吊裝過程中應按吊裝方案程式進行，安裝前必須熟悉圖紙，按圖紙的設計要求，合理安排吊裝順序進行安裝。

4.鋼基礎的安裝高度及水平度應採用水平儀進行放線控制。

安全措施

施工企業採用《塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

1.應執行的安全規範標準

a.《建築施工安全技術統一規範》GB50870-20132

b.《建築施工安全檢查標準》JGJ59-2011

c..《建築工程施工現場供用電安全規範》GB50194-20144

d.《建築機械使用安全技術規程》JGJ33-2012

2.施工人員進場，必須經過入場教育並考試合格後方可上崗。特殊工種必須持有上崗操作證，嚴禁無證上崗。

3.進入現場必須戴安全帽。嚴禁穿拖鞋高跟鞋或光腳進入施工現場。現場禁止吸菸。

4.施工過程中，工具要隨手放入工具袋內，上下傳遞材料或工具時不得拋擲，工具電氣的操作嚴格按操作規程，嚴防傷人。

5.嚴格防火措施，確保施工安全，禁止違章作業。

6.夜間作業，作業面保證足夠的照明。

7.每天做到工完場清，文明施工，文明現場。

環保措施

施工企業採用《塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法》施工時，應採取的環保措施是：

1.進入現場的材料分門別類實行掛牌整齊堆放，凡不符合要求的各種物資，一經檢查驗收不合格者，不得進場或立即清出現場。

2.結合施工進度，進行有針對性的文明施工和職業道德教育。

3.實行文明施工，杜絕現場“髒亂差”現象，做到“施工不擾民綠化不踐踏”，樹立良好的企業形象。

4.現場有平坦乾淨的通道，不堵塞，不積水，施工廢水有排水溝合理排放。

5.在現場內外做到不違章占道，不違章搭設堆物，不造成火災交通事故隱患。

6.遵守國家省市有關環境保護法律法規條例細則等的規定，必須採取有效措施，控制施工現場的各種粉塵廢氣廢水固體廢棄物以及噪聲振動對環境的污染和危害，併合理安排施工時間，減少作業噪聲擾民。

7.現場定人定時清理，建築垃圾必須用哪個廢舊塑膠袋裝好清運到規定的地點卸放。

8.生活垃圾定點堆放，及時清理，不得有焚燒行為。

9.夜間施工控制認為噪聲，車輛進出嚴禁鳴喇叭。

10.教育施工作業人員，提高環境保護意識。

效益分析

中建二局第二建築工程有限公司採用《塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法》施工的效益有：

一、經濟效益

由中建二局第二建築工程有限公司承建的新楚擎天廣場項目，成功套用了塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法。要拆除已安裝的ZSL750動臂塔機，常規的施工方法需要在已停工的樓層頂部安裝2台動臂塔機，型號分別為ZSL380和ZSL120，拆除順序為先用ZSL380拆除ZSL750；然後用ZSL120拆除ZSL380，最後ZSL120自行解體拆卸運輸。採用該工法，只需要安裝一台7030塔機，用來拆卸ZSL750。

與傳統的方法相比，該工法取得了較大的經濟效益。經濟效益計算方法及其說明如下:

1.因現場屬於中途停工狀態，屋面層不具備製作動臂塔機基礎的條件，需要在屋面層上增加一層用來做兩台動臂塔機的基礎，以滿足動其安裝條件，通過測算，每個基礎的製作費用（含人工、材料、砼、機械等）平均在30萬左右，總計60萬。採用新方法，節約了兩個動臂塔機基礎的製作費用，只需要利用現場原有的材料進行鋼基礎的焊接和組裝即可，通過測算，一個鋼基礎的製作費用（含人工、焊材等）約5萬；兩種方式對比產生的直接經濟效益為60-5=55萬。

2.根據大型設備租賃市場行情，每台動臂塔機的進退場費（含運輸）平均費用為40萬，兩台總計80萬。採用新方法，只需要安裝一台7030塔機，7030塔機的進退場費10萬，兩種方式對比產生的直接經濟效益為80-10=70萬。

3.根據大型設備租賃市場行情，每台動臂塔機的安拆費用（含人工、住宿、檢測費用等）為20萬計算，總計40萬。7030塔機的安拆費用為8萬。兩種方式對比產生的直接經濟效益為40-8=32萬。

4.根據大型設備租賃市場行情，ZSL380動臂塔機的租賃費用為12萬/月，ZSL120動臂塔機的租賃費用為10萬/月，使用時間2個月，總計44萬。7030塔機的租賃費用為6萬，使用時間為1個月。兩種方式對比產生的直接經濟效益為44-6=38萬。

綜上所述，按常規方法需要工期60天，實際工期20天，節約工期40天；採用塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工方法產生直接經濟效益55+70+32+38=200萬。

二、社會效益

塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法的提出建議了一種低成本、高效率、工期短、節能減排綠色環保、經過實踐證明的新型施工工法。

註：施工費用以2014—2018年施工材料價格計算

套用實例

中建二局第二建築工程有限公司採用《塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法》在長沙擎天廣場項目施工中得到成功運用，該項目由湖南新楚擎天廣場項目開發有限公司開發，項目位於長沙市芙蓉區五一大道與長島路交叉口西北角，由2棟超高層辦公塔樓、6層裙樓和6層地下室組成，主要功能為商務辦公、酒店、商業和地下停車。結構形式為採用鋼管混凝土疊合柱框架+鋼筋砼核心筒+伸臂析架體系結構。通過該工法的運用，解決了現場動臂塔機段時間內無法拆卸的難題，作業過程中未發生安全事故。該工法提供了一種操作簡單、快捷、成本低、時間短、節能環保、效率高的塔式起重機安裝方法，同時也拓展了塔式起重機的安裝方式，達到了業主對於工期的要求。

榮譽表彰

2020年9月2日，湖南省住房和城鄉建設廳以湘建科〔2020〕136號檔案發布《關於公布2019年度省級工程建設工法的通知》，《塔式起重機鋼製基礎懸掛安裝施工工法》被評定為湖南省2019年度工程建設省級工法。