固定式塔式起重机的地基与基础

固定式塔式起重机的地基与基础

1．基础形式

固定式塔式起重机采用钢筋混凝土基础，由C35混凝土和HPB235或HRB335钢筋浇筑而成，有整体式、分离式和灌注桩承台式钢筋混凝土基础等形式。

整体式可分为方块式和X形式；分离式又可分为双条式和四个分块式。方块整体式和四个分离方块式常用作1000kN·m以上自升塔吊的基础，其构造和功能见表14-70。而X形和双条形基础，则用于400~600kN·m级塔吊。

两种固定式混凝土基础构造、功能及应用范围对比表 表14-70

分类 整体式混凝土基础 分离式混凝土基础 简图 1．将塔吊自重及由外荷载产生的作用力（倾覆力矩、水平力、垂直力）传给地基； 2．起压载和锚固作用，保证塔吊具有抵抗整机倾覆的稳定性 1．塔身节通过预埋件固定在混凝土基础上； 2．混凝土用量大； 3．技术要求高，预埋件的位置及标高必须经过仔细测量校正，始能保证塔身垂直度符合要求 1．设于建筑物内部的塔吊基础； 2．与建筑结构联成一体的混凝土基础 1-地脚螺栓；2-垫板；3-混凝土； 4-钢筋；5-灰土层；6-虚土压实层 功能 1．承受塔吊自重以及由外荷载产生的作用力，并传至地基； 2．略起压载作用和增强抗倾覆稳定性的作用 1．塔机底架直接坐在混凝土基础上，无需复杂的预埋件； 2．混凝土用量比较少； 3．四块混凝土基础表面标高微有差异时，可通过设置垫片进行微调 1．设于建筑物外部的附着式塔吊、固式定塔吊的基础； 2．装有行走底架但无台车的塔吊 构造特点 适用范围 当高层建筑深基础施工阶段（例如浇筑钢筋混凝土底板），如确需在基坑近旁构筑附着式塔吊基础时，建议采用灌注桩承台式钢筋混凝土基础。灌柱桩的埋深可根据地质情况确定，桩的直径为φ800~1000mm。桩的中心距应与塔身尺寸

相对应，承台应露出地表15~25cm，承台尺寸既要满足塔吊稳定性的需要，又应符合施工现场条件。图14-41为北京天伦饭店工程施工时256HC型塔吊的灌注桩承台混凝土基础构造示意图。

图14-41 灌注桩承台式钢筋混凝土基础示意图

2．地基计算

参照《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）规定，塔式起重机的地基承载力计算方法如下：

（1）基础底面的压力，应符合下式要求： 当轴心荷载作用时

p≤fa （14-26）

式中 p——基础底面的平均压力值；

fa——地基承载力特征值。

当偏心荷载作用时，除符合式（14-26）要求外，尚应符合下式要求：

pmax≤1.2fa （14-27）

式中 pmax——基础底面边缘的最大压力值。

（2）基础底面的压力，按下列公式确定： 当轴心荷载作用时，

pFG （14-28） A式中 F——塔式起重机传至基础顶面的竖向力值；

G——基础自重和基础上的土重； A——基础底面面积。

当偏心荷载作用，偏心距e≤b/6时

pmaxFGM （14-29） AW式中 M——作用于基础底面的力矩；

W——基础底面的抵抗矩。

当偏心距e＞b/6时（图14-42），pmax按下式计算：

pmax2(FG) （14-30） 3la式中 l——垂直于力矩作用方向的基础底面边长；

a——合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离。 地基承载力特征值可由载荷试验或其他原位测试等方法确定。

图14-42 偏心荷载（e＞b/6）下基础底压力计算图

3．分离式基础计算（图14-43）

图14-43 式混凝土基础

1-塔机支腿；2-支腿底座板；3-混凝土基础

按下列步骤进行： （1）确定基础埋置深度

根据现场地基的具体情况确定，一般塔机基础埋设深度为1~1.5m。 （2）计算基础底部所需面积A：

AFG （14-31） pa分离式基础承受轴心荷载，故基础底面可采用正方形，其边长a＝A。 （3）确定基础高度

基础高度需满足抗冲切要求，可近似按下式计算：

hF （14-32）

0.6ftum式中 h——基础高度；

F——塔式起重机传至基础顶面的竖向力值； ft——混凝土抗拉强度设计值；

um——基础顶面荷载作用面积的周长，即塔机支腿底座板周长。 （4）配筋

基础配筋可参照上述《建筑地基基础设计规范》中“扩展基础”的构造要求确定，即：

1）受力钢筋的最小直径不应小于10mm；间距取100~200mm； 2）箍筋不小于8mm，间距取150~200mm。 必要时，按上述规范通过抗弯计算确定。 4．整体式基础计算

整体式基础计算除其自身强度需满足规范要求外，尚应满足防止塔式起重机倾覆和地基承载力的要求。

（1）防塔机倾覆计算

为防止塔机倾覆需满足下列条件：

eMtH•h1b （14-33）

FG3式中 e——偏心距，即地基反力的合力至基础中心的距离；

Mt——作用于塔身的不平衡力矩； H——作用于基础上的水平力； h——整体基础的高度； F——作用于基础顶面的竖向力； G——基础自重； b——基础宽度。 （2）地基承载力验算

整体式钢筋混凝土基础的地基承载力验算按本节公式（14-26）、（14-27）和（14-29）或（14-30）进行。

（3）配筋 同分离式基础。