固定式塔式起重机的基础形式与地基计算

摘要：

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

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。

2.地基计算

参照《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)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，

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

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，pmax按下式计算：

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。

3.分离式基础计算

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：

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=

(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：

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：

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。