塔式起重机基础和安装定位的探讨与研究

当今的建筑工程结构普遍都较为复杂，建筑物的高度也愈来愈高，地下结构呈现多层态势。用于施工现场的塔式起重机数量迅速增加，桩基础、钢结构组合式基础等普遍应用。如果事先未针对塔机的安装位置、埋置深度、基础形式进行筹划和设计计算，很有客能出现塔机附着装置难以安装、相邻塔机之间的安全距离不足、塔机起重臂碰撞建筑物、触及高压线路、塔机拆除时无法降节、基础尺寸偏小、地基承载力不足、基础滑坡甚至塔机倾翻等种种问题。小编浅析了目前塔机常用的基础形式及施工要点，结合现场经验提出了一些基础问题的解决方法，并针对塔机安装定位常出现的各类问题进行了探讨。

一、塔机起重机基础

塔式起重机安装前，施工单位需要根据塔机使用说明书的要求，结合安装地点的地质情况，对塔机的混凝土固定基础强度、地基承载压力预先计算，确定并编制基础施工方案。不同地区的地耐力差别很大，因此必须对塔式起重机混凝土基础下地基承载能力进行复核，当地基承载能力达不到说明书规定的强度要求时，应采取增补桩基等相应的技术措施。

（一）整体式钢筋混凝土基础

固定式、附着式塔式起重机一般采用整体式钢筋混凝土基础，施工现场大多采用方形基础，该类型基础的特点是能靠近建筑物，能增大塔机的有效作业面，混凝土基础本身还起到压重的作用。整体式基础可与建筑物结构融为一体（例如与建筑物地下室底板或地基基础等），既可节省混凝土基础的制作成本费用，又能进一步确保塔机的整体稳定性。

1、整体式基础的施工要点：

⑴混凝土强度等级应不低于塔机使用说明书规定的级别（主流形式的塔机大都要求强度达到c35以上），并需达到应有的保养时间。

(2)粧的间距布置与粧的受力强度应符合设计 要求。预埋的塔机地下节或基础螺检应在未饶筑混凝土时找平。

(3)塔机预埋节或预埋螺栓应充分露出螺栓的 连接空间，当地脚螺栓伸出基础顶面的长度不足时 (如图1)，可将基础顶面的表层混凝土凿掉一些， 再用高强度混凝土找平即可。

2、预埋塔机地脚螺栓时的注意事项：

（1）在摆放地脚螺栓前，一定要认真核对塔机基 础图是否与安装的塔机制造厂家、型号要求的一致。

（2）现在一般制造厂家都配有用于地脚螺栓位 置尺寸的专用模具(钢制模具较好），使用模具时， 模具纵横两个方向的中心线应与基础中心线重合， 避免出现地脚螺栓位置整体偏移(如图2),正确确 定模具的标高，并校正水平度。

（3）地脚螺栓在模具上固定后，应逐根检查螺 栓顶面的标高，确保螺栓顶面在同一高度。

（4）保持地脚螺栓处于垂直状态，为防止在浇 筑混凝土时发生螺栓移位、偏斜现象，可将螺栓与 钢筋绑扎固定;若采用电焊固定，点焊即可，以防止 因过焊造成地脚螺栓材质变脆、折断。

（5）注意对地脚螺栓的螺纹部分进行保护，涂抹 润滑脂并用牛皮纸包扎。

（6）基础混凝土初凝后，及时拆模并再次检查地 脚螺栓的位置和顶面标高，如果出现偏差，此时采取 处理措施会比以后处理更容易些。

图2 基础预埋螺栓偏斜

3、确定塔机基础时的^注意事项：

（1）对于没有地下室、基坑开挖深度较浅的工 程，塔机基础可直接卧置于地基上。埋置深度应结合 塔机所在位置的地质情况确定，选择地基承载力较 好的土层作为塔机基础的持力层。

（2）对于深基坑工程，如果塔机基础底面高于建 筑物基坑底面，塔机基础存在滑坡风险(如图3)，因 此应降低塔机基础的标高，与基坑底面大致处于同 一高度(如图4)。

（3）对于自然放坡的深基坑工程，塔机基础又 为桩基础时，基桩不应外露。若承台处于高位，基坑开挖时基桩外漏，这时基桩的承载力必然降低，且同时承载塔机转动时产生的扭矩，存在安全风险（如图5），正确的基桩承台应按如图6所示设置。

(4)位于地库内部的塔机基础，应在基础顶面 与地库底板底面之间预留1〇〇 mm的缓冲层。

4.对于塔机基础支承桩的注意事项：

(1)对于有支护粧的深基坑工程，塔机基础支承桩应单独设置。有些施工单位为了省事常采取借用基坑支护桩的做法，将基础承台的一边架立在支护桩上，另一边架立在塔机基础桩上（如图7)，有些甚至不打基础桩，将承台的一边直接设置在地基土上(如图8)。

这些不规范的做法容易造成承台不均匀沉降，塔机倾斜；而且，原本支护桩的设计大多未考虑塔机负荷载，基坑开挖后支护桩一侧外露，载塔机作业荷载的作用下，支护桩存在垮塌风险。所以，塔机的基础支承桩应单独设置，如图9。

（2）对于无支承桩的情况，应降低塔机基础的标高，以减小对支护桩的侧向压力，如图10。

5、解决地基承载力不足的问题：

(1) 塔机基础持力层的地基承载力不满足要求时，容易造成塔机倾翻事故。可利用扩大基础底面积的做法，减小基础对地基的压应力，解决地基承载力不足的问题。

(2) 塔机基础施工前，有些施工单位，由于未按地基承载力进行设计，直到塔机基础施工完成，甚至塔机安装以后，才发现地基承载力不满足要求，这时可利用降低塔机独立状态的安装高度来处理。塔机独立状态时，所承受的风荷载等水平荷载及倾覆力矩对基础的作用效应最大；在附着状时，塔机虽然增加了标准节自重，但附着装置承担了对基础起控制作用的各种水平荷载、倾覆力矩及扭矩等。因此，可通过降低塔机独立状态的安装高度，减小作用于塔机基础顶部的荷载和作用力，从而降低地基的压应力效应。通过计算确定塔机在独立状态下能安装的最大高度，若塔机起升高度不满足工需要，可配合安装附着装置后升节使用，这样可解决地基承载力不足的问题，消除安全隐患。

(二）钢格构柱与混凝土承台（或型钢平台）组合式基础

在高层建筑施工中，因受施工场地限制，深基 坑及多层地下室复杂施工的需要，塔式起重机往往 不能按常规安装。为解决这一难题，实现塔机起重 臂最大有效工作面的覆盖，塔机基础可采用钢格构 柱与混凝土承台(或型钢平台）的组合式基础（如图11），组合式基础可充分利用施工现场的空间，从而提高塔机的利用率。

1、组合式基础的施工要点：

(1)在选定的塔机位置上，按地质 告提供的土层资料进行设计 ，一 般采用逆作法施工。

(2) 钻孔灌注桩一般不少于4根，不宜小于小800,桩身混凝土强度不低于 C 30。

(3) 钢格构柱制作应由钢结构制造单位制作，并符合《钢结构设计规范 》(GB 50017-2003)及《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》( JGJ/T 187_2009)的规定，钢格构柱截面尺寸不应小于450 mmx450 mm ,锚人钻孔灌注桩的长度不宜小于2.5 m 。

(4) 混凝土承台基础的计算应符合《混凝土结构设计规范 》(GB 50010-2010)和《建筑桩基技术规范 》(JGJ 94-2008)的规定，混凝土强度必须达到塔机使用说明书规定的级别。

(5) 型钢平台的设计应符合《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)的规定，型钢主次梁应连接于格构式钢柱，连接长度不小于钢格构柱宽度，且宜采用焊接连接。

2.组合式基础的注意事项：

(1) 选用组合式基础要考虑到安装位置需避开建筑结构的承台、梁、柱等结点，还要考虑塔机上部附着装置的安装和使用；

(2) 采用组合式基础时，承台底面至地库顶板之间的距离不宜小于1 m (如图12)，以方便工人扎钢筋和浇筑混凝土；

(3)随 着 地 下 室基坑的开挖，在钢格构柱之间需及时焊接斜支撑和水平支撑，如图12。

图12 组合式基础的水平支撑和斜支撑

(三） 轨道式基础

行 走 式 塔 式 起 重 机 一 般 采 用 钢 轨 、 混 凝 土 路基、碎石基础或钢板路基箱为基础，轨道式基础应按 照 塔 机 使 用 说 明 书 规 定 的 混 凝 土 路 基 承 载 等 级设置及施工，需进行动、静载荷的负荷试验，在验收合格后方能投人运行。

轨 道 式 基 础 注 意 要 点 ： 1 ) 轨 道 式 基 础 在 施 工前，应对所选位置的地下管道、电缆、通信缆及相关建筑物进行勘察，并采取相应的技术措施。2)两条轨道应平直、平行，全长上使用同一型号的钢轨。3)路基的钢轨必须有完善可靠的接地设置。4)路基两侧应设置排水措施，以确保基础不积水。5)在轨道末端应设置缓冲器和终端止挡装置。