1.基礎形式
固定式塔式起重機采用鋼筋混凝土基礎,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,其構造和功能見表14-70.而X形和雙條形基礎,則用于400~600kN·m級塔吊。
兩種固定式混凝土基礎構造、功能及應用范圍對比表表14-70
當高層建筑深基礎施工階段(例如澆筑鋼筋混凝土底板),如確需在基坑近旁構筑附著式塔吊基礎時,建議采用灌注樁承臺式鋼筋混凝土基礎。灌柱樁的埋深可根據(jù)地質情況確定,樁的直徑為φ800~1000mm.樁的中心距應與塔身尺寸相對應,承臺應露出地表15~25cm,承臺尺寸既要滿足塔吊穩(wěn)定性的需要,又應符合施工現(xiàn)場條件。
2.地基計算
參照《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2002)規(guī)定,塔式起重機的地基承載力計算方法如下:
(1)基礎底面的壓力,應符合下式要求:
當軸心荷載作用時
p≤fa(14-26)
式中p——基礎底面的平均壓力值;
fa——地基承載力特征值。
當偏心荷載作用時,除符合式(14-26)要求外,尚應符合下式要求:
pmax≤1.2fa(14-27)
式中pmax——基礎底面邊緣的最大壓力值。
(2)基礎底面的壓力,按下列公式確定:
當軸心荷載作用時,
式中F——塔式起重機傳至基礎頂面的豎向力值;
G——基礎自重和基礎上的土重;
A——基礎底面面積。
當偏心荷載作用,偏心距e≤b/6時
式中M——作用于基礎底面的力矩;
W——基礎底面的抵抗矩。
當偏心距e>b/6時,pmax按下式計算:
式中l(wèi)——垂直于力矩作用方向的基礎底面邊長;
a——合力作用點至基礎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或其他原位測試等方法確定。
3.分離式基礎計算
1-塔機支腿;2-支腿底座板;3-混凝土基礎
按下列步驟進行:
(1)確定基礎埋置深度
根據(jù)現(xiàn)場地基的具體情況確定,一般塔機基礎埋設深度為1~1.5m.
(2)計算基礎底部所需面積A:
分離式基礎承受軸心荷載,故基礎底面可采用正方形,其邊長a=
(3)確定基礎高度
基礎高度需滿足抗沖切要求,可近似按下式計算:
式中h——基礎高度;
F——塔式起重機傳至基礎頂面的豎向力值;
ft——混凝土抗拉強度設計值;
um——基礎頂面荷載作用面積的周長,即塔機支腿底座板周長。
(4)配筋
基礎配筋可參照上述《建筑地基基礎設計規(guī)范》中“擴展基礎”的構造要求確定,即:
1)受力鋼筋的最小直徑不應小于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.整體式基礎計算
整體式基礎計算除其自身強度需滿足規(guī)范要求外,尚應滿足防止塔式起重機傾覆和地基承載力的要求。
(1)防塔機傾覆計算
為防止塔機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中心的距離;
Mt——作用于塔身的不平衡力矩;
H——作用于基礎上的水平力;
h——整體基礎的高度;
F——作用于基礎頂面的豎向力;
G——基礎自重;
b——基礎寬度。
(2)地基承載力驗算
整體式鋼筋混凝土基礎的地基承載力驗算按本節(jié)公式(14-26)、(14-27)和(14-29)或(14-30)進行。
(3)配筋
同分離式基礎。