塔吊基础计算实例

群塔施工方案

1.编制依据

1.1 慧谷阳光住宅小区一期工程施工组织总设计。

1.2 慧谷阳光住宅小区B、C、D、E座施工图纸。

1.3《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33—2001 J119—2001）

1.4《高处作业分级》（GB3608-83）

1.5《起重吊车指挥信号》（GB5082-85）

1.6《起重机司机安全技术考核标准》（GB6702-86）

1.7《建筑塔式起重机安全规程》（GB5144-85）

1.8 《北京慧谷阳光住宅小区岩土勘察详勘报告》

2.工程概况

慧谷阳光住宅小区位于北京市朝阳区来广营乡侯家庄东，望京北路以东，北侧为北小河南滨河路，南侧为望京中环路。施工现场南北长260m，东西宽240m，规划用地总面积6.23万平方米。施工现场为杂土回填，地基承载力在100KPa左右。本工程一期由4栋全现浇剪力墙板式高层及2座地下车库组成，其中B座住宅楼和1#车库建筑面积18130.67m2，B座主楼东西长89.87m，南北宽11.88m，建筑最大高度34.70m；C座住宅楼和2#车库建筑面积15550.97 m2，C座主楼东西长75.46m，南北宽11.88m，建筑最大高度35.0m；D座住宅楼建筑面积11435.72m2，东西长67.36m，南北宽11.88m，建筑最大高度37.50m；E座住宅楼建筑面积9960.99m2，东西长75.46m，南北宽11.88 m，建筑最大高度30.05m。

3. 塔吊设计方案

3.1 塔吊平面布置

3.1.1 平面布置原则

3.1.1.1 塔吊施工消灭死角。

3.1.1.2 塔吊相互之间不干涉（不碰臂）。

3.1.1.3 便于安装和拆卸。

3.1.2 塔吊平面布置图

3.1.2.1 B座住宅楼塔吊布置于B座楼15～16轴南侧，塔吊中心距南墙7.6m，塔基上皮标高为-3.75m。

3.1.2.2 C座住宅楼塔吊布置于C座楼13～14轴南侧，塔吊中心距南墙7.6m，塔基上皮标高为-7.35m。

3.1.2.3 D座住宅楼塔吊布置于D座楼11～12轴南侧，塔塔吊中心距南墙6m，基上皮标高为-3.75m。

3.1.2.4 E座住宅楼塔吊布置于E座楼13～14轴北侧，塔吊中心距北墙6m，塔基上皮标高为-

4.6m。

3.1.2.5 塔吊基础与住宅楼轴线平行。

3.1.2.6 塔吊具体平面见施工现场总平面布置图。

3.2 塔吊选取

3.2.1 B座住宅楼：B座楼塔吊主要保证B座主楼的施工，其型号为F0/23B，起重臂长50m，臂端起重量为2.3吨，最大起重量为10吨，初始安装标准节11节，吊勾高度35.8m。

3.2.2 C座住宅楼：C座楼塔吊主要保证C座主楼的施工，其型号为QTZ-5515，起重臂长55m，臂端起重量为1.5吨，最大起重量为6吨，初始安装标准节11节，吊勾高度33.2m。

3.2.3 D座住宅楼：D座楼塔吊主要保证D座楼的施工，其型号为QTZ-5515，起重臂长55m，臂端起重量为1.5吨，最大起重量为6吨，初始安装标准节11节，吊勾高度33.2m。

3.2.4 E座住宅楼：E座楼塔吊主要保证E座楼的施工，其型号为QTZ-5515，起重臂长55m，臂端起重量为1.5吨，最大起重量为6吨，初始安装标准节11节，吊勾高度33.2m。

3.3 塔吊起重性能

F0/23B塔吊50米臂起重性能表

QTZ-5515塔吊55米臂起重性能表

3.4 塔吊附属设施

3.4.1 塔吊专用电箱：为了满足塔吊正常工作，塔吊必须配备专用电箱，项目应根据塔吊的定位对塔吊电箱合理布置，塔吊专用电箱距塔吊中心不得大于5米。

3.4.2 B座楼塔吊（F0/23B）正常工作所需的电容量为70KW，C、D、E座楼塔吊（QTZ-5515）正常工作所需的电容量为50KW。

4. 施工准备

4.1 现场前期准备

4.1.1 提供场地，便于塔吊部件的摆放和汽车吊的入场选位。

4.1.2 对四台塔吊基础进行钎探，并提供相应的报告。

4.1.3 依据有关数据对塔吊基础进行设计和验算，制作塔吊基础。具体见塔吊基础施工图（见附图）。

4.1.4 在塔吊安装当日，满足安装提出的现场施工条件并派专人负责联系。

4.2 塔吊专业公司前期准备

4.2.1 准备四台合格塔吊。

4.2.2 安装起重臂和平横臂时常用的牵引麻棕绳。

4.2.3 旋紧螺栓的电动扳手以及其它扳手和装拆销轴的榔头。

4.2.4 运输塔吊部件所必须的车辆。

4.2.5 所有入场安装人员必须持证上岗。

4.2.6 必须按照项目经理部统一要求，对设备进行CI准备。

5. 施工方案

5.1 塔吊基础施工

5.1.1 开挖塔吊基础的基坑，B、C座基坑的大小为7.5*7.5*0.8米，D、E座基坑设两道7.5m长十字梁，基础形式见附图。塔吊基坑底部应进行夯实处理，塔吊坑底土壤承载力不小于10t/m2。

5.1.2 制作塔吊基础素砼垫层，素砼垫层强度等级为C10，垫层要求平整，水平度控制在0.2%，素砼垫层强度达到30%时，方可进行塔吊基础施工。

5.1.3 在垫层上标记1.3*1.3米的正方形，此正方形必须与素砼垫层中心重合。

5.1.4 绑扎基础钢筋，此工序施工质量管理部门必须做好过程控制、施工记录及质量验收。

5.1.5 浇筑C30砼，并振捣密实，并做好塔吊基础的养护，做好砼强度报告。

5.1.6 当砼强度达到设计强度的70%时，经质量、安全部门验收合格后方能安装塔吊。

5.2 技术资料准备

5.2.1 地基钎探报告

5.2.2 地基承载力报告

5.2.3 塔吊基础施工记录

5.3 塔吊安装

5.3.1 B座楼F0/23B塔吊的安装

5.3.1.1 设备选用：选用50吨汽车吊作为起重设备。

5.3.1.2 安装程序

5.3.1.2.1 塔吊安装过度节和3节标准节。注意塔机的顶升方向，塔吊顶升方朝东。

5.3.1.2.2 安装顶升套架，包括走道平台、扁担梁、油缸。

5.3.1.2.3 安装回转装置（4.4吨）。先在地面上安装好引进大梁，然后吊装。

5.3.1.2.4 安装平衡臂，塔吊整体吊装。

5.3.1.2.5 安装司机室、塔顶总成（4.261吨）。

5.3.1.2.6 连接塔机用电线路，并缓慢回转平衡臂。

5.3.1.2.7 安装起重臂总成。起重小车的安装位置应在臂根部的限位处（止动块）。注意控制起重臂的重心。塔吊起重臂重7.8吨。

5.3.1.2.8 安装平衡重。

5.3.1.2.9 调试验收，合格后顶升8节标准节。

5.3.2 C、D、E座楼QTZ-5515塔吊的安装

5.3.2.1 设备选用：选用40吨汽车吊作为起重设备。

5.3.2.2 安装程序

5.3.2.2.1 基础找平：用水准仪测量四个底座安装点的水平度，调整使四个安装点的纵横坡差不

超过千分之一。

5.3.2.2.2 安装底座：将底座的对角梁和半对角梁用销轴连接成X形底座，并安装在预制好的砼基础上。

5.3.2.2.3 安装第一节架和压重：将第一节架安装在X形底座上，并用销轴把四根塔身拉杆与第一节架和X梁底座连接好，将70T压重安放在底座上。

5.3.2.2.4 将顶升套架装套在基础节外。

5.3.2.2.5 安装回转台和塔帽。

5.3.2.2.6 在地上拼装好平衡臂，将起升机构安装在平衡臂上接上电线等，然后将平衡臂吊起，用销轴与旋转塔架连接并将拉杆与平衡臂固定好，装上部分平衡重。

5.3.2.2.7 起重臂安装，用吊车将拼装好的起重臂吊起，使臂根交点与回转上支撑架的交点对正，用销轴连接起来，头部放下，然后再将头部抬起，将已装好的起重臂拉杆的自由端用销轴与塔顶节架连接。

5.3.2.2.8 在地面将操作室的电气设备装配好后，吊起安装在回转上支撑架侧面，并用销子固定好。

5.3.2.2.9 吊装平衡重，根据臂长装上所需平衡重。

5.3.1.2.10 穿绕钢丝绳、接通电源、调试，自检。

5.4 塔吊锚固：B、E座塔吊中间不附着锚固，C、D座塔吊在七层墙体下部进行附着锚固，具体附着方案根据实际施工进度的具体情况决定。

5.5 塔吊拆除：塔吊在施工完毕后，由专业队安装塔逆向作业进行拆除。拆除时各有关工种搞好配合，需有专人指挥，作业范围内严禁行人通过。

6. 安全措施

6.1 塔吊安装完毕后的一周时间内，对塔身的垂直度的测量不少于4次，并做好测量记录，如垂直度超过4‰，塔吊必须停止工作，并报专业公司处理。

6.2 所有参加作业人员都必须遵守现场施工的各项安全规范及本工种安全操作规程。

6.3 拆装单位必须指定一名熟悉该类型塔吊、经验丰富的工长现场指挥。

6.4 塔吊司机、塔吊拆装人员以及塔吊指挥都必须有当地市级劳动部门签发的特殊工种操作证；工人进入施工现场必须统一着装，佩带齐全安全防护用品。

6.5 塔吊司机每班作业前都必须对设备进行例行检查，塔吊的各项安全限位必须齐全可靠。

6.6 塔吊拆装前，拆装队必须熟悉现场。

6.7 接地电阻不大于4欧姆。

6.8 在塔吊运输过程中，C、D座东侧紧邻高压线，在塔吊运转半径范围内的高压线要木杆搭设防护棚，在高压线上方用绿色密目网进行遮挡，并且塔吊运转时设置限位系统，避免塔吊运行到高压线范围内。

6.9 塔吊在自升过程中，要合理分工，必须派专人观察顶升套架滚轮与标准节间距离，派专人负

责销轴的连接，派专人负责液压油缸的操作等。

6.10 塔吊在顶升过程中严禁回转起重臂，并在使用过程中严禁塔吊间及塔吊与建筑物之间发生碰撞。

6.11 塔身标准节之间的连接销及其他任何部件之间的连接销都必须穿开口销。

6.12 塔吊安装好后，应遵循《安装质量验收制度》、《塔吊安装后验收和交付使用制度》中要求进行空载实验和重载实验，检查各工作机构、电气控制系统均处于正常工作状态，各安全保护装置齐全、可靠。

6.13 严禁高空落物。

6.14 5级风以上严禁塔吊安装作业，4级风以上严禁塔吊顶升施工作业。

6.15 作业现场必须设置不小于20*20米的安全作业区。

6.16 施工机械、设备出入现场，司机注意场地周围的高压电线，严格执行《施工现场用电安全管理规定》，加强电源管理，防止发生电器火灾或人身伤亡事故。严禁使用220伏及以上的电源。

6.17 下班前，要认真检查现场，包括现场办公室、休息室、生活集装箱，熄灭一切明暗火种，切断所有机械设备电源。

6.18塔吊在施工完毕后，由专业队按装塔逆向作业进行拆除。拆除时各有关工种搞好配合，需有专人指挥，作业范围内严禁行人通过。

7．防碰撞措施

7.1 塔吊在顶升过程中严禁回转起重臂，并在使用过程中严禁塔吊间及塔吊与建筑物之间发生碰撞。

7.2 塔吊应由专职人员操作和管理，严禁违章作业和超载使用，机械出现故障或运转不正常时应立即停止使用，并及时予以解决。

7.3 塔臂前端设置明显标志，塔吊在使用过程中塔与塔之间回转方向必须错开，严格控制楼和楼之间的操作高度和作业时间。

7.4 从施工流水段上考虑两塔作业时间尽量错开，避免在同一时间、同一地点两塔同时使用时发生碰撞。

7.5 塔吊在起吊过程中尽量使小车回位，当塔吊运转到施工需要地点时，再将材料运到施工地点时。

7.6 塔吊达到起升高度之前，C、E座塔吊要始终比B、D座塔吊高出两节塔身的高度。

7.7 塔吊同时作业必须照顾相邻塔吊作业情况，其吊运方向、塔臂转动位置、起吊高度、塔臂作业半径内的交叉作业，并由专业信号工设立限位哨，以控制塔臂的转动位置及角度，同时控制器具的水平吊运。

7.8 禁止相邻塔吊同时向同一方向吊运作业，严防吊运物体及吊绳相碰，确保交叉作业安全。

8. 塔基承载力验算

8.1 塔基作用力

塔基垂直作用力573KN

倾覆力矩2275KN

压重总重700KN

水平作用力44KN

8.2 基础面积验算

考虑该地基为回填土，地基承载力仅为100KPa，将原塔基基础适当加大，以增大承载面积。取基础尺寸为7.5*7.5*0.8m。塔基基础最不利状况为偏心荷载的作用，此时基础底面边缘所受应力为P：P=（N+G）/A±M/W=（573+700+7.5*7.5*0.8*2.4）/7.52±32.36=41.45±32.36KPaPmax=73.8KPa<100KPaPmin=9.1KPa<100KPa

经验算该基础尺寸可满足塔基的要求。

塔式起重机固定式

混凝土基础的改进

天津建工集团（控股）有限公司康电祥

塔式起重机（以下简称塔吊）是目前建筑施工中常用的大型起重设备，其固定式混凝土基础的施工，由于各地区地质情况的不同，不能完全套用塔吊说明书提供的基础图，必须根据工程现场的地质情况进行改进，保障安全施工。现就以FO/23B型塔吊固定式混凝土基础在天津地区的使用为例，谈一点改进的方法。

一.简介

FO/23B型塔吊是目前建筑施工中常用的大型起重设备，其塔身截面尺寸为2000×2000，最大自由高度59.8m，最大支反力：压力为191.6t，拉力为156.8t，最大倾翻力矩M为4674kN·mm。由于天津地区地耐力普遍不高（约0.08MPa），故FO/23B塔吊达到自由高度以上时，一般采用M169型钢筋混凝土承台基础。该基础为6450（长）×6450（宽）×1700（高）式承台（不带桩），地耐力要求不小于0.285Mpa，配筋为Φ25×6900×220（根）+Φ202×2000×469（根）高强度钢筋。予埋肢脚，埋深850。该基础需用高强度混凝土（C35以上）71m3成本也较高，承台占地面积较大,目前大部分工程施工现场都比较狭小，这种基础往往会截断现场施工道路，给施工带来不便。而且给将来拆塔后塔基的破碎处理增加难度。又由于天津地区地耐力不高，单纯使用该型基础往往会造成塔吊倾斜等事故隐患。

二.改进方法

根据以上情况，我们可以采用桩基础改善受力状况，增加塔吊稳定性。由于采用桩基础,故承台基础尺寸也可以合理缩小，减小承台占地面积、降低成本。

以下计算以《桩基技术规范》JGJ94-94，《混凝土结构设计规范》GBJ10-89，为准。

图一

1.承台构造

选定桩为C25砼灌注桩，桩径d=φ800，配筋10φ20。

根据该塔支脚底板实际尺寸：800×800，选定桩距S为3000×3000布置（S≥3d）。

根据以上规范规定：边桩距承台边缘距离≥桩径d，选边桩距承台边缘最小距离=800（d），确定承台最小尺寸4600×4600。

在保证埋深850基础上（说明书要求），由于桩的存在，承台厚度缩至1400。

故承台尺寸为4600×4600×1400，承台砼强度等级不低于C35（规范要求），承台自重G：741KN。

如图一：

1.单桩荷载计算：

N(压)=

..j

y y M n G F ∑++ =

.2212

.246474741695??++ =1454kN N(拉)= 2

..j

y y M n G F ∑-+ =

12.2212

.246474741695??-+

=－737kN

3.单桩竖向承载力设计值 R 计算：

有效桩长：米，桩直径： ф800㎜

桩侧摩阻力、桩端阻力数据

单桩竖向极限承载力标准值Q uk （压）= u ∑q sik l i + q pk A p 式中 u ：桩的

周长

单桩竖向极限承载力标准值Q uk （拉）= u ∑q sik l i l i ：土层厚度

A p ：桩端面积单桩竖向承载力设计值 R =Q uk / γ γ：预制桩取1.65 灌注桩取1.67

4.安全判别式：

N(压)≤1.2R 5.桩身钢筋抗拉计算：

单桩荷载N （拉）=747kN

桩身钢筋采用：Ⅱ级钢筋，抗拉设计强度300 N/㎜2 则桩筋的抗拉力为：300×102π10

=942kN ＞747kN 桩钢筋抗拉强度满足。

6.抗冲切计算（取角桩计算）

角桩净反力设计值l o N γ≤o t x y y x h f a c a c ???

?+++)2()2(111121αα

kN N l o 159914541.1=?=γ

.02.03.048

.02.048.011=+=+=x x

λα 3.03

.14.011===o x x h a λ m c c m a a y x 2.14.02111==== 2/5.1mm N f t = )(30c h o =1.3m

N N h f c c l O o t x y x x 1599000524160013005.1)24001200(96.0)24001200(96.0)2()2(11111

1==???????

+++=??

????

+++γαααα

∴安全三. 结论

改进后的塔吊基础虽然增加了桩的成本,但较大幅度提高了塔基的稳定性,同时大幅减少了承台的占地面积,如果使承台上表面与现场道路平齐则更节约场地,给施工带来便利。

这种计算方法对于沿海等地，地耐力较低的现场均可适用，也适用于其他型号塔吊基础的改进。

综上所述,只要根据不同工程地质情况合理设计桩长,采用改进后的桩基础可以给施工带来很大便利，同时提高了塔吊施工的安全性。我们已在罗马花园、天津铜锣湾广场等多个高层项目的塔吊施工中采用此设计,效果非常理想。

塔机人工挖孔单桩基础设计

王晓辉殷彬（重庆第三建设有限责任公司）

摘要：施工现场中塔机安全问题非常重要，尤其是地基为软弱地质层时塔机基础的安全问题更应当受到重视，因此塔机基础设计应在确保安全的前提下，综合考虑成本和进度问题。桩基础是塔机基础设计的一个重要选择方向，钢筋混凝土灌注桩主要有钻孔桩和人工挖孔桩两大类，本文针对具体的工程实例对塔机基础采用人工挖孔桩单桩的情况进行了计算与分析论证。

关键词：塔机基础；桩基；荷载计算

一、引言

对于施工现场软弱地质层(地基承载力<200Kpa)，在设计塔机基础时,以前通常采取换土夯实后,加混凝土底板作成“软基础”的方法，但是在使用过程中都不同程度地发生一些问题，如塔机基础产生不均匀沉降、倾斜，使得正在使用的塔机被迫拆除，这样既影响了工程进度，又给项目带来一定的经济损失。所以，我们考虑用人工挖孔桩基础来取代塔机软基础。以下就是以QTZ63型塔机的参数为计算依据，按照最大安装高度120m 计算自重（取最不利荷载组合）。实际应用中大家可以根据现场的实际情况（塔机型号、地质情况等），通过计算和检测后对塔基作一定的调整，也可以采取钻孔桩基础作塔机基础，用端承和嵌固的方式来确保基础稳定、可靠，从而确保塔基的使用安全。

二、塔机作用于基础的荷载（采用QTZ63型塔机作为演算对象）

1、QTZ63型塔机基本参数：

吊臂端头至回转中心为49.77m；

平衡臂尾至回转中心为11.34m；

配重为11.80t；

吊臂最大起吊重量6t，端头最大起吊重量1.15t。

2、QTZ63型塔机使用说明书提供的技术数据如下：

工作状态：非工作状态：

1=630KN P

=570KN

2= 23KN P

= 59KN