摘要：影响塔吊附墙的安全稳定性主要因素包括附墙类型、附墙支点的水平距离、塔身距附墙支点的垂直距离、塔吊附墙的间距、塔吊倾覆力矩、风载荷、耳板连接墙的强度及受力面积大小等。塔吊附墙设置的合理性直接会影响塔吊使用的安全性能。本文结合惠南D08-08地块装配式建筑项目施工当中6#塔吊附墙设置和作业过程中遇到的问题进行分析，提出影响塔吊附墙的最不利因素，并提出安装塔吊的几点建议。
关键词：塔吊附墙 附着支点 连接墙受力面积 装配式建筑
第1章 工程概况
1.1 项目工程情况介绍
上海市浦东新区民乐大型居住社区D08-08地块动迁安置房项目工程是装配式建筑共6栋18层住宅（1#~6#），单体住宅建筑高度51.15米。
图1-1 D08-08项目外观概念图
1.2 使用塔吊设备信息
现场设置了6台塔吊（ST70/30两台，ST60/15两台，STT153两台），本文对6#塔吊ST70/30附着进行说明。6#楼下塔吊是型号为ST70/30，采用固定式现浇砼基础，基础埋设深度-5.35米，初次安装高度为45.7米（12节+一个过渡节），无附墙允许独立自由高达51.7米。计划最终安装高度66.7米，安装一道附墙。具体安装高度及附着情况说明见表1-1。
表1-1 6#塔吊高度及附墙情况
图1.2 6#塔吊附墙布置位置及高度
第2章 附墙的实施与改进
2.1 附墙耳板与预埋件固定方式的分类和选择
2.1.1 焊接式刚性支座连接
根据塔吊使用说明书的要求，附墙和建筑物的连接需采用铰接连接，即通过焊接在建筑物预埋钢板上的耳板用销子将附墙拉杆和耳板串接起来，形成铰支座，可以承受塔吊产生的水平和垂直荷载。
采用刚性支座，即将附墙拉杆直接焊接在预埋板上，这种做法存在重大安全隐患。塔吊在运转吊装过程当中，会产生一定频率的动荷载，动荷载产生的直接效应远比静荷载产生的效应大的多，如果支座采用焊接连接，势必对焊缝的质量要求非常高，焊缝长度及焊接板的形式也得经过理论计算后方可确定，而非简单的将附墙拉杆与预埋板焊接了事。并且设置刚性支座也会额外增加设计费用，也不便于塔吊附墙拆除，因此，施工当中尽量避免采用刚性支座。
2.1.2螺栓连接式铰接
根据塔吊使用说明书的要求，耳板即连接板与在建筑物预埋的穿孔钢板用指定个数螺栓连接，用销子将附墙拉杆和耳板串接起来。实现耳板在墙体上的连接和连墙杆的固定。塔吊在吊装过程中会产生一定频率的动载荷，塔身会发生一定程度的弯曲，采用铰接，即用螺栓将预埋件和耳板连接的方法，利用螺栓抗剪切能力和抗弯的突出优点来承载塔吊产生的载荷，实现安全作业。同时螺栓连接的其他优点在于结构方式简单、连接可靠，装拆方便简单，耳板可重复使用，降低附墙成本。
螺栓铰接的缺点在于在塔吊吊装使用过程中产生的动载荷容易引起螺栓松动，需要定期的去检查及时紧固。而且如果墙体已浇筑施工完成需要开洞连接耳板开口的精度与垂直度难把控，提高了附墙作业强度。
2.1.3连接方式选择
针对焊接刚性支座和螺栓铰接的优缺点比较，惠南D08-08项目所有塔吊附墙均采用第螺栓连接式铰接附墙方式。
2.2 塔吊附着方案编写时注意事项
通过搜集相关资料，发现实际施工当中，塔吊基础的选型布置都能满足强度和使用要求，而塔吊附墙的选型、布置存在诸多问题，没有按照塔吊使用说明书的要求进行设置，如塔吊附墙的间距偏小或偏大、附墙的长度超长、角度过小或过大、附墙支点采用刚性连接而非铰接、附墙杆件自行加工、预埋钢板受力面积大小等。
由此在编写塔吊附墙方案时需要严格按照塔吊使用说明书及结合装配式建筑PC构件布置情况，从而选择合适尺寸及型号的附墙部件，争取顶升方案一次性通过审核。
2.3附墙设置与作业实施
惠南D08-08项目装配式住宅建筑，6#单体楼建筑高度51.15米，塔吊安装高度66.7米，一道附墙。附墙顶升情况如下：
表2-1 6#塔吊附墙情况
说明：双头螺栓由Q345钢制作；附着的建筑物构件混凝土强度等级不应低于C20（100%）（项目复核）；双头螺栓的直径为36mm；每个附着点支座上的螺栓数量≥6只；双头螺栓接触建筑物构件厚度200mm，1#、6#塔吊分别为西侧和东侧拉杆加强部位550mm，两单元加强连接。各螺栓两端均采用双螺母固定（拧紧力矩不低于950N.m）
2.3.1附着方案一
第一次附墙根据安装及顶升方案一，两个耳板三根附墙连杆。附着位置在10层，东侧附着连墙位置在a户型卧室窗口位置，附着固定点是呈L的现浇C30混凝土墙。西边附着固定点分别在a户型厨房和旁边房间的墙壁上，呈丁字型现浇砼墙。方案一塔吊附墙设置情况见图2.1。
图2.1中右侧耳板局部放大图见图2.2，，A是混凝土现浇砼部位，虚线块为PC预制墙体，螺纹孔1、2直径为40mm是预埋件预留孔，3是根据1、2相同尺寸现开洞，受力墙厚200mm。由于此处墙体与耳板宽度都是500mm，附着墙体受力面太小，且混凝土浇筑时间不够长未达到强度要求，PC构件强度等情况，第一次在安装附墙及顶升后试吊时发现a处、b处墙体有开裂现象，项目在第一时间将6#塔吊降节到顶升前高度安全位置，且塔吊可以正常施工。
总结原因：
a 附着墙体受力面过小；
b 混凝土浇筑后养护时间不足，混凝土强度未达到100%；
c 此处PC预制构件质量不合格强度不足；
d 顶升后塔吊垂直度不合格。
图2.1 方案一塔吊附墙设置 图2.2 东侧附墙固定位置局部放大
2.3.2附着方案二
第二次附墙采用方案二，附着位置在和10层相同结构的11层。解决了第一次附墙遇到的问题：b保证了附墙位置浇筑C30混凝土后的充足养护期（5天以上）；c经检测11层预制的墙体构件强度合格；d 附着丁升过程中严格控制垂直度。a由于楼体结构各层相同，附着面基础墙体面积无法改变。方案二采用四根拉杆，三个耳板。附墙顶升后试吊时再次发现东侧连接附墙件的墙体仍有轻微开裂现象，没有第一次开裂严重。
图2.4 加强型耳板的结构示意图
针对方案二的附墙开裂现象。项目总工负责人以及安全管理人员和塔吊单位技术人员商榷在已完成方案二附墙的情况下，另采取一定的加固措施，即在L墙相邻位置剪力墙上增加受力点，并用钢板将两块耳板焊接固定，形成加强型耳板。加固附墙顶升后的吊装检查发现开裂情况没有加剧，且结构牢固。结构形式及剪力墙受力耳板尺寸见图2.4。
钢板1与楼外端耳板用6颗M36 400双头螺栓固定，钢板2两块分别在楼墙体两端用6颗M36 1000双头螺栓固定之后，分别将钢板3、4、5、6焊接完成。
加强型耳板实现用与耳板2连接的墙来承受耳板1连接墙所受力，来实现塔吊安全作业。在后续的检查过程中墙体裂纹无明显变化，安全可靠。
图2.5 塔吊附墙方案三耳板加固现场实图
第3章 总结
装配式建筑塔吊附墙控制的要点
3.1 附着在建筑物时其受力强度必须满足设计要求。
3.2 附着时应用经纬仪检查塔身垂直度，并进行调整。每道附墙装置的撑杆布置方式、相互间隔以及附墙装置的垂直距离应按照说明书规定。
3.3 当由于工程的特殊性需改变附着杆的长度、角度时，应对附着装置的强度、刚度和稳定性进行验算，确保不低于原设计的安全度。
3.4 装配式建筑在塔吊附着连墙位置PC预制构件如果有受力面积过小等情况，应在满足施工条件下做出合理修改和专门制定.
参考文献：
[1] ST70/30塔式起重机使用说明书
[2] 建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程 JGJ196-2010惠南D08-08项目塔吊安装及附墙方案
论文作者:常康康,蒋玉松,戴勇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2019/1/7
标签：塔吊论文; 螺栓论文; 墙体论文; 支座论文; 方案论文; 强度论文; 受力论文; 《基层建设》2018年第32期论文;