浅析塔吊基础的选择要点

维普资讯 http://www.cqvip.com 一４８　安徽建筑　２００７年第２期　浅析塔吊基础的选择要点　徐敬峰　（蚌埠铁建实业有限公司，安徽蚌埠２３３０００）　摘要：塔吊是高层建筑施工中最常用、最重要的大型垂直运输机械，塔吊的安全也是高层建筑施工中人们关注的重点之一。塔吊的正确选择　关系到施工安全和经济效益。而塔吊基础的正确选择和施工更是关系到整个塔吊运行安全的的重中之重。文章通过对软弱塔基荷载－￣．ｇｔｌ的分析，　介绍了塔吊基础选择要点。　关键词：塔吊；安全；塔吊基础；选择要点　中图分类号：ＴＨ２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１ＯＯ７—７３５９（２ＯＯ７）Ｏ２—００４８－０２　Ｏｎ　ｔｈｅ　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　Ｇｉｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｏｗｅｒ　Ｃｒａｎｅ　Ｘｕ　Ｊｉｎｇｆｅｎｇ　ｆＢｅｎｇｂｕ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｎｇｂｕ　２３３０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｗｅｒ　ｃｒａｎｅ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｌｎ０ｓｔ　ｃｏｍｍ０ｎｌｖ　ｕｓｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ—ｓｃａｌｅ　ｆｏｒ　ｖｅｒｔｉｅａｌ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈ—ｒｉｓｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ　ａｎｄ　ｗｈｏｓｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｉｓ　ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ　ｔｈｅ　ｆｏｃｕｓ　ｏｆ　ｐｅｏｐｌｅ．Ｔｈｅ　ａｄｅｑｕａｔｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｏｗｅｒ　ｃｒａｎｅ　ｆｆａｅｃｔｓ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｓａｆｅｔｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｂｅｎｅｆｉｔ．ｗｈｉｃｈ　ｎｌａｋｅｓ　ｔｈｅ　ｃ０ｒｒｅｃｔ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｎ￣ｃｔｉｕｎ　ｏｆ　ｃｒａｎｅ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ　ｉｍｐｏｒｌａｎｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓａｆｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｏｗｅｒ　ｃｒａｎｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　０ｆ　ｔｈｅ　ｌｏａｄ　ｏｎ　ｓｏｆｔ　ｃｒａｎｅ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｉｎ　ａ　ｐｒｏｊｅｃｔ，ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｒａｎｅ　ｏｕｎｄａｔｆｉｏｎ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｏｗｅｒ　ｃｒａｎｅ；ｓａｆｅｔｙ：ｆｏｎｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｏｗｅｒ　ｃｒａｎｅ；ｓｅｌｅｅｔｉｏｎ　ｇｉｓｔ　１塔吊概述　随着建筑业的不断发展，塔吊越来越多地为人们所用。目　前，我国在长期的生产实践中已积累了较为丰富的塔吊使用经　验。但是近年来，塔吊事故不断，成了建筑施丁中事故发生的多　４塔吊基础设计要点　般塔吊基础设计时，选用的荷载都是根据塔吊厂家所提　供的塔吊使用说明书中附有的基础图和吊塔结构的自重、酣　重、压重、吊重等来计算垂直力、倾覆力矩以确定塔吊基础所承　一发点，而事故大多是由于塔吊基础的选择不当造成的。现阶段　塔吊基础的设计均是根据塔吊厂家提供的内力数据来确定的。　有的建筑企业根据塔吊出厂时厂家提供的塔吊基础图和所需　的地基承载力来确定。这就给塔吊基础的设计和施工带来了不　确定性，更是造成塔吊安全隐患的一个主要原因。　受的荷载。　据国家标准《塔式起重机设计规范》（ＧＢ／Ｔ１３７５２—９２）规　定，作用在塔吊上的荷载分４类：　①基本荷载，包括自重荷载、起升荷载、各种动荷载和离心　筒载；　②附加荷载，主要是工作状态下的风载；　２塔吊选用的重要性　塔吊是一种大型机械，它不仅需要很高的购买费用和维　修、保养费用，其施工安全更是人们关注的热点。安全生产能给　企业带来无形的资产，相反则会为企业带来无底的“黑洞”。这　个“黑洞”不仅在于企业的直接经济损失，更重要的是在于企　业的信誉由此造成的损失，则是无法估量的。　塔吊基础的正确选择不仅能节约工程成本，还能避免无形　的安全隐患带来的损失。正确选择塔吊及其基础是塔吊安全生　产的第一步。建筑企业施工时对塔吊厂家提供的基础要求一定　③特殊荷载，包括非工作状态下的风荷载，以及试验荷载　和＿＿［作状态下碰撞荷载；　④其他荷载，包括安装荷载，工作平台及通道所受荷载及　运输荷载。　要根据实际情况进行验算，避免施工安全事故发生。　３塔吊的选择　选用塔吊时，应根据施工时吊装的周转量和建筑物体型特　征和塔吊的主要参数：幅度、最大幅度起重量和起升高度来确　定合适的塔吊形式。　塔吊选择好之后还应对塔吊放置的位置进行选择。塔吊的　放置有以下几种方案：①放在基坑上；②放在基坑下，塔基底面　上述４类荷载在不同情况下的最不利组合就是塔身设计　荷载。在考虑塔吊对基础的倾覆力矩，除了吊重、配重、塔吊臂　自重产生的静力矩外，还有动荷载及风荷载产生的力矩，其中　风荷载产生力矩是总倾覆力矩的主要组成部分。　在非工作状态下，往往风荷载会被忽视。其实不然，不同工　作状态下风荷载大小也不一样。由厂家给定的荷载可以看出．　非工作状态下弯矩比工作状态下弯矩大，主要是由于非Ｔ作状　态下的风荷载取极限风荷载，实际控制弯矩。　塔吊基础设计时，应把塔吊视为是一个构筑物，因此塔吊　基础设计时不仅要考虑塔身荷载，还要考虑其他因素的影响，　进行稳定性、强度等多种验算。　和基础地面平；③放在建筑物内，塔吊基础放在建筑物的基础　下；④放在地面以下、基础之上的适当位置。　各种塔吊和塔吊放置位置各有优缺点，选择时不仅要选择　经济型的塔吊，还应根据建筑物的实际体型特　和实际地质情　况，结合塔吊的主要性能进行选择，最终确定最经济实用的塔　吊类型。　收稿日期：２００６—１卜２３　作者简介：徐敬峰（１９７４一），男，安徽淮北人，助理工程师。　５安全控制措施　①检查金属结构部分有无疲劳损伤、焊缝开裂及脱焊，有　无严重锈蚀。应认真检查钢丝绳、滑轮组、电气设备及安全保险　机构等，发现问题立即排除。　②检查塔吊各部安全限位是否良好，是否全面保养。　③检查塔吊基础地基承载力是否达到规定要求。　④检查安装专用Ｔ具及吊具钢丝绳是否符合　格产品技　术要求。　⑤塔吊应由专业人员进行操作，　应持证＿Ｉ　岗。　维普资讯 http://www.cqvip.com ————２００７　Ｎｏ．２　施工技术研究与应用　４９　⑥检查液压油和液压系统是否清洁，不得有灰尘、粉、金属　屑等杂质。液压表最高不得超过允许值。　⑦顶升作业必须有专人指挥，非作业人员不得上塔机。顶　升时，必须保持平衡状态，严禁回转。顶升结束时，必须降到原　位，固定螺栓。　⑧风力在４级以上时，不得进行顶升工作。　６．４．１塔吊荷载　由塔吊使用说明书知。　工作状态下：　Ｎｋ：６７７．４７ｋＮ，Ｍｋ＝１６０１．３４ｋＮ・ｍ，Ｖｋ＝３２．６３ｋＮ；　非工作状态下：　Ｎｋ：５７９．４７ｋＮ，Ｍｋ＝１８３７．７５ｋＮ・ｌｎ，Ｖｋ＝１０８．４２ｋＮ。　桩和桩荷载：桩选用ｄ＝８￣ｍｍ、４根、两轴对称布置，承台　⑨现场配专职安全员，塔吊安装必须按经审批的施工方案　０（厚）Ｘ　４．０　Ｘ　４．０，基础表面施工完毕后和地面平。　进行。如有变动，应及时报请部门领导审批，待同意签字后方可　选１．执行。　６塔吊基础设计要点实例分析——控制力计算　６．１工程概况　某住宅小区为框架一剪力墙结构，地下１层，地上为ｌ１　层。基础为人工挖孔桩，桩端持力层为⑥层粉土夹粉细砂层，桩　身为Ｃ２５商品混凝土，护壁为Ｃ２５现浇混凝土，有效桩长为　ｌＯｒｅ，ｑｐｋ＝ｌ￣ＯｋＰａ。现场场地比较狭小，地质报告中①层杂填土　含有上层滞水，⑥１层粉细砂含大量潜水，且⑤层为流砂层。考　虑到天气和场地的影响，施工方案中确定先施工桩基，同时采　用井点降水，再进行地下室土方的开挖。　６．２塔吊选用　根据现场实际情况、建筑高度情况以及类似工程经验，选　用ＦＯ／２３Ｂ塔吊作为垂直运输机械。这种塔吊的优点主要是其　中的总量比较大，运转比较灵活。塔吊基础选用４根　８ｏＯ的　人工挖孑Ｌ桩，桩长ｌＯｒｅ，桩承台选用４．０×４．０　Ｘ　１．０。塔吊基础与　建筑物基础一起施工。选用１＋１０＋１型塔身组合的塔吊，在工作　状态和非工作状态下厂家提供的主要参数见表１。　表１　Ｔ作状态　非工作状态　载荷　载荷　起升高度　自重　白重　（ｍ）　（　最大力矩　剪切应力　（ｋｇ）　最大力矩剪切廊力　（ｋｇ’ｍ）　（ｋ曲　（ｋｇ’ｍｊ　（ｋ西　３８．８　６９１３０　１６３４０２　３３３０　５９１３０　１８７５２５　ｌ１Ｏ６３　ＦＯ／２３Ｂ型塔式起重机塔身【塔身截面２ｍ×２ｍ）组合、基　座类型与地面许用比压的关系见表２。　表２　基座类型　起升高度（ｍ）　Ｍ８１Ｎ　Ｍ１０１　Ｎ　Ｍ１４２Ｎ　Ｍ１２６Ｎ　Ｍ１６９Ｎ　ＰＳ　Ｐｓ　Ｐｓ　ＰＳ　Ｐｓ　３８．８　２３９　１．６１　１．４６　１．２０　１．２Ｏ　注：１　Ｍ为钢筋混凝土基座；２．Ｐｓ为地面许用比压（地基承栽力）　ｋｇ／ｃｍ２；３当塔吊高度超过５０．８ｍ时，只能选用Ｍ１６９Ｎ的基座。　６－３桩位布置的确定　根据《地基基础设计规范》（ＧＢ５￣７—２００２），桩承台应满　足图１的规定。设计时考虑经济性要求，承台边至桩基边缘净　距取０．５ｄ，桩的中心距取３ｄ（ｄ为桩径）。　塔吊自由悬臂形式下，由于弯矩　作用，塔吊对桩有向上的拔力，因此　塔基桩还应做抗拔力的验算。塔基承　台应进行局部承压、受冲切、受剪及　受弯的强度计算。除验算桩对承台的　冲切外，还应验算塔吊预埋脚对承台　的冲切。　６．４塔吊基础设计要点——荷载计算　Ｇｋ＝４．０　Ｘ４．０　Ｘ　１．０　Ｘ　２５＝４￣ｋＮ。　６．４．２荷载组合　验算桩承载力时，取荷载组合应取标准组合，对桩和桩台　截面设计验算时，采用极限组合。由于塔吊吊重、风荷载均为动　荷载，两种情况下，均取动力系数。可变荷载分项系数　１．４，　塔吊动荷载取１．１。　工作状态下：　Ｎｋ＝４ｏｏ＋６７７．４７ｘ　１．１＝１１４５．２２　ｋＮ　Ｍｋ＝１６０１．３４　Ｘ　１．１＋３２．６３　Ｘ　１．０＝１７９４．１０　ｋＮ・ｍ　Ｎ＝１．２　Ｘ　４００＋１．４Ｘ　６７７．４７　Ｘ　１．１＝１５２３．３０　ｋＮ　Ｍ：１．４Ｘ　１６０１．３４　Ｘ　１．１＋１．４Ｘ　３２．６３　Ｘ　１．０＝２５ｌ１．７５ｋＮ・ｍ　非工作状态下：　Ⅳｋ＝４ｏ０＋５７９．４７　Ｘ　１．１＝１０３７．４２　ｋＮ　＝（１８３７．７５＋３２．６３　Ｘ　１．ｏ）＝１８７ｏ．３８ｋＮ・ｍ　Ｎ＝１．２　Ｘ　４００＋１．４　Ｘ　５７９，４７　Ｘ　１．１＝１３７２．３８ｋＮ　Ｍ：１．４Ｘ　ｆ１８３７．７５＋３２．６３　Ｘ　１．ｏ）＝２６１８．５３ｋＮ‘ｍ　６．４．３桩的Ａ　和Ⅳｎ　的计算　工作状态下：　Ａ　＝１　１４５．２２，４＋１７９４．１０×１．７／（２×１．７￣＝８１３．９８　ｋＮ　＝１１４５．２２／４—１７９４．１０×１．７／（２　Ｘ　１．７２）＝一２４１．３７ｋＮ　非工作状态下：　Ｎ￣＝１０３７．４２／４＋１８７０．３８　Ｘ　１．７／（２　Ｘ　１．７￣＝８ｏ９．４７　ｋＮ　Ａ　＝１０３７．４２／４—１８７０．３８×１．７／（２　Ｘ　１．７２）＝一２９０．７６ｋＮ　控制力取值：　压力：Ｎ＝８１３．９８ｋＮ　拉力：Ｎ＝２９０．７６ｋＮ　６．４．３结论　塔吊基础设计，控制力计算比较重要，计算控制力时应充　分考虑荷载系数，否则会给计算结果带来不确定性，造成安全　隐患，引发安全事故。　７结束语　塔吊施工安全问题是塔吊使用中主要待解决的问题。而解　决塔吊安全问题，就要防范于未燃，不仅要做好塔吊安装前的　准备工作，塔吊的安装与拆卸工作，更重要的是做好塔吊的基　础工作。塔吊基础设计时不能仅根据塔吊厂家提供的基础图和　荷载来确定，而是要考虑实际情况，对塔吊荷载进行组合，选择　最不利的荷载做为控制荷载进行验算。　参考文献　［１］　ＣＢ５￣７—２ｏ０２，建筑地基基础设计规范［ｓ】．北京：中国建筑工业出　版社，２００２．　［２］　ＣＢ５￣１０—２ｏ０２，混凝土结构设计规范［ｓＨＥ京：巾国建筑工业出　版社，２ｏ０２．　［３］　ＪＧＪ９４—９４，建筑桩基技术规范［ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，　ｌ９９４．　［４］王幼槐，等．固定式塔式起重机基础设计【Ｊ１．建筑机械，１９９２（１１）．　［５］　周汉荣．土力学地基与基础［Ｍ］．武汉：武汉工业大学出版社，１９９３．　［６］　徐大海，陈祖海．建设工程施工现场安全生产保证体系管理资料　［Ｍ】．上海：同济大学出版社，２００４．