固定式塔式起重機的基礎形式與地基計算

1.基礎形式

固定式塔式起重機采用鋼筋混凝土基礎，由C35混凝土和HPB235或HRB335鋼筋澆筑而成，有整體式、分離式和灌注樁承臺式鋼筋混凝土基礎等形式。

整體式可分為方塊式和X形式;分離式又可分為雙條式和四個分塊式。方塊整體式和四個分離方塊式常用作1000kN·m以上自升塔吊的基礎，其構造和功能見表14-70.而X形和雙條形基礎，則用于400~600kN·m級塔吊。

兩種固定式混凝土基礎構造、功能及應用范圍對比表表14-70

當高層建筑深基礎施工階段(例如澆筑鋼筋混凝土底板)，如確需在基坑近旁構筑附著式塔吊基礎時，建議采用灌注樁承臺式鋼筋混凝土基礎。灌柱樁的埋深可根據地質情況確定，樁的直徑為φ800~1000mm.樁的中心距應與塔身尺寸相對應，承臺應露出地表15~25cm，承臺尺寸既要滿足塔吊穩定性的需要，又應符合施工現場條件。

2.地基計算

參照《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)規定，塔式起重機的地基承載力計算方法如下：

(1)基礎底面的壓力，應符合下式要求：

當軸心荷載作用時

p≤fa(14-26)

式中p——基礎底面的平均壓力值;

fa——地基承載力特征值。

當偏心荷載作用時，除符合式(14-26)要求外，尚應符合下式要求：

pmax≤1.2fa(14-27)

式中pmax——基礎底面邊緣的最大壓力值。

(2)基礎底面的壓力，按下列公式確定：

當軸心荷載作用時，

式中F——塔式起重機傳至基礎頂面的豎向力值;

G——基礎自重和基礎上的土重;

A——基礎底面面積。

當偏心荷載作用，偏心距e≤b/6時

式中M——作用于基礎底面的力矩;

W——基礎底面的抵抗矩。

當偏心距e>b/6時，pmax按下式計算：

式中l——垂直于力矩作用方向的基礎底面邊長;

a——合力作用點至基礎底面最大壓力邊緣的距離。

地基承載力特征值可由載荷試驗或其他原位測試等方法確定。

3.分離式基礎計算

1-塔機支腿;2-支腿底座板;3-混凝土基礎

按下列步驟進行：

(1)確定基礎埋置深度

根據現場地基的具體情況確定，一般塔機基礎埋設深度為1~1.5m.

(2)計算基礎底部所需面積A：

分離式基礎承受軸心荷載，故基礎底面可采用正方形，其邊長a=

(3)確定基礎高度

基礎高度需滿足抗沖切要求，可近似按下式計算：

式中h——基礎高度;

F——塔式起重機傳至基礎頂面的豎向力值;

ft——混凝土抗拉強度設計值;

um——基礎頂面荷載作用面積的周長，即塔機支腿底座板周長。

(4)配筋

基礎配筋可參照上述《建筑地基基礎設計規范》中“擴展基礎”的構造要求確定，即：

1)受力鋼筋的最小直徑不應小于10mm;間距取100~200mm;

2)箍筋不小于8mm，間距取150~200mm.

必要時，按上述規范通過抗彎計算確定。

4.整體式基礎計算

整體式基礎計算除其自身強度需滿足規范要求外，尚應滿足防止塔式起重機傾覆和地基承載力的要求。

(1)防塔機傾覆計算

為防止塔機傾覆需滿足下列條件：

式中e——偏心距，即地基反力的合力至基礎中心的距離;

Mt——作用于塔身的不平衡力矩;

H——作用于基礎上的水平力;

h——整體基礎的高度;

F——作用于基礎頂面的豎向力;

G——基礎自重;

b——基礎寬度。

(2)地基承載力驗算

整體式鋼筋混凝土基礎的地基承載力驗算按本節公式(14-26)、(14-27)和(14-29)或(14-30)進行。

(3)配筋

同分離式基礎。