大型塔吊基础的优化设计分析

1、大型塔吊基础的优化设计分析【摘要】：大型塔吊基础的设计不但要考虑安全性及经济性，还要结合施工条件，便于 施工。本文以法国mcl80塔吊为例，对大型塔吊基础的优化设计方法进行了介绍和分析。【关键词】：大型塔吊基础优化设计刖曰随着建筑、ik的发展，塔吊己经成为建筑工地水平和垂直运输的主要运输工具。对于 较大型的地下车库及高层建筑，大型施工塔及国外进口塔被越来越广泛应用。巾于 没有较成熟的施工经验，为了确保塔吊运行的安全性，往往将塔吊基础设计得很浪费， 或者设计不合理，带来运行风险。下文将介绍本公司ibc180塔吊基础设计的成功经验。一、工程概况百仙控股集w有限公司拟在上海市金山区兴建“金瀚园”工程

2、，工程东临杭州湾大 道、西至前京大道、南至板桥西路、北至龙泉港，小区住宅均为18层单元式住宅工程。为施工需要，拟在16#建筑物与地下车库五之间安装一台波坦topkit mc180塔 吊为施工使用，该塔吊额定功率80kw,臂长可达60m。1、工程地质条件(1)塔吊范围内所涉及到的土层主要为1-1、2-1、2-2、3、4、5-1、5-2层。主 要土 m描述如卜 1层杂填土：普遍分布，局部厚度较大；以粘性十为主，夹植物根茎及少量碎砖、 石子，土质松散。 2层浜土：局部分布，灰黑色淤泥质土，夹腐植物，具臭味。 1层褐黄色粉质粘土：局部缺失；湿，可塑，压缩性中等；含氧化铁诱斑及铁锰 质结核，稍显光滑、中

3、等干强度、中等韧性。2层灰黄色粉质粘土：局部缺失；很湿，软塑，压缩性中高等；含铁锰质斑点、云母，局部夾粉砂团块，稍显光滑、中等干强度、中等韧性。 层灰色淤泥质粉质粘土：普遍分布，层位平稳；饱和，流塑，压縮性高；含云母, 夹薄层粘质粉土或粉砂团块，土质不均，稍显光滑、中等干强度、中等韧性。 层灰色淤泥质粘土：普遍分布，层位平稳；饱和，流塑，压缩性高等；含云母， 夹薄层粉性土，韧性高，干强度高，光滑，摇震反应无。 1层灰色粘土：普遍分布，层位平稳；很湿，软塑，压缩性高等；含云母、有机 质，夾钙质结核及半腐植物根茎，土质均匀，光滑、高干强度、高韧性。2层灰色砂质粉土：普遍分布，层位平稳；饱和、中密，

4、压缩性中等；含云 母，夹薄层粘性土，土质不均匀，摇震反应迅速、低干强度、低韧性。 3层灰色粉质粘土：普遍分布，m位平稳；很湿，软塑，压缩性中高等；含 云母、有机质，夹粉土、粉砂薄层，土质均匀，稍显光滑、中等干强度、屮等韧 性。 层暗绿色粉质粘土：普遍分介，层位局部稍有起伏；湿，硬塑，压缩性中 等；含铁锰质结核、铁锈斑点，土质较好，光滑、高干强度、高韧性。 ,层草黄色砂质粉土：普遍分布，m位局部稍有起伏；饱和，中密密实，压 缩性中等；含氧化铁条纹、云母，夹薄层粘性土，土质欠均匀，摇震反应迅速，韧 性低，干强度低。(2)土层的桩侧极限摩阻力标准值fs值与桩端土极限端阻力fp值建议值见下所列。桩基土

5、参数表层号土层名称比贯入阻力ps (mpa )预制桩灌注桩抗拔承载力系数入桩侧极限 摩阻力 标准值fs(kpa)桩端极限 端阻力 标准值fp(kpa)桩侧极限摩 阻力 标准值fs(kpa)桩端极限端阻力标准值fp(kpa)褐黄色粉质粘土0.9915150.7©2灰黄色粉质粘土0.6315150.7灰色淤泥质n /iq15 (<6m)15 (<6m)0.7粉质粘土20 (>6m)15 (>6m)0.7灰色淤泥质粘土0.5725200.71灰色粘十0.6930250.72灰色砂质粉土3.82502000400.73灰色粉质粘十0.8540800300.7暗绿色粉质

6、粘土2.99651800550.7草黄色 砂质粉土7.11754800601400/2灰黄灰色 粉砂14.711106500651900/二、塔吊基础形式优化根据塔说明书，原设计基础为大体积混凝土浅基础，基础为立方体形式，这 样不似占用场地面积很大，而且造成很大浪费。考虑到木塔吊需要兼顾两栋建筑的 使用，需要安装在两栋建筑的狭小空间，为此需要对基础形式进行优化。为减少基础占用而积首先考虑将原浅基础设计改为桩基础形式。同吋为节约造 价，将桩顶筏板基础改为十字条形基础。在桩基础的选择上，结合现场实际情况，考虑到主体结构工程桩为400mm的空 心方桩，为此塔吊基础桩也采用同型号桩型。对于桩基础埋深的

7、考虑通过对地质资 料的分析，对各土层桩端极限端阻力进行比较，考虑将持力层设置在2。对于桩顶十字条形基础，应尽可能在满足设计计算要求后，减少钢筋含量，同 时应满足塔吊预埋件要求。为此对不同设计参数，进行了多次设计计算，选择最优的基础设计数据。三、塔吊基础优化计算依据塔式起重机混凝十基础工程技术规程(jgj/t 187-2009),采用pkpm (cm is)计算得到。塔吊型号： me 180塔机自重标准值:fkl=748. ookn起重说:载标准值:fqk=100. ookn塔吊最大起重力矩:m=1800. ookn. m塔吊计算高度：h=59. 7m塔身宽度： b=2. 00m非工作状态卜*塔

8、身弯矩:ml=-777. 27kn. m桩混凝土等级：c60梁浞凝土等级：c30保护层厚度：50mm十字梁梁&:6. 17m十字梁梁高度： 十字梁梁宽度：hc=l. 20m1=0. 90m承台钢筋级别：hrb400承台顶面埋深：d=l. 500m方桩边长：d=0. 400m桩间距：a=5. 770m桩钢筋级别：pcb-1420-35-1-hg ad9. 0桩入土深度：20. 00m桩型与工艺：预制桩桩空心直径：0. 240m计算简图如下:计算了桩竖向力、十字梁抗弯、十字梁抗剪、桩身承载力、桩竖句承载力及十 字梁上柱的承载力,在满足计算要求时，进行经济性优化设计考虑，最终确定了基础 具体

9、设计方案。四、塔吊基础优化后的平面图和配筋5570cjt1立桂z)自然地面标高-1.200oto 一ga4 *a99ll637x800»1o2ooc2) 4316; 4fl20 g4»16jl900x1200 ft 10200(4) 4ft 16; 725 g汹16省.麝<j4，'一ar*<4400/基础底板钢筋咎12150双层双向一'4空心方桩 kfz - a400 (240)-10,105771五、结论1、对于塔吊基础的设计，尤其是大型塔吊基础的设计，不能盲目采用说明书中的方 案，应结合现场实际施工条件合理布置和选择基础形式，满足工程需要；2、塔吊基础的设计，应结合地质条件，合理选择持力使基础满足安全性和经济 性；3、塔吊基础的设计应进行多次试算，确定