基于塔吊基础施工及吊机群交叉作业安全系统化管理

基于塔吊基础施工及吊机群交叉作业安全系统化管理

孙清晨

青岛市平度金桥建筑机具租赁有限责任公司 山东青岛 266799

摘要：工程现场大型起重设备较多，为预防安全事故的发生，应针对现场起重设备建立全过程安全管理体系，从设备的进场、安装、检修、起吊作业及塔吊和履带吊交叉作业等方面进行全面的可控管理，确保施工过程起重作业安全、有序的进行，避免安全事故的发生。因此，各个工程针对施工过程中自身起重设备的全面管理和研究是不能忽视的，本文主要从现场塔吊基础施工与吊机群的交叉作业等方面阐述安全系统化管理。

关键词：塔吊基础施工；吊机群交叉作业；安全系统化；管理；分析

1塔吊基础的分类

常用的塔吊基础结构形式有桩基础、承台基础、十字交叉梁基础及组合式基础，承台基础是由钢筋混凝土组成的基础，十字交叉梁基础则是由两道长度和截面相同交叉组成的混凝土基础，现部分塔吊厂家已配置十字交叉钢梁基础，施工时只需对四个角点进行锚固即可。钢筋混凝土结构的承台基础及十字交叉梁基础较适合在土体相对比较稳定，同时地基承载力又比较好的位置进行使用。

桩基础可作为单独基础，也可与上述承台基础或十字交叉梁基础组合，适用于软弱土层，依靠不同土层的桩侧摩阻力、桩端阻力及土压力的组合来抵抗塔吊作用在基础的力，从而使结构整体达到受力平衡。桩基础包括预制混凝土桩、预应力混凝土管桩、钻孔灌注桩及钢管桩等，在进行桩基类型选择时，需要分析不同项目的地质、周边环境情况、施工难易程度以及施工成本等不同因素，保证即能够追求良好性能同时，又可以为项目节约成本。组合式基础则是桩基、承台及钢结构组成的复合型结构，其多变性可适应不同项目的不同需求。

2塔吊基础的选择及计算

菲律宾埃斯特热拉-潘塔里恩大桥项目主桥上部为悬浇箱梁，采用挂篮悬浇施工，塔吊的使用便于挂篮的拼装拆卸以及钢筋模板的吊运。塔吊选址在河岸边，表层土体不稳固，不适用天然基础，而群桩承台基础造价相对较高，同时相比于钻孔灌注桩及预应力管桩，钢管桩的成本相对较低，且施工过程简单，可直接通过焊接进行连接。项目采用QTZ80塔式起重机进行施工作业，使用十字交叉钢梁+钢管桩作为基础，施工简便，同时也能够较良好地满足施工需求。基础采用四根外径630mm，壁厚为8mm钢管桩作为桩基础，在靠近桩顶位置的相邻钢管桩之间焊接双拼[20a槽钢作为平联，加强基础整体稳定性。同时，每根钢管桩桩顶设置一个加强垫块，垫块由若干2cm钢板焊接而成，顶部钢板开孔，通过M30高强螺栓与十字交叉钢梁进行连接。十字交叉钢梁与塔吊基础节通过销轴连接，保证塔吊底部稳固性。塔吊基础荷载可从厂家提供的《塔吊使用说明书》中获得，其中包括作用在基础的水平力、垂直力、弯矩及扭矩，此荷载为上部作用于基础的作用力，计算时还需加入基础自身的重力及考虑其他周边环境对基础的影响。基础的计算可以直接通过Midas进行建模，并施加上述荷载，进行强度、刚度及稳定性多方面复核，加以验证设计的合理性，也便于及时进行适当调整。同时，钢管桩的轴向抗压承载力计算可以参考《码头结构设计规范》（JTS167—2018），而钢管桩的稳定性可以参考《钢结构设计标准》（GB50017—2017）。

3塔吊基础施工过程安全系统化管理

基于技术系统模型原则，塔吊结构及其作业过程中的安全状态是受人、机、环、管等动态因素的耦合作用，基于贝叶斯网络－系统动力学模型。结合工程实际特点，从塔吊安装开始进行全过程安全系统管理。

根据设计图纸要求和土质勘察测量情况，确定塔吊基础施工方案采用四桩承台基础，基础顶标高同地库筏板顶标高，基础厚度1．8m。采用钻孔灌注桩，直径800mm，持力层为中风化泥岩层，入岩深度大于500mm，单桩承载力特征值4000kN。桩基础采用C40水下混凝土，桩基承台采用C35P8混凝土，垫层上做卷材防水。基础施工阶段中，根据贝叶斯网络－系统动力学计算模型所研究的安全风险因素进行系统管理。技术管理子系统层面，针对塔吊安装阶段影响安全的各子因素，制定相应管理措施及安全反馈体系。一方面，在技术子系统管理方面，首先根据设计要求及施工方案进行基础承载力验算，确保基础承载力满足要求;其次要严格控制各个施工工序的技术参数及施工质量，做好施工技术交底及其安全交底。

另一方面，在组织子系统管理层面，首先要确保塔身自身质量合格，在初始安装阶段，主要包括严格把控塔吊构件、零件质量以及出厂合格证及使用说明书。其次，加强施工安装队伍人员的管理，将安全责任落实到个人，定期进行安全隐患排查和责任人汇报制度，并严格执行相应制定奖惩制度。

4吊机群吊交叉作业安全系统化管理

为配合构件进场、吊装等作业，本工程还配备2台350t履带吊，履带吊沿着施工道路沿线行走，其行走路线如图2所示。在贝叶斯网络的技术环境子系统安全风险评估中指出塔吊在使用阶段事故风险较低，正常的维修保养就可以保证塔吊在常规工作条件下的安全运行，但是由于本工程大量的起重作业需要依靠履带吊来完成，起吊过程中出现塔吊和履带吊交叉作业。因此，需要建立安全管理系统来保证交叉作业过程中的安全，避免安全事故的发生。

从技术管理子系统层面，根据施工工序合理安排履带吊进场时间及合理规划履带吊行走路线，并在施工道路上加铺路基箱，保证履带吊行走及起重过程中的稳定性;并在交叉作业区域遵循“后塔让先塔、动塔让静塔、轻车让重车”三条原则，即后进入该区域的塔机要避让先进入该区域的塔机;塔机在进入重叠覆盖区运行时，运行塔机应避让该区停止塔机;在两塔同时运行时，无载荷塔机应避让有载荷塔机。在组织管理子层面，针对交叉作业特点并结合本工程实际工程特点，制定具体管理措施，建立安全管理体系。建立统一协调机制，建立吊装作业统一管理组织和管理网络，配备足够的人员，明确领导、施工组织及驾驶、指挥和维护保养人员职责，对现场使用和管理进行统一安排、使用和指挥，并完善350t履带吊与塔吊作业操作规程，对相关人员进行培训，做到持证上岗，所有人员按程序进行操作指挥;加强联络、通信管理。吊装作业应对每台单机进行统一编号，确定每台单机组操作及信号指挥人员，并保持固定。现场应为塔机组操作及相关指挥人员配备数字化对讲设备，每台机组对讲频率必须单独锁定，未经批准任何人不得改变人员组合，不得擅自改变对讲机频率，不得擅自指挥;加强指挥管理。

信号指挥人员发出动作指令时，应先呼叫被指挥塔机编号，待塔机操作人员应答后方可发出塔机动作指令。同时，信号指挥人员必须时刻目视塔机吊钩及吊物，塔机运行过程中指挥人员应环顾相近塔机及其他设施，及时指令;安全指令应明确、简短、完整、清晰。塔机长时间暂停时，吊钩应起升到最高和最近位置，起重臂按顺风位置停置。同时，建立以项目经理为组长的安全管理组织机构，落实各个安全生产岗位职责，并编制事故应急准备与响应预案。

5结语

基于技术系统模型原则和组织系统模型原则对塔吊基础施工过程及吊机群交叉作业进行安全管理，实际工程中取得了较好的效果，把吊机群交叉作业简单化、系统化管理，提高了管理效率。

参考文献

[1]徐永华.钢格构柱塔吊基础的设计、定位与施工[J].城市建设理论研究(电子版),2018(01):93-94+47.

[2]黄红成,王程卿.格构式钢平台塔吊基础施工技术[J].工程建设与设计,2018(08):177-178.

[3]陈卓豪.浅析塔吊基础常见的问题及对策[J].技术与市场,2017,24(07):261+263.

[4]胡凯,汪锋,张信.桩格构式塔吊基础施工方案的应用研究[J].武汉船舶职业技术学院学报,2017,16(03):48-52+59.