超高层建筑核心筒狭窄井道内爬式塔吊施工技术

超高层建筑核心筒狭窄井道内爬式塔吊施工技术

孟庆鑫 徐剑秋 龚文

中国建筑第八工程局有限公司南方公司 广东 深圳 518000

摘要：近年来随着城市内建筑用地的日渐紧张，超高层建筑因其在地上空间利用上的显著优势开始逐渐成为当下的主流建筑形式之一。在超高层建筑中不可避免要使用到自升式塔吊等起运设备。通常情况下，自升式塔吊都需要借助于建筑物内部的井道来进行攀爬，但是随着建筑物中井道设计的越来越小，就极大地减少了此类内爬式塔吊的安装施工空间。因此必须对此施工技术进行改进。本研究就是在此背景下，以某超高层建筑工程为例，对其狭窄井道内爬式塔吊施工技术进行了简要分析，以期能给予同类工程部分参考。

关键词：超高层建筑；核心筒；狭窄井道；内爬式塔吊

引言

内爬式塔吊与附着式自升式塔吊均为自升式塔吊的一种，而较之于附着式自升式塔吊，内爬式塔吊的优势主要在于其有效施工能力较大，这主要是由于内爬式塔式起重机主要安装于建筑物的井道之内，在施工过程中其施工面为圆面，因此有效作业能力可超过85%；但是附着式自升式塔吊往往安装于建筑物的一侧，其施工面仅为半圆，因此必然会对有效作业能力产生影响，此时为达到较好的施工效果就必须要增加附着式自升式塔吊的数量。也正因此，伴随着内爬式塔吊的出现，其在建筑工程尤其是高层建筑中得到了越来越广泛的应用。

1. 塔吊施工总体部署

通常情况下，当前的建筑物的结构形式都主要为型钢混凝土组合，钢构施工与混凝土施工相互交叉，核心筒与周边结构在同一操作面施工，并且在核心筒周围与型钢钢柱连接低调钢筋混凝土梁布置较为密集。综合研究施工设计方案后发现在这些项目中就无法使用外挂式塔吊，因此只能设置为内爬式塔吊，且塔吊多安装于各塔楼电梯井道之中。

2. 内爬塔工作原理及参数确定

   1. 内爬塔工作原理

较之于内爬式塔吊，外部附着式塔吊的不同之处主要在于，其塔吊基础需要坐落在外部的地面之上，而随着建筑层高的不断增加，塔吊也需要依次增设标准节、附墙装置等。但内爬式塔吊的高度往往是一定的。在安装内爬式塔吊时，往往首先选用两套爬升框架将塔吊进行固定，其中一套设置于爬升框架与底座位置以作为内爬式塔吊的基础，另一套爬升框架则设置于塔身某一标准加强节的中部位置，以对塔吊的水平方向进行约束。在塔吊进行爬升时，则需要自上而下安装好第三套爬升框架以及其配套的型钢梁，并且这些配套装置所在楼层顶板的混凝土等级也必须满足施工设计要求，只有这样才能继续爬升。

1. 2. 塔吊爬升流程

塔吊爬升流程主要如下图所示

1. 3. 塔身加强节确定

综合考虑到工程的成本投入，则需要依据工程项目实际情况以及内爬式塔吊的爬升原理，最终确定出塔吊标准节的选取标准。通常情况下，第一节专用加强节的长度为1.5m，另外两个起约束爬升框架位置作用的加强节的长度为3m，此外还需另选取多个标准节，长度也为3m，而这一高度则需要依据塔吊的独立高度来进行确定。而在有些工程中，从施工安全角度出发，有些建筑物中的内爬式塔吊需要同步爬升，此时其加强节位置可设置在第6节。

1. 4. 爬升框架位置确定

如上所述已确定出加强节位置，且塔吊在爬升前的专用加强节本就固定在基础底板上，以此第1个爬升框架的位置就是标准加强节的中位处。之后依据内爬时塔吊加强塔身节的位置来对相邻两个爬升框架之间的间距进行确定。其计算公式为：

3. 内爬式塔吊施工要点

   1. 基础底板施工

在有些工程项目施工过程中，由于其塔吊位置设置了集水井，因此就会在一定程度上弱化塔吊基础的锚固。基于此必须要对塔吊基础进行加固，并重点加强集水坑内浇筑混凝土以及进行加筋处理。具体处理如下：首先，在对基础底板施工时就对塔吊基础部位集水井上口进行加筋处理，对于坑内则需要增加浇筑以确保集水坑内混凝土等级与底板混凝土等级相同。而为便于后期拆除集水坑内的混凝土，则在基础底板原有的混凝土与后期所增加的混凝土之间设置收口网；其次，在塔吊爬升并与底板之间产生一定距离后，即可将集水坑位置处所增设的钢筋及混凝土进行凿除，以确保集水坑处施工效果符合原设计方案。

1. 2. 内爬式爬升框架及型钢位置结构加强

结合内爬式塔吊的作用力特性，在施工时从基础底板开始直至最后一个爬升层的顶板均采用钢筋混凝土材料以替换原有的砌体填充墙结构，并在全高范围内通长设置，以确保所形成的混凝土支撑柱足以承担塔吊的竖向压力。结合施工现场情况发现，在对写字楼进行施工时，因其塔吊规模较大，在工作时扭矩也较之其他工程高，基于此，为确保塔吊运行过程中的安全，当完成新增混凝土柱后可在其同侧增加可调项撑。此工程中，写字楼标准层塔吊设置为每5层爬升一次，因此内爬式塔吊在垂直方向的作用力将由所爬越过的5层电梯井道上方的结构梁来共同进行承担。

1. 3. 井道宽度不足预留洞处理

在有些工程中，经现场施工发现预先留出的电梯井道的宽度较窄，不能满足塔吊的爬升需求，基于此应当在工程核心筒墙体以及后增加的混凝土支撑柱位置在爬升架位置处做预留洞，洞口大小科设置为349cm×150cm。之后在对此位置进行补强，具体措施如下：首先在预留洞上部以及两侧的位置处增设钢筋，钢筋的两端需要锚入结构之中。其次，在预留洞混凝土浇筑施工之前就在洞口顶部将注浆管埋设进去；最后，在浇筑完成后对施工缝进行注浆。

1. 4. 爬升框架不在结构梁板位置处理

经施工实践发现，在有些商业裙楼的施工中部分楼层的型钢梁不能准确坐落于结构梁板之上，而需要在梁板以上进行额外安装。如此一来则必将致使增设的混凝土在顶部失去约束作用，且在塔吊运行时将不能承担其产生的大部分扭矩，因此在爬升框架下方钢梁锚固端需要增设支撑梁，且支撑梁两端需锚入井道两端的墙体之中。而当爬升框架撤除，且预留洞口经浇筑后，此支撑梁即可拆除。

1. 5. 爬升层结构梁板中空处理

在对有些建筑物进行施工时若发现第2个爬升层的型钢梁处于增设的支撑柱之上，这就必然会导致电梯前式结构楼板出现了中空情况，一旦塔吊进入运行阶段，单单依靠支撑柱将不能满足塔吊的扭矩需求。因此经由需要集中进行分析，在实际施工中应采取增设水平钢支撑的方式，以此来对型钢梁承受作用力进行分担传递。

5 内爬塔拆除

内爬式塔吊的拆除通常按照结构封顶时间来进行确定，使用工艺为传统拆除工艺。在本项目中，鉴于写字楼内爬式塔吊的自重较大，因此在拆除时主要采用大型屋面吊，进而采用重型屋面吊将大型屋面吊拆除，最后则使用扒杆将中型屋面吊拆除。

结束语

经工程实践发现，通过内爬式塔吊的应用不仅可使得工程的地下室施工得以全面开展，而且还能通过预先确定塔身加强节的位置降低塔吊的购入成本。经由前期合理施工部署，内爬式塔吊在施工过程中运行稳定，施工安全得到了保证，且还能以下缩短工期，减少施工成本。

参考文献

1. 赵军, 黄亚均, 杨维国,等. 超高层内爬塔吊多次转换拆除关键技术研究[J]. 江苏建筑, 2017, No.186(S1):53-55.

2. 刘月全. 超高层建筑内爬塔吊提升[J]. 天津建设科技, 2017, 04(v.27;No.151):42-44.

3. 章燕清, 蒋俊志, 张兰滔,等. 超高层建筑核心筒内爬塔吊底部的封闭安全防护平台设计和运用[J]. 建筑施工, 2015, 000(006):701-703.