文／张铁军 聊城市特种设备检验研究院 山东聊城 252000

引言：

塔式起重机(Tower crane)简称塔机，又称塔吊，起源于西欧。塔式起重机是一种臂架安装在高塔顶部的旋转起重机，其作业工作空间大，主要用于房屋建设中材料的垂直和水平运输和建筑构件的安装。它由金属结构、工作机构和电气系统三部分组成。塔式起重机具有操作简单、高效安全、运行维护费用低、使用范围广等特点。目前主要适用于高层和超高层建筑、重工业厂房和狭窄建筑工地的施工。在工程实践中，做好塔式起重机的定位和日常检查工作是非常重要的。

1、工程概况

某工程建筑面积151049m。基坑南北长726.5m，东西宽97.5m。基坑围护工程采用“支护桩+预应力锚索+高压喷桩”的复合支护体系。本工程施工现场靠近深基坑，吊车不能通过坡道下的基坑，重型吊车站布置困难。

2、塔式起重机定位

传统的塔机一般在基坑边坡外建立塔机基础，然后将塔机安装在塔机桩基上。而本工程基坑东西向距离为97.5m。如果将塔机安装在斜坡外侧，距离工地工作面较远，会大大影响塔机的周转物料效率，影响工程的整体进度。综合考虑基坑的结构和尺寸、临时加工厂的位置、周转材料的堆放位置、设计计算、施工方法等现场条件，总结出桩锚式基坑边坡塔吊施工技术。

2.1 工艺原理

（1）塔式起重机桩基础与围护桩一体：先施工基坑边坡支护桩，同时于支护桩背离基坑的一侧施工塔式起重机桩基，二者基础组合为塔式起重机基础，共同作用；（2）塔式起重机与冠梁一体：在支护桩顶部设置冠梁，冠梁与塔式起重机承台预设预留部，预留部预留横向连接钢筋和支护桩顶部的竖向钢筋连接，将塔式起重机基础节焊接于预留钢筋结构，将塔式起重机承台与冠梁一体浇筑成型，大大提高了塔式起重机基础安全性；（3）塔式起重机基础与锚索一体：于基坑边坡内向背离基坑的一侧施工斜向锚杆，锚杆与塔式起重机桩基连接，使塔式起重机基础与锚索连为一体共同作用，更安全稳妥。

2.2 工艺流程

塔式起重机基础施工过程如图1所示。

图1 塔式起重机基础施工过程

（1）基础定位：根据塔式起重机的平面布置图来定位塔式起重机基础位置；（2）塔式起重机桩基施工：在基坑支护桩背离基坑的一侧施工塔式起重机桩基；（3）桩基注浆：桩底后压浆管设置两道，选用两根3mm 厚的DN25的钢管作压浆管，压浆管底端钻孔后用胶带封闭密实。桩侧后压浆管设3 道注浆管主管采用3mm 厚的Φ25 钢管，主管采用对丝连接，主注浆管与喷头管采用三通连接，喷头管具体设置位置为桩顶以下7.5m、15m、22.5m。后注浆采用42.5MPa 级水泥，注浆压力不小于1.5MPa。单桩注浆量不小于6.5T，桩侧注浆断面不少于3 个。压浆过程采用总注浆量和注浆压力双重控制，在施工过程中，当满足以下仍和一个条件时注浆可以终止：①注浆总量和注浆的压力已达到图纸要求；②注浆总量达到图纸要求值的75%，且注浆压力已超过图纸设计值；（4）开挖土方、桩头破除：根据塔式起重机承台的尺寸和标高开挖土方，开挖到桩顶标高时，采用风镐将桩头松散混凝土层破除，剥离钢筋，露出密实混凝土面，桩头100mm 范围内采用人工剔除50mm，留50mm 伸入承台内。高压气枪将表面浮尘清理后方可安装钢筋，清理施工废土废料并将开挖好的塔式起重机基坑夯实，为后续施工塔式起重机承台提供平整的施工面，方便后续绑扎钢筋结构时将钢筋结构与塔式起重机桩基顶部的钢筋连接；（5）垫层、砖胎模施工：在塔式起重机基坑内施工C15 混凝土垫层，垫层厚度100mm。垫层施工前，应测设标高控制线，以保证塔式起重机基础厚度。垫层混凝土采用平板振动器进行振捣，混凝土初凝后作压光处理。垫层施工完毕后施工塔式起重机承台的侧壁砖胎模，采用240mm厚红砖、M7.5 水泥砂浆砌筑，砖胎模的内净空尺寸等于塔式起重机承台的尺寸，垫层宽出砖胎模的外侧边100mm，红砖在砌筑前应充分洒水湿润，在砖胎模的内侧抹水泥砂浆，加强砖胎模的强度，也可以起到防水作用，与砖胎模的外侧空隙进行素土回填土并分层夯实；（6）基础底层钢筋网施工：灌注桩主筋伸入承台长度为75cm，塔式起重机基础钢筋施工时，要确保钢筋的间距符合图纸要求，并进行满扎，不得出现跳扎、漏扎等现象；在塔式起重机支腿预埋区域的钢筋应进行焊接加固，形成牢固的钢筋骨架后再放置垫块，塔式起重机基础与冠梁的连接处应力较大的部位应设置横向加强筋，连接钢筋结构、冠梁的预留部位和横向加强筋；（7）基础上部钢筋网施工：首先放置间距为1500 左右的马镫钢筋，接着将上部受力主筋按设计间距放置到位并进行绑扎；（8）防雷接地：塔式起重机的避雷装置埋地部位在基础施工前进行，接地件至少插入地面下1.5m 且接地件应采用横截面为不小于16mm绝缘铜电缆或者横截面接30mm×3.5mm 镀锌扁铁；（9）基础混凝土浇筑：使用混凝土将塔式起重机承台与冠梁的预留部一体浇筑成型，混凝土采用商品混凝土，由混凝土拌和站用运输车运至浇筑地点采用混凝土泵车进行浇筑，塔式起重机基础砼标号为C35，混凝土一次性浇捣密实，试验员制作3 组试块。混凝土施工完成后，应及时覆盖浇水养护。塔式起重机基础施工后，四周应排水良好，以保证基底土质承载力；（10）锚索施工：于基坑边坡内朝向塔式起重机桩基背离基坑的一侧施工斜向锚杆，斜向锚杆的一端与塔式起重机桩基连接。其施工采用钻进、搅拌、穿索一次完成施工工艺，钻机成孔，预应力锚索同步跟进，高压旋喷注浆加固形成锚固固结柱体。高压旋喷注浆压力不低于20～25MPa，注浆加固体直径不小于45cm，旋喷钻杆提升退出速度30cm～50cm/min，浆液流量50L/min，每1m 加固体水泥掺量不小于20%，自由端采用6～7m 长度Φ20 塑料套管，与锚固段接头位置采用防水胶布封闭，养护7 天后施加张拉力锁定。为了提高锚索各钢绞线受力均匀性，应采用先单根张拉，3 天后再整体补偿张拉的施工方法。补偿张拉到设计拉力后应立即进行注浆封孔，对于下倾锚索，注浆管从预留孔插入，直至管口进到锚固段顶面约50cm 处；注浆封孔后，从锚具量起预留约50mm 钢绞线，其余的部分截去，在其外部包裹厚度不小于50mm 水泥砂浆保护层以防止锚索腐蚀；（11）设置沉降观测点：塔式起重机基础砼浇筑完成后，在基础四个角位置设置观测点，并进行初始高程测量记录原始数据，在塔式起重机上部结构安装前进行一次复测，并与原始数据进行对比，看有无明显沉降产生，然后决定继续使用或停止使用，以后在塔式起重机整机完成安装后再次复测，并记录数据，此后每半月测设一次，发现沉降过大、过快、不均匀沉降等异常现象时应立即停止使用，并报备公司工程技术部门，经过分析处理后，方可决定可继续使用或停止使用；（12）塔机安装：基础节安装好后，在基础混凝土强度达到设计值的70%以上后，方可进行塔机的安装，安装时采用QY50 型吊机，吊机固定在距离基坑边坡10m 处，塔式起重机整机安装时应安排人员统一指挥，避免出现信号错乱现象。在塔机安装过程中，塔臂覆盖范围内设置安全警戒线，安全管理人员全程旁站，无关人员禁止在警戒区域内停留、走动。

3、塔式起重机日常检查

3.1 塔底检查

塔式起重机在塔底一般检查其吊钩、电源、基础及整机状态。检查内容如下。

（1）吊钩：吊钩结构应完好，无开焊开裂的情况，磨损不超过5%，开口度不能大于原值的1.1 倍，钩柄无塑性变形，钩身扭转角不超过10°，严禁焊接吊钩。钩头应转动灵活、润滑充足、无卡滞；吊钩上的销轴、轴端挡板、开口销等应稳定可靠。滑轮不应有裂纹或轮缘破损；滑轮绳槽壁厚磨损不超过原值的1.2 倍；滑轮槽底的磨损量不超过相应钢丝绳直径的25%；（2）电源：配电箱应符合“一机一闸一箱一漏”的要求，零线的接线端子标识为N，地线的接线端子标识为PE。电缆无老化、破损，连接处应充分满足绝缘要求。上塔主电缆每10m 应在标准节上设置绝缘电缆卸荷装置，上塔电缆应固定牢靠，捆绑处无破皮、变形；（3）基础：基础的销轴、接地等应安装到位，紧固螺栓连接齐全有效、预紧力达到使用要求。基础排水设施齐全，基础在地下室需定期抽排水，基础不得有积水、裂缝、倾斜、沉降、塌陷、倾斜等现象，不得开挖。基础水平度不得大于1/1000，垂直度不得大于1.5/1000。接地扁铁连接可靠，接地电阻小于4Ω；（4）整机状态：大臂、平衡臂无倾斜，独立垂直度不得大于0.4%，最高附着以下垂直度不得大于0.2%。塔群两相邻塔式起重机的水平与垂直安全距离为2m，与其他建筑物外边缘的安全距离不得小于0.6m，如有特殊原因达不到最小安全距离，应有相应安全防护措施。

3.2 塔身检查

（1）标准节：标准节一般有榫头式、整体式及鱼尾板式3 种形式，其必须是原厂配套，可通过合格证及标准节永久性标识确认，主体结构均不得出现开焊开裂、塑性变形及锈蚀情况。对于榫头式标准节主要检查销轴卡簧有无脱落，销轴有无窜动；主弦杆、斜撑杆、斜腹杆和直撑杆的连接销轴、开口销是否安装可靠。对于整体式标准节主要检查高强连接螺栓有无松动，连接处是否存在间隙；标准节高强螺栓应为双螺母锁紧，螺栓最少漏出螺母3 个螺距。对于鱼尾板式标准节主要检查连接销轴有无外窜现象；标节高强螺栓的规格型号及预紧力是否符合要求；立销及连接销轴是否安装可靠；（2）爬梯通道：爬梯通道首道休息平台不超过12.5m，其余不超过10.0m。主要检查爬梯接口连接是否可靠；护圈设置是否完好齐全；休息平台是否稳固以及有无变形；护栏夹板安装是否可靠；（3）附着：附着主要检查其安装位置是否符合要求；塔身与附着框是否固定牢靠，楔块、垫铁等零部件齐全且可靠；撑杆、附着框等主要受力结构有无开焊开裂、塑性变形及锈蚀情况；基座、附着框、撑杆等各处螺栓、销轴齐全且连接可靠；组合式连接撑杆的螺栓及内撑杆是否存在松动；（4）过渡节：过渡节主要检查其钢结构的连接有无开焊开裂，主要受力结构件有无塑性变形及锈蚀情况；与爬升架、标准节、回转下支座的连接是否牢固；过渡节的爬梯、平台等连接是否牢固；（5）顶升系统：顶升系统主要检查泵站、顶升油缸及爬升架。泵站主要检查接头、油管、阀座连接是否稳固可靠；油管有无破损；油压表有无损坏；连接口有无漏油；开关是否完好；油泵手柄能否自动复位；油泵手柄处于中位时，通电后，电机、泵站等有无异常响声。工作时，在油缸活塞杆全缩回情况下，泵站油箱液压油应达到液位计上标线位置，油缸完全伸出不能低于下标线位置。爬升架主要检查钢结构的连接无开焊开裂，主要受力结构件有无塑性变形及锈蚀情况；爬升架与过渡节连接是否稳固可靠；爬升架护栏、平台等是否按规范安装；（6）回转总成：回转总成主要检查起钢结构的连接有无开焊开裂，主要受力结构件有无塑性变形及锈蚀情况；外齿圈有无啃齿现象；回转支承高强连接螺栓预紧力是否达到设计要求，且润滑是否充足。

3.3 塔顶检查

（1）平衡重：平衡重主要检查其有无开裂；质量标识是否清晰；销轴左右间隙是否基本一致；（2）起升机构：主要检查起升机构运行是否存在异响；电机是否存在异常振动、噪声及高温；减速机是否存在渗漏油；油质是否发黑、有杂质；油量是否充足；起升制动器是否有裂纹、变形以及是否能正常打开、闭合；摩擦片是否有油污；刹车皮厚度不小于原值的50%且不得小于5mm；制动轮的磨损量应不大于1.5mm；刹车间隙应为1.0～1.5mm；制动力矩是否符合设计要求；（3）变幅机构：主要检查变幅机构是否固定稳固、存在异响；电机是否存在异常振动、噪声及高温；变幅电机制动器是否能正常开合，刹车间隙在0.5～1.0mm 之间；（4）轮绳系统：钢丝绳卡扣是否与钢丝绳直径相匹配；间距是否符合相关要求。钢丝绳卡扣U 型环部分应卡在绳头面，压板压在主绳面；钢丝绳卡扣间距应大于钢丝绳直径的6 倍。钢丝绳进出楔套的方向是否正确，口诀为“直进斜出”。起升卷筒有无裂纹；防脱槽装置是否正常；变幅滚筒有无裂纹，变幅钢丝绳缠绕是否正确，当小车运动到臂尖和臂根处，卷筒上不应少于3 圈。钢丝绳润滑是否充足，是否存在乱绳、跳圈、下压、散股、断丝、打扭、断股的现象。卷筒两侧边缘超过最外层钢丝绳的高度是否小于钢丝绳的2 倍。轴承是否存在裂纹或凹痕；间隙是否正常；轮缘是否破损；润滑油是否渗漏；（5）平衡臂：主要检查平衡臂钢结构有无开焊开裂、塑性变形及锈蚀情况；其走台、护栏是否牢固完好，护栏不得低于1m，栏杆夹板安装牢固；走道是否存在易坠物；电缆排布是否整齐；起升钢丝绳托辊转动是否灵活；（6）回转风速制动器：主要检查回转风速制动器手动、电动动作是否正常有效；摩擦片是否磨损到铆钉头，制动器出厂调整气隙一般为0.8mm，当静制动力矩小于规定值或气隙大于1.2mm 时，应由专业人员及时调整制动力矩或气隙值；（7）障碍灯与风速仪：主要检查平衡臂尾部护栏、回转塔身顶部、起重臂尖节顶部是否有障碍指示灯且功能完好；风速仪是否安装在不挡风处，一般安装在回转塔身顶部；（8）司机室：主要检查司机室内是否粘贴常用操作数据的操作规程和标牌；是否私拉乱接电路；联动台是否固定稳固；防磕碰按钮是否卡死；操作手柄挡位是否操作灵敏、动作可靠；是否配备灭火器和绝缘地板；司机室窗户是否粘贴影响视线物品；严禁存放润滑油、油棉纱及其他易燃品；（9）电控柜：主要检查电控柜内有无私拉乱接；接线是否牢固；接地是否安全；各航空插头插接是否牢固、有无破损现象；电控柜内是否整洁；是否存放易燃物；线路是否清晰；过、欠电压继电器数值和温、湿度继电器数值是否显示异常；（10）载重小车：主要检查载重小车行程限位器是否灵敏可靠；小车托绳轮是否碰到钢丝绳卡扣；上限位位置是否合适。（11）防扭装置：主要检查防扭装置和对应的钢丝绳锁紧或释放方式是否正确：对于抗旋转性能〈360°的阻旋转钢丝绳（如35×7 类），防扭装置锁紧螺钉应处于放开状态；对于非阻旋转钢丝绳（如6×29 类），防扭装置锁紧螺钉应处于锁紧状态；（12）起重臂：主要检查起重臂钢结构有无开焊开裂、塑性变形及锈蚀情况；重臂上的滑轮、轴承运转是否顺畅，有无异响、卡滞；滑轮是否存在裂纹或轮缘破损；钢丝绳、滑轮与轴是否相互干涉；（13）安全限位装置：主要检查力矩限制器动作是否灵敏可靠，当力矩达到100%时，上升无动作，下降一挡，向外无动作，向内一挡；起重量限制器动作是否灵敏可靠，当起重载荷等于或大于额定载荷时报警，上升无动作，下降一挡，向外、内无动作。严禁私自调整重量限制器。

结语：

综上所述，塔式起重机在工程建设中发挥着越来越重要的作用，其应用范围也日渐广泛。具体到工程实践中，需要科学进行定位选项，结合施工场地情况以及塔式起重机的各项参数，合理确定塔式起重机定位位置和施工工艺。同时做好塔式起重机的日常检查工作，做好日常维护保养，确保塔式起重机良好运转，满足工程建设需求，提升工程建设效率和质量水平。