[关键词]塔吊 倾斜 预埋节 锚固
1 工程概况
某住宅小区工程由4栋18层、2栋11层住宅楼及1层地下车库组成,总建筑面积78320㎡。合同工期600天(2011年2月28日~2012年10月19日)。根据现场情况,共布置QTZ5015型塔吊4台。塔吊采用桩基承台基础。经计算,选用与车库相同的钻孔灌注桩,桩径600,桩长20米,承载力满足要求。
2 事件描述
2011年10月25日下午,现场人员发现小区东南角的4#塔吊塔身向西倾斜(塔吊服务范围以西侧为主。此时,其服务的06栋施工至4层顶板,塔身尚未附墙),施工负责人立即通知测量人员跟踪监测。监测初期,垂直度偏差超限不大,因工期紧张,塔吊是唯一的垂直运输设备,没有决定立即停止使用。但跟踪监测结果显示,塔身在连续工作的四小时期间,塔身进一步倾斜,并呈加大趋势。面对这一形势,随时有机毁人亡的危险,塔吊被迫停用。同时现场采取了如下措施:
1)疏散现场人员,拉绳警戒;
2)继续定时监测;
3)立即通知公司及塔吊租赁单位设备、技术人员来场“会诊”。
当相关人员赶赴现场时,塔身倾斜值已达到690mm,情况万分危急,立即决定采用钢丝绳将塔身与建筑物拉结。当钢丝绳逐步收紧时,塔身倾斜很快缩小,当塔身垂直度达到允许值时,固定好钢丝绳,等待处理方案。
3 原因分析
3.1可能原因
1)塔身变形;
2)塔吊基础倾斜。这又有两种可能:基础承台破坏、桩基承载力不够。
3.2原因排查
对于原因1,因附墙钢丝绳收紧时,在拉力很小时,塔身就回返明显,有违常理,推断问题出在塔吊基础的可能性较大,现场决定主要排查原因2。
因塔吊基础底标高同车库底板,埋置较深,为保护塔身,现场采用24墙围挡,但平时未注意及时清洁。其时,基础顶面被一定厚度的淤泥、建筑垃圾和积水覆盖,不能马上察看基础承台,这又给问题的诊断带来了困境。为了判断准确,必须将塔吊基础顶面清出。与此同时,技术人员调出地勘报告、桩基施工记录、桩基检测报告,加以分析各种可能性。
待塔吊基础顶面显露出来时,问题水落石出,如图1所示,塔身根部四个角处的混凝土均已破碎松动。
图1
塔身根部砼破碎,并不常见,砼强度不足?承台倾斜?通过核查商品砼送料单、现场砼试块报告,砼强度不足的可能被排除;进一步检测承台表面平整度,没有问题。最后,当技术人员调出隐蔽前留下的现场照片时,发现了问题的根源,如图2。
图2
从图2可见:
1)塔吊预埋节采用了塔身标准节代替;
2)埋深不够,设计埋深1000,实际约700;
3)预埋的塔身范围油漆未除;
4)预埋的塔身未增焊任何锚固件(标准的预埋节有支盘和横杆)。
正是这几方面的因素叠加,导致塔吊根部锚固力不够,在使用阶段的动荷载的反复作用下,塔身根部周围砼被压碎,由固定端变成了自由端。
通过进一步调查还发现,本塔吊为设备出租单位租自第三方,其它3台为其自有。问题的出现,显示其一未告知承租方(即总包方),二疏于对第三方的评价和设备的管理。第三方自称类似这种做法,已安全使用多次,实属无知、蛮干、侥幸。
4 处理方案
《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)第5.2.4条:预埋于基础中的塔机基础节锚栓或预埋节,应符合塔机制造商提供的《塔机使用说明书》规定的构造要求,并应有支盘式锚固措施;预埋节的立柱底应有支盘,立柱之间应有横杆连接且与基础钢筋连接。
本塔机制造商在《塔机使用说明书》中说明采用预埋节形式,埋深为1000。
鉴于现场工期紧,将原基础按上述要求返工,影响较大。为此,针对塔身锚固端锚固不够的原因,经计算和专家论证,决定采用在原基础承台上部叠加1300高基础的处理方案,具体要求如下:
1)在06栋第3层结构梁上提前安装附墙架,校正塔身垂直度至规范允许范围内;
2)将原基础上表面钢筋保护层全部凿除,种植一定数量的锚固筋;
3)将塔身预埋范围的油漆打磨干净;
4)塔身预埋范围焊接水平型钢,增加锚固力;
5)按标准承台绑扎钢筋笼,与塔身相碰处焊接;
6)浇筑高标号早强微膨胀砼;
7)制作砼同条件养护试块,待强度达到设计值,投入使用。
经迅速处理,塔吊自发现问题8天后即投入使用。先限载试吊3天,监测无异常,之后正常使用至工程结束,也验证了处理结果的正确。
5 结论
通过本工程这起严重未遂事件的处理,有如下几点认识:
1)面对良莠不齐的设备租赁市场,塔吊等特种设备的租赁,需严格执行相关管理规定。对于出租单位的实力(设备拥有量)、技术水平、信誉度等须在合同前进行认真评价。对于设备的来源、状况应在合同中明确。牵涉到第三方的租赁,总包(承租方)、出租方均需参与对其的评价和管理。
2)按照建设部2009年87号文件,塔吊的安、拆属危险性较大的分部分项工程,需编制专项方案。塔吊基础的隐蔽验收很关键,几方责任主体,须严格按照塔吊基础方案进行验收,不能走过场,或基于信任而免检。本工程值得肯定之处是留下了隐蔽前的照片,为问题的准确判断,带来了方便。
3)塔吊基础周围应有排水措施。一方面,利于基础的安全和塔身的防腐,另一方面,也便于平时的巡检、观测。
4)施工现场一旦发现塔吊等设备的异常情况,须立即停止使用、疏散人员、上报情况,迅速采取应急措施、查明原因,万不可麻痹、侥幸,进而酿成大祸。