塔吊基础在软土地基上设计施工

浅谈塔吊基础在软土地基上的设计与施工摘要：分析软土地基塔吊基础的形式及选择，提出两种形式的软土地基塔吊基础的设计、施工要点，进而提出体会与建议。

关键词：塔吊基础；软土地基；设计与施工
一、塔吊的类别及软土地基上塔基的形式
塔式起重机（以下简称塔吊）按固定方式分类有固定式、轨道式、附墙式、内爬式，其中固定式塔吊使用的最普遍。

固定式塔吊通常是安装在一个基础上，塔体只能升高或降低，不能水平移动，其基础需根据所选塔吊的具体参数及立塔位置地基土的承载力不同，选择不同形式的塔式起重机基础。

塔式起重机基础通常是钢筋混凝土筏板基础，而在软土地基中施工，由于地基承载力太小，无法满足塔基最小承载力的要求，因此只能选用桩基础形式，而根据各工程地下室的深度不同，分为两种连接形式，一种是桩承台形式，另一种是桩钢格构柱加钢平台形式。

二、软土地基塔基的选择及适用范围
一般来说，普通安装塔吊的汽车吊的工作半径：16吨的汽车吊工作半径为5米，32吨的10米，50吨的15米，选用桩承台的塔基需要先开挖塔基基坑，塔基基坑深度通常与基础底板相同，而软土地基开挖时自然放坡需考虑1：3～4的坡度才能保证边坡稳定，因此埋深超过4米的基础或较为狭小的现场选用桩承台塔基就会给安装塔吊带来很大的困难，而桩钢构柱加钢平台的塔基安装前不需
要开挖基坑，因此不受基础埋深和场地的限制，较为方便，但费用相对较高。

因此，通常在软土地基上，当基础埋深不大于4米且现场场地具备安装条件时，采用桩承台塔基；当基础埋深超过4米或现场狭小时，采用桩钢构柱加钢平台塔基。

三、软土地基塔基的设计
（一）桩承台式塔基的设计
桩承台式塔吊基层设计，首先要根据所选用塔吊的技术要求确定塔吊基础的长、宽和厚度的尺寸；然后依据工程的土质情况、施工场地等情况确定选用桩的种类；根据塔吊的荷载和桩承台的构造要求确定桩的数量、直径等参数；最后验算桩的抗压、抗拔强度及桩承台的抗弯、抗剪强度，保证塔吊施工安全可靠。

（二）桩钢构柱加钢平台塔基的设计
根据现场地质情况及塔吊对基础的要求，桩的设计与承台式塔基相同，钢构柱的设计首先是要满足与桩连接的牢固，一般要求是支撑钢平台的4根钢构柱伸入桩长度不小于2.0m，且应在灌注桩下钢筋笼前与钢筋笼焊接牢固，一起放入桩孔内；其次是要求钢构柱自身的强度应大于塔身标准节的设计刚度，塔吊标准节一般采用
型钢，因此钢构柱一般选用∠125号角钢，以10mm厚钢板作为腹板；最后，随着基础土方开挖，还要将4根钢构柱用∠125号角钢间距1.6m左右作为腹杆连接成一个整体钢构柱，在挖至基底标高后，在桩头标高浇筑一块一般500mm厚的配筋混凝土板，若塔吊荷载较小
时也可不做。

设计计算一般按照塔吊安装第一道附着前的最高自由高度作为最不利情况进行计算，安装平台和钢构柱间的连接应采取加强措施（一般为粗钢筋穿孔焊牢）。

四、施工要点
（一）桩承台塔基的施工
1.桩基施工
首先按照施工图纸的位置精确定位，然后进行桩基施工。

2.塔吊基础土方开挖
首先根据塔吊基础位置和现场土质情况按1:3～1:4放坡放出上口线，然后把塔吊基础基坑坡面范围内的高位桩挖出截掉，再分层开挖，每层挖土厚度不宜超过1500mm，挖土步骤详解下图：图1分层开挖图
图2第一步开挖图3第二步开挖
图4第三步开挖
3.塔吊基础混凝土结构施工
当土方开挖至塔吊基础底标高时，施工塔吊基础。

首先按设计标高把高的桩截掉，然后铺石子、打垫层和灌注桩芯混凝土，再绑扎塔吊基础钢筋，安装预埋螺栓，安装基础模板，最后浇注混凝土。

4、塔吊安装
混凝土浇注完后，养护大概需要10～15天，根据同条件试块的抗压试验报告确定是否可以安装塔吊（一般塔吊基础混凝土强度达到设计强度的80%后，可以安装塔吊）。

安装塔吊前因土方开挖时放
坡较大，因此需回填出安装用的场地，便于支设汽车吊。

（二）桩钢构柱加钢平台塔基的施工
1.钻孔灌注桩施工及钢结构安插
在塔吊专项方案审批通过后，进行钻孔灌注桩的施工，每个塔吊基础下4根桩，桩径通过计算确定，在浇筑混凝土前将事先焊接好的钢筋笼和钢筋格构柱放入孔中，钢格构柱应伸入桩头以下至少2米，与桩钢筋焊接，检查焊接质量并对正位置、调好垂直度后浇注桩身混凝土，一直浇筑至地面。

图5钢格构柱工厂生产图6钢格构柱现场安装
2.塔吊安装平台安装
待桩身混凝土强度达到设计要求后，进行塔吊安装平台的焊接安装，平台采用40mm厚钢板，用槽钢、角钢及钢筋将钢板与四根格构柱焊接牢固，焊接前应检测格构柱的高度、垂直度以及相邻两格构柱是否在一个平面内，顶面若不平的可采用气割割平，若相邻两柱不在一个平面内，可按照附下图7的做法进行施工。

钢平台槽钢安装见图8，钢板安装见图9。

图7钢格构柱连接加固
图8钢平台槽钢安装图9钢板安装
3.塔吊基础节安装
将塔吊基础节吊至安装平台上，根据固定点的位置划线找孔，采用电磁吸力台钻打孔，用螺栓固定塔吊基础节，随安随检测基础节安装水平度，确定达到塔吊安装要求后，固定牢固，以备塔身安
装用。

连接方式详见下图10。

图10-1标准节安装
图10-2标准节安装图10-3标准节安装
4.塔基基座混凝土台施工
当土方开挖至底板标高下500ｍｍ时，施工塔基基座3000×3000×500mm，按照图纸要求配φ16@200双层双向钢筋，拉筋φ14@600，桩头深入基座150mm，混凝土强度等级为c35。

施工完的基座上皮与垫层顶平。

5.其他施工需注意的要点
塔机防雷接地采用专用的接地线，接地电阻不大于4ω，塔吊接地地线与钢格构柱用φ12圆钢焊接，并通过钢格构柱同塔吊桩基钢筋的焊接形成一个接地网，确保塔吊防雷的安全。

因塔吊基础格构柱穿过地下室地板，因此在钢格构柱穿地下室顶板处用4ｍｍ厚钢板做止水板，焊接在钢格构柱柱身上，每边宽出钢构柱100mm，位置在底板的中间，焊接必须牢固密封、位置正确，混凝土浇捣密实。

塔吊安装完成后，由专业测量人员在塔身的明显位置进行标高的标识，注意考虑后期观测的方便，按照刚安装好时每天观测一次，一个月以后每3天观测一次，第一次附着后每周观测一次，期间若发生变动，如台风、暴雨、以及长时间闲置或顶升等情况，应在整体检查、观测后方可再次投入使用；
在塔身明显位置进行垂直度标识，注意考虑后期观测的方便，
按照刚安装好时每天观测一次，一个月以后每3天观测一次，第一次附着后每周观测一次，期间若发生变动，如台风、暴雨、以及长时间闲置或顶升等情况，应在整体检查、观测后方可再次投入使用；
五、工程实例
内蒙古鄂尔多斯市东胜铁西区万正明珠小区，共12栋住宅楼，框架剪力墙结构，建筑面积12.88万平米。

由于本工程所在范围为软土地基，根据本工程不同楼栋的现场情况，在此工程中同时采用了以上两种软土塔吊基础形式。

我们对基础较浅、施工场地宽余的单栋住宅楼采用了桩承台塔基，而对基础埋深大于4米且场地狭小的地下车库及与其相通的住宅楼采用了桩钢构柱加钢平台塔基的
形式。

进而通过对两种软土塔吊基础形式的进一步深化设计，满足了明珠小区的施工和安全要求，收到了很好的使用效果。

六、体会和建议
（一）关于桩承台塔基
桩承台基础适用于开挖深度较浅且施工场地宽阔的工程。

此种基础施工较方便、操作简单、成本低，但土方开挖面积大，安装塔吊时需回填土方，且塔吊安装受混凝土强度影响。

（二）关于桩钢构柱加钢平台塔基
采用钢结构塔吊基础，只需考虑基础钻孔灌注桩的施工与养护时间，其余的焊接等操作非常快捷，能很大限度的节省时间。

同时对于现场塔吊安装和土方开挖的影响基本没有，为施工提供了便利。

由于钢结构自身的刚度远大于塔身标准节的刚度，只需注意焊接、连接质量等一些细节部分，钢结构基础是相当安全的。

塔身钢结构在工程结束塔吊拆除后也可拆除，重复利用，节约了一部分成本。

注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。

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