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组合式塔吊基础设计及施工

摘要：组合式塔吊基础是一种高承台、悬空塔吊基础，此类型塔吊基础不同

于传统塔吊基础埋置于土体或混凝土底板中，此类型塔吊基础通过锚固于灌注桩

内的钢格构柱及其上支撑的混凝土承台，塔吊承台悬空于空中。塔吊自重及上部

荷载通过承台传递给下部的钢格构柱和混凝土灌注桩，灌注桩抵抗抗压和抗拔荷

载。本文根据某工程实例，探讨了组合式塔吊基础施工技术。

关键词：组合式塔吊；基础设计；施工

引言

为了节约土地资源，充分利用地下空间，建筑地下室的平面尺寸越来越大，

基坑越来越深，为满足施工要求，常常把塔吊设在基坑内，并且在大面积挖土前

完成塔吊安装工作。采用把塔吊基础设在底板下的常规做法时，由于开挖深度较

深，水平放坡距离较大，如再遇到地下水位偏高的情况，施工难度较大，塔吊安

装难度更大。组合式塔吊基础就是能较好地解决上述问题的一种基础形式。

一、工程概况

某工程地下二层，地上五层，建筑高度27.6m，建筑面积约7.5万m2，地下

室单层面积约1.6万m2，基坑开挖深度10.0m，为流塑状淤泥质土。本工程工期

极紧，从基坑土方开挖到主体结构封顶，合同工期要求仅6个月，若不提前投入

塔吊使用，施工效率无法提高，工期难以保证。

二、常见的塔吊基础地基设计方案

工程实践中根据施工平面布置及施工场地水文地质条件，常见的塔吊基础设

计方案有:

（一）、直接利用天然地基这种情况适用于施工场地土质条件较好的场地，

且在塔吊基础埋置深度范围内存在最薄处≥1.5m且该土层地基承载力特征值

≥210kPa的稳定原土层。

（二）、利用砂石垫层进行土层置换，间接利用天然地基这种情况适用于施

工场地土质条件较差，但在塔吊基础埋置深度适用范围内存在最薄处≥1.5m且该

土层地基承载力特征值≥90kPa的稳定原土层，直接利用天然地基不能够满足塔

吊基础对地耐力的要求，需利用砂石垫层将该土层以上部分劣质土加以置换，应

注意砂石垫层经夯实后承载力应≥210kPa，砂石垫层置换的厚度及面积须经计算

确定。

三、组合式塔吊基础的组成

组合式塔吊基础由以下几部分组成:基桩、构造承台、钢格构柱、水平连杆

及斜撑、钢结构平台或钢筋混凝土承台、塔身。见图1。

图1组合式塔吊基础组成示意图

四、塔吊基础桩基设计及承载力验算

（一）、基桩承载力计算

组合式塔吊基础的基桩承受拉、压荷载作用，计算时需计算抗压及抗拔承载

力，还要验算桩身主筋的抗拉能力。基桩承载力必须满足的条件:

1.2R≥Qkmax且Nk≥Qkmin(偏心荷载作用)

R≥Qkmax(轴心荷载作用)

基桩竖向抗压承载力特征值R可按下式计算:

R=Ra=Quk

Quk=uΣψsiqsikli+ψpqpkAp

基桩竖向抗拉承载力特征值Nk可按下式计算:

Nk=Tuk+GP

Tuk=Σλiuiψsikqsikli

桩身结构抗压、抗拉承载力必须满足以下条件:

抗压承载力=ψcfcAp≥1.35×Qkmax

抗拉承载力=fyAs≥1.35×Qkmin

式中:ψc—成桩工艺系数;

fc—混凝土抗压强度设计值;

Ap—桩身混凝土截面积;

fy—桩主筋抗拉强度设计值;

As—桩主筋截面积;

GP—桩自重，在地下水位以下取浮容重。

（二）、塔式起重机稳定性验算

1)验算假定①起重臂处于最大幅度位置(对于小车变幅起重臂小车位于最大

幅度)，起重臂指向下坡方向，并负有额定荷载;②正常风状态下，忽略风的影响;

③起重机吊物上下速度所引起的动势能忽略不计。2)在上述假定成立条件下，塔

式起重机抗倾覆稳定性)验算:

0.95Mk-KLML-MD≥0

式中:

Mk由塔式起重机自重、压重及基础自重产生的稳定力矩;

ML塔式起重机负载对倾覆边的力矩;

KL载荷系数，根据《起重机设计规范》GB3811-83，取为1.4;

MD由坡度因素而产生的倾覆力矩，在保证

塔吊基础施工质量的基础上通常忽略不计，取为零。

（三）、工艺原理