塔式起重机方形独立基础的设计计算
余世章余婷媛
《内容提要》文章通过对天然基础的塔吊基础设计，详细论述整个基础的设计过程，经济适用，安全可靠、结构合理，思路清晰，论述精辟有据；在现场施工中，有着十分重要的指导意义。
关键词：塔机、偏心距、工况、一元三次方程、核心区、基底压力。
一、序言
随着建筑业迅猛发展，塔式起重机（简称塔机）在建筑市场中是必不可少的一项重要垂直运输机械设备；塔机基础设计，在建筑行业中是属于重大危险源的范畴，正因为如此，塔机基础设计得到各使用单位的高度重视；本人通过网络查阅过许多塔机基础设计方案，除采用桩基外，塔基按独立基础所设计的方形基础，绝大部分都按厂家说明书所提供的基础尺寸进行配筋，按规范设计计算的为数不多，厂家所提供基础大小数据有些是不满足规范要求，而塔机基础配筋绝大多数情况是配筋过大，浪费较为严重；厂家说明书所提供数据表明，地基承载力特征值小的基础外形尺寸就较大，承载力特征值较大，基础尺寸就相应的小点，似乎看起来这种做法是正确的，其实并非如此。
塔机基础型式方形等截面最为普遍，下面通过一些规范限定的条件，对方形截面独立基础规范化的设计，很有参考和实用价值。下面举例采用中联重科的塔吊类型进行论述和阐明。
二、塔吊基础设计步骤
2.1、确定塔吊型号
首先根据施工总平面图，根据建筑物外形尺寸（长、宽、高）、及材料堆放场地和钢筋加工场地，根据塔机覆盖率情况，按塔机说明书中的主要参数确定塔机型号。
2.2、根据塔机型号确定荷载
厂家说明书中都有荷载说明，按塔吊自由独立高度条件提供两组数据（中联重科），一组为工作状态（工况）荷载，另一组为非工作状态（非工况）荷载，确定出一组最不利的工况荷载。
2.3、确定塔吊基础厚度h
根据说明书中塔机安装说明，基础固定塔基及有两种形式，一种是地脚螺栓，另一种是埋入固定支腿式；因此根据塔机地脚螺栓锚固长度和支腿的埋深，可以确定塔机基础厚度h。
2.4、基础外形尺寸的确定
根据荷载大小和基础厚度h，确定独立方形基础的边长尺寸。
2.5、基础配筋计算
求出内力进行基础配筋计算，并根据《规范》的构造要求进行配筋和验算。
2.6、基础冲切、螺杆（支腿）受拉或局部受压的验算
三、方形独立基础尺寸的确定
3.1方形基础宽度B的上限值
根据上面塔机基础计算步骤可以看出，塔机基础尺寸的确定是方形基础的计算关键。利用偏心距限定条件，可求出基础最小截面尺寸。根据偏心距e（荷载按标准组合）：
对于偏心受压方形基础：
当e=
Gk
Fk Fvh Mk ++∠B/6时，基底压力呈梯形分布； 当e=Gk Fk Fvh Mk ++≥B/6时，基底压力呈三角形分布； B 为方形基础宽度，在基础设计时，为了使基础截面尺寸不至于过大，造成不必要浪费，因此可取上限值 e ≥b/6； 即：Gk
Fk Fvh Mk ++≥B/6………………………………………（1） 3.2方形基础宽度B 的下限值
由《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第6.7.5条第4款，对于挡土墙大偏心受压构件，偏心距e ≤B/4；而《高耸结构设计规范》GB50135-2006第7.1.2条第5款: 基础底面允许部分脱开地基土的面积应不大于底面全面积的1/4。对于方形基础，最不利情况，由条件可得出双向偏心距，当e x =e y =B/4时，由《高耸规范》7.2.3-4式，可得a x a y =0.125B 2。
按《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-20094.1.2条第三款可得偏心距e ≤B/4。这里需要特别强调指出，偏心距e ≤B/4与“基础底面允许部分脱开地基土的面积应不大于底面全面积的1/4”是不同两个概念。
故可得：e=Gk
Fk Fvh Mk ++≤B/4………………………………………（2） 3.3按最不利位置确定方形基础宽度B
大家明白，对于方形基础任一轴的惯性矩为a 4/12，而对角线的W 近似值0.118a 3为最小值（一般采用W=a 3/6）；《塔式起重机砼基础工程技术规程》JGJ187-2009第4.1.3条：方形基础和底面边长比小于
或等于1.1的矩形基础应按双向偏心受压作用验算地基承载力，塔机倾覆力矩的作用方向应取基础对角线方向，基础底面的压力（偏心荷载在核心区外）应符合下列公式要求：
3.3.1、当偏心荷载作用时，p k,max =1.2f a (3)
3.3.2、当偏心荷载作用在核心区外时，(p kmin ∠0，见图b)
（a ）偏心荷载在核心区内 （b ）偏心荷载在核心区外 双向偏心荷载作用下矩形基础的基底压力
根据《高耸》7.2.3的第二条：
P k,max =(F k +G k )/（3a x a y ） (4)
a x a y ≥0.125bl ………………………………………(5) a x ---合力作用点至e x 一侧基础边缘的距离，按（b/2-e x ）；
a y ---合力作用点至e y 一侧基础边缘的距离，按（b/2-e y ）；
e x --- x 方向的偏心距；按 M kx /(F k +G k )
e y --- y 方向的偏心距; 按 M ky /(F k +G k )
根据上式，对方形基础，取：e x =e y ，即：M kx =M ky =M k /20.5=0.707M k
由于a x a y ≥0.125B 2 故有 a x =a y ≥0.354B
从 a x =a y =(B/2-e x ) ≥0.354B 得出：e x =e y ≤0.146B
e=( e x 2+e y 2)05=1.4142*0.146B=0.206B ≈B/5 (6)
(c) 双向偏心基底脱开时基地压力
3.4 方形基础宽度B 的确定
3.4.1 方形基础宽度B 的范围
由（1）及(2）式，得：B/6≤e=Gk
Fk Fvh Mk ++≤B/4.....(7) 设塔吊基础长和宽均为为B ，且令：B=y (8)
由（7）可得出两个一元三次方程，从而解出y 取值范围。
3.4.2 方形基础最小宽度B
由于塔机倾覆力矩按塔身截面对角线作用最大，此时基础底面的抵抗矩W 最小，故荷载效应为最不利状态。从(6)式可得： e=Gk
Fk Fvh Mk ++≤0.206B …………………………(9) 由（9）可得一元三次方程，同理可以求出y 值，此时y 值就是宽度B 的最小值。这里需要说明，为了简化计算，也便于记忆，我们可取e=B/5，此时y 值与(7)的y 平均值是不同的，这是因为它们之间不是简单的线性关系。
基础底面允许部分脱开地基土的面积不应大于底面全面积的1/4，对矩形基础偏心距e不大于b/4；对方形基础和底面边长比小于或等于1.1的矩形基础偏心距e不大于0.206b（倾覆力矩沿塔身截面的对角线作用）。
因此有：G k=γhy2，将砼密度γ=25，G k带入（7）式，可解出y 的取值范围。根据上面解出y=B的取值范围，我们就可以很清晰看出，基础尺寸变化范围，
为了简化计算，也便于记忆，因此可取e=M k/(F k+G k)=B/5，直接解出y值，作为塔吊方形基础的宽度尺寸，然后取一整数；最后进行承载力及配筋计算。
四、应用举例
我们以中联重科生产QZT80(H6012-6A)的塔吊举例
4.1、主要参数
塔吊的自由高度为40.5米，塔身宽度1.6*1.6M,基础厚度h=1400mm,基础砼等级采用C35,垫层为100厚C15砼。
根据厂家说明书所提供荷载情况如下：
工作状况：最大自重Fv= 594.6KN，F h=20.5KN ，倾覆力矩M=1831.5KN.m，扭矩T=302.0 KN.m。
非工作状况：最大自重Fv= 493.4KN，F h=81.1KN，倾覆力矩M=1788.3KN.m，扭矩T=0 KN.m。
4.2、方形基础宽度B的确定
4.2.1、非工作状态
4.2.1.1基础宽度B 的范围
偏心距（标准组合）根据（7）式: B/4≥e=
Gk Fk Fvh Mk ++≥B/6 带入数据：
y/6 ≤（1788.3+81.1*1.5）/（493.4+35y 2）≤y/4 可得出两个不同方程，
即: y 3+14.1y-327.42=0 (10)
y 3+14.1y-218.28=0 (11)
从上面（1）、(2)式可以看出，这是标准的一元三次方程，如果一个一元三次方程的二次项系数为0，则该方程可化为x 3+px+q=0。因此由卡丹公式（仅取实根）：
X 1=33
2332)3/()2/(2/)3/()2/(2/-p q q p q q +--+++
解（10）、（11）式可得：5.25m ≤B ≤6.21m ，
4.2.1.2 最小宽度B 的确定
假设e=Gk Fk Fvh Mk ++=（1788.3+81.1*1.5）/（493.4+35y 2）=y/5 上式可变为 y 3+14.1y-272.85=0
略去中间过程解之y=5.77m ；按（10）、（11）平均值可得y=5.73m 。
4.2.1.2 基础最小宽度B
如果我们采用荷载设计值（基本组合）进行计算：
B/6≤e=γQ (M+F h *h)/ γG ( Fv+G) ≤B/4
即：y/6≤1.4*（1788.3+81.1*1.5）/{1.35*（493.4+35y 2）}≤y/4 带入数据并整理可得：
即： y 3+14.1y-339.5=0 (12)
y 3+14.1y-226.3=0 (13)
解（12）、（13）式可得：5.36m ≤B ≤6.31m ，
4.2.1.2 基础最小宽度B e=Gk Fk Fvh Mk ++
如果取 e=γQ (M+F h *h)/ {γG ( Fv+G) }≤B/5
即：1.4*（1788.3+81.1*1.5）/{1.35*（493.4+35y 2）}=y/5
y 3+14.1y-282.9=0
解得 y=5.85m
4.2.1.2 工作状态
偏心距（标准组合），不考虑扭矩，根据（7）式:
B/4≥e=M k /(F k +G k )≥B/6
带入工作状态下的荷载数据并整理可得：
即： y 3+17y-331=0 (14)
y 3+17y-220.7=0 (15)
解（14）、（15）式可得：5.10m ≤B ≤6.13m ，
若取e=M k /(F k +G k )=B/5，可得y 3+17y-275.85=0
解得 y=5.856m
综上所述，在确定塔吊基础宽度B 时，与地基承载力的特征值无关，仅与基础面积和质量有关。然而基础截面尺寸一旦确定，在验算地基承载力时，它与基础的截面尺寸和地基承载力的特征值有关。从
计算分析结果可知，非工作状态下的内力是控制荷载；对于塔吊基础内力组合时，一般弯矩较大，轴向力越小是比较危险的控制截面。
由上面计算结果，塔吊基础断面尺寸确定6.0*6.0*1.4M较为合适。
另外，对于荷载采用基本组合，计算塔吊基础外形尺寸，可得出另一组数值，这组数值不过把基础外围尺寸增大一个级别，不会影响设计塔吊基础的基本尺寸；特别指出的是，采用荷载标准组合，所计算数据更能接近于塔吊基础压力的实际情况。建议读者可自行验算工作状态下荷载基本组合的情况，更能深刻领会。
五、结束语
利用天然基础或复合地基设计塔吊基础是具有造价低廉、施工方便、速度快等特点，对地基承载力要求不高，一般要求不低于130kpa 的承载力就可满足工程的需要；但对于淤泥或淤泥质土或其它沉降过大或膨胀、冻胀、塌陷、滑坡等的天然基础，需要进行地基加固处理，方能保证塔吊的安全使用。
塔吊基础设计按照本文论述，非常简便，难点是求解一个一元三次方程，只要供货方给出荷载参数依据，很容易计算出基础的外形尺寸；在计算过程中，如果不能确定哪一组荷载为控制荷载，再进行二次试算，最后确定基础的长宽尺寸。另外有一点还需说明，根据规范按对角线的最小刚度所求偏心距是最小值，但这是设备处在极端状况，工程实践中不多见，也是短暂的，因此按X、Y、正交方向偏心距e≦B/4，也是可行的。
对于复杂多变地质情况，除进行地基变形验算外，还应考虑它的适用性。
参考文献：
1、《高耸结构设计规范》GB 50135-2006
2、《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012
3、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
4、《建筑抗震设计规范GB50011-2010
5、《塔式起重机砼基础工程技术规程》JGJ187-2009
6、中联重科《QZT80(H6012-6A)》等使用说明书
附加说明：
1、本文已通过本刊的初审。
2、文中公式e=
Gk Fk Fvh Mk ++ 小写k 、v 分别为M 及F 的下标。
塔式起重机方形独立基础的设计计算 余世章余婷媛 《内容提要》文章通过对天然基础的塔吊基础设计，详细论述整个基础的设计过程，经济适用，安全可靠、结构合理，思路清晰，论述精辟有据；在现场施工中，有着十分重要的指导意义。 关键词：塔机、偏心距、工况、一元三次方程、核心区、基底压力。 一、序言 随着建筑业迅猛发展，塔式起重机（简称塔机）在建筑市场中是必不可少的一项重要垂直运输机械设备；塔机基础设计，在建筑行业中是属于重大危险源的范畴，正因为如此，塔机基础设计得到各使用单位的高度重视；本人通过网络查阅过许多塔机基础设计方案，除采用桩基外，塔基按独立基础所设计的方形基础，绝大部分都按厂家说明书所提供的基础尺寸进行配筋，按规范设计计算的为数不多，厂家所提供基础大小数据有些是不满足规范要求，而塔机基础配筋绝大多数情况是配筋过大，浪费较为严重；厂家说明书所提供数据表明，地基承载力特征值小的基础外形尺寸就较大，承载力特征值较大，基础尺寸就相应的小点，似乎看起来这种做法是正确的，其实并非如此。 塔机基础型式方形等截面最为普遍，下面通过一些规范限定的条件，对方形截面独立基础规范化的设计，很有参考和实用价值。下面举例采用中联重科的塔吊类型进行论述和阐明。 二、塔吊基础设计步骤 2.1、确定塔吊型号
首先根据施工总平面图，根据建筑物外形尺寸（长、宽、高）、及材料堆放场地和钢筋加工场地，根据塔机覆盖率情况，按塔机说明书中的主要参数确定塔机型号。 2.2、根据塔机型号确定荷载 厂家说明书中都有荷载说明，按塔吊自由独立高度条件提供两组数据（中联重科），一组为工作状态（工况）荷载，另一组为非工作状态（非工况）荷载，确定出一组最不利的工况荷载。 2.3、确定塔吊基础厚度h 根据说明书中塔机安装说明，基础固定塔基及有两种形式，一种是地脚螺栓，另一种是埋入固定支腿式；因此根据塔机地脚螺栓锚固长度和支腿的埋深，可以确定塔机基础厚度h。 2.4、基础外形尺寸的确定 根据荷载大小和基础厚度h，确定独立方形基础的边长尺寸。 2.5、基础配筋计算 求出内力进行基础配筋计算，并根据《规范》的构造要求进行配筋和验算。 2.6、基础冲切、螺杆（支腿）受拉或局部受压的验算 三、方形独立基础尺寸的确定 3.1方形基础宽度B的上限值 根据上面塔机基础计算步骤可以看出，塔机基础尺寸的确定是方形基础的计算关键。利用偏心距限定条件，可求出基础最小截面尺寸。根据偏心距e（荷载按标准组合）：
假设塔吊型号:6010/23B,最大4绳起重荷载10t； 塔吊无附墙起重最大高度H=59.8m,塔身宽度B=2.0m； 承台基础混凝土强度:C35, 厚度Hc=1.35m，承台长度Lc或宽度Bc=6.25m； 承台钢筋级别:Ⅱ级,箍筋间距S=200mm,保护层厚度:50mm； 承台桩假设选用4根φ400×95（PHC-A）预应力管桩，已知每1根桩的承载力特征值为1700KN； 参考塔吊说明书可知： 塔吊处于工作状态（ES）时： 最大弯矩Mmax=2344.81KN·m 最大压力Pmax=749.9KN 塔吊处于非工作状态（HS）时： 最大弯矩Mmax=4646.86KN·m 最大压力Pmax=694.9KN 2、对塔吊基础抗倾覆弯矩的验算 取塔吊最大倾覆力矩，在工作状态（HS）时：Mmax=4646.86KN·m，计算简图如下：
2.1 x、y向，受力简图如下：
以塔吊中心O点为基点计算： M1=M=4646.86KN·m M2=2.125·R B M 2=M1 ·R B=4646.86 B=2097.9KN ＜2×1800=3600KN（满足要求） 2.2 z向，受力简图如下： 以塔吊中心O点为基点计算： M1=M=4646.86KN·m M2=3·R B
M R B=4646.86 ＜1800KN（满足要求） 3、承台桩基础设计 3.1 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算 计算简图如下： 上图中X轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。 3.1.1 桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条) 其中 n——单桩个数，n=4； F——作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，等同于前面塔吊说明书中的P；
塔吊基础方案 一、工程概况 1、本工程位于松江区九亭镇，地块南临蒲汇塘河，东临沪亭路，西临横泾河，北临沪松公路并与地铁9#线车站一墙之隔，与9#线车站物业开发管理为一个整体。地块面积41162㎡，由3#、4#、5#、6#、7#、8#公寓楼及9#酒店、10#办公楼组成。 2、因地块面积巨大，根据塔吊平面布置应最大程度满足施工区域吊装需要，尽可能减少吊装盲区的原则，以及地下室工程施工中能充分利用塔吊来满足施工需要，按照施工组织总设计要求拟搭设6台附墙式塔吊，其中QTZ80B（工作幅度60M，额定起重力矩800KN.M）2台，QTZ80A（工作幅度55M，额定起重力矩800KN.M）4台，平面位置详附图。 3、拟建建筑物高度及层数 4、根据建筑物高度，1#塔吊位于3#楼西北侧位置，搭设高度为86M；2#塔吊位于9#楼南侧位置，搭设高度为114M；3#塔吊位于5#楼西北侧位置，搭设高度为77M，设水平限位装置；4#塔吊位于10#楼东南侧位置，搭设高度为114M；5#塔吊位于6#楼西北侧位置，搭设高度为100M，6#塔吊位于8#楼西北侧位置，搭设高度为100M。其中5#、6#塔吊为QTZ80B，其余4台为QTZ80A。 5、塔吊应在土方开挖前安装完毕，故采用型钢格构式非塔吊标准节插入钻孔灌注桩内，以保障塔吊安全、稳定和牢固可靠，且不妨碍地下室顶板混凝土的整体浇筑施工，有利于加快施工进度和确保工程质量。 6、本工程采用钻孔灌注桩筏板基础，基坑底标高为-8.000、-8.800、-9.100，本工程±0.000相当于绝对标高6.150M，自然地坪标高相对于绝对标高-1.45M。
7、根据本工程地质勘察报告，各土层极限摩阻力、端阻力标准值指标见下表： 8、塔式起重机主要技术性能表 二、塔吊布置原则 本工程作业面积大，综合考虑塔吊的作用半径、起吊重量、基础工程桩位布置、围檩支撑结构设计、房屋结构设计、经济性比较后，作出以下布置原则。
塔吊基础施工方案 一、工程概况： 市荔湾区大坦沙珠岛花园总建筑面积93759m2，建筑基底面积2536 m2，住宅建筑层数：地面40层，地下室两层，建筑总高118.1米。建筑结构形式为剪力墙结构，建筑结构的类别为3类，工程合理使用年限为50年，抗震设防烈度为7度。地下工程防水Ⅱ级，主体建筑屋面工程防水Ⅱ级。该工程属一类建筑（仅用于高层民用建筑），耐火等级一级。桩基采用冲（钻）孔灌注桩，设计标高为室±0.000相当于城建高程系统标高8.400米。 1.工程名称：珠岛花园七期工程 2.编制单位：电白建设集团 3.编制依据： 1）珠岛花园七期工程施工图纸。 2）珠岛花园七期工程桩桩位超前勘探报告。 3）《塔式起重机设计规》（67B/T13752-1992） 4）《地基基础设计规》（67B50007-2002） 5）《建筑结构荷载规》（67B5009-2001） 6）《混凝土结构设计规》（67B50010-2002） 二、计算参数： （1）基本参数 采用1台QZT80A(6010)塔式起重机，塔身尺寸1.70m,总高度140m。基坑开挖深度-2.50m；现场地面标高-10.00m,承台面标高-9.10m。塔吊位置：2-k轴～2-j轴交18轴～19轴中间。 （2）计算参数 1）塔机基础受力情况
M 基础顶面所受垂直力 基础顶面所受水平力 基础所受扭矩 基础顶面所受倾覆力矩 塔吊基础受力示意图 比较桩基础塔机的工作状态和非工作状态的受力情况，塔机基础按非工作状态计算如图： F k =619.00kN，F h =31.00kN，M=1866.00+31.0×1.40=1909.40kN.m F k ‘=619.00×1.35=835.65kN，F h ，=31.00×1.35=41.85kN，M k =(1866.00+31.0×1.4 0)×1.35=2577.69kN.m 2）桩顶以下岩土力学资料 基础桩采用1根φ1400冲孔灌注桩，桩顶标高-10.5m，桩端入微风化钙质泥岩 1. 00m；桩混凝土等级C30水下混凝土，f C =11.90N/mm2 ,E C =2.80×104N/mm2；f t =1.27N/mm2，
7 种塔吊基础计算 目录 一、单桩基础计算 二、十字交叉梁基础计算 三、附着计算 四、天然基础计算 五、三桩基础计算书 六、四桩基础计算书 七、塔吊附着计算
一、塔吊单桩基础计算书 一. 参数信息 塔吊型号:QT60,自重(包括压重)F1=245.00kN,最大起重荷载F2=60.00kN 塔吊倾覆力距M=600.00kN.m,塔吊起重高度H=50.00m,塔身宽度B=1.60m 混凝土强度:C35,钢筋级别:Ⅱ级,混凝土的弹性模量 Ec=14500.00N/mm2 桩直径或方桩边长 d=2.50m,地基土水平抗力系数 m=8.00MN/m4 桩顶面水平力 H0=100.00kN,保护层厚度:50mm 二. 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算 1. 塔吊自重(包括压重)F1=245.00kN 2. 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN 作用于桩基承台顶面的竖向力 F=1.2×(F1+F2)=366.00kN 塔吊的倾覆力矩 M=1.4×600.00=840.00kN.m 三. 桩身最大弯矩计算 计算简图： 1. 按照m法计算桩身最大弯矩： 计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.4.5条，并参考《桩基础的设计方法与施工技术》。 (1) 计算桩的水平变形系数(1/m): 其中 m──地基土水平抗力系数； b0──桩的计算宽度，b0=3.15m。 E──抗弯弹性模量，E=0.67Ec=9715.00N/mm2； I──截面惯性矩，I=1.92m4； 经计算得到桩的水平变形系数: =0.271/m (2) 计算 D v: D v=100.00/(0.27×840.00)=0.45 (3) 由 D v查表得：K m=1.21 (4) 计算 M max: 经计算得到桩的最大弯矩值: M max=840.00×1.21=1018.87kN.m。 由 D v查表得：最大弯矩深度 z=0.74/0.27=2.78m。
塔吊基础设计实例 （一）、整体块式钢筋混凝土基础稳定和强度的计算依据 固定式塔吊的砼基础设计应同时满足抗倾翻稳定性和强度要求。与基础抗倾翻稳定性有关的规范及相关规定见下表： 注：1、从塔吊偏心压应力计算公式可知，偏心距大于b/6； 2、[P B ]、f a 属地基容许承载力，地基承载力设计值约等于地基容许承载力乘1.25； 3、偏心距为b/3时，基础受压宽度为b/2，也就是基础只有一半面积受压，因此宜按b/2计算地基承载力设计值； 4、塔吊基础属临时设施，按规范结构重要性系数γ0取0.9。 在上海地区的工程，应按上海市《地基基础设计规范》DGJ08-11-1999进行基础抗倾翻稳定性验算。下面详细介绍主要计算内容： 1.采用土的抗剪强度指标计算地基承载力 按地质勘察报告上提供持力层的土的粘聚力标准值c k 和土的内摩擦角标准值φk ，计算地基承载力设计值f d : φd =0.7φk /1.3c d =0.7c k /2.0
f dh =0.5N γζγγb+N q ζq γ0d+N c ζc c d f d =γd f dh γd 、N γ、N q 、N c 均按查表φd 查表 ζγ=0.6ζq =1.0+sinφd ζc =1.2 2.基础抗倾翻稳定性验算 按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）的规定，该荷载设计值可取为荷载标准值乘1.35。 地基土反力的偏心距e 应满足下列条件： e=(M d +F hd ×h)/((F dv +G d )≤b/3 地基土应力按下公式验算: P dmax =2γ0(F dv +G d )/3ba ≤1.2f d 式中： e —偏心距(m)，为总的倾翻力矩(ΣM)除以作用在基础上的总垂直力(ΣN)之商，也等于地基土反力的合力到基础中心距离； M d —塔吊作用在基础顶面上的弯矩（KN ?m ） F vd —塔吊作用在基础顶面上的垂直力（KN ） F hd —塔吊作用在基础上顶面的水平力（KN ） G d —砼基础的重力（KN ） b —基础底板长度和宽度（m ） h —塔吊基础的高度（m ）
塔吊天然基础的计算书依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)。 一. 参数信息 二. 荷载计算 1. 自重荷载及起重荷载 1) 塔机自重标准值 F k1=744.8kN 2) 基础以及覆土自重标准值 G k=8×8×2×25=3200kN 3) 起重荷载标准值 F qk=80kN 2. 风荷载计算
1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2) =0.8×0.7×1.95×1.54×0.2=0.34kN/m2 =1.2×0.34×0.35×2.5=0.35kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 F vk=q sk×H=0.35×180=63.57kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 M sk=0.5F vk×H=0.5×63.57×180=5721.08kN.m 2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.30kN/m2) =0.8×0.7×1.95×1.54×0.3=0.50kN/m2 =1.2×0.50×0.35×2.5=0.53kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 F vk=q sk×H=0.53×180=95.35kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 M sk=0.5F vk×H=0.5×95.35×180=8581.61kN.m 3. 塔机的倾覆力矩 工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 M k=-200+0.9×(1000+5721.08)=5848.97kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 M k=-200+8581.61=8381.61kN.m 三. 地基承载力计算 依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)第4.1.3条承载力计算。
天然基础计算书 123工程；工程建设地点：；属于结构；地上0层；地下0层；建筑高度：0m；标准层层高：0m ；总建筑面积：0平方米；总工期：0天。 本工程由投资建设，设计，地质勘察，监理，组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。 本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》 （GB50010-2002）等编制。 一、参数信息 塔吊型号：QTZ50，塔吊起升高度H：32.00m， 塔身宽度B：1.6m，基础埋深d：4.45m， 自重G：357.7kN，基础承台厚度hc：1.35m， 最大起重荷载Q：50kN，基础承台宽度Bc：5.50m， 混凝土强度等级：C35，钢筋级别：HRB335， 基础底面配筋直径：18mm 地基承载力特征值f ak：140kPa， 基础宽度修正系数ηb：0.15，基础埋深修正系数ηd：1.4， 基础底面以下土重度γ：20kN/m3，基础底面以上土加权平均重度γm：20kN/m3。 二、塔吊对交叉梁中心作用力的计算
1、塔吊竖向力计算 塔吊自重：G=357.7kN； 塔吊最大起重荷载：Q=50kN； 作用于塔吊的竖向力：F k＝G＋Q＝357.7＋50＝407.7kN； 2、塔吊弯矩计算 风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算： M kmax＝1335kN·m； 三、塔吊抗倾覆稳定验算 基础抗倾覆稳定性按下式计算： e＝M k/（F k+G k）≤Bc/3 式中 e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离； M k──作用在基础上的弯矩； F k──作用在基础上的垂直载荷； G k──混凝土基础重力，G k＝25×5.5×5.5×1.35=1020.938kN； Bc──为基础的底面宽度； 计算得：e=1335/(407.7+1020.938)=0.934m < 5.5/3=1.833m； 基础抗倾覆稳定性满足要求！ 四、地基承载力验算 依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。计算简图:
塔吊基础设计计算书(桩基础) 编制依据 《建筑地基基础设计规范》( GB50007-2002 ); 《建筑地基基础设计规范》( DBJ 15-31-2003 )； 《建筑结构荷载规范》( GB 50009-2001 )； 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002 )； 《简明钢筋混凝土结构计算手册》； 《地基及基础》(高等学校教学用书)(第二版)； 建筑、结构设计图纸； 塔式起重机使用说明书； 岩土工程勘察报告。 设计依据 塔吊资料 根据施工现场场地条件及周边环境情况，选用1台QTZ160自升塔式起重机。塔身自由高度56m,最大吊运高 度为203米，最大起重量为10t，塔身尺寸为1.70m x 1.70 m, 臂长65m。 岩土力学资料，(BZK8 孔) 塔吊基础受力情况
基础设计主要参数 4 ①800钻孔桩， 基础桩： 标高-2.90m ，桩长为15.96m ，桩端 桩顶 入微风化 0.5m 。 承台尺寸：平面 4.0 X 4.0 m,厚度 h=1.50m ，桩 与承台 中心距离为 1.20m ;桩身混凝土等级： C25。 承台混凝土等级： C35; 承台面标高：-1.50m (原地面标高 为-0.6m ，建筑物基 坑开挖深度 为-11.9m ) 比较桩基础塔吊基础的工作状态和非工作状态的受力 情况，桩基础按 非工作状态计算，受力如上图所示： Fk=850.0kN Gk=25X 4X 4X 1. 50=600kN Fk Fh M Mz 工作状态 950 30 2780 340 非工作状 态 850 70 3630 F k ----基础顶面所受垂直力 F h ----基础顶面所受水平力 M ----基础所受倾翻力矩 M----基础所受扭矩 Fh F k 塔吊基础受力示意图 Fk=8bOk \ =363%N.m 2430 =70kbL. 400C
QTZ63塔吊天然基础的计算书 （一）参数信息 塔吊型号：QTZ63，自重(包括压重)F1=450.80kN，最大起重荷载F2=60.00kN，塔吊倾覆力距M=630.00kN.m，塔吊起重高度=70.00m，塔身宽度B=1.50m，混凝土强度等级：C35，基础埋深D=5.00m，基础最小厚度h=1.35m，基础最小宽度Bc=5.00m。 （二）基础最小尺寸计算 基础的最小厚度取：H=1.35m 基础的最小宽度取：Bc=5.00m （三）塔吊基础承载力计算 依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。 计算简图： 当不考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑偏心距较大时的基础设计值计算公式：
式中 F──塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载,F=1.2×510.8=612.96kN； G──基础自重与基础上面的土的自重，G=1.2×(25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc ×Bc×D) =4012.50kN； Bc──基础底面的宽度，取Bc=5.00m； W──基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=20.83m3； M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M=1.4× 630.00=882.00kN.m； a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m)，按下式计算： a=5.00/2-882.00/(612.96+4012.50)=2.31m。 经过计算得到： 无附着的最大压力设计值 Pmax=(612.96+4012.50)/5.002+882.00/20.83=227.35kPa 无附着的最小压力设计值 Pmin=(612.96+4012.50)/5.002-882.00/20.83=142.68kPa 有附着的压力设计值 P=(612.96+4012.50)/5.002=185.02kPa 偏心距较大时压力设计值 Pkmax=2×(612.96+4012.50)/(3×5.00×2.31)=267.06kPa （四）地基基础承载力验算 地基承载力设计值为：fa=270.00kPa 地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=227.35kPa，满足要求！ 地基承载力特征值1.2×fa大于偏心距较大时的压力设计值Pkmax=267.06kPa，满足要求！据安徽省建设工程勘察设计院《岩土工程勘察报告》，Ⅰ#塔吊参227号孔，Ⅱ#塔吊参243号孔，Ⅲ#塔吊参212号孔，Ⅳ#塔吊参193号孔，Ⅵ#塔吊参118号孔，Ⅶ#塔吊参108号孔。 （五）受冲切承载力验算 依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第8.2.7条。 验算公式如下： 式中hp──受冲切承载力截面高度影响系数，取hp=0.95； ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，取 ft=1.57kPa；
合肥西湖花苑桂雨苑、南屏苑工程 塔吊基础方案 一、工程概况 合肥宋都西湖花苑工程位于安徽省合肥市政务文化新区习友路与怀宁路交叉口。本工程中桂雨苑共12幢住宅楼及地下车库，南屏苑共4幢住宅楼，框架异型柱结构6~18层，车库为地下一层。其中桂雨苑1~10#楼6层，总高度22.20米；桂雨苑11#、南屏苑1、2、4#楼11层，总高度38.80 米；南屏苑3#楼9层，总高度33.00 米；桂雨苑12#楼18层，总高度59.10 米。室内地面标高±0.000相当于黄海标高42.950米。 二、塔吊概况 本工程主体结构施工时共设塔吊7台，布设位置和塔吊编号见平面布置图。Ⅰ#、Ⅱ#塔吊采用浙江虎霸建设机械有限公司生产的QTZ63型塔吊，该塔吊独立式起升高度为40米，附着式起升高度达140米，工作臂长50米，最大起重量6吨，额定起重力矩为63吨米，最大起重力矩为76吨米。Ⅲ#、Ⅳ#、Ⅵ#、Ⅶ#塔吊采用烟台市建设机械厂生产的QTZ63型塔吊，该塔吊独立式起升高度为40米，附着式起升高度达140米，工作臂标准臂长45米，加长臂50米，最大起重量6吨，额定起重力矩为760千牛米，最大起重力矩为860千牛米。Ⅴ#塔吊采用浙江省建筑机械公司生产的QTZ60型塔吊，该塔吊独立式起升高度为40.1米，附着式起升高度达100米，工作臂长45米，额定起重力矩600千牛? 米（60吨?米），最大额定起重量6吨。 桂雨苑12#楼工程结构最大高度59.10米，Ⅶ#塔吊计划最大安装高度72米，中间考虑设2道附墙；桂雨苑11#、南屏苑1、2、4#楼11层工程结构最大高度38.80米，Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅶ#塔吊计划最大安装高度49米，中间考虑设1道附墙；桂雨苑1~10#楼楼工程结构最大高度22.20米，Ⅲ~Ⅴ#塔吊计划最大安装高度33米，中间不考虑设附墙。 三、塔吊基础选择 厂家提供的说明书中要求基础混凝土强度采用C35，QTZ63型塔吊基础底面为5000×5000（QTZ60型塔吊基础底面为4820×4820）的正方形。 铺设混凝土基础的地基应能承受0.2MPa的压力，本工程③2层粘土层的承载力达0.27MPa，满足塔吊基础对地基承载力的要求，且该土层也是建筑物基础所在土层，以该土层作塔吊基础的持力层，既能满足塔吊使用要求，也不会有基坑开挖时引起塔吊基础变形的问题。
目录 第一章编制依据 (2) 第二章工程概况 (2) 第三章塔吊技术要求 (2) 第四章塔吊布置 (3) 第五章工程地质条件及土层物理力学指标4第六章塔吊桩基础的计算书 (6) 第九章抗倾覆验算 (12) 第十章预制桩插筋抗拔计算 (13) 第十一章承台受冲切、受剪切承载力验算 (13) 第十二章承台配筋计算 (14) 第十三章计算结果 (15) 第十四章塔吊基础一般构造要求 (16)
第一章编制依据 1、广东省华城建筑设计有限公司的结构及建筑施工图纸； 2、太阳城御园工程《岩土工程地质勘察报告》； 3、现行工程质量验收规范和有关工艺技术规程； 4、国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）； 5、行业标准《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）； 6、广东省标准《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）。 第二章工程概况 太阳城御园工程位于广州增城市新塘镇永和辖区内，本工程由广东省华城建筑设计有限公司设计，广东省湛江地质勘察院提供《岩土工程勘察报告》，由广州市港龙实业有限公司投资兴建。本工程地下1层，地上18层，总建筑面积42000m2，总建筑高度为57.0m。 本工程总施工工期为400天。根据本工程特点及实际布置情况，拟安装二台由佛山市南海高达建筑机械有限公司生产制造的型号为QTZ80（6012）和QTZ63A（5510）两台自升塔式起重机。 第三章塔吊技术要求 地基土质要求均匀，土质承载力不低于35.5Mpa;混凝土强度不低于C35。 塔机安装，基础混凝土强度不应低于90%，并做好基础的排水工作。 必须用φ25圆钢穿过相邻两族地脚螺栓。 塔机独立式使用自由高度为42米、35米。 基础必须做好接地措施，要求接地电阻≤4Ω。
工程项目塔吊基础施工组织设计 编制： 审核： 审批： 日期： 有限公司
目录 一、编制依据 0 二、工程概况 0 2.1工程概况 0 2.2场地概况 (1) 3.3机械概况 (2) 三、塔机选型 (3) 四、塔吊基础设计 (4) 4.1塔吊基础的定位 (4) 4.2塔吊基础设计 (5) 五、塔吊基础施工 (9) 1、塔吊基础施工工艺 (9) 2、主要的施工方法 (9) 六、塔吊基础技术措施和质量验收 (10) 七、塔吊沉降、垂直度监测及偏差校正 (11) 八、安全技术要求 (11)
附图一：塔吊平面布置图 (16)
一、编制依据 1、郑州大学综合设计研究院有限公司设计的中牟县黄河滩区居民迁建狼城岗镇试点工程项目施工图 2、《混凝土结构工程施工验收规范》GB50204—2015 3、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2013 4、《混凝土质量控制标准》GB50164-2011 5、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012 6、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011 7、《建筑地基基础设计规范》GB50007—2011 8、郑州大学综合设计研究院有限公司提供的《岩土工程勘察报告书》 9、长沙中联重工科技发展股份有限公司提供的TC5610-6和TC5010-4型塔式起重机性能参数和使用说明书 10.《品茗施工安全计算软件》 二、工程概况 2.1工程概况
2.2场地概况 拟建场地在勘探深度范围内，勘察期间测得场地静止水位埋深在现地表下7.5～8.4m左右, 近3～5年中较高水位为2.5m,历史最高水位为2.0m（标高76.5m）；水位年变幅2.0m左右，15m（左右）以上的粉土、粉质粘土层为弱透水层，该含水层渗透系数为0.51m/d，下部砂层含水层渗透系数为4.75m/d。
塔吊基础承载力计算书 办公楼工程 塔吊基础承载力计算书 审定： 审核： 编制： XXXXX建筑工程公司 XXXX年X月XX日 依据塔吊说明书要求及现场实际情况，塔基承台设计为5200m5200m1.3m，根据地质报告可知，承台位置处于回填土上，地耐力为4T/m2，不能满足塔吊说明书要求的地耐力24T/m2。为了保证塔基承台的稳定性，打算设置四根人工挖孔桩。 地质报告中风化泥岩桩端承载力为P＝220Kpa。按桩径r＝1.2米，桩深h＝9米，桩端置于中风化泥上（嵌入风化泥岩1米）进行桩基承载力的验算。 一、塔吊基础承载力验算 1、单桩桩端承载力为： F1=SP=r2P＝0.62220＝248.7KN=24.87T
2、四根桩端承载力为： 4F1＝424.87＝99.48T 3、塔吊重量51T（说明书中参数） 基础承台重量：5.25.21.32.2＝77.33T 塔吊＋基础承台总重量＝51＋77.33=128.33T 4、基础承台承受的荷载 F2＝5.25.24.0=108.16T 5、桩基与承台共同受力＝4F1+F1=99.48+108.16=207.64T塔吊基础总重量＝128.33T 所以塔吊基础承载力满足承载要求。 二、钢筋验算 桩身混凝土取C30，桩配筋23根ф16，箍筋间距8@200。 验算要求轴向力设计值N0.9(fcAcor+fyAS+2xfyAsso) 必须成立。 Fc=14.3/mm2（砼轴心抗压强度设计值） Acor＝r2/4（构件核心截面积） ＝11002/4＝950332mm2 fy=300N/MM2（Ⅱ级钢筋抗压强度设计值） AS =23r2/4＝23162/4 ＝4624mm2（全部纵向钢筋截面积） x＝1.0（箍筋对砼约束的折减系数，50以下取1.0） fy=210N/mm2 （Ⅰ级钢筋抗拉强度设计值） dCor＝1100mm （箍筋内表面间距离，即核心截面直径）
塔机基础计算理论
1. 《塔式起重机设计规范》基础算法 2. 固定式基础稳定性和地面压应力计算方法2.1 基础受力分析和计算原理 2.2 方形基础计算分析 2.3 十字形基础计算分析 2.4 圆形基础计算分析 3. 基础计算工具 4. 结论
1.《塔式起重机设计规范》基础算法 固定式塔式起重机使用的混凝土基础的设计应满足抗倾翻稳定性和强度条件： 混凝土基础的抗倾翻稳定性公式： （1） 地面压应力公式： （2） e ——偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离 M ——作用在基础上的弯矩F v ——作用在基础上的垂直载荷F h ——作用在基础上的水平载荷F g ——混凝土基础的重力b ——基础宽度h ——基础高度p b ——地面计算压应力 [p b ]——地面许用压应力，由实地勘探和基础处理情况确定 3 b F F h F M e g v h ≤ +?+=()[] b g v b p l b 3F F 2p ≤??+=
对于公式1来讲，有时候不能确定b的大小，比如方形基础45度角，十字型基础，因而无法按照公式校核其稳定性。
2．固定式基础稳定性和地面压应力计算方法 2.1 基础受力分析和计算原理 ··············································第五届山东富友塔机设计生产与使用管理技术交流会 假设：基础是刚性的， 支撑平面是弹性的而且弹性均匀；
由力学知识可知，平衡的基本条件：合力为零、合力矩为零。 对于基础即为： a.地面对基础的反作用力（支撑反力）的总和等于G（塔机整机加基础的重量）； b.对于基础下平面的任何一条线来讲，G对该点产生的力矩等于地面支撑反力对该点产生的力矩。 经过分析并结合GB50135-2006《高耸结构设计规范》可知，实际上基础稳定所需满足的条件：在规定的工况下，基础底面允许脱开基土的面积不得大于基础总面积的一半，即：地面对基础的反作用力面积不得小于基础面积的一半的，极限状态如图a所示：
1.塔吊基础设计计算方案 一、设计依据 1.《建筑桩基础技术规范》JGJ84—94 2.《混凝土结构设计规范》GB50040—2002 3.《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002 4.《建筑地基基础设计规范》DB33/1001—2003 5.《建筑机械使用安全规程》JGJ33—2001 6.《建筑结构荷载规范》GB50009—2002 7.本工程《岩石工程勘察报告》 8.施工图纸 9.简明施工计算手册 10.塔吊使用说明书 二、塔吊选型 本工程为框剪结构，地下一层，总建筑面积246389m2、本标段72500m2。地上18~32层，地下室Ⅱ区地面结构标高为-5.6m,地下室Ⅱ区顶板结构标高为-1.20m,板厚500mm,5#--6#楼建筑物高度最大为98.6m, 5#--6#楼构架顶标高105.3m,7#--9#楼建筑物高度最大为55.3m, 7#--9#楼构架顶标高62m。根据本工程特点、布局，拟选用4台浙江凯达电梯制造有限公司制造的QTZ63型液压自升塔式起重机（简称塔吊），其相关技术参数适用于本工程垂直运输需要。 三、塔吊位置的确定 为最大限度的满足施工需要，拟将塔吊位置作如下确定： 塔吊基础：5#塔吊设置在5#楼E—F轴/24—25轴，7#塔吊设置在7#楼E—F轴/8—6轴，8#塔吊设置在8#楼Q轴/8—9轴，9#塔吊设置在9#楼B1轴/13轴，具体详见塔吊平面布置图。
四、塔吊基础的确定 1.地质参数以本工程《岩石工程勘察报告》中有关资料为计算依据（以Z50孔为依据）， 其主要设计参数（见土层设计计算参数表）。 2.塔吊基础受力情况（说明书提供）
塔吊基础设计计算方法 地基基础采用预应力混凝土管桩基础，设计等级教工宿舍C1C4、教工宿舍C15C16为丙级，教工宿舍C5C6为乙级。抗震设防烈度为6度，设计使用年限50年。 标签：塔吊基础；四桩；预应力管桩；承载力；倾覆力矩 1 工程概况 广东水利电力职业技术学院从化校区教工宿舍工程包括C1C4、C5C6、C15C16共3栋主体建安工程，二期精装修以及其他配套工程等。 三栋建筑由教工宿舍C1C4和教工宿舍C5C6、教工宿舍C15C16组成，总建筑面积：17782.82m2。其中教工宿舍C1C4地上6层；教工宿舍C5C6地上12层；教工宿舍C15C16地上6层，基地建筑面积2358.99m2（其中C1C4为862.89m2；C5C6为745.05m2；C15C16为751.05m2）。C1C4首层层高3m，二层～六层层高为3.0m，六层以上层高均为3.2m；C5C6首层层高4m，二层～十二层层高3m，十二层以上4.7m；C15C16首层层高3m，二层～六层层高3m，六层以上3.9m。C1C4、C15C16建筑结构类型为异形柱框架结构，C5C6建筑结构类型为剪力墙结构。 教工宿舍C1C4、教工宿舍C15C16建筑结构类型为异形柱框架结构，教工宿舍C5C6建筑结构类型为剪力墙结构。建筑安全等级为二级，抗震设防类型为丙类。地基基础采用预应力混凝土管桩基础，设计等级教工宿舍C1C4、教工宿舍C15C16为丙级，教工宿舍C5C6为乙级。抗震设防烈度为6度，设计使用年限50年。建筑防火类别为二类，耐火等级为二级；主体建筑屋面工程防水为2级。 根据施工现场场地条件及周边环境情况，安装1台塔式起重机负责建筑材料的垂直及水平运输。 2 塔吊基础（四桩）设计 2.1 计算参数 采用1台QTZ80塔式起重机，塔身尺寸1.60m，地下室开挖深度为0m；现场地面标高-0.60m，承台面标高-0.30m；采用预应力管桩基础，地下水位-2.90m。 2.1.1 塔吊基础受力情况 图1 塔吊基础受力示意图
3#塔吊基础施工方案 工程名称：岭头村迁建工程—新村建设工程（一期）工程地点：广州市萝岗区永顺大道西的北面 施工单位：广州市房屋开发建设有限公司 编制单位：广州市房屋开发建设有限公司 编制人： 编制日期： 2010年月日 审核人： 审核日期： 2010年月日 审批负责人： 审批日期： 2010年月日
目录 一、编制依据 (1) 二、基本概况 (1) 三、塔吊基础定位 (3) 四、塔吊基础设计 (4) 五、塔吊基础施工做法 (5) 六、塔吊穿过地下室顶板处理措施 (6) 七、塔吊基础验算书： (7) 八、附图 (10)
一、编制依据 1、本工程地质勘察报告 2、本工程施工图纸 3、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008） 4、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002） 5、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002) 6、《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》(JGJ196-2010) 7、QTZ6015塔式起重机使用说明书 8、钢筋混凝土结构设计用表（中国建筑工业出版社） 9、《建设工程基坑、高支模、塔式起重机施工专项安全培训讲义》 10、PKPM安全计算软件 二、基本概况 2．1、工程概况 本工程位于广州市萝岗区永顺大道北面，现场交通条件较方便，6栋住宅楼，分别编为（1～6栋），其中六栋为16层，建筑高度为51.20m，一至五栋为18层，建筑高度为57.20m。幼儿园为3层，建筑高度为9.90m。地下室层高为-5.85m，各栋所有首层层高均为4.8m,标准层高均为3m。幼儿园首层高为-0.20m，标准层高均为3.3m。,钢筋砼剪力墙结构，总建筑面积约为118435.6m2（其中地上面积108355.6 m2，地下面积10080 m2）。本工程安装四台QTZ6015塔吊，分别为1#、2#、3#、4#。本方案为3#塔吊基础施工方案，设置在四栋地下室穿过地下室顶板作用于垂直运输，3#塔式起重机最大安装高度为72m，安装位中心距4-N轴6.00m，D-15轴3.20m，（具体位置详看后附图)，塔吊承台的基础采用地下室天然地基础形式，塔吊基础承台开挖与地下室基坑同时开挖，开挖放坡1：1.2，塔吊基坑底标高为-7.850m。塔吊首次安装高度为19米。 2．2、场区地形地貌 场地位于广州市萝岗区岭头村永顺大道西路的北侧，场地北侧为丘陵，东侧为残丘。周围地势较宽广。场地原地貌单元属丘陵前缘冲积和坡积地带，现场局部稍有起伏。 2．3、岩土分层描述 根据广东市科城建筑设计有限公司、广东省工程勘察院2008年9月《岩土工程详
塔吊基础设计计算方案
一、设计依据 1.《建筑桩基础技术规范》JGJ84—94 2.《混凝土结构设计规范》GB50040—2002 3.《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002 4.《建筑地基基础设计规范》DB33/1001—2003 5.《建筑机械使用安全规程》JGJ33—2001 6.《建筑结构荷载规范》GB50009—2002 7.本工程《岩石工程勘察报告》 8.施工图纸 9.简明施工计算手册 10.塔吊使用说明书 二、塔吊选型 本工程为框剪结构，地下一层，总建筑面积246389m2、本标段72500m2。地上18~32层，地下室Ⅱ区地面结构标高为-5.6m,地下室Ⅱ区顶板结构标高为-1.20m,板厚500mm,5#--6#楼建筑物高度最大为98.6m, 5#--6#楼构架顶标高105.3m,7#--9#楼建筑物高度最大为55.3m, 7#--9#楼构架顶标高62m。根据本工程特点、布局，拟选用4台浙江凯达电梯制造有限公司制造的QTZ63型液压自升塔式起重机（简称塔吊），其相关技术参数适用于本工程垂直运输需要。 三、塔吊位置的确定 为最大限度的满足施工需要，拟将塔吊位置作如下确定： 塔吊基础：5#塔吊设置在5#楼E—F轴/24—25轴，7#塔吊设置在7#楼E—F轴/8—6轴，8#塔吊设置在8#楼Q轴/8—9轴，9#塔吊设置在9#楼B1轴/13轴，具体详见塔吊平面布置图。 四、塔吊基础的确定 1.地质参数以本工程《岩石工程勘察报告》中有关资料为计算依据（以Z50孔为依据）， 其主要设计参数（见土层设计计算参数表）。
2.塔吊基础受力情况（说明书提供） 3.所定的塔吊位根据建筑结构条件、地质条件以及塔吊各项技术参数确定：塔吊基础桩采 用机械钻孔混凝土灌注桩，桩径800，桩长38M（有效桩长），桩身混凝土C25，钢筋笼全长配筋16A20，A8@100/200（螺旋箍），附加箍筋A14@2000，桩顶3000内A8@100，钢筋伸入承台800，桩数4根。桩顶标高为-7.10(-7.25)m,桩位布置及基础承台平面尺寸详见附图。 4.采用钢筋混凝土承台，尺寸为4000×4000×1000mm，内配钢筋双层双向A20@200， 承台混凝土强度C30，承台顶标高-6.15(6.30)m,基础下100厚C15混凝土垫层。在塔吊承台位置地下室底板预留洞4000×4000，四周设一道止水板，与基础连接处用100厚泡沫板相隔并做防水处理。塔吊基础处后浇带处理方法同地下室后浇带。塔身穿楼板处，楼板预留洞四周比塔身外围大500mm(2600×2600),该处梁板后浇带处理方法同地下室顶板后浇带。 五、塔吊基础施工 塔吊基础混凝土机械钻孔桩，将由在现场施工工程桩的施工队伍施工，并按其专项施工方案进行操作。
江苏省建筑科学研究院有限公司陈新杰210008 摘要：根据工程实践经验，列举常见的塔吊基础设计方案、验算方法及施工要点。 关键词：塔吊基础设计方案验算方法 1、概述 根据公司实际情况以及以往工程实践经验，以自备常用的QTZ63t.m外附式自升塔吊为例，列举常见的塔吊基础设计方案、验算方法及施工要点。 2、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： （1）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不小于 1.5 m且该土层地基承载力特征值不小于210Kpa的稳定原土层。 （2）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不少于 1.5m 且该土层地基承载力特征值不小于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不小于210Mpa，砂石垫层置换的厚度及面积须经计算确定。 （3）利用桩基础作为塔吊基础地基 这种情况通常适用于施工场地土质条件差且在塔吊基础埋置深度适用范围内无上述两种情况土层或受场地限制须将塔吊基础深埋的情况（如埋置在地下室底板下），桩型原则上选用与工程桩同类型桩型以利于施工方便，桩数原则上为四根以形成群桩承载增加塔吊基础稳定性。 3、砂石垫层置换法验算要点及施工要点 （1）砂石垫层置换法原则上仅适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。 （2）工程已具备工程地质勘察报告，且塔吊基础所在地经认定可参照地质报告相应剖面进行取值。 （3）砂石垫层的厚度z应根据需置换软弱土的深度或下卧土层的承载力确定并符合下式要求：P Z＋P CZ≤f az 式中：P Z：相应于荷载效应标准组合时，垫层底面处的附加压力值（Kpa）。 P CZ：垫层底面处土的自重压力值（Kpa）。