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。
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经综合分析，选取③2层粘土层为塔吊基础的持力层，基础底标高与建筑物的基础底标高相平。
因塔吊基础上表面在自然地面以下，为保证基础上表面处不积水，将场地排水沟与塔吊基础相连通。沿塔吊基础四周砖砌300×500排水沟，与场地排水沟相连并及时排除，确保塔吊基础不积水。
塔吊基础配筋及预埋件等均按使用说明书。 四、塔吊的使用与管理
塔吊安装及拆除均应由具有安装及拆除专项质资的专业队伍负责施工，并编制相应的塔吊搭拆专项方案经集团公司设备处审批后实施。
处于低位的塔吊臂架端部与另一台塔吊的塔身之间距离不得小于2米，处于高位的塔吊（吊钩升至最高点）与低位塔吊的垂直距离在任何情况下不得小于2米；塔机吊物时，起升、回转可同时进行，变幅应单独进行，每次变幅后应对变幅部位进行检查；作业完毕后，起重臂应转到顺风方向，并松开回转制动器。
塔吊除做好保护接零外，还应做好重复接地（兼防雷接地），电阻不大于10欧姆。 塔吊司机及指挥人员均要持证上岗，指挥与司机之间用对讲机或信号旗联系，使用过程中严格遵守十不准吊规定。
塔吊在验收合格并挂出合格牌后才能使用。
塔吊的日常维修及各种保险、限位装置、接地电阻的检查均按公司的有关规定执行。确保做到灵敏，可靠。
塔吊使用期间要定期测量基础沉降及塔吊倾斜，测量频率每月不少于一次。钢丝绳要经常检查，及时更换。
五、塔吊基础
塔吊基础位置布置及塔吊基础配筋详见附图。 六、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
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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；
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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； am──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度： am=[1.50+(1.50 +2×1.35)]/2=2.85m； h0──承台的有效高度，取 h0=1.3m； Pj──最大压力设计值，取 Pj=267.06kPa； Fl──实际冲切承载力：
Fl=267.06×(5.00+4.20)×0.40/2=491.39kN。
允许冲切力： 0.7×0.95×1.57×2850×1300=3868205.25N=3868.21kN
实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！
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（六）塔吊稳定性验算 塔吊有荷载时稳定性验算 塔吊有荷载时，计算简图：
塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算：
式中 K1──塔吊有荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15； G──起重机自重力(包括配重，压重),G=450.80(kN)； c──起重机重心至旋转中心的距离,c=5.50(m)； h0──起重机重心至支承平面距离, h0=6.00(m)； b──起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=1.50(m)； Q──最大工作荷载,Q=100.00(kN)； g──重力加速度(m/s2),取9.81； v──起升速度,v=0.50(m/s)； t──制动时间,t=2(s)；
a──起重机旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=15.00(m)； W1──作用在起重机上的风力,W1=2.00(kN)； W2──作用在荷载上的风力,W2=2.00(kN)；
P1──自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=8.00(m)； P2──自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.50(m)； h──吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=30.00(m)； n──起重机的旋转速度,n=1.0(r/min)；
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H──吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H＝28.00(m)； ──起重机的倾斜角，=0.00(度)。 经过计算得到 K1=2.266
由于K1>=1.15,所以当塔吊有荷载时，稳定安全系数满足要求! （七）承台配筋计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第8.2.7条。 1、抗弯计算，计算公式如下：
式中 a1──截面I-I至基底边缘的距离，取 a1=1.75m； P──截面I-I处的基底反力：
P=267.06×(3×1.50-1.75)/(3×1.50)=163.20kPa； a'──截面I-I在基底的投影长度,取 a'=1.50m。
经过计算得 M=1.752×[(2×5.00+1.50)×(267.06+163.20-2×4012.50/5.002)+(267.06-163.20)×5.00]/12
=453.21kN.m。 2、配筋面积计算,公式如下：
依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第7.2条。
式中 1──系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，
1取为0.94,期间按线性内插法确定； fc──混凝土抗压强度设计值；
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h0──承台的计算高度。
经过计算得 s=453.21×106/(1.00×16.70×5.00×103×13002)=0.003 =1-(1-2×0.003)0.5=0.003 s=1-0.003/2=0.998
As=453.21×106/(0.998×1300×300.00)=1163.94mm2。 由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为：10125mm2。
故取 As=10125mm2。实际烟台建设机械厂QTZ63（Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅶ#塔吊基础）选用φ20@170，虎霸建机QTZ63（Ⅰ、Ⅱ#塔吊基础）选用φ20@165。
七、QTZ60塔吊天然基础的计算书 （一）参数信息
塔吊型号：QTZ60，自重(包括压重)F1=833.00kN，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=40.00m， 塔身宽度B=1.60m， 混凝土强度等级：C35，基础埋深D=5.00m，基础最小厚度h=1.25m，基础最小宽度Bc=4.82m。
（二）基础最小尺寸计算 基础的最小厚度取：H=1.25m 基础的最小宽度取：Bc=4.82m （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。 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=1.2×893=1071.60kN；
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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) =3659.10kN；
Bc──基础底面的宽度，取Bc=4.82m；
W──基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=18.66m3；
M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M=1.4×600.00=840.00kN.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=4.82/2-840.00/(1071.60+3659.10)=2.23m。 经过计算得到：
无附着的最大压力设计值
Pmax=(1071.60+3659.10)/4.822+840.00/18.66=248.63kPa
无附着的最小压力设计值 Pmin=(1071.60+3659.10)/4.822-840.00/18.66=158.62kPa 有附着的压力设计值 P=(1071.60+3659.10)/4.822=203.63kPa 偏心距较大时压力设计值 Pkmax=2×(1071.60+3659.10)/(3×4.82×2.23)=293.09kPa
（四）地基基础承载力验算
地基基础承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第5.2.3条。
计算公式如下：
其中 fa──修正后的地基承载力特征值(kN/m2)； fak──地基承载力特征值，取270.00kN/m2； b──基础宽度地基承载力修正系数，取0.00； d──基础埋深地基承载力修正系数，取0.00； ──基础底面以下土的重度，取20.00kN/m3； γm──基础底面以上土的重度，取20.00kN/m3； b──基础底面宽度，取5.00m； d──基础埋深度,取5.00m。
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解得地基承载力设计值 fa=270.00kPa
实际计算取的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=248.63kPa，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=0kPa，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》，Ⅴ#塔吊参188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=0.96； ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，取 ft=1.57kPa； am──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度：
am=[1.60+(1.60 +2×1.25)]/2=2.85m； h0──承台的有效高度，取 h0=1.2m； Pj──最大压力设计值，取 Pj=293.09kPa； Fl──实际冲切承载力：
Fl=293.09×(4.82+4.10)×0.36/2=470.59kN。 允许冲切力：
0.7×0.96×1.57×2850×1200=3608236.80N=3608.24kN 实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！ （六）承台配筋计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第8.2.7条。 1.抗弯计算，计算公式如下：
式中 a1──截面I-I至基底边缘的距离，取 a1=1.61m； P──截面I-I处的基底反力：
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P=293.09×(3×1.60-1.61)/(3×1.60)=194.79kPa； a'──截面I-I在基底的投影长度,取 a'=1.60m。
经过计算得 M=1.612×[(2×4.82+1.60)×(293.09+194.79-2×3659.10/4.822)+(293.09-194.79)×4.82]/12=522.10kN.m。
2.配筋面积计算,公式如下：
依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第7.2条。
式中 1──系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，
1取为0.94,期间按线性内插法确定； fc──混凝土抗压强度设计值； h0──承台的计算高度。
经过计算得 s=522.10×106/(1.00×16.70×4.82×103×12002)=0.005 =1-(1-2×0.005)0.5=0.005 s=1-0.005/2=0.998
As=522.10×106/(0.998×1200×300.00)=1453.56mm2。 由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为：9037.5mm2。
故取 As=9037.5mm2，实际浙江省建设机械公司QTZ60（Ⅴ#塔吊基础）选用φ20@183。
我那边在重庆有个工程
原来是回填土（回填约3年）最深位置约20米，到持力层泥岩位置大概约23米，现在塔吊基础准备用单桩（人工挖孔），桩径为1600mm，塔吊承台准备做4.5米X4.5米X1.4米，现在工头想省钱，想把塔吊桩不挖到持力层，大概挖个12米左右（还在回填土上），下面换填2米左右
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的片石和沙，直接利用侧壁的摩擦力和底部换填的端承力支持塔机的竖向承载力，这种情况塔机的抗倾覆和竖向承载力怎么验算呀，除了要验算倾覆和竖向力外是否还需要验算软弱下卧层或其他的配筋什么的，如要又需怎么验算呢，谢谢各位帮忙，具体参数如下： （备注：我那边是7层的房子，我塔吊高度只要35的独立高度就可以了） 工作状态:
基础所受垂直力545KN 基础所受水平力23KN 基础所受倾覆力矩126T.M 基础所受抗扭力16.1T。M 非工作状态:
基础所受垂直力463KN 基础所受水平力69KN 基础所受倾覆力矩135T.M 基础所受抗扭力0
塔吊型号:QTZ63，
塔吊自重(包括压重)G: 545kN， 最大起重荷载Q: 60.000 kN 塔吊倾覆力距M: 1350.000 kN.m
塔吊起升高度H: 101.000 m（这个是否只填35米） 塔身宽度B: 1.600 m 桩顶面水平力 H0: 23.000 kN
混凝土的弹性模量Ec：28000.000 N/mm2 地基土水平抗力系数m：10.000 MN/m4 混凝土强度: C25 钢筋级别: II级钢 桩直径d: 1.600 m 保护层厚度: 100.000 mm
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