固定式塔式起重機(jī)的地基與基礎(chǔ)

1．基礎(chǔ)形式
固定式塔式起重機(jī)采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)，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(chǔ)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(chǔ)，其構(gòu)造和功能見表14-70。而X形和雙條形基礎(chǔ)，則用于400~600kN·m級塔吊。
兩種固定式混凝土基礎(chǔ)構(gòu)造、功能及應(yīng)用范圍對比表表14-70

當(dāng)高層建筑深基礎(chǔ)施工階段（例如澆筑鋼筋混凝土底板），如確需在基坑近旁構(gòu)筑附著式塔吊基礎(chǔ)時，建議采用灌注樁承臺式鋼筋混凝土基礎(chǔ)。灌柱樁的埋深可根據(jù)地質(zhì)情況確定，樁的直徑為φ800~1000mm。樁的中心距應(yīng)與塔身尺寸相對應(yīng)，承臺應(yīng)露出地表15~25cm，承臺尺寸既要滿足塔吊穩(wěn)定性的需要，又應(yīng)符合施工現(xiàn)場條件。圖14-41為北京天倫飯店工程施工時256HC型塔吊的灌注樁承臺混凝土基礎(chǔ)構(gòu)造示意圖。

圖14-41灌注樁承臺式鋼筋混凝土基礎(chǔ)示意圖
2．地基計算
參照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2002）規(guī)定，塔式起重機(jī)的地基承載力計算方法如下：
（1）基礎(chǔ)底面的壓力，應(yīng)符合下式要求：
當(dāng)軸心荷載作用時
p≤f_a（14-26）
式中p——基礎(chǔ)底面的平均壓力值；
f_a——地基承載力特征值。
當(dāng)偏心荷載作用時，除符合式（14-26）要求外，尚應(yīng)符合下式要求：
p_max≤1.2f_a（14-27）
式中p_max——基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值。
（2）基礎(chǔ)底面的壓力，按下列公式確定：
當(dāng)軸心荷載作用時，

式中F——塔式起重機(jī)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值；
G——基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重；
A——基礎(chǔ)底面面積。
當(dāng)偏心荷載作用，偏心距e≤b/6時

式中M——作用于基礎(chǔ)底面的力矩；
W——基礎(chǔ)底面的抵抗矩。
當(dāng)偏心距e＞b/6時（圖14-42），p_max按下式計算：

式中l(wèi)——垂直于力矩作用方向的基礎(chǔ)底面邊長；
a——合力作用點(diǎn)至基礎(chǔ)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(yàn)或其他原位測試等方法確定。

圖14-42偏心荷載（e＞b/6）下基礎(chǔ)底壓力計算圖
3．分離式基礎(chǔ)計算（圖14-43）

圖14-43獨(dú)立式混凝土基礎(chǔ)
1-塔機(jī)支腿；2-支腿底座板；3-混凝土基礎(chǔ)
按下列步驟進(jìn)行：
（1）確定基礎(chǔ)埋置深度
根據(jù)現(xiàn)場地基的具體情況確定，一般塔機(jī)基礎(chǔ)埋設(shè)深度為1~1.5m。
（2）計算基礎(chǔ)底部所需面積A：

分離式基礎(chǔ)承受軸心荷載，故基礎(chǔ)底面可采用正方形，其邊長a＝
（3）確定基礎(chǔ)高度
基礎(chǔ)高度需滿足抗沖切要求，可近似按下式計算：

式中h——基礎(chǔ)高度；
F——塔式起重機(jī)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值；
f_t——混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；
u_m——基礎(chǔ)頂面荷載作用面積的周長，即塔機(jī)支腿底座板周長。
（4）配筋
基礎(chǔ)配筋可參照上述《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》中“擴(kuò)展基礎(chǔ)”的構(gòu)造要求確定，即：
1）受力鋼筋的最小直徑不應(yīng)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(guī)范通過抗彎計算確定。
4．整體式基礎(chǔ)計算
整體式基礎(chǔ)計算除其自身強(qiáng)度需滿足規(guī)范要求外，尚應(yīng)滿足防止塔式起重機(jī)傾覆和地基承載力的要求。
（1）防塔機(jī)傾覆計算
為防止塔機(jī)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(chǔ)中心的距離；
M_t——作用于塔身的不平衡力矩；
H——作用于基礎(chǔ)上的水平力；
h——整體基礎(chǔ)的高度；
F——作用于基礎(chǔ)頂面的豎向力；
G——基礎(chǔ)自重；
b——基礎(chǔ)寬度。
（2）地基承載力驗(yàn)算
整體式鋼筋混凝土基礎(chǔ)的地基承載力驗(yàn)算按本節(jié)公式（14-26）、（14-27）和（14-29）或（14-30）進(jìn)行。
（3）配筋
同分離式基礎(chǔ)。