组合式塔吊基础设计和施工

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1、组合式塔吊基础设计和施工　　摘要：组合式塔吊基础是一种高承台、悬空塔吊基础，此类型塔吊基础不同于传统塔吊基础埋置于土体或混凝土底板中，此类型塔吊基础通过锚固于灌注桩内的钢格构柱及其上支撑的混凝土承台，塔吊承台悬空于空中。塔吊自重及上部荷载通过承台传递给下部的钢格构柱和混凝土灌注桩，灌注桩抵抗抗压和抗拔荷载。本文根据某工程实例，探讨了组合式塔吊基础施工技术。关键词：组合式塔吊；基础设计；施工中图分类号：TU74文献标识码：A引言为了节约土地资源，充分利用地下空间，建筑地下室的平面尺寸越来越大，基坑越来越深，为满足施工要求，常常把塔吊

2、设在基坑内，并且在大面积挖土前完成塔吊安装工作。采用把塔吊基础设在底板下的常规做法时，由于开挖深度较深，水平放坡距离较大，如再遇到地下水位偏高的情况，施工难度较大，塔吊安装难度更大。组合式塔吊基础就是能较好地解决上述问题的一种基础形式。一、工程概况7某工程地下二层，地上五层，建筑高度27.6m，建筑面积约7.5万m2，地下室单层面积约1.6万m2，基坑开挖深度10.0m，为流塑状淤泥质土。本工程工期极紧，从基坑土方开挖到主体结构封顶，合同工期要求仅6个月，若不提前投入塔吊使用，施工效率无法提高，工期难以保证。二、常见的塔吊基础地基

3、设计方案工程实践中根据施工平面布置及施工场地水文地质条件，常见的塔吊基础设计方案有:（一）、直接利用天然地基这种情况适用于施工场地土质条件较好的场地，且在塔吊基础埋置深度范围内存在最薄处≥1.5m且该土层地基承载力特征值≥210kPa的稳定原土层。（二）、利用砂石垫层进行土层置换，间接利用天然地基这种情况适用于施工场地土质条件较差，但在塔吊基础埋置深度适用范围内存在最薄处≥1.5m且该土层地基承载力特征值≥90kPa的稳定原土层，直接利用天然地基不能够满足塔吊基础对地耐力的要求，需利用砂石垫层将该土层以上部分劣质土加以置换，应注意

4、砂石垫层经夯实后承载力应≥210kPa，砂石垫层置换的厚度及面积须经计算确定。三、组合式塔吊基础的组成组合式塔吊基础由以下几部分组成:基桩、构造承台、钢格构柱、水平连杆及斜撑、钢结构平台或钢筋混凝土承台、塔身。见图1。图1组合式塔吊基础组成示意图7四、塔吊基础桩基设计及承载力验算（一）、基桩承载力计算组合式塔吊基础的基桩承受拉、压荷载作用，计算时需计算抗压及抗拔承载力，还要验算桩身主筋的抗拉能力。基桩承载力必须满足的条件:1.2R≥Qkmax且Nk≥Qkmin(偏心荷载作用)R≥Qkmax(轴心荷载作用)基桩竖向抗压承载力特征值R

5、可按下式计算:R=Ra=QukQuk=uΣψsiqsikli+ψpqpkAp基桩竖向抗拉承载力特征值Nk可按下式计算:Nk=Tuk+GPTuk=Σλiuiψsikqsikli桩身结构抗压、抗拉承载力必须满足以下条件:抗压承载力=ψcfcAp≥1.35×Qkmax抗拉承载力=fyAs≥1.35×Qkmin式中:ψc—成桩工艺系数;fc—混凝土抗压强度设计值;Ap—桩身混凝土截面积;fy—桩主筋抗拉强度设计值;As—桩主筋截面积;GP—桩自重，在地下水位以下取浮容重。7（二）、塔式起重机稳定性验算1)验算假定①起重臂处于最大幅度位置(

6、对于小车变幅起重臂小车位于最大幅度)，起重臂指向下坡方向，并负有额定荷载;②正常风状态下，忽略风的影响;③起重机吊物上下速度所引起的动势能忽略不计。2)在上述假定成立条件下，塔式起重机抗倾覆稳定性)验算:0.95Mk-KLML-MD≥0式中:Mk---由塔式起重机自重、压重及基础自重产生的稳定力矩;ML---塔式起重机负载对倾覆边的力矩;KL---载荷系数，根据《起重机设计规范》GB3811-83，取为1.4;MD---由坡度因素而产生的倾覆力矩，在保证塔吊基础施工质量的基础上通常忽略不计，取为零。（三）、工艺原理本工法适用于超大

7、面积地下室深基坑项目，钢格构柱下端预埋于基础灌注桩内，格构柱上端预埋于塔吊混凝土承台内，塔吊标准节通过预埋于基础承台内的地脚锚栓或支腿进行安装。塔吊自重及上部荷载通过承台传递给下部的钢格构柱和混凝土灌注桩，灌注桩抵抗抗压和抗拔荷载。五、施工工艺流程及操作要点7（一）、塔吊混凝土承台的设计塔吊混凝土承台基础计算应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010和现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94以及对应塔吊说明书中的相关规定。可视钢格构柱为基桩，按照相关规定进行受弯、受剪承载力计算（图2）。图2组合式塔吊基础设计图示（二

8、）、钢格构柱的设计①塔吊混凝土承台采用四个等截面钢格构柱作为支撑，钢格构柱的布置应与下端灌注桩轴线重合，钢格构柱宜为对称构件，每个钢格构柱采用四支等边角钢，通过缀板拼接。②格构柱截面尺寸、角钢界面、缀板尺寸及间距应根据《钢结构设计规范》GB5001