东莞市寮步镇人民政府住房规划建设局 523400
摘要：近年来高层建筑施工迅猛发展，塔机作为主要的高层垂直运输机械广泛应用于主体工程施工中。由于塔机基础设计和安装拆卸专项施工涉及结构荷载取值、地基与基础、钢筋混凝土结构、钢结构、高耸结构、建筑机械、施工管理、设备检测、工程监理等诸多专业，技术含量较高，安装与拆卸过程较为复杂，发生安全事故的社会影响和经济后果严重。针对目前塔机安全问题，本文通过对塔机事故案例的原因分析，归纳出塔机安全事故的隐患问题及解决方法。
关键词：塔式起重机（塔机）；基础设计；安装拆卸（安拆）；施工；安全监理
一、论题背景
2009年12月4日16时10分左右，东莞在建的最高建筑台商大厦，楼顶一台塔吊正吊着1t左右的钢结构预埋件上升时，塔身突然断裂，平衡臂配重从212m高空坠落至核心筒外首层钢结构堆场，砸穿地面和地下室，造成3死5伤。
东莞台商大厦施工现场图
二、塔机基础设计与施工
2.1塔机基础设计的基本规定
塔机的基础形式应根据地质、荷载、现场、气候等条件，结合《塔机使用说明书》的要求综合确定。本文研究的塔机基础形式分为两类：独立基础和桩基础。其中独立基础又分为现浇基础和拼装式基础，桩基础又分为灌注桩基础和预应力管桩基础。
塔机基础设计应按照独立状态下的工作状态和非工作状态的荷载分别计算。工作状态的荷载包括塔机和基础的自重荷载、起重荷载、风荷载；非工作状态下的荷载应包括塔机和基础的自重荷载、风荷载。
塔机基础设计时所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应符合下列规定：
按地基承载力确定基础底面积及埋深或者按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，相应的抗力采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，相应的限值为地基变形允许值。计算基坑边坡或斜边稳定性，荷载效应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合计算，分项系数取1.0。
在确定基础或者桩承台高度，计算基础内力，确定配筋和验算材料强度时，传给基础的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合计算，并应采用相应的分项系数。基础设计的结构重要性系数取1.0。
2.2塔机基础设计的安全隐患及对策
三、塔机安装与拆卸
3.1塔机安装
3.1.1组装
把第一节标准节吊装在中间4根锚栓上，标准节有踏步的一面在进出面，并应与建筑物垂直。将第二节标准节装在第一节标准节上，注意踏步应上下对准。组装套架，套架上有油缸的面应对准标准节上有踏步的面，把套架上的爬爪搁在基础节最下面的一个踏步上。组装上、下支座、回转机构、回转支承、平台等成为一体，然后整体安装在套架上，并连接牢固。安装塔帽，用销轴与上支座连接，塔帽的倾斜面与吊臂在同一侧。
吊装平衡臂，用销轴与上支座连接，吊一块2t的配重设于从平稳臂尾部往前数的第三位置上。吊装司机室，接通电源。在地面拼装起重臂、小车、吊篮，吊臂拉杆连接后应固定在吊臂上的弦杆支架上。用汽车吊把吊臂整体平稳地吊起就位，用销轴和上支座连接。穿绕起升钢丝绳，安装短拉杆和长拉杆与塔帽顶连接，松弛起升机钢丝绳，把起重臂缓慢放平，使拉杆处于张紧状态，并松脱滑轮组上的起重钢丝绳。
3.1.2升塔
将起重臂转到引入塔身标准节的方向（即引入横梁的正方向）。调整好爬升架导轮与塔身立柱之间的间隙，以3～5mm为宜，当标准节放到安装上、下支座下部的引进小车后，用吊钩再吊一个标准节上升到高处，移动小车的位置（小车约在距回转中心10m处），具体位置可根据平衡状况确定，使塔机套架以上部分的中心落在顶升油缸上铰点的位置，然后卸下支座与标准节相连的8个高强度连接螺栓。将塔机套架顶升，使塔身上方正好出现一个能装一标准节的空间。拉动引进小车，把标准节引到塔身的正上方，对准连结螺栓孔，缩回油缸使之与下部标准节压紧，并用螺栓连接起来。以上为一次顶升加节过程，当需连续加节时，可重复上述步骤，但在安装完3个标准节后，必须安装下部4根加强斜撑，并调整使4根撑杆均匀受力，方可继续升塔和吊装。在加节过程中，严禁起重臂回转，塔机下支座与标准节之间的螺栓应连结，但可不拧紧，有异常情况应立即停止顶升。
3.1.3调试
待升塔完毕后，调整好塔机小车限位、吊钩高度限位、力矩限位、起重限位、回转限位，保证各限位灵敏、可靠，具体由电工负责调试。
3.2塔机拆除
调整爬升架导轮与塔身立柱的间隙3～5mm为宜，吊一节标准节移动小车位置至大约离塔机中心10m处，使塔吊的中心落在顶升油缸上的铰点位置，然后卸下支座与塔身连接的8个高强度螺栓。将活塞杆全部伸出，当顶升横梁挂在塔身的下一级踏步上，卸下塔身与塔身的连接螺栓，稍升活塞杆，使上、下支座与塔身脱离，推出标准节至引进横梁外端，接着缩回全部活塞杆，使爬爪搁在塔身的踏步上，然后再伸出全部活塞杆，重新将顶升横梁挂在塔身的上一级踏步上，缩回全部活塞，使上、下支座与塔身连接，并插上螺栓。以上为一次塔身下降过程，连续降塔时，重复以上过程。拆除时，必须按先降后拆附墙的原则进行拆除。当塔机降至地面（基本高度）时，用汽车吊辅助拆除，具体步骤如下：配重吊离（留一块配重，即平衡从尾部数起的第三个位置）平衡臂→拆除起重臂（整体）至地面→吊离最后一块配重→拆除平衡臂→拆除塔帽→上、下支座拆除（包括拆除电源和司机室—爬升套、拆除斜撑杆、拆除第三节标准节）。
四、塔机施工安全监理要点分析
对塔机基础施工和安装拆卸过程进行同步监督检查，即旁站监理，具体检查内容有：起重机的混凝土基础应符合下列要求：混凝土强度等级不低于C25；基础表面平整度允许偏差1/1000；埋设件的位置、标高和垂直度以及施工工艺符合出厂说明书要求。
起重机的金属结构及所有电气设备的金属外壳，应有可靠的接地装置，接地电阻不应大于4Ω。起重机的拆装必须由取得建设行政主管部门颁发的拆装资质证书的专业公司进行，并应有技术和安全人员在场监护。起重机安装前，应按照出厂有关规定，编制安装作业方法、质量要求和安全技术措施，经企业技术负责人审批后，作为拆装作业技术方案，并向全体作业人员交底。
起重机的按拆作业应在白天进行。当遇大风、浓雾和雨雪等恶劣天气时，应停止作业。指挥人员应熟悉拆装作业方案，遵守拆装工艺和操作规程，使用明确的指挥信号进行指挥。所有参与拆装作业的人员，都应听从指挥，如发现指挥信号不清或有错误时，应停止作业，待联系清楚后再进行。拆装人员在进入工作现场时，应穿戴安全保护用品，高处作业时应系好安全带，熟悉并认真执行拆装工艺和操作规程，当发现异常情况或疑难问题时，应及时向技术负责人反映，不得自行其是，应防止处理不当而造成事故。在拆装上回转、小车变幅的起重臂时，应根据出厂说明书的拆装要求进行，并应保持起重机的平衡。采用高强度螺栓连接的结构，应使用原厂制造的连接螺栓，自制螺栓应有质量合格的试验证明，否则不得使用。连接螺栓时，应采用扭矩扳手或专用扳手，并应按装配技术要求拧紧。在拆装作业过程中，当遇天气变化、突然停电、机械故障等意外情况，短时间不能继续作业时，必须使已拆装的部位达到稳定状态并固定牢靠，经检查确认无隐患后，方可停止作业。安装起重机时，必须将大车行走缓冲止挡器和限位开关碰块安装牢固可靠，并应将各部位的栏杆、平台、扶杆、护圈等安全防护装置装齐。在拆除因损坏或其他原因而不能用正常方法拆卸的起重机时，必须按照技术部门批准的安全拆卸方案进行。起重机安装过程中，必须分阶段进行技术检验。整机安装完毕后，应进行整机技术检验和调整，各机构动作应正确、平稳、无异响，制动可靠，各安全装置应灵敏有效；在无荷载情况下，塔身垂直度允许偏差为2/1000，基础表面平整度允许偏差为1/1000，经分阶段及整机检验合格后，应填写检验记录，经技术负责人审批签证后，方可交付使用。
结束语
本文通过比较系统地对塔机基础设计与施工、塔机安装与拆卸、塔机安全监理以及塔机安全案例研究进行论证分析，指出塔机施工安全监理要点。其研究内容包括：
塔机基础设计方面，独立基础设计方案监理审查要点包含基础抗倾覆稳定性；地基承载力；塔身底座四周截面弯矩；基础底面配筋AsΙ?Ι；基础冲切验算。
桩基础设计方案监理审查要点包含抗倾覆稳定性；单桩荷载；单桩承载力特征值；桩身承载力；塔身底座四周截面弯矩；承台截面配筋；承台冲切验算。
塔机安装拆卸方案编写方面分析了塔机安装前准备、塔机地面组装、吊装、顶升、调试、附着、拆卸等环节的安拆流程、安全措施、作业人员以及注意事项进行审查。
加强监理机构在塔机基础施工和安装拆卸过程中按照审批的塔机基础设计与安装拆卸方案进行同步监督检查，即旁站监理。
参考文献
[1]谢建民.塔机独立基础设计若干问题探讨.建筑机械.2015.03
[2]刘振钰.高层建筑施工中塔吊的选用及地基基础计算.山西建筑.2015.07
[3]谢冰.建筑施工中塔式起重机抗倾覆的控制及基础设计.广西城镇建设.2016.04
[4]何盛兴.塔式起重机基础设计验算.浙江建筑.2014.09
[5]贺赞.软弱地基上塔机桩基础设计方法的探讨.建筑机械.2011.04
论文作者:陈英杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/28
标签：基础论文; 荷载论文; 塔机论文; 作业论文; 支座论文; 重臂论文; 拆装论文; 《建筑学研究前沿》2018年第9期论文;