塔吊基础（共10篇）
塔吊基础 篇1
0 引言
随着工程建设的发展,地下室深度及规模越来越大,为了施工需要,有些塔吊必须安装于地下室部位。考虑塔吊需要尽早使用,同时减少塔吊基础施工时的开挖深度及难度,塔吊基础可以采用格构式钢柱塔吊基础。采用格构式钢柱塔吊基础可以在基坑开挖前及时安装使用,其受力明确、安全适用、施工方便。
与埋于地下室筏板下的塔吊基础相比,可不必先为塔吊基础施工进行土方开挖、临时支护及降水。
1 工法特点
1)格构式塔吊基础施工以及塔吊安装工作在基坑土方开挖之前完成,使之在土方及基坑施工阶段就可投入使用,缩短了工期,提高了工效。2)塔吊设置在地下室部位,加大了塔吊回转范围内对工作面的覆盖面积,减少了塔吊的覆盖盲区,提高了塔吊的工作效率。3)当地下水位较高时,采用格构式钢柱塔吊基础减少了塔吊基础施工时的降水工作。4)格构式钢柱穿过基础底板的位置加设了止水环和加强钢筋,保证了底板防水能力,减小了对结构基础底板的受力影响。5)适用范围广,可适用于软土、较厚填土层、较高地下承压水位等不良地质条件下的塔吊布置。
2 适用范围
塔吊需安装在地下室基坑内,地下室基础底标高较深,尤其是地下水位较高的工程。
3 工艺原理
格构式钢柱塔吊基础由承台基础、格构式钢柱、钢筋混凝土灌注桩等三部分组成,在土方开挖前施工完,待承台基础、灌注桩混凝土强度达到要求后,安装塔吊,验收后即可使用(见图1)。土方开挖过程中随挖土深度按分段逐段焊接水平支撑、斜撑。
4 施工工艺流程和操作要点
4.1 施工工艺流程
塔吊基础施工流程图见图2。
4.2 塔吊基础设计
4.2.1 塔吊基础位置设计
1)灌注桩、格构柱的位置应避开后浇带、地梁、工程桩等位置。
2)承台基础的投影位置应避开顶部的框梁,避免框梁断开。
3)承台基础的底标高应控制在地下水位以上。
4.2.2 塔吊基础计算
当塔身沿塔基对角线方向倾覆时:
承台基础、格构式钢柱所承受的风荷载标准值(ωk)按下式计算:
其中,ωk为风荷载标准值,k N/m2;βz为风振系数;μs为风荷载体型系数;μz为风压等效高度变化系数;ω0为基本风压,k N/m2。
承台基础、格构式钢柱所承受的风荷载对格构式钢柱产生的弯矩为:
其中,M风为承台基础、格构式钢柱所承受的风荷载对格构式钢柱产生的弯矩,k N·m;h台为承台基础的高度,m;a台为承台基础的边长,m;H格为格构式钢柱净高度,m;4为格构式钢柱的根数;a格为格构式钢柱的边长,m。
当塔身沿塔基对角线方向倾覆时,格构式钢柱底部、灌注桩顶部所承受的荷载:
其中,F1,2为当塔身沿塔基对角线方向倾覆时,格构式钢柱底部、灌注桩顶部所承受的荷载,k N;V为塔吊非工作工况时,对承台基础产生的垂直力,k N;G台为承台基础的自重,k N;G格为4根格构式钢柱的自重,k N;M为塔吊非工作工况时,对承台基础产生的弯矩,k N·m;H为塔吊非工作工况时,对承台基础产生的水平力,k N;l为格构柱的中心距离,m。
格构式钢柱受压整体稳定性应符合下列要求:
其中,Nmax为格构式钢柱单柱最大轴心受压力设计值,即当塔身沿塔基对角线方向倾覆时,格构式钢柱底部、灌注桩顶部所承受的荷载;A为格构式钢柱毛截面面积,即分肢毛截面面积之和;φ为格构式钢柱轴心受压稳定系数;f为钢材的抗压、抗拉强度设计值。
钢筋混凝土灌注桩单桩竖向极限承载力特征值应符合下列要求:
其中,Ra为单桩竖向极限承载力特征值;K为安全系数,取K=2;Quk为单桩竖向极限承载力标准值;Qsk,Qpk分别为总极限侧阻力标准值和总极限端阻力标准值;u为桩身周长;qsik为用静力触探比贯入阻力值估算的桩周第i层土的极限侧阻力;li为桩周第i层土的厚度;α为桩端阻力修正系数;psk为桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值(平均值);Ap为桩端面积。
4.3 施工要点
1)当灌注桩在水下浇筑时,应提高一个强度等级。2)当工程基础筏板混凝土为抗渗混凝土时,应在格构柱分肢四周焊接止水钢板;当格构柱内混凝土不能剔凿清除时,在格构柱分肢四周满焊缀板,待格构柱拆除后,顶部加焊钢板(按降水井封井处理)。3)承台基础下的土方开挖应待承台基础混凝土强度达到100%后方可进行;格构钢柱下的斜撑应随挖土随焊接,严禁超挖。4)承台基础的厚度应大于塔吊地脚螺栓的长度。格构柱锚入承台基础内的长度不应小于承台基础高度的一半,且不应小于600 mm。5)塔机安装应在基础验收后进行,一次性安装高度不宜超高《塔机使用说明书》规定的最大独立高度的一半,宜分次升高至所需的最大独立高度。6)塔吊的附墙高度应从格构钢柱底部算起。7)塔吊基础的防雷接地应通过格构钢柱分肢接入大地,确保防雷接地安全。
5 安全措施
1)塔机安装完毕后,应按要求进行验收、备案,取得准用证后方可使用。2)土方开挖时应分层开挖,每层的挖土深度同水平支撑、斜撑的间距,每层土开挖后,待水平支撑、斜撑焊接完毕验收合格后,方可进行下一层土方开挖。3)塔吊安装后、每步土方开挖前后,钢支撑焊接前,应进行塔吊垂直度、位移检测。
摘要：针对格构式塔吊基础的工法特点,介绍了该工法的适用范围及工艺原理,阐明了塔吊基础的设计方法,总结了其施工工艺流程与施工要点,以满足地下室大规模施工的需要。
关键词：塔吊基础,特点,原理,要点
参考文献
[1]齐延年.格构式塔吊基础的设计[J].山西建筑,2012,38(34):85-86.
塔吊基础 篇2
锦桦豪庭项目自编号2#塔吊基础模板安装、钢筋加工及安装、砼施工、现浇结构验收均符合设计及规范要求。自评合格，报验至监理公司的资料签署手续齐全、有效，同意进入下道工序施工。
注：此台塔吊为313#塔吊。
广东正升建筑有限公司锦桦豪庭项目2010-7-1
2塔吊基础验收报告
锦桦豪庭项目自编号1#塔吊基础模板安装、钢筋加工及安装、砼施工、现浇结构验收均符合设计及规范要求。自评合格，报验至监理公司的资料签署手续齐全、有效，同意进入下道工序施工。
注：此台塔吊为314#塔吊。
塔吊基础 篇3
本工程塔吊采用浙江虎霸建设机械有限公司生产的QTZ63C自升塔吊起重机。在塔吊未采用附着装置前，对基础产生的荷载值
塔吊型号吊钩高度砼基础承受荷载
工作状态非工作状态
630kn.m40mH1M1M3PH1M1P
22.512116753166.21628452
注：H1为基础所受的水平力；M1为基础倾覆力矩；M3为基础扭矩；P为基础所受的垂直力；
2、桩基计算
A800钻孔灌注桩4根，内插钢构柱，基础承台为4000×4000×400，单根格构钢柱由4∠140×16加-8×400×200缀板组成，柱截面尺寸420×420，长9m，锚入钻孔灌注桩4.5m（满足DB33/T1053-2008，第5.3.2条规定），图：
根据DB33/T1053-2008《固定式塔吊起重机基础技术规程》4.3.2规定，塔机基础设计应按“非工作状态”下作用在结构上的荷载效应组合进行设计，即H1=66.2kn，M1=1628kn.m，P=452kn
基础承台：G=（0.4×4×4）×25.5=163.2KN
单桩承载能力(标准值)计算：
非工况P+G=615.2KN
L140×1633.4kg/m
缀板0.4×0.2××0.008×7.8×1000÷0.6= 8.32 kg/m
共计 41.71kg/m
格构柱重 41.71×4×9=1501kg≈15KN
对角线计算时力最大
倾覆力矩产生的拉（压）应力：
R非=（M1+N1H1）/（1.62+1.62）1/2=(1628+66.2×4)/2.262=836.7KN
塔吊、承台、钢格构对桩的压力：
N非=（P+G）/4+15=（485+163.2）/4+15=168.8KN
单桩所受拉力：
F非拉= R- N=836.7-168.8=667.98KN
单桩所受压力：
F非压= R+N=836.78+168.8=1005.58KN
综合知单桩 F压max=1005.58N(非工作状况)
F拉max=667.98N(非工作状况)
本工程地质勘察报告提供的厚度及侧阻力标准值如下：
序号土层厚度侧阻力标准值端阻力标准值土的名称
10.711/粘土
27.16/粘土
35.8401600淤泥质粉质粘土
458045007-3中等风化
按桩入土深度14计取，即进入7-3中等风化40cm；由于本工程塔吊桩的间距不满足DB33/T1053-2008《固定式塔吊起重机基础技术规程》5.2.4第一条，即1.6m﹤dmin=2.5d=2.5×0.8=2m,所以需考虑桩间侧阻力的折减，这里暂按0.9考虑。
最大压力验算:Ra=0.9up∑qsiaLi+qpaAp=0.9×2.513×(0.7×11+7.1×6+5.8×40+0.4×40)+4500×0.503=2938.36kN﹥F压max=1005.58N，满足要求。
最大拉力验验收：Ra=0.9 up∑qsiaLi=0.9×2.513×（0.7×11+7.1×6+5.8×40+0.4×40）=674.66kn﹥F拉max=667.98N，满足要求。
3、钢构柱计算
格构柱计算：依据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)。
L140×16,A0=42.539cm2,Ix0=770.24 cm4,Z0=4.06cm
由《规范》5.3.3式可知I=IX =IY=4[Ix0+ A0(a/2-Z0)2]=51909.54cm2
ix=√Ix/A=√51909.54/4×42.539=17.47cm,Wx=Ix/y
=51590.54/21=2471.88cm3
长细比验收由5.3.5可知Hz=4.4×2=8.8m。则λ=λx=λy=Hz/√I/4Ao= 8800/√51909.54/442.539=50.37﹤[λ]=150
单根角钢长细比λ1=（60-20）/2.74=14.6<40且λ1<0.5λx=0.5×50.37=25.185满足要求
构件换算长细比，则λox=λoy=√λx2+λ12=√50.372+14.62=52.44,查《钢结构设计规范》附表c-2，b类截面受压构件的稳定系数Φx=0.844
钢构柱水平位移：s=Vh/4k=66.2×1000×（8800）3/4×6×206000×51909.54×10000=17.57mm﹤Hz/500=17.6mm,满足要求。
4、强度计算（钢构柱）
a．水平力H1=66.2kn，悬臂计算每根格构柱弯矩M=66.2×4.4/4=72.82kn,由《钢规》5.2.1式:
N/An+Mx/rx.Wnx=1002.58×1000/4×4253.9+72.86×106/2471880=58.92+29.46=88.38＜215mpa.
整体稳定性验收
b.整体稳定性计算
NEX=π2EA/λx2=π2×206000×4×4253.9/1.1×50.372=12383322.9N
W1X=51909.54/17.47=2971cm3=2971000mm3
σ=1002.58×1000/0.844×(4253.9×4)＋72820000/[2971000(1-0.844×1002.58×1000/12383322.9)]= 69.81+26.3=96.12<235N/mm2
分肢稳定性计算λ=（60-20）/2.74=14.6﹤40且λ1﹤0.5λx 故可不验收分肢稳定性。
5、承台抗冲切验算：
塔吊塔节四个角点基本与钢构柱一一对应，可不考虑承台的抗弯强度，只计承台冲切力，虽然基础底板也有400mm厚可作为承台的一部分，但在基础挖土阶段时，基础底板还未浇筑，为保险起见，暂不考虑底板的作用效应，同时4个格构柱作为一个整体考虑，则桩轴线至格构柱相应的计算截面距离几乎可以忽略不计，所以承台钢筋只需按最小配筋率计算即可0.15%，则As=4000×400×0.15%=2400㎜2，上下双向C18@250。
抗冲切验收:F1=0.7Bhp×ft×um×ho=0.7×1.0×1.57×1×0.35×3.28×106=1261.6kn>1002.58kn。满足要求！
6、缀材计算
V=Af/85√fy/235=4×42.539×100×215/85×1=43kn;
则缀板所受剪力按T=VL1/2a=43×0.6/2×0.42=30.71kn;
每一块缀材所受剪力T1=T/4=7.68kn，则fv=T1/A1=7680/395×8=2.43mpa＜125mpa;
M1=VL1/4=43×0.6/4=6.45kn.m,按其對称性M11=6.45/2=3.225kn.m，
则f=M/W=3.225×106/1÷6×3952×8=15.5＜215mpa,满足。
斜缀条按N1=v/2cosa=43/2×0.73=29.45kn,共有4根，则每根斜缀条所受的压力N11=29.45/4=7.36kn,按规范斜缀条的截面积不能小于格构柱一个主肢的截面积，则取25c号槽钢A=4491㎜2
λ=lo/i=2.19×1000/2.21×10=99,查表得∮=0.561
f=N/∮A=7363N/0.561×4491=3＜215mpa满足
取焊缝hf=8mm计算（满焊），长度L=100mm，则Lw=L-2hf=84
T=N/helw=7363/5.6×2×84=7.8＜ffw=160mpa;
7格构柱抗扭计算
按DB33/T1053-2008,4.3.1条可知，塔吊基础设计应按非工作状态下作用在结构上的荷载的荷载效应组合进行設计，但由于格构柱的自由高度较高，为保险考虑，需作抗扭验收，只有在工作状态时，对基础产生扭矩作用，Md=67kn.m，根据陈绍蕃《钢结构设计原理》第三册，第445页谈到可此类型的格构柱的桁架看做闭口的箱型断面，按近似公式计算，此时，扭矩产生的剪力
V=2M/b=2×67/1.6=87.35kn,则ó=V/A`=87.35×1000/4491=18.64﹤f=215mpa满足要求；
可以肯定，水平支撑在整个格构柱起了减小上弦杆在桁架平面外计算长度的作用，加强水平支撑大大提高体系抵抗扭矩的能力，改善了整个体系的性能，故在挖土逆作法施工时，第一步的首要工作即把水平支撑焊牢固。
对格构柱顶板的焊接计算这里不再讲述，通过笔者长期的实践及计算，以下的做法在目前来讲较为安全，即：
8、施工注意事项
a)钻孔桩浇筑在放置钢格柱时，要做好定位措施，派专人看管，确保钢格柱位置的正确性，以利于水平、斜撑的焊接；
b)做好塔吊的避雷连接和地下室底板处的止水带焊接；
c)在塔吊基础部位，挖机挖土时，要注意保护钢格柱，这一点要引起注意，在施工现场常有遇到没人指挥导致挖机无意碰到钢格柱，产生钢柱的偏位、头部扭曲，对塔吊的运行埋下隐患；
d)塔吊基础部位，要分层开挖，钢格柱之间的缀条必须跟随挖土深度进行焊接，特别是水平支撑。
参考文献
[1]陈绍蕃《钢结构设计原理》第三册
塔吊基础 篇4
工程施工中，塔吊安全事故常有发生，触发此类安全事故的因素包括违章操作，违规安装、拆卸造成事故，塔机疲劳、使用保养不当造成事故，设计、制造缺陷，超负荷使用造成塔机事故，基础不符合要求引发事故、塔机附着不当等。塔吊基础施工设计引起的事故所占比例虽然不大，但是一个容易被忽视的方面，且常常是因为过于保守、不合理的设计而未显现设计问题。本文仅就塔吊基础施工设计及其安全隐患问题作一阐述。
1 塔吊基础设计
塔吊基础施工方案设计，主要解决基础结构设计，塔吊基础设计对于塔吊施工中的安全十分重要。塔吊基础设计根据不同的地质条件、施工条件、主体结构等情况的不同，设计计算内容不同，主要包括如下情况:天然地基基础设计、桩基设计、利用地下室顶板作塔吊基础设计及塔吊稳定、附着计算等。计算要点分述如下:
1)天然地基塔吊基础设计。
塔基下地基承载力验算，可按现行的《建筑地基基础设计规范》(下称《规范》)，对承载力特征值进行修正(见式(1)，相关符号含义详见《规范》)后，再根据塔吊上部荷载，进行承载力验算。
塔吊上部荷载，应查看塔吊使用说明书，结合使用情况，按照荷载最不利组合确定荷载后，再计算塔吊基础承受的轴力、弯矩值，按内值计算确定塔吊基础底面尺寸。并按式(2)，式(3)计算塔吊基础的基底反力。
不考虑塔身附着时，如图1a)所示，塔吊基础的基底反力可按式(2)进行计算:
当考虑附着时(如图1b)所示)的基底反力按式(3)计算:
验算P，须满足式(4)条件:
基础抵抗冲切的验算及基础抗弯能力验算(配筋)详见《规范》。
2)塔吊桩基础设计。
在天然地基不能满足要求时，或施工条件下采用桩基更方便时，可采用桩基作塔吊基础，桩基设计，结合主体结构桩基形式，或其他施工便利情况，可采用大直径单桩(如人工挖孔桩等)或多桩基础，采用多桩时，可采用多桩承台或十字梁承台的形式，见图2，桩基础设计，应按《建筑桩基技术规范》进行桩承载力及配筋计算、单桩竖向极限承载力验算、承台斜截面抗剪切验算以及受冲切验算，并按《混凝土结构设计规范》进行承台正截面配筋计算。
3)塔吊稳定性计算。
塔吊稳定性验算方法:
有荷载时:
无荷载时:
2 塔吊基础设计的安全隐患
塔吊基础设计主要会出现安全隐患的方面:
1)塔吊地基处理不当，承载力不符合要求;
2)基础形式选择不合理;
3)结构设计强度不够;
4)其他形式基础，如采用地下室顶板时，对主体结构强度产生影响。
以上主要设计安全隐患中，最常见的是第一种。例如，施工方案编制者未经计算，查看地勘报告承载力，承载力小于说明书相应工作状态要求的数值，编制者处理办法，采用增加混凝土等级或加强配筋的办法解决，而不采取增大基础底面积或对地基承载力进行加强等正确措施。塔身施工完成后，地基承载力不满足要求，使用过程中极易出现塔身沉陷、塔身倾斜倾覆等安全事故。这反映了设计人员结构计算能力很弱，根本不适合编制涉及安全的施工方案设计。
某案例，某工程的塔吊基础事故，塔吊在安装使用过程中，出现塔身倾斜，倾斜度超出规范规定。经分析，塔吊基础下地基勘察报告表明，持力层承载厚度较薄，下层为软弱下卧层，土质状况为淤泥质土，承载力为50 k Pa。施工方案编制人员，研究塔吊说明书及地勘报告后，采取的处理办法，扩大承台尺寸和加大承台配筋，加大承台混凝土强度等级，经下卧层验算，承台底面扩大后下卧层承载力并不能满足要求。从分析与调查的情况来看，方案设计与编制人员在处理地基承载力不足的问题时，不经计算确定承台尺寸等措施，其中，增加承台尺寸、打松木桩方法都是有效的，问题是采取这些方案仅仅是定性地采用，不能确定是否满足承载力的要求。增加混凝土强度等级及配筋，对解决承载力问题是无效的，仅提高了基础的自身强度，设计人员增加混凝土等级及配筋量实质超过了因增加底面积带来的强度增加需求，未能达到目的并产生浪费。另外，松木桩的打入，增加了强度，但在不满足承载力的情况下，反而会对下卧层产生扰动，不利于塔吊基础下地基的承载。
以上案例反映的是一个较为普遍的问题，编制设计人员常常参照塔吊说明书，对照勘察报告，地基承载力符合要求时，就按说明书施工，当不符合要求时，个人结构设计能力差，则随意采用如增加基础强度的方式，解决办法有方向性的错误，即使采取了可增加承载力的方案，也不经计算。在这种状况下，必然会经常出现这样的问题:地基承载力不满足时，处理方案随意，或者会出现安全隐患，或者会造成处理浪费。
3 塔吊基础设计的安全隐患的本质原因
塔吊基础设计存在的安全隐患的实质是基础设计错误，本文提出“安全隐患”这个概念，是基于其本质原因，并非设计难度大，而是设计、审核等方面管理存在的问题。
塔吊基础设计，设计的人员通常是施工现场的技术员，现场的技术人员常常是施工经验丰富，但结构设计水平不足。施工设计的审核人员通常是监理人员审核，审核人员常常结构设计水平更低，审核成了虚设。
从以上的分析来看，塔吊基础设计所造成的安全隐患，其根本是设计者结构理论与设计水平低，进一步分析其原因，则是一个设计管理的问题，即设计人员不具备设计的水平，而在管理上如何进行控制管理，对设计者的管理、审核人员的素质要求等，从而使设计方案有多层的有效的把关，从而使此类安全隐患得到有效的避免。
我们提出设计管理这样一个概念，即对设计者资格的管理，审核人员资格的管理，这样的管理，从安全角度可分为一般类的施工方案和复杂类的施工方案。一般类的施工方案，施工单位应具有国家注册的结构工程师，方案设计人员最低应具有一定的专业学历基础，审核人员可明确为施工单位具有注册结构工程师、专门从事施工方案的人员进行审核。复杂的施工方案，包括如高支模、深基坑等情况的施工方案，这类方案经过各种安全事故后，各地区已有所重视，如规定此类方案需要专家组审核，这些是有效的措施，但设计人员的水平对方案的顺利设计与施工，资金的节约等，仍然是相当重要的因素。
4 结语
为确保安全生产，防止塔吊安全事故，在塔吊基础施工设计阶段，就应当高度重视，确保设计正确合理。
塔吊基础施工设计造成的安全隐患，其本质是设计管理，对设计与审核人员应当有明确的个人资格要求。不管是施工单位还是政府行政部门，在涉及安全的施工方案设计管理时，应当高度重视，从而使工程安全事故大大减少。
摘要：对塔吊基础设计、计算及其设计安全隐患作了阐述,分析了塔吊基础设计安全隐患的本质原因,并从设计管理的角度提出解决方案,以确保设计合理,防止塔吊安全事故。
关键词：塔吊基础,设计,安全,隐患
参考文献
[1]GB50007-2002,建筑地基基础设计规范[S].
塔吊基础 篇5
云山诗意花园工程（01—03、05-08）栋住宅，总建筑面积为9.8万㎡，其中01—03幢为十八层以上单元式高层住宅，05—08栋为二十六层以上塔式高层住宅，所有单位以下设整体地下室,地下室面积约为2.3万㎡。工程桩基类型为预应力混凝土管桩，基础为筏板基础。结构类型为钢筋砼全剪力墙结构。
一、塔吊基础方案及安装位置
本工程主体框架施工阶段垂直运输01—03栋、05—08栋拟采用7台QTZ63自升式塔吊，基础底板尺寸为（5.0×5.0×1.3m），基础混凝土标号为C30，地基承载力不得小于0.2MPa。塔吊基础根据现场布置，01—03、05、08栋设置在地下室底板内，塔吊基础顶面标高
2号土层为粘同地下室底板的柱帽垫层面标高。根据地质勘探报告，○
3号为粉质粘土土（地基承载力0.43 MPa），○（地基承载力0.37MPa），2、○3号土层均满足塔吊基础的承载力要求（地基承载力不得小于○0.2MPa），因此01-03栋、05、08栋可套用厂家的标准图做法（见附
2、○3号土层之间，具体位置及施工见附图图）。将塔吊基础浇筑于○
（一）。地下室底板及顶板上预留安装塔吊的洞口，其做法同后浇带，两侧采用钢筋支架将钢丝网或单层钢板网固定，底板和顶板的洞口侧面的钢筋留设同后浇带，钢筋要求伸出500㎜。待塔吊拆除后，将该部位清理干净后，要求搭接钢筋采用双面焊接，长度为10d。塔吊（QTZ63）的钢筋布置及做法见附图。06、07栋设置在基坑内，要求塔吊基础的垫层面标高同底板的垫层面标高，塔吊基础承载力为0.2MPa，在四个预埋地脚螺栓位置设置四根500×500㎜的柱，柱顶标高为-1.35m，在柱中和柱顶设两道各四根500×300㎜的连系梁。在塔吊基础位置砌370厚砖墙。塔吊基础位置先进行回土，以增强塔吊基础的抗倾覆和抗扭能力，具体做法见详图。
二、06、07栋塔吊基础计算书
塔吊基础根据现场情况布置，坐落在地下室基坑内，地基底标高为-6.55m（按拟建建筑物±0.00为参照，设四根500mm×500mm方柱到-1.35m标高，安装塔吊）
A、荷载计算
塔吊的技术参数如下： 塔吊自重N塔=400KN 倾覆力矩M=1910KN·m 基础自重
基础截面尺寸详见施工图
N砼=（52×1.3+0.52×4.0×4+0.5×0.3×1.7×8）×25 =761.5KN N土=（52×4.0-0.52×4.0×4-0.5×0.3×1.7×8）×13.5 =1268.5KN B、验算地基应力
Pmax=(N塔+ N砼+ N土)/A+（M+Q×4.0）/W =（400+761.5+1268.5）/52+（1918+60×4.0）×6/53 =304Kpa Pmin=(N塔+ N砼+ N土)/A-（M+Q×4.0）/W =（400+761.5+1268.5）/52-（1910+60×4.0）×=-110Kpa e=Pmin/(Pmax-Pmin)=110/(304+110)=0.266 结论：Pmax=304Kpa<1.2fa=336 Kpa e=0.266<1/6b 因此该塔吊基础完全满足塔吊的抗倾覆要求。C、塔吊短柱承载力验算 作用在柱顶荷载
Fmax=（N塔/4+M）/1.2474×1.414/2 =（400/4+1910）/1.2474×1.414/2 =1139KN Fmin=-1026 KN 柱受压的情况
N=Fmax=1139 KN<0.91(fa×A+fy×As)柱受拉的情况
6/53 N= Fmin=1026 KN< fy×As=1414 KN D、柱配筋计算
倾覆力矩=1910 KN·m，塔吊自重400 KN，因此每只脚承受100 KN。
F=1910/210=909.52 KN, RA=909.52+100=1009.52 KN, RB=909.52-100=809.52 KN 每根φ25的钢筋承受的力为490mm2（钢筋截面）×360N/ mm2（钢筋强度）=176.4 KN , 因此需配置 25的钢筋数量为：909.52/176.4=5（根）。
结论：该混凝土柱配置8 25，φ8@100能满足塔吊的工作要求。
三、01—03、05—08栋塔吊基础计算书 A 荷载计算
塔吊自重N=400KN 抗倾覆力矩M=1910KN.M B 初步确定塔吊基础深度为1.3m C 确定基础底面尺寸：
A F/（fa-d）=400/（370-20×1.3）=1.55 基础底面选用b=5.0m L=5.0m W=Lb2/6=5×52/6=20.8m
3G= bLd’=25×5×5×1.3=812.5KN 基础边缘最大和最小应力
Pmax=（F+G）/Bl+M/W=（400+812.5）/5×5+1910/20.8=140.3KN/m2 Pmin=（F+G）/Bl-M/W=（400+812.5）/5×5+1910/20.8=-43.3KN/m2较核地基承载力：
Pmax=140.33KN/m2<1.2fa=444 KN/m2
（Pmax+ Pmin）/2=（140.343.3）/2=48.5 KN/m2 As= M1/0.9fyh0=(F.e.b+M)/ 0.9fyh0=1429mm2 故基础底板和面层双向各配置20φ12@250（As=2262），满足要求（见附图）。 四、施工电梯基础方案及安装位置 本工程在主体框架施工至一半以上阶段安装7台SCD200/200施工电梯，基础尺寸为（3.8×4.2×0.3m），施工电梯安装的位置见附图，施工电梯基础根据现场实际情况布置在地下室顶板上，要求施工电梯基础顶面标高同地下室顶板面标高，考虑到施工电梯的基础承载力为560kN，在施工电梯安装前对地下室顶板进行加固，详细计算和加固方案如下： A、荷载计算： 1施工电梯自重：56T+货笼自重+人货自重=60T ○2地下室顶板砼自重：25× ○0.4×3.8×4.2/9.8×10=1.6T 施工电梯自重及顶板砼自重累计：60T+1.6T=61.6T B、钢管冲天（立柱）计算 钢管冲天采用φ48×3.5对接连接方式，横杆布距L=1000，则每根冲天允许承受的荷载为35.7KN，所以需要的钢管冲天根数为61.6×10/35.7=17根。 选用冲天纵横间距为700㎜，则完全满足顶板承载力要求。C、冲天（立柱）稳定性验算 =N/A=17000/0.91×489=38.2 ——轴心承压稳定系数 fa——钢管强度设计值 云 山 诗 意 花 园 工 程 （01—03栋）（05—08栋）塔吊和电梯基础施工方案 编制人： 审核人： 审批人： 关键词：塔吊基础,基坑,锚索,土体 1 前言 塔吊基础常由于客观条件限制需布置在靠近建筑基坑边,对于排桩式支护墙或地下连续墙,塔吊基础往往会座落在支护墙顶上,并在支护墙外侧另行布置桩基。在基坑开挖后,由于基础下桩的受力形态不同,且支护桩本身要承受较大的侧向荷载,从而使塔吊发生倾斜甚至倒塌的风险,因此在基坑开挖前,因对这类形式的塔吊基础采取加固措施。 2 工程施工实例 2.1 工程概况 本工程地处广州市越秀中路,工程建筑面积58453m2,地上30层,地下3层,基坑13深米;依据施工方案,本工程采用半逆作法施工,土方首次开挖至-7.5m,完成负一层结构后,再按照逆作法施工。本工程选用塔吊型号为QTZ100,臂长40.00m,首次安装高度39.00m,由于受现场客观条件的限制,塔吊基础只能设置在基坑边,承台平面尺寸为:长(a)=3.60m,宽(b)=3.60m,高(h)=1.50m;塔吊基础为四桩承台,其中有两条桩借用支护桩。 2.2 塔吊基础桩受力情况 经验算,基础承台尺寸、冲切剪切承载力、桩身截面强度、单桩抗拨承载力均满足要求,验算过程本文省略。 2.3 单桩桩顶作用力计算和承载力验算 2.3.1 偏心竖向力作用 按照Mx作用在对角线进行计算, 2.3.2 水平力验算 单桩水平力67.24k N小于302.26k N,满足要求。 2.3.3 抗倾覆验算 倾覆力矩: 抗倾覆力矩: 抗倾覆验算2.15大于1.6,满足要求。 2.4 基础加固措施 为保证塔吊基础及其下支护桩发生的水平位移不超过允许值(20mm)。采取以下加固措施: ⑴在塔吊基础位置增加两排锚索,每排两条,第一排型号为YM5×7Φ5,L=31m,Lf=6m,La=25m,锚索的抗拔承载力设计值600KN,预张拉锁定值YF=350KN,角度30°;第二排型号为YM4×7Φ5,L=24m,Lf=5m,La=19m,锚索的抗拔承载力设计值500KN,预张拉锁定值YF=200KN,角度30°。单桩水平方向锚固力为600×2×1.732/2=1039KN,远大于单桩水平力67.24KN。塔吊必须在预应力锚索张拉以后方可使用,并进行预应力监测,预留补加预应力的操作条件,当预应力损失过大时要补加预应力。 ⑵待地下室负一层施工完毕后,在塔吊基础位置的支护桩同地下室外墙之间设置一道支撑梁,从而保证支护桩不发生水平位移,支撑梁长3.60m,高0.50m,宽1.00m。待支撑梁完成并在强度达到设计值的75%之后,方可开挖其下方土体。 ⑶委托第三方对基坑监测,在各塔吊位置增设一个水平位移观测点。对塔吊及其附近的观测点进行严密监测,塔吊安装后一个月内,每天观测一次,一个月以后观测周期与基坑观测同步,严格控制位移不得超过塔吊基础变形允许值,允许值:每天位移极限值为5mm;水平位移不超过20mm;预警值为15mm。为避免塔吊基础桩发生不均匀下沉影响塔吊安全使用,在每部塔吊位置增设两个沉降观测点,进行不均匀沉降观测,沉降差不得大于3.6mm。 3 加固措施效果 ⑴两台塔吊位置各选出一条锚索进行预应力监测,到目前为止,监测结果良好,两条锚索所受拉力均未超过设计值的60%。 ⑵水平位移观测:根据第三方检测机构所出具的监测报告,塔吊安装使用90天后,两台塔吊累计水平位移分别为5mm、2mm。(允许最大位移20mm、预警值15mm) ⑶沉降观测:根据第三方检测机构所出具的监测报告,塔吊安装使用90天后,两台塔吊累计沉降差分别为0.06mm、0.03mm。(允许最大沉降差3.6mm) 4 总结 鉴于以上数据,本工程塔吊基础加固措施是成功的,水平位移及不均匀沉降值都得到有效控制,能够保证塔吊的安全使用。可以作为类似工程参考。但应注意:如果采用摩擦桩作为基础桩,由于靠基坑一边的排桩通过压顶梁连成整体,实际上由整排桩承受上部荷载,沉降量较小,而远离基坑一边的桩为单桩承重,沉降量较大,容易产生不均匀下沉的现象,应该采取相应措施,严格控制不均匀沉降量。 参考文献 [1]《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94) 1 工程概况 昆山九方城市花园A6地块二期商业用房工程总建筑面积268598.66m2,基坑面积45000m2,总造价7.322亿,是由2层地下室、5层商业裙房、一栋26层(94.50m)公寓和一栋21层(92.18m)酒店组成的一个大型综合体工程。该工程由湖南省第六工程有限公司承建,其中1,2,3号塔吊采用了钢格构柱塔吊基础。钢格构柱主肢选用14号角钢,尺寸为140mm×140mm×14mm;缀板选用400mm×300mm×10mm的钢板,间距为700mm。灌注桩的直径为800mm,桩长45m,间距为2.5m,混凝土强度等级为C30,钢格构柱及支撑全部采用Q345B级钢,支撑选用[20a。塔吊基础承台采用钢筋混凝土结构,长和宽均为4m,高度为1.3m。 2 钢格构柱塔吊基础的施工工艺流程 2.1 钻孔灌注桩施工 (1)钻孔灌注桩的定位。施工前,应根据施工图纸和塔吊布置图确定钢格构柱塔吊基础中灌注桩的坐标,在复核现场导线控制点后,用高精度全站仪将桩位放样出来并做好标记。若其他施工工艺会使标记偏移,则应采取措施保护好已测设的桩点。 (2)护筒埋设。根据桩位标志开挖护筒孔,护筒直径比设计孔径大100cm,护筒高度不小于1.8m,放入护筒后,护筒孔坑内再次精放桩位点,并用吊线锤校验垂直度,校正护筒位置和垂直度后将护筒固定,护筒与孔壁之间用粘性土夯实,确保护筒位置的持久准确及稳定。 (3)钻孔。钻孔时应低锤密击,如表土为软弱土层,可加粘土块夹小片石反复冲击造壁,孔内泥浆面应保持稳定。在各种不同的土层岩层中钻进时,其冲程按其参数进行。钻进的过程中每进2m检查一次孔洞的垂直度,如发现成孔偏斜应停止施工,采取措施进行纠偏。 (4)清孔。清孔的目的是调换孔内泥浆,消除钻渣和沉淀。清孔分两次进行,第一次清孔在钻孔孔完毕后立即进行;第二次清孔是在钢筋笼与钢格构柱连接好并吊放完毕后进行。 (5)钢筋笼的吊放。将制作好并验收合格的钢筋笼吊放,当钢筋笼顶部距孔孔口3m时(即在孔口露出3m钢筋笼),在孔口用型钢将钢筋笼固定好,等待与钢格构柱的焊接。 (6)钢格构柱与钢筋笼的焊接(详见本文2.2中第二条)。 (7)灌注水下混凝土。钢格构柱与钢筋笼焊接后再整体吊放至孔低,清孔结束后,施工人员应会同监理人员对孔低沉渣等情况进行检查,检查完毕后及时填写成孔验收单并在半个小时内灌注水下混凝土,混凝土应浇筑至钢筋笼顶部。 (8)砂土回填。由于钢格构柱与钻孔灌注桩孔壁存在一定的空隙,为保证后期施工安全,需要用中砂将空隙部分填好。 2.2 钢格构柱施工 (1)钢格构柱的制作。钢格构柱可在钢结构加工厂加工制作,在条件允许下也可以在现场制作。制作前应对钢格构柱原材料的质量合格证明文件及原材料的外观进行检查,检查合格后方能制作。制作完成后,应据GB50205—2001《钢结构工程施工验收规范》及设计要求对钢格构柱进行验收,验收合格后才能吊装。 (2)钢格构柱与钻孔桩中钢筋笼的焊接及吊放。钢格构柱制作完成后用起重机进行吊装就位,吊装时吊点应布置合理,防止吊装过程中钢格构柱变形过大或发生破坏。钢格构柱吊装到钢筋笼上部指定位置后再与钢筋笼连接,连接方法:钢格构柱4个面分别采用两根长1.0m、Φ20的钢筋与钢筋笼主筋斜向焊接,焊接长度100mm,钢筋具有一定的长度形成柔性连接,以便能使格构柱作微量调整,钢筋笼顶部3m箍筋均应加密。焊接过程中,钢格构柱的重力仍由起重机承担避免其受力。钢格构柱和钢筋笼连接好后再整体吊装入孔,整个吊装过程中,通过全站仪观测来控制其垂直度,钢格构柱垂直度偏差不大于1/300,中心位置偏差控制在±5 mm以内。 2.3 承台施工 钻孔灌注桩及钢格构柱施工完毕后,便可进行钢格构柱塔吊基础承台施工。承台施工可分为三个步骤:(1),承台标高控制及部分土方开挖;(2),承台钢筋绑扎;(3),承台混凝土浇筑。 2.4 塔吊安装 待承台混凝土强度达到设计强度后,由相应专业单位对塔吊进行安装、检测并投入使用。 2.5 土方开挖及钢格构柱间加撑 塔吊基础钢格构柱间土方应对称开挖,土方开挖过程中严禁挖土机械碰撞钢立柱,塔吊钢立柱附近30cm以内必须采用人工挖。土方应分阶段开挖,边开挖边在钢格构柱间加钢支撑,钢支撑选用[20a,钢支撑类型有水平撑、斜撑及剪刀撑。上层加固完成后方可继续开挖下层土方,以免造成结构失稳。 3 未加撑钢格构柱塔吊基础的理论计算 3.1 塔吊基础承台以上部分荷载计算 (1)塔吊竖向力计算 塔吊作用在基础上的垂直力:Fk=Gc+Gt,其中Gc为承台自重,Gt为塔吊自重,故: Fk=25×4.00×4.00×1.30+650=1170.0kN。 (2)塔吊风荷载计算 塔吊风荷载标准值由公式ω1=βzusuzω0计算,设计值在标准值基础上乘以分项系数0.7,故: ω=0.7×1.00×1.90×1.13×0.45=0.68kN/m2 3)塔吊水平力计算 塔吊水平力由塔吊基础水平力及风荷载两部份构成: Vk=ω×B×H×φ×P=0.68×1.8×40×0.82+16.2=42.81kN 4)塔吊弯矩计算 塔吊弯矩由三部分组成:第一,塔吊额定力矩;第二,塔吊基础水平力产生弯矩;第三,风荷载产生的弯矩。 所以,Mmax=1.4×(Me+Mw+P×h)=2215.88kN·m。其中,风荷载对塔吊基础产生的弯矩:Mw=l/2ωφBH2=799.82kN·m。 3.2 承台验算 (1)承台弯矩计算 矩形承台弯矩计算截面取在柱边,可按下列公式计算: 经过计算得到弯矩设计值:Mx=My=2×0.35×789.25×1.2=662.97kN·m (2)承台截面主筋计算 承台正截面受弯承载力应满足: 经过计算得:Asx=As=1477.9mm2,由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:1300×4000×0.15%=7800mm2。配20@150,承台底面单向根数25根。 3)承台斜截面抗剪计算 代入本工程数据,计算入如下: V=1.2Nkmax=1103.09kN<0.89×1.367×1.57×4000×1250/1000=9599.37kN 经过计算该承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋。 3.3 未加撑钢格构柱塔吊基础最大应力计算 3.3.1 钢格构柱顶荷载计算 在承台以上荷载作用下,钢格构柱顶部受到两个力的作用[3]: (1)竖向力: (2)水平力: 经计算钢格构柱顶中最大竖向力919.25kN,水平力为10.7kN。 3.3.2 钢格构柱强度计算 钢格构柱在柱顶水平力和竖向力作用下属于压弯构件,其强度按下式计算: 代入数值得σmax=122.97MPa<310MPa 故钢格构柱满足强度要求。 3.3.3 钢格构柱稳定性计算 代入数值得:σ=163.66MPa 因为,σmax=163.66MPa≤310MPa,故稳定性满足要求。 综上,未加撑钢格构柱塔吊基础在上部荷载作用下不会发生破坏。 4 未加撑钢格构柱塔吊基础的有限元分析 4.1 有限元分析的必要性 钢格构柱塔吊基础的使用贯穿整个项目施工过程,这部分结构的安全与否除了对工程本身有重大影响外,还直接关系到施工人员的人身安全,尤其是操作塔吊的司机生命安全,而钢格构柱塔吊基础在没有加撑时是整个使用过程的最不利时期,因此保持其在未加撑时的安全性尤为重要。本文虽用理论方法验证了未加撑钢格构柱塔吊基础在实际最不利荷载作用下不会发生破坏,但为了更具说服力,有必要用有限元法再次对其进行分析。 4.2 建立模型 根据钢格构柱塔吊基础的几何尺寸,采用自低向上建模方法在ANSYS中建立实体模型。本文钢格构柱角钢选用beam189单元,缀板选用shel193单元,承台选用solid65单元。承台与钢格构柱的采用MPC约束连接起来,钢格构柱中角钢和缀板的连接不需采用任何特殊方法和单元。钢材弹性模量为2.06×1011N/m2,泊松比为0.3,密度为7850kg/m3,壳单元的实常数为0.01。 4.3 最大应力分析 在完成几何建模之后,需对模型进行网格划分,本模型采用自由网格划分法,网格尺寸为0.05。完成网格划分后在模型上施加竖向力Fk=650kN、弯矩M=2215.88kN·m、水平力V=42.8kN。经运算,钢格构柱塔吊基础最大应力出现在钢格构柱底部,其值为112MPa,小于许用应力310MPa。因此,未加撑钢格构柱塔吊基础在实际最不利荷载作用下不会发生破坏。 5 结束语 本文以工程实例为背景,介绍了钢格构柱塔吊基础的施工工艺流程,其相关经验可供类似工程参考。在厘清了钢格构柱塔吊基础的受力边界条件后,笔者采用了两种方法对未加撑钢格构柱塔吊基础进行了受力计算,第一种方法是根据国家现行规范总结出的理论公式计算法,第二种方法是采用大型通用有限元软件ANSYS对其进行仿真模拟,两种方法计算所得的最大应力分别为163.66MPa和112MPa,均小于许用应力310MPa,故未加撑钢格构柱塔吊基础在实际最不利荷载作用下不会发生破坏,可以投入使用。 参考文献 [1]刘伟南.高桩承台塔吊基础的分析研究[D].天津:天津大学,2012 [2]房朝君.钢格构柱塔吊的基础设计及施工[J].浙江建,2011,28(8):32—35. [3]JGJ94-2008建筑桩基技术规范[S]. [4]GB50017—2003钢结构设计规范[S]. 在西安北站地下通道及地铁车站施工过程中，当基坑分级放坡开挖以后，现场内施工道路被挖断，塔吊作为主要的工具，在吊装各种材料、机械设备等方面发挥着不可替代的作用。由于西安北站深基坑内为粉细砂层，不符合塔吊厂家要求的主硬岩层深度大于2 m、地基承载力大于200 kPa的要求，为此经过设计计算，塔吊基础采用承台桩基础形式，下部为4根直径1m桩长8m的钻孔灌注桩，上部为5×5 (m) 的承台。 2 确定设计参数 塔吊型号:QTZ63型塔式起重机，自重 (包括压重) F1=513 kN，最大起重荷载F2=60 kN，最大起重力矩630 kN·M;塔吊倾覆力矩:1 796.0 kN;塔吊无附墙起重最大高度H=40 m，塔身宽度B=1.6 m;承台基础混凝土强度:C35，厚度Hc=1.5 m，承台长度Lc或宽度Bc=5 m;承台钢筋级别:Ⅱ级，箍筋间距S=200 mm，保护层厚度:50mm;承台选用4根φ1.0 m钻孔桩，桩长8 m，单桩竖向承载力计算如下: 所以每根桩的承载力特征值为1830 kN;参考塔吊说明书可知:塔吊处于工作状态时:最大弯矩Mmax=1 335 kN·m，最大压力Pmax=511.2 kN;塔吊处于非工作状态时:最大弯矩Mmax=1 796 kN·m，最大压力Pmax=464.1 kN。 3 对塔吊基础抗倾覆弯矩的验算 取塔吊最大倾覆力矩，Mmax=1 796 kN·m，塔吊基础布置如图1。 3.1 x、y向，受力简图如图2 以塔吊中心O点为基点计算: 3.2 z向，受力简图如图3 以塔吊中心O点为基点计算: 4 承台桩基础计算 4.1 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算 计算简图如图4。 图4中X轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。 (1) 桩顶竖向力的计算 (依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008的第5.1.1条) 。 式中n—单桩个数，n=4; F—作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，等同于前面塔吊说明书中的P; G—桩基承台的自重;G=25×Bc×Bc×Hc=25×52×1.5=937.5 kN; Mx, My—承台底面的弯矩设计值 (KN·m) ; xi, yi—单桩相对承台中心轴的X、Y方向距离 (m) ; Ni—单桩桩顶竖向力设计值 (KN) 。 经计算可得到单桩桩顶竖向力设计值最大压力: 现场实际施工中，承台桩选用4根长8 m的φ1.0 m桩，单根桩的承载力特征值为1830 kN (>785.4kN) 。 (2) 矩形承台弯矩的计算 (依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008的第5.9.1条) 。 式中MX1, My1—计算截面处X、Y方向的弯矩设计值 (kN·m) ; xi, yi—单桩相对承台中心轴的X、Y方向距离 (m) ; Ni1—扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值 (kN) ， Ni1=Ni-G/n。 经过计算得到弯矩设计值: 4.2 求矩形承台截面受力主筋 设计时针对现场实际情况进行钢筋验算，依据《混凝土结构设计规范》 (GB50010-2002) 第7.5条受弯构件承载力计算。 式中M—计算截面处的弯矩设计值 (kN·m) ; K—安全系数，取1.4; h0—承台计算截面处的计算高度, h0=1200 mm; fy—钢筋受拉强度设计值, fy=300N/mm2。 X向弯矩设计值Mx1=2338.2 kN·m，配筋面积为: 选择26Φ20 (@200，实供A=8168.1mm2) Y向弯矩设计值My1=2338.2 kN·m 配筋面积Asx=1.4×2338.2×106/ (0.9×1400×300) =8660 mm2 选择26Φ20 (@200，实供A=8168.1 mm2) 4.3 矩形承台截面抗剪切的验算 依据《建筑桩基技术规范》 (JGJ94-2008) 的第5.9.10条和第5.9.12条。根据前面计算方案可以得到X、Y方向桩对矩形承台的最大剪切力，考虑对称性，记为V=785.4KN，考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力应满足下面公式: 式中γ0—建筑桩基重要性系数，取1.0; β—剪切系数，β=0.05; fc—混凝土轴心抗压强度设计值, fc=16.70N/mm2; b0—承台计算截面处的计算宽度，b0=5000 mm; h0—承台计算截面处的计算高度，h0=1450 mm; fy—钢筋受拉强度设计值, fy=300.00 N/mm2; S—箍筋的间距，S=200 mm。 实际计算: 经过计算承台完全可以满足抗剪要求。 5 结束语 在西安北站地下通道及地铁车站施工中，选用了型号为QTZ63塔吊 (塔身截面2×2 m) ，起重臂长50 m，臂端最大吊重为2 t, 4绳时最大起重量为5 t，自由 (最大) 高度40 m，施工现场共布设了9台，工程施工全过程安全无事故。 摘要：在西安北站地下通道及地铁车站的施工中, 当深基坑分级放坡开挖全面展开施工以后, 现场内施工道路被挖断, 而塔吊作为主要的运输工具, 在吊装各种材料、机械设备等方面发挥着不可替代的作用。考虑到该地区的地质情况, 经过设计并进行受力计算后, 塔吊基础采用承台桩基础形式, 下部为4根直径1 m桩长8 m的钻孔灌注桩, 上部为5×5 (m) 的承台。同时选用型号为QTZ63塔吊, 起重臂长50 m, 臂端最大吊重为2 t, 4绳时最大起重量为5t, 自由高度40 m, 施工现场共布设了9台, 工程施工全过程安全无事故。 关键词：深基坑,粉细砂,塔吊基础,设计计算 参考文献 [1]JG J94-2008, 建筑桩基技术规范[S]. (一) 塔吊基础的定位 塔吊基础的定位包含水平和垂直两个方向的定位。水平方向的定位是指塔吊基础在施工现场的位置, 垂直定位是指塔吊基础的标高。 1. 水平定位应注意的问题 (1) 应充分发挥塔吊的作用, 尽可能使起重臂覆盖整个在建建筑物和作业现场。 (2) 应使吊臂的覆盖范围尽可能避开高压线, 满足JGJ46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》所规定的安全距离。如果小于安全距离, 一定要用毛竹或木杆搭设防护架, 防止塔吊的吊索或吊物碰到高压线, 同时在防护架一侧用钢筋网、设接地进行屏蔽。 (3) 在作业范围内, 应尽可能减少障碍物, 提高工作效率, 例如施工临时用电架空线离混凝土搅拌机较近, 妨碍混凝土的吊运, 可考虑使用电缆埋地敷设。 (4) 考虑与建筑物的最佳距离, 保证塔身不阻碍外脚手架的搭设和在降塔时司机室、走台、起重臂、平衡臂等部位不与外挑的阳台、雨篷等相碰。 (5) 塔吊基础应与建筑物基础保持一定距离, 避免相互影响。 (6) 自由高度超过说明书规定需要安装附墙时, 还要考虑建筑物结构有无安装附墙的合适位置。 (7) 保证组拆装时必要的作业场地。 2. 垂直定位应注意的问题 (1) 根据地质勘察报告, 如果地基承接能力不能满足基础图要求时, 应重新设计塔吊基础, 扩大基础的边长, 在保证基础抗冲切强度和地脚螺栓预埋深度的前提下, 尽量降低基础的高度。 (2) 塔吊基础表层土的承接力较差时可考虑用砂石层换土的方法进行处理。 (二) 基础施工过程中应注意的问题 1. 基础用机械开挖后, 应进行人工修整, 使其达到基础图要求。 曾经有一个工地的塔吊把基础挖成了锅底状, 这样基础对土壤的压力会产生一个沿圆弧方向的切向分力, 使塔吊产生一个转动的趋势, 不利于塔吊的稳定性, 这样易发生倾覆事故。 2. 应在基础下面做100mm厚的砂石垫层, 用打夯机夯实。 因为砂石垫层的透水性大, 软弱土层受压后, 垫层可作为良好的排水面, 使基础下面的孔隙水压力迅速消散, 加速垫层下软弱土层的固结和提高其强度, 避免地基土塑性破坏。 3. 基础地脚螺栓的摆放是基础施工的一个关键工序。 施工单位应保证地脚螺栓位置和伸出长度的准确性。地脚螺栓在基础中的埋置深度以螺栓直径的25~30倍为宜, 并保证螺栓尾端露出十字梁压板螺母2~3牙以上。为保证螺栓与基础连接的可靠性, 可在地脚螺栓下端的钩中穿一根横向圆钢。为防止在在浇筑混凝土时地脚螺栓产生移位, 可采用焊接的方法把地脚螺栓固定在基础钢筋上, 但焊接会产生局部应力集中, 因此对地脚螺栓只能点焊, 起到固定作用即可。 4. 基础混凝土达到一定强度后, 可用高标号砂浆对基础表面找平, 其误差不得超过1‰。 5. 为防止基础积水, 基础表面高于周围地面为宜。 如基础表面低于周围地面, 应采取排水措施, 及时排除基础积水。 6. 混凝土强度不低于C35, 浇筑时应留置试块, 塔机安装时的基础混凝土强度应达到设计强度的80%以上。 关键词：石化建筑,高桩承台,塔吊基础,设计和施工,桩计算 1 工程概况 某石化建筑工程位于广州市, 场地东侧为9至11层民房, 南侧为文明路, 西侧是文德路, 北侧为6层民房, 施工场地狭小。本工程地下4层, 地上5层裙楼, 塔楼分为5栋, 地上建筑层数分别为:A栋25层 (99m) , B1栋29层 (99m) , B2、C1、C2栋为35层 (119m) 。总建筑面积16.4万㎡, 其中地上建筑面积12.3万㎡, 地下建筑面积4.1万㎡, 建筑基底面积约6000㎡。是一座超高层商业办公住宅综合大楼。 2 工程地质情况 (1) 杂填土层, 层厚1.50~3.80m, 层底埋深3.80m。 (2) 淤泥质土, 厚1.20~3.40m, 处在稳定水位中, 层底埋深2.40~8.60m。 (3) 粉质粘土, 厚1.30~10.00m, 其中有几层夹层从上至下分为可塑、硬塑、坚硬层等, 处在稳定水位中, 层底埋深11.60~28.10m。 (4) 全风化细砂岩, 厚2.30~4.70m, 处在稳定水位中, 岩底埋深10.60~19.80m。 (5) 强风化细砂岩, 厚2.1~8.00m, 处在稳定水位中, 岩底埋深20.70~27.40m。 3 塔吊基础验算 1#塔吊采用广西建筑机械厂生产的QTZ5515型号, 塔吊基础采用冲孔桩, 每个塔吊基础4条桩, 与塔吊承台及加强平台板组成小框架, 比较塔吊基础的工作状态和非工作状态的受力情况, 塔吊基础按非工作状态计算。塔吊与承台的连接方式为预埋螺栓式, 螺栓规格按厂家要求。 3.1 按最不利受力工况设计塔吊基础承台计算 工作状态基础承台所受垂直力最大, F Z.M A X=573.00K N, 取为塔吊自重, 即F1=573.00KN; 由使用说明书得:最大起重荷载F2=60.00K N;取非工作状态最大塔吊基座承台倾覆力矩进行抗倾覆验算, 即:M1=M Y.M A X=1726.00K N.m;非工作状态基础承承受的水平力最大, 取最大水平力F=H0=1.2×71=85.2K N计算塔吊桩抗拔力及高桩承台抗倾覆验算;塔吊起重高度H=140.00m, 塔身宽底B=1.8m;混凝土强度:承台C35, 桩身C30;钢筋级别:II级, 承台长度Lc或宽度Bc=4.6m;塔吊桩直径d=0.80m, 桩间距a=3.00m;塔基承台厚度HC=1.30m, 承台箍筋间距S=200mm, 保护层厚度:50mm;塔基承台上覆土厚度:D=0.00m;承台顶面设计标高:1#塔吊为-2.70m;塔基桩与开挖基坑地面接触处临界面标高-18.1m;高桩承台临空高度:1#塔机为L0=15.40m。 3.2 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算 塔吊自重 (包括压重) F1=573.00KN;塔吊最大起重荷载F2=60.00 KN;作用于桩基承台顶面的竖向力F=F1+F2=633.00KN;塔身传给基座的倾覆力矩M=1.4×1726.00=2416.40k N.m;塔吊承台高桩所受最大总倾覆力矩;M倾总=3728.5+85.2×Ym.max。 3.3 塔吊高桩承台位移和桩身最大内力计算 按照m法计算桩身最大弯矩: 计算依据《建筑桩基础技术规范》 (JGJ94-2008) 的第5.7.5条, 并参考《桩基础的设计方法与施工技术》。为安全和简化计算, 本计算不考虑高桩承台框架空间整体共同作用这一有利因素。⑴经计算得到桩的水平变形系数:0.818/m。⑵计算最大弯矩位置:⑶桩底面地基土竖向抗力系数C0:C0=m0h=123×10.9=1340.7MN/m3=1340700K N/m 3。。⑷嵌岩桩: 3.4 矩形承台弯矩计算 压力产生的承台弯矩为M x 1=My1=958.73KN.m, 拔力产生的承台弯矩为Mx2=-87.07KN.m。 3.5 矩形承台截面主筋计算 承台底面配筋A s x=A s y=2609m m2, 承台顶面配筋A s x=A s y=2 3 6.0 5 m m 2。承台截面实配底筋为2 3 D 1 8@2 0 0, A s x=A s y=5824m m2>2609m m2;面筋实配23D16@200, Asx=Asy=4623mm2>2609mm2, 满足安全要求。 3.6 矩形承台截面抗剪切计算 根据3.5计算可得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力V=1931.7KN, 经过计算承台已满足抗剪要求, 只需构造配箍筋。 3.7 承台角桩抗冲切验算。 计算:2315.2K N>N1=576.6K N, 满足要求。 3.8 桩抗压承载力计算 根据3.5计算得到桩的轴向压力设计值, 取其中取大值N=965.85K N, 单桩竖向极限承载力标准值按以下公式计算:Quk=Qsk+Qpk=n∑qskli+qpkli。计算得单桩最大极限承载力标准值Q u k=2606.4K N。单桩竖向承载力特征值R a=2606.4/2=1303.2K N>965.85K N, 满足要求。 3.9 桩抗拔承载力验算 依据《建筑桩基础技术规范》 (J G J94-2008) , 承受拔力的桩基应按以下公式验算群桩基础呈整体和非整体破坏时基桩的抗拔承载力:Nk≤Tgk/2+Ggp, Nk≤Tuk/2+Gp。根据塔吊桩身埋入土层地质情况, 取抗拔系数为0.6。经计算, Nk=354KN 3.1 0 高桩承台桩身强度验算 (1) 桩身偏心受压正截面强度验算 基本资料:轴向压力设计值N=670.5k N, 桩身最大弯矩:Mmax.x=164.25k N.m, Mmax.y=164.25k N.m。桩顶弹性铰接、桩式框架柱计算长度Lox==10950mm, Loy=Lox=10950mm。结构构件的重要性系数go=1.1。圆形桩截面的直径d=800m m。混凝土强度等级为C30, fy=14.33N/mm2。钢筋抗拉强度设计值fy=300N/mm2。全部纵向钢筋的截面面积As由下列公式求得: (2) 全部纵向钢筋的截面面积As由公式N≤1/ (1/Nuo+eo/Mu) 求得。As=4029mm2。 综上所述, 本工程塔吊采用QTZ5515时, 采用桩径D=800, 桩中心距为3m, 桩身埋入土层为10.9m, 桩身上端高出基坑底面15.4m, 高桩承台基础能满足塔吊安全使用要求。建筑基坑边塔吊基础设计施工实例 篇6
钢格构柱塔吊基础的施工与计算 篇7
塔吊基础 篇8
塔吊基础 篇9
塔吊基础 篇10