塔吊基础设计教程
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基础荷载
荷载工况
Fk 工作状态 非工作状态Hale Waihona Puke Baidu500.00 425.00
P(kN) Fh 18.50 65.00 M 1225.00 1605.00
M(kN.m) MZ 205.00 0
三、天然基础计算
3、塔吊天然基础承载力计算 不考虑附着按下列公式
F──塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重F=1.2×塔吊自重； G──基础自重，G=1.2×(25.0×Bc×Bc×Hc）； Bc──基础底面的宽度； W──基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6； M──倾覆力矩，M=1.4×倾覆力矩； Pmax为最大压力值，小于持力层土质承载力则满足要求； Pmin为最小压力值，该值不能为负数，出现负数则基础整体抗倾覆安全性降低。 注：如果Pmax不满足要求，则应考虑增大承台边长或考虑进行地基处理； 如果Pmin出现负值，则应考虑增大承台自重或者采取基础面压重措施。
三、天然基础计算
1、首先确定基础尺寸 基础最小尺寸应满足说明书要求。 2、计算参数 塔吊荷载： 塔吊荷载参数取值应根据说明书取非工况时的参数，主要包括自重、倾覆 力矩及水平力；如说明书中倾覆力矩较大时（大于2000KN.M），则应咨 询厂家该值是否已包含1.4安全系数）；如下表中M分为Mx和My，则倾覆 力矩应为 （Mx2+ My2）1/2 。
四、四桩承台基础计算
2、计算参数 （1）塔吊荷载： 同天然基础荷载
M
Fk = 基础顶面所受垂直力 Fh = 基础顶面所受水平力 M = 基础顶面所受倾覆力矩 M z M z = 基础所受扭矩
Fk
Fh
塔吊基础受力示意图
四、四桩承台基础计算
（2）基础设计参数 1）承台边长一般应大于5m，厚度应能满足地脚螺栓的锚固长度要求（具 体可参照说明书要求； 2）在承台尺寸确定的情况下，应尽可能调大桩距（桩距调大则单桩受力 较小），但应满足“承台边缘至桩中心距离不宜小于桩的直径，且边缘挑 出部位不应小于150mm”的要求； 3）桩顶标高：桩开始穿越的第一层土层顶标高（一般为承台垫层底的标 高）
四、四桩承台基础计算
（3）桩有效长度内土层地质参数 1）桩有效长度：桩顶（承台垫层底开始计算）至桩端持力层的长度，不应从 原地面算起； 2）有效长度内土层地质参数 参照工程地质资料，选取离桩最近的钻孔点参数作为单桩受力的计算依据， 并根据土质各项力学指标绘制计算表格(举例如下）：
序号 地层名称 厚度L(m) 极限侧阻力标 准值qsik(kPa) 极限端阻力标准值 qpk(kPa) 抗拔系数λ
三、天然基础计算
6、塔吊天然基础抗倾覆验算 公式：e=(Mk+Fv×h)/Fk+Gk≤b/4 e为偏心距，如e＞b/6时， Pmax=2（Fk+Gk）/3ba
a为合力点至基础底面最大压力边缘的距离。
四、四桩承台基础计算
1、桩承台构造要求 （1）承台边缘至桩中心距离不宜小于桩的直径，且边缘挑出部位不应小于 150mm； （2）桩顶嵌入承台的长度不宜小于100mm； （3）混凝土灌注桩桩顶主筋应伸入承台内，其锚固长度不宜小于30倍d，对 于抗拔桩不应小于40倍d（塔吊基础桩大部分为抗拔桩）； （4）预制桩在桩顶2m范围内应填筑同承台等强度的桩芯砼，并设置4根插筋 锚入承台40倍d。
二、基础定位
基础定位原则 （1）根据建筑物外形及施工平面布置，塔吊半径应尽可能覆盖拟建建筑及各 种材料加工场范围，来满足垂直运输效益最大化的要求； （2）如拟建建筑物为高层建筑，塔吊安装高度大于最大独立安装高度时，定 位时则应考虑满足附着长度及设置点的要求（附着长度可见说明书要求）； （3）有地下室的建筑物，塔吊基础如设置在基坑边外侧，则基础边离基坑边 应至少大于3米； （4）如受场地限制，塔吊基础在基坑内，可选择设置在底板上或与底板相连 接，但应有防水措施（设置钢板止水带或橡胶止水环），同时应考虑穿越楼板 时楼板的预留尺寸； （5）禁止利用支护桩作为塔吊基础桩； （6）基础定位时应考虑日后塔吊降机是否受建筑物阻碍；
塔吊基础设计
一、基础选型
1、塔吊基础类型： （1）天然基础 （2）桩承台基础：一般为四桩承台（受力较好） 2、选型原则： （1）根据场地地质资料，选择适用该工程的塔吊基础； （2）天然基础：地耐力要求一般为大于20KPa（具体应根据塔吊说明书的要 求），如场地土质较好，可优先选用天然基础； （3）桩承台基础：如场地土质较差、上部土层承载力达不到要求，则应考虑 选用桩承台基础，桩类型选用可参照工程桩。
i
1
淤泥质土
0.49
8.00
0.40
2
粉质粘土
4.70
25.00
0.60
.. n
… 强风化硬质岩
.. 3.00
.. 85.00
.. 3200.00
.. 0.80
四、四桩承台基础计算
3、桩顶作用效应计算（单桩压力及拔力） 计算公式： Nmax =(Fk＋Gk)/n+Mxyi/Σyi2 ; Nmin =(Fk＋Gk)/n-Mxyi/Σyi2 或Nmax =(Fk＋Gk)/n+M/2S; Nmin =(Fk＋Gk)/n-M/2S S=1/2× (d×d+d×d)1/2（d为桩径） Nmax为单桩最大压力； Nmin 如为负值则是单桩的最大拔力。 4、单桩允许承载力特征值计算 Qsk=u∑QsikL+AQpa u—桩周长 Qsik—桩侧土摩阻力 L—桩穿越的各层土层厚度（应分别计算） A —桩底部面积 Qpa —桩端土层端阻力 计算结果Qsk必须大于Nmax。
三、天然基础计算
4、塔吊天然基础受冲切承载力验算 公式
由于该验算安全富余值较大，计算时一般能满足要求，因此不详细介绍
5、承台配筋计算（应参照说明书中的配筋要求）
公式
该公式计算结果一般能满足要求，除满足上式外，还应满足最小配筋率（单层钢筋 总面积应大于0.15%要求，即：单根钢筋面积×单层数量≥塔吊边长×承台有效高度 ×0.15%
四、四桩承台基础计算
荷载工况
Fk 工作状态 非工作状态Hale Waihona Puke Baidu500.00 425.00
P(kN) Fh 18.50 65.00 M 1225.00 1605.00
M(kN.m) MZ 205.00 0
三、天然基础计算
3、塔吊天然基础承载力计算 不考虑附着按下列公式
F──塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重F=1.2×塔吊自重； G──基础自重，G=1.2×(25.0×Bc×Bc×Hc）； Bc──基础底面的宽度； W──基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6； M──倾覆力矩，M=1.4×倾覆力矩； Pmax为最大压力值，小于持力层土质承载力则满足要求； Pmin为最小压力值，该值不能为负数，出现负数则基础整体抗倾覆安全性降低。 注：如果Pmax不满足要求，则应考虑增大承台边长或考虑进行地基处理； 如果Pmin出现负值，则应考虑增大承台自重或者采取基础面压重措施。
三、天然基础计算
1、首先确定基础尺寸 基础最小尺寸应满足说明书要求。 2、计算参数 塔吊荷载： 塔吊荷载参数取值应根据说明书取非工况时的参数，主要包括自重、倾覆 力矩及水平力；如说明书中倾覆力矩较大时（大于2000KN.M），则应咨 询厂家该值是否已包含1.4安全系数）；如下表中M分为Mx和My，则倾覆 力矩应为 （Mx2+ My2）1/2 。
四、四桩承台基础计算
2、计算参数 （1）塔吊荷载： 同天然基础荷载
M
Fk = 基础顶面所受垂直力 Fh = 基础顶面所受水平力 M = 基础顶面所受倾覆力矩 M z M z = 基础所受扭矩
Fk
Fh
塔吊基础受力示意图
四、四桩承台基础计算
（2）基础设计参数 1）承台边长一般应大于5m，厚度应能满足地脚螺栓的锚固长度要求（具 体可参照说明书要求； 2）在承台尺寸确定的情况下，应尽可能调大桩距（桩距调大则单桩受力 较小），但应满足“承台边缘至桩中心距离不宜小于桩的直径，且边缘挑 出部位不应小于150mm”的要求； 3）桩顶标高：桩开始穿越的第一层土层顶标高（一般为承台垫层底的标 高）
四、四桩承台基础计算
（3）桩有效长度内土层地质参数 1）桩有效长度：桩顶（承台垫层底开始计算）至桩端持力层的长度，不应从 原地面算起； 2）有效长度内土层地质参数 参照工程地质资料，选取离桩最近的钻孔点参数作为单桩受力的计算依据， 并根据土质各项力学指标绘制计算表格(举例如下）：
序号 地层名称 厚度L(m) 极限侧阻力标 准值qsik(kPa) 极限端阻力标准值 qpk(kPa) 抗拔系数λ
三、天然基础计算
6、塔吊天然基础抗倾覆验算 公式：e=(Mk+Fv×h)/Fk+Gk≤b/4 e为偏心距，如e＞b/6时， Pmax=2（Fk+Gk）/3ba
a为合力点至基础底面最大压力边缘的距离。
四、四桩承台基础计算
1、桩承台构造要求 （1）承台边缘至桩中心距离不宜小于桩的直径，且边缘挑出部位不应小于 150mm； （2）桩顶嵌入承台的长度不宜小于100mm； （3）混凝土灌注桩桩顶主筋应伸入承台内，其锚固长度不宜小于30倍d，对 于抗拔桩不应小于40倍d（塔吊基础桩大部分为抗拔桩）； （4）预制桩在桩顶2m范围内应填筑同承台等强度的桩芯砼，并设置4根插筋 锚入承台40倍d。
二、基础定位
基础定位原则 （1）根据建筑物外形及施工平面布置，塔吊半径应尽可能覆盖拟建建筑及各 种材料加工场范围，来满足垂直运输效益最大化的要求； （2）如拟建建筑物为高层建筑，塔吊安装高度大于最大独立安装高度时，定 位时则应考虑满足附着长度及设置点的要求（附着长度可见说明书要求）； （3）有地下室的建筑物，塔吊基础如设置在基坑边外侧，则基础边离基坑边 应至少大于3米； （4）如受场地限制，塔吊基础在基坑内，可选择设置在底板上或与底板相连 接，但应有防水措施（设置钢板止水带或橡胶止水环），同时应考虑穿越楼板 时楼板的预留尺寸； （5）禁止利用支护桩作为塔吊基础桩； （6）基础定位时应考虑日后塔吊降机是否受建筑物阻碍；
塔吊基础设计
一、基础选型
1、塔吊基础类型： （1）天然基础 （2）桩承台基础：一般为四桩承台（受力较好） 2、选型原则： （1）根据场地地质资料，选择适用该工程的塔吊基础； （2）天然基础：地耐力要求一般为大于20KPa（具体应根据塔吊说明书的要 求），如场地土质较好，可优先选用天然基础； （3）桩承台基础：如场地土质较差、上部土层承载力达不到要求，则应考虑 选用桩承台基础，桩类型选用可参照工程桩。
i
1
淤泥质土
0.49
8.00
0.40
2
粉质粘土
4.70
25.00
0.60
.. n
… 强风化硬质岩
.. 3.00
.. 85.00
.. 3200.00
.. 0.80
四、四桩承台基础计算
3、桩顶作用效应计算（单桩压力及拔力） 计算公式： Nmax =(Fk＋Gk)/n+Mxyi/Σyi2 ; Nmin =(Fk＋Gk)/n-Mxyi/Σyi2 或Nmax =(Fk＋Gk)/n+M/2S; Nmin =(Fk＋Gk)/n-M/2S S=1/2× (d×d+d×d)1/2（d为桩径） Nmax为单桩最大压力； Nmin 如为负值则是单桩的最大拔力。 4、单桩允许承载力特征值计算 Qsk=u∑QsikL+AQpa u—桩周长 Qsik—桩侧土摩阻力 L—桩穿越的各层土层厚度（应分别计算） A —桩底部面积 Qpa —桩端土层端阻力 计算结果Qsk必须大于Nmax。
三、天然基础计算
4、塔吊天然基础受冲切承载力验算 公式
由于该验算安全富余值较大，计算时一般能满足要求，因此不详细介绍
5、承台配筋计算（应参照说明书中的配筋要求）
公式
该公式计算结果一般能满足要求，除满足上式外，还应满足最小配筋率（单层钢筋 总面积应大于0.15%要求，即：单根钢筋面积×单层数量≥塔吊边长×承台有效高度 ×0.15%
四、四桩承台基础计算