复杂环境条件下的塔吊拆除方案

2021-08-19李飞

建筑施工 2021年4期

李飞

舜元建设（集团）有限公司上海 200335

塔吊在建筑施工场地安装时因建筑物还未建造，基本上不存在安装障碍和难度。但在拆除时，由于现在一些项目场地本身狭小或周边分布着密集建（构）筑物、临时设施、电力电缆、路政设施，且相关建（构）筑物与塔吊距离较近，使塔吊拆卸时吊装作业空间受到一定的限制，加之塔吊拆卸时建筑结构已经完成建造，或是个别项目塔吊布置在建筑内部，造成塔吊拆除时所处的环境条件较为复杂，对塔吊拆除方案的确定以及方案的实施造成了一定的难度和风险[1-3]。

针对复杂环境条件下的塔吊拆卸，通过创新思维方法，借助BIM技术将场地内外的实际情况模型化，对不同方案进行三维施工模拟，在模拟过程中分析方案的可行性，对可行的方案再进行经济性分析，选择最佳的实施方案。

在进行安全技术交底时，可通过三维模型和施工动画进行，能够实现交底的可视化，使接受交底人员更加直观和全面掌握交底的关键内容。另外，在拆卸作业过程中，尝试使用无人机对全过程进行监管，避免监管的盲区，增强了监管的针对性和实效性。

1 工程概况

上海市嘉定区南翔镇某项目由南北两栋地上12～14层的办公主楼和局部地上1～3层的裙楼组成，在贴近北楼位置布置了1台LE6010塔吊，起重臂长60 m，塔吊安装高度距地面约70 m，塔身穿过2层裙房屋面，与主楼结构共设置3道附着进行固定。

塔吊拆卸前主体结构已经施工完成，正在进行外幕墙龙骨的施工。

2 塔吊拆卸施工重、难点分析

2.1 塔吊拆卸受制约的因素较多

1）塔吊标准节穿过2层裙房屋面，降低标准节后，塔吊起重臂距地最低高度仍达到23 m。

2）塔吊东侧建筑物与围墙之间最小距离仅为11 m，汽车吊的站位场地和塔吊拆卸下来各部件堆放场地有限，此区域无法容纳大型汽车吊。

3）围墙紧贴隔壁生产厂房的砖砌外墙，汽车吊作业对砖砌外墙可能造成不利影响。厂房最大高度为8 m，厂房上的烟囱距地高度约17 m，厂房有一部分处于塔吊起重臂和汽车吊作业半径覆盖范围内。

4）东侧地下室外墙与围护体之间为回填土，汽车吊无法直接行驶到塔吊东侧的场地进行吊装作业，同时该区域地下室顶板能否承载汽车吊的支腿荷载还有待计算复核。

5）塔吊各部件拆卸后的运输较为困难，因场地东南角建筑与围墙空间狭小、场地北侧地下室与南侧地下室又存在高低差，只能从东北角开设临时出入口作为作业车辆进出口，运输车辆仅能停在北侧围墙外道路上，该道路为邻近厂区的唯一出入道路，道路狭窄，通行车辆较多，给车辆运输造成一定的影响。

2.2 塔吊自身条件的影响

塔吊起重臂长达60 m，质量较大，起重臂总成质量达9.4 t，回转总成质量为6.2 t，在吊装回转总成时主臂角度受限制的情况下，对汽车吊的起吊能力要求高，小型汽车吊无法满足吊装要求。

2.3 塔吊拆卸危险源较多

塔吊拆卸属于危险性较大的分部分项工程，实施过程中本就危险源较多，再加上作业环境条件复杂，其方案的编制和实施需考虑得更加全面和细致。

3 塔吊拆卸方案的制定

3.1 塔吊拆卸方案的选择确定

塔吊拆卸方案制定前，先对现场条件和周边环境进行了实地勘察，对塔吊拆卸影响范围内的建（构）筑物和临时设施本身的平面尺寸和标高以及相互之间的距离进行测量，对塔吊现场位置进行定位标记，并绘制在平面图上（图1），使用BIM相关软件将建筑物、场地、周边环境条件以及塔吊现状建立成同比例的三维模型。

图1 塔吊拆卸现场平面布置

根据场地内及周边环境条件，从不同汽车吊站位、汽车吊型号、堆放场地，以及是否降低标准节等方面考虑，共制定了5种不同的塔吊拆卸方案，分别为：

方案1：降低标准节，使塔吊距地高度约23 m，采用200 t轮式汽车吊，汽车吊在①位置进行所有构件吊装作业，构件堆放场地位于A处。

方案2：降低标准节，使塔吊距地高度约23 m，采用100 t轮式汽车吊，汽车吊先在①位置进行平衡臂配重块拆卸吊装，再在②位置进行起重臂拆卸吊装，剩余构件吊装作业再回到①位置进行，构件堆放场地位于B处。

方案3：降低标准节，使塔吊距地高度约65 m，采用500 t轮式汽车吊，汽车吊在③位置进行所有构件吊装作业，构件堆放场地位于C处。

方案4：降低标准节，使塔吊距地高度约65 m，采用500 t轮式汽车吊，汽车吊在⑤位置采用塔式工况进行所有构件吊装作业，构件堆放场地位于D处。

方案5：降低标准节，使塔吊距地高度约23 m，采用50 t和75 t轮式汽车吊，先用50 t汽车吊在⑤位置拆卸平衡臂配重，再用75 t汽车吊在⑥位置拆卸剩余构件，构件堆放场地位于E处。

分别从技术可行性、安全性、可实施性以及经济性等方面对各种方案进行对比分析，分析情况如下：

方案1的问题在于汽车吊站位场地宽度无法满足汽车吊支腿作业时对宽度的要求，场地受限，且支腿对地下室顶板的集中荷载较大，地下室顶板需要加固，方案不可行；方案2中汽车吊站位需要进行来回调整，汽车吊移位耗费时间较长，无法在1个台班内完成塔吊拆卸，且地下室顶板需要加固，方案不经济；方案3虽选择了500 t汽车吊，但其吊装半径太大，起吊能力仍不能满足要求，同时厂房内场地不能满足堆放塔吊起重臂的要求，因此该方案不可行；方案4中，500 t汽车吊起吊能力虽能满足要求，但对场地外交通影响较大，因涉及市政道路的占用，其协调难度大，且汽车吊组装拆卸时间长，汽车吊1个台班无法完成塔吊拆卸，2个台班的租赁费用高，造成塔吊拆卸成本太大，方案难以实施，也不经济，且安全风险较高；方案5先用50 t汽车吊拆卸平衡臂配重，再用75 t汽车吊拆卸剩余部件，50 t汽车吊将拆卸至地面的各部件陆续进行起吊装车，缩短堆放场地上部件的存放时间，为75 t汽车吊继续拆卸其他部件争取了时间，确保在1个台班内完成塔吊全部拆卸和运离现场。经过分析，最终确定方案5为本次塔吊拆卸的最佳方案。

3.2 塔吊拆卸方案的深化完善

塔吊拆卸深化方案绘制了塔吊不同构件拆卸时的平面、立面图，图纸上完整反映出吊装半径、起吊高度、臂长等技术参数和汽车吊支腿的准确位置以及汽车吊摆臂方向、塔吊构件在空间上的转动方向。借助BIM相关软件，将建立的现状同比例的三维模型导入到4D施工模拟软件中，对整个塔吊拆卸吊装过程进行完整模拟，直观展现吊装作业过程中与其他物体之间的相对位置关系，确定出最佳的吊装路径。

针对拆卸过程中的一些重、难点，制定如下措施：

1）起重臂和平衡臂拆卸时对缆风绳系的位置、设置根数和长度，以及人员控制的点位、控制方法进行明确。

2）根据汽车吊和其他运输车辆转弯半径，测算出东北角临时出入口地下室顶板与周边场地高低差需回填的面积，明确回填材料和回填质量要求，以便满足车辆通行需要。

3）针对场地东侧地下室外墙与围护结构之间回填土质量不能满足汽车吊行驶和作业要求，方案中明确回填土范围内全部加铺厚2 cm钢板。

4）对汽车吊作业时最不利情况下支腿荷载进行计算，在采取铺设路基箱增大受力面积的措施下，地下室顶板承载力能够满足要求，为安全起见，方案要求汽车吊支腿点尽可能选在梁柱部位，且支腿下必须铺设路基箱。

5）针对运输车辆在项目南侧围墙外停放问题，方案要求，运输车辆按序停放在靠近施工现场围墙的一边，安排专人对通行该条道路的车辆进行指挥和协调。

4 塔吊拆卸方案的实施

4.1 塔吊拆卸准备

1）拆卸作业实施前，需按程序完成塔吊拆卸专项施工方案的逐级审批，落实方案交底和安全技术交底工作。

2）现场施工临时出入口开设，场地东北角完成道砟回填压实工作，作业场地内的垃圾和障碍物清理完毕，临时出入口至汽车吊作业点之间东侧场地满铺钢板已落实，并在塔吊拆卸前一日铺设到位。

3）塔吊拆卸范围内各种临边防护设施应按照要求加固到位。

4）提前在汽车吊站位的地下室顶板上，找出梁柱部位并进行标记，为汽车吊支腿放置在梁柱结构上提供依据，并对汽车吊支腿的其他放置部位进行标记。

5）提前与周边厂区负责人员进行沟通，告知拆卸作业时间、可能造成的影响，特别是与项目东侧厂房负责人协调在进行起重臂拆卸时间段内，在作业半径范围内的人员需要短暂离开工作车间。

6）塔吊拆卸分包单位，应提前沟通确定好汽车吊起重设备、运输车辆和相关操作人员，按照既定时间进场。

4.2 塔吊拆卸作业实施

根据天气条件和现场施工要求确定拆卸塔吊时间后，在汽车吊作业前1日，塔吊依靠自身完成降低标准节作业，降低高度至符合方案要求。

汽车吊、运输车辆进场后应查验施工机械设备的质量证明文件，核对是否与方案中配备的规格型号、主要技术参数一致。塔吊施工人员进场后，施工管理人员应对其人证有效性进行核验，并按要求进行安全技术交底，履行签字手续。在对施工管理人员和作业人员进行交底的过程中，采用了可视化的方式，用三维模型和施工动画的形式把方案的关键工序和操作要领展现给被交底人员，使他们更易接受和掌握。

汽车吊按指定站位开展组装，为吊装作业做好准备，拆卸作业人员按程序开展塔吊拆卸工作，塔吊拆卸吊装顺序和拆卸吊装方法及操作要求严格按照方案、塔吊使用说明书、汽车吊使用说明书的要求进行。

该塔吊的拆除顺序为：降低标准节使起重臂距地高度约23 m→拆卸平衡臂配重（分5次先拆卸平衡臂端部的5块配重，保留靠近塔身1块2.75 t的配重）→拆卸起重臂（起重臂两端各系2根长40 m的φ20 mm麻绳用作缆风绳）→拆卸平衡臂（先拆卸保留下的1块2.75 t配重）→拆卸塔帽→拆卸回转支座总成（含司机室）→拆卸爬升套架总成→拆卸塔身剩余标准节和加强节（根据起吊能力分析，单次吊装标准节或加强节个数最多为5个）。

塔吊各构件拆卸吊装过程中，起重臂的拆卸和吊装是重点也是难点，其拆卸吊装严格按照了以下方法实施：

拆卸前按要求将4根缆风绳固定在起重臂的两端，并将起重钢丝绳按照说明书上吊点设置要求进行吊点的确定和固定，汽车吊稍微提升起吊角度，起吊钢丝绳受力后使起重臂微微向上抬起，起重臂拉杆受力状态解除，开始拆卸起重臂拉杆与塔帽之间的连接螺栓，起重臂拉杆开始脱离塔帽并最终将其与起重臂捆绑在一起。随后拆卸起重臂与塔身的连接螺栓，使起重臂逐渐脱离塔身。

按照方案要求调整汽车吊摆臂方向，缓慢下放汽车吊吊钩钢丝绳，摆臂和下放钢丝绳不得同时进行，起重臂在空中运行过程中，按照方案模拟要求进行缆风绳控制，避免起重臂在空中调整转向或下降时与建筑物、其他设施以及汽车吊臂身发生碰触，保证施工安全。

起重臂在指定堆放场地落地后，地面拆卸人员将固定在起重臂上的钢丝绳解开，拆卸人员对起重臂进行分段拆卸，并配合辅助汽车吊进行分段装车运离施工现场。

本项目塔吊拆卸过程中，工程管理部门技术人员和项目部施工管理人员均安排有专人进行旁站，使用无人机对拆卸过程进行了全过程监管和监控，禁止违规操作、违反劳动纪律的情况发生，确保塔吊拆除的实施严格按照制定的方案执行，保证了该项目塔吊顺利拆除完成。