常见塔吊基础设计方案及验算方法

常见塔吊基础设计方案及验算方法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1.5m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：PZ＋PCZ≤faz式中：PZ：相应于荷载效应标准组合时，垫层底面处的附加压力值（Kpa）。PCZ：垫层底面处土的自重压力值（Kpa）。faz：垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值（Kpa）。因塔吊基础通常情况下采用正方形，因此根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79－2002设计计算：

PZ＝b2（Pk－Pc）/（b＋2ztgθ）2式中：b：塔吊基础边长（m）。Pk：相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值（Kpa）。Pc：基础底面处土的自重压力值。z：基础底面下砂石垫层的厚度。θ：垫层的压力扩散角（0），通常由z/b值来确定：当z/b＜0.25时

θ＝00当z/b＝0.25时

θ=200当z/b≥0.5时

θ=300当0.25＜z/b＜0.5时

θ值可内插求得。（4）换填的砂石垫层厚度不宜小于0.5m，也不宜大于3m。（5）砂石垫层的宽度应满足基础底面应力扩散的要求，按下式确定b/≥b＋2ztgθ式中b/：砂石垫层宽度（m）。θ：压力扩散角。（6）砂石垫层施工宽度在b/的基础上可根据施工的要求适当加宽，垫层顶面宽度可从垫层底面两侧向上，按基坑开挖期间保持边坡稳定的当地经验放坡确定，垫层顶面每边超出基础底边不宜小于300mm。（7）由于采取砂石垫层换填方案的基础条件不算太差，垫层下应当不存在明显的软弱下卧层，因此一般不进行地基变形验算。（8）砂石垫层选用的材料，可用天然级配砂石或人工级配砂石，宜采用中砂、粗砂、砾砂、碎石，应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质，也可采用细砂，但应掺入不少于总重30％的碎石，碎石的最大粒径不宜大于50mm。（9）砂石