1、11 总则 1.0.1 为了规范塔机基础设计与施工,确保塔机安全及正常使用,确保塔机基础的技术先进与经济合理,特制定本规程。1.0.2 本规程适用于浙江省内建筑工程施工中使用基础固定的塔式起重机的基础设计与施工,不适用采用预制拼装式基础的塔式起重机的基础设计与施工。1.0.3 塔机基础设计与施工应综合考虑工程地质与水文地质条件、工程基础类型、基坑开挖深度、基坑支护形式、建筑高度、降排水条件、周边环境、施工季节、地区环境及气候状况、塔机基础使用期限等因素,做到因地制宜,合理设计、精心施工、严格监控。1.0.4 塔机基础设计与施工除应符合本规程的规定外,尚应符合国家及地方现行的有关标准、规范、规程
2、有关规定。22 术语、符号2.1 术语2.1.1 塔机 tower crane塔式起重机的简称,为进行建筑施工垂直水平运输所用的一种重要的起重设备,它具有竖直的塔身,起重臂安装在塔身上部,具有工作空间大,起重高度高的特点。2.1.2 基坑支护 retaining and protecting for foundation excavation为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。2.1.3 塔机基础 tower crane foundation将塔机所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分,简称塔基。2.1.4 起重力矩 lift momen
3、t塔机起重量与起重机力臂长度的乘积,为综合塔机起重量与幅度两个因素的参数,是塔机起重性能的一个重要指标。2.1.5 有效作用半径 virtual function radius塔机起重臂吊重物时所能够到达的最大水平距离,即吊重点距塔机基础中心的最大水平距离。2.1.6 附墙件 attachment to the wall为减少塔机的自由高度,增加塔机的整体稳定性,在塔机与在建工程主体结构间进行可靠连接的装置。2.2 主要符号f a 修正后的地基承载力特征值;Ra 单桩竖向承载力特征值;qpa、q sia 桩端端阻力承载力特征值、桩侧第 i 层土的侧阻力特征值;pkmax 相应于荷载效应标准组合
4、时,基础底面边缘的最大压力值;pkmin 相应于荷载效应标准组合时,基础底面边缘的最小压力值;Nk 相应于荷载效应标准组合时,作用于基础顶面的竖向力;Gk 塔机基础自重及基础上土的标准自重;Mk 相应于荷载效应标准组合时,作用于基础顶面的力矩;N 作用于基础顶面的竖向荷载值设计值;G 考虑荷载分项系数的塔机基础自重及基础上的土自重;M 相应于荷载效应基本组合时,作用于基础顶面的力矩设计值;VHk 作用于基础顶面的水平力标准值或风荷载水平力标准值;VH 作用于基础顶面的水平力设计值;Qkmax 相应于荷载效应标准组合时,桩基中单桩所受最大竖向力;3Qma x 相应于荷载效应基本组合时,桩基中单桩
5、所受最大竖向力设计值;H 塔机计算高度,按塔机基础顶面至塔机独立最大装高顶端高度取值,其中塔帽高度可按一半高度取值,平头塔机则按全高取值;B 塔机标准节宽度(即计算风荷载时塔架迎风面的外轮廓宽度,45风向时按标准节对角线长);A 基础底面面积或构件毛截面面积;W 基础底面的抵抗矩;I 基础底面的惯性矩或钢格构柱的截面惯性矩;a 十字形基础中心矩形块边长或钢格构柱边长;b 十字形基础梁宽度或力矩作用方向正方形基础底面边长;c 十字形基础外伸梁距中心延长距离;h 塔机基础厚度或塔基底距基坑底距离;D 桩直径或钢格构柱抗侧刚度;Ap 桩底端横截面面积;up 桩身周边长度;li 第 i 层岩土土层的厚
6、度;43 基本规定3.0.1 塔机基础设计前应具备以下资料:1 建筑工程总平面图、工程建筑和结构设计文件;2 岩土工程勘察报告及气象资料;3 塔机使用说明书,塔机使用期限、单构件最大吊装重量及吊升高度等;4 基坑支护设计方案;5 塔机活动半径范围内及附近的建筑与地面以上的架空高压线等情况;6 塔机基础周边地下管线的情况。3.0.2 塔机基础应满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求,塔机基础设计应包括以下内容:1 塔机基础的定位、标高;2 塔机基础的类型;3 地基承载力、抗倾覆验算;4 塔基结构计算,配筋及构造设计;5 监测项目及施工要求。3.0.3 塔基设计应考虑以下作用:1 塔机及基础
7、自重与上覆土重量;2 塔机吊重及起重力矩;3 风荷载;4 塔机上附加设施的作用。3.0.4 塔机基础设计时,所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定:1 按地基承载力确定基础底面积、进行抗倾覆验算或按单桩承载力确定桩时,传至基础或基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。2 在计算基础结构内力、确定配筋和验算材料强度时,荷载效应组合和相应的基底反力应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,采用相应的分项系数。54 荷载计算4.1 塔基荷载4.1.1 塔基荷载计算简图(图 4.1.1) 与图 4.1.1 塔基荷
8、载作用计算简图图中 Mk相应于荷载效应标准组合时,作用于基础顶面的力矩;VHk作用于基础顶面的水平力标准值;Nk相应于荷载效应标准组合时,作用于基础顶面的竖向力;Gk塔基基础自重及基础上土的标准自重。4.1.2 作用于塔机基础顶面的力矩 Mk 包括自重引起的力矩标准值 M1k、起重力矩 M2k、由风荷载标准值 VHk 产生的对基础顶面的力矩 M3k。4.1.3 作用于塔机基础顶面的竖向荷载标准值 Nk 包括塔机自重引起的竖向静载标准值N1k、塔机吊重引起的竖向动载 N2k。4.1.4 塔机自重引起的竖向静载标准值 N1k 及力矩标准值 M1k 可根据塔机说明书按最大独立装高计算。1 自重引起的
9、竖向静载标准值 N1k 包括塔机起重臂、平衡臂、基础节、标准节、配重等塔身结构与附着物自重。2 力矩 M1k 为塔机自身不平衡所引起的力矩,一般由塔机不工作时配重所产生的力矩大于起重臂自重所产生的力矩引起。4.1.5 塔机吊重引起的竖向动载 N2k 及起重力矩 M2k 分别按塔机说明书最大吊重及最大起重力矩取用。当施工采取限位等措施时,则可按实际情况取用。4.2 风荷载4.2.1 垂直于塔机塔身的风荷载标准值应按下述公式计算:wk= z s z w0 (4.2.1)式中 wk风荷载标准值(kN/m 2) ; z高度 z 处的风振系数;6 s风荷载体型系数; z风压高度变化系数;w0基本风压(k
10、N/ m2) 。4.2.2 在非工作状态下,基本风压按本规程附录 A 中给出的 50 年一遇的风压采用。4.2.3 风压高度变化系数 z 根据塔机的计算高度及地面粗糙度类别按 GB50009 表 7.2.1 查用。地面粗糙度可分为 A、B、C、D 四类:A 类指近海海面和海岛、海岸及沙漠地区;B 类指田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;C 类指有密集建筑群的城市市区;D 类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。4.2.4 风荷载体型系数 s 按下列方法采用:1 角钢塔架体型系数按表 4.2.4 计算采用;2 圆管(钢)类塔架体型系数 s 根据下述条件确定:1)当 z w0 d2
11、0.002 时, s 按角钢塔架的 s 值乘以 0.8 系数采用;2)当 z w0 d20.015 时, s 按角钢塔架的 s 值乘以 0.6 系数采用;式中 d 为塔架圆管直径。中间值按插入法计算。 表 4.2.4 角钢塔架体型系数 s45风向挡风系数 正向单角钢 组合角钢0.1 2.6 2.9 3.10.2 2.4 2.7 2.90.3 2.2 2.4 2.70.4 2.0 2.2 2.40.5 1.9 1.9 2.0塔架的挡风系数 =An/AB;A n 为塔架杆件和节点挡风的净投影面积; AB=HB 为塔架的轮廓面积,H 为塔机计算高度,即塔机一次独立装高距地面距离,对有塔帽的塔机算至塔
12、帽高度的一半,平头塔机则按全高取值;B 为塔架迎风面外轮廓宽度。图 4.2.4 风向作用示意图4.2.5 风振系数可按下式计算:(4.2.5 1zz) 与45与7式中 脉动增大系数,按表 4.2.5-1 确定; 脉动影响系数,按表 4.2.5-2 确定;z 振型系数,简化计算,地面处按 0,顶端按 1.00 考虑; z 风压高度变化系数。表 4.2.5-1 脉动增大系数 2(kNs/m)01wT0.01 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.20 1.47 1.57 1.69 1.77 1.83 1.88 2.04注: 1 计算 w0T12 时,对地面粗糙度 B 类地区可直接代
13、入基本风压,而对 A、C、D 类地区按基本风压分别乘以 1.38、0.62和 0.32 后代入;2 T1 按 0.013H 计算。 (H 为塔机计算高度) ;3 w0T12 的区间数值可按插入法取用。表 4.2.5-2 脉动影响系数 总高度 H(m) 10 20 30 40 50A 0.78 0.83 0.86 0.87 0.88B 0.72 0.79 0.83 0.85 0.87C 0.64 0.73 0.78 0.82 0.85粗糙度类 别D 0.53 0.65 0.72 0.77 0.81注:高度区间数值按插入法确定。4.2.6 风荷载作用值计算风荷载作用计算简图如图 4-2-6。 图
14、4.2.6 风荷载计算简图由风荷载产生的水平力标准值 VHK 按下式计算:VHK=0.5( W1+W2)H =0.5 (Wk1B + Wk2B )H (4.2.6 -1)式中:W k1(W k2)作用于塔机顶端(底端)风载标准值;B 塔机标准节宽度(45风向时按标准节对角线长) ; 塔机标准节挡风系数;H塔机计算高度,按塔机基础顶面至塔机独立最大装高顶端高度取值,其中塔帽高度可按一半高度取值,平头塔机则按全高取值;由风荷载产生的对基座顶面弯矩标准值 M3 k 按下式计算:(4.2.6 -2)1=(2+)61WH84.3 荷载组合4.3.1 塔机基础设计应按非工作状态下作用在结构上的荷载的荷载效
15、应组合进行设计。4.3.2 当塔基为正方形基础且采用天然地基时,按风向为正向进行荷载效应组合及计算,当采用桩基或十字形基础时,按 45风向进行荷载效应组合。相应的分项系数按 4.3.3 条采用。4.3.3 两种极限状态下的荷载效应组合按下表确定:表 4.3.3 两种极限状态下的荷载效应组合基础形式 正常使用极限状态 承载能力极限状态天然地基 恒载标准值 +1.2 风荷载标准值 1.2 恒载标准值+1.7 风荷载标准值桩基、十字形基础 恒载标准值 +0.8 风荷载标准值 1.2 恒载标准值+1.15 风荷载标准值5 地基及基础设计与计算5.1 地基计算5.1.1 除岩石地基外塔机基础埋深不宜小于
16、 0.8 m 并尚应满足 5.1.2 条要求。5.1.2 天然地基上的塔基应满足 的要求,否则应按将塔基基底平均压力hah5.10.且(包括最大吊重荷载)及地面荷载作为坡顶的超载值进行边坡稳定性验算,边坡稳定性安全系数不应小于 1.25。 与与1.5图 5.1.2 塔基底标高定位示意其中 h 为塔基底至工程基础结构垫层底的距离,a 为塔基底面外边缘线至坡脚的水平距离,详图 5.1.2。5.1.3 天然地基上的塔基当基底为砂性土或粉土时宜埋置在地下水位以上,当必须埋置在地下水位以下时,应采取有效的降排水措施,以免基土受扰动。5.1.4 基础底面的压力,应符合下式要求:pkmax1.2f a (5
17、.1.4)当基底出现零应力区时,偏心距 e 应小于 b /4 式中 pkmax相应于荷载效应标准组合时,基础底面边缘的最大压力值; fa修正后的地基承载力特征值;9b力矩作用方向基础底面边长(十字形基础取十字梁长,即图 5.1.6 中 2c) 。5.1.5 正方形基础底面的压力可按下列公式确定:(5.1.5-1) maxkKKHNGMVhpAW(5.1.5-2)mink式中 A 塔机基础底面面积;W 塔机基础底面的抵抗矩;h 塔机基础厚度。pkmin 相应于荷载效应标准组合时,基础底面边缘的最小压力值;当偏心距 eb/6 时,正方形基础 pkmax 应按下式计算:(5.1.5-3)5.1.6
18、十字形基础底面的压力可按下列公式确定:(5.1.6-1) (5.1.6-2)与 图 5.1.6 十字形基础平面示意图式中惯性矩 I 按下式计算:(5.1.6-3)432343112266=-+-+ababc面积 A=a2+4(c-0.707a)b+b2 (5.1.6-4)其它符号如图 5.1.6 所示。 当偏心矩 eI/Ac 时, pkmax 应通过另外方法计算。 5.1.7 地基承载力特征值应按浙江省标准建筑地基基础设计规范J10252-2003 修正。十字形基础的地基承载力修正时基础宽度取梁外伸段中心线外包尺寸,即为 0.7c+0.5a。5.1.8 对于天然地基上的塔基,当地基受力层范围内
19、存在软弱下卧层时,应进行下卧层地基max()KKHkNGMVhcAIpinkmax2()=3/kbe10承载力验算。地基受力层范围指基底下不小于 5m 且不小于 1.5b(正方形基础,b 为基础底面边长)或 2c(十字形基础)的范围。5.2 基础设计与计算5.2.1 塔机基础设计应符合以下构造要求:1 基础平面一般采用正方形或十字形(图 5.1.6) ;2 基础厚度不应小于 900mm;3 基础混凝土强度等级不应低于 C25;4 正方形基础钢筋采用双层双向钢筋,板底单向配筋率不应低于 0.1%,板面配筋率不宜低于 0.06%;5 当采用桩基础时,宜采用四桩布置,桩顶主筋应锚入基础不小于 40
20、倍钢筋直径且不小于 500mm(采用预制桩时桩顶与基础的连接应符合工程桩的相关要求) ,当采用光面钢筋时,其末端应做 180弯钩,弯后平直段长度不应小于 3 倍钢筋直径,桩顶嵌入基础长度不应小于 50mm,桩中心距基础边不小于 1.0 倍桩径,桩边距基础边不宜小于 200mm,十字梁基础时,桩边距梁边不宜小于 100mm;6 当利用基坑支护桩时,所利用的支护桩位置应与补打的桩基本对称,并应对所利用的支护桩按本规程要求进行相应承载力验算,验算时不应考虑基坑底以上桩侧阻力及与塔机基础相连的其它支护桩的作用,并按计算情况对利用的支护桩采取补强或加长处理的措施,塔机基础所在部位的支护体的支锚措施不得削
21、弱;7 天然地基上的正方形基础的板底、面钢筋长度可取边长的 0.9 倍并交错布置,如图5.2.1。 0.9bb图 5.2.1 正方形基础底、面钢筋交错布置示意图5.2.2 十字梁式基础须按混凝土结构设计规范GB50010 对最不利截面进行基础结构配筋计算。当塔机基础节与十字梁式基础通过钢梁连接时,可对截面弯矩乘以 0.9 的折减系数后进行配筋计算。 1 当基础采用天然地基时,十字梁式基础内力可采用倒梁法计算,作用于梁上的荷载采用地基净反力,并假定按直线形分布,计算简图如图 5.2.2-1 所示。11与 图 5.2.2-1 十字梁式基础倒梁法计算简图图中 pnmax、p n1 及 pnmin 分
22、别为在荷载设计值作用下的地基最大净反力、十字梁与矩形部分交接处地基净反力及最小净反力。2 基础采用桩基且塔机的基础节采用钢梁与基础连接时(图 5.2.2-2) ,十字梁按长为 L受均布荷载且中央承受一力矩的两端简支梁进行计算。如图 5.2.2-3 所示。与与图 5.2.2-2 十字梁式基础采用桩基及钢梁连接示意图图 5.2.2-3 十字梁式基础梁结构计算简图 1图中 q 为传至塔基底上部荷载均布设计值(包括基础及上覆土自重 G,作用于基础顶面的竖向荷载设计值 N,可将相应荷载设计值即 N+G 的 1/2 按两段十字梁长 L 折算成均布线荷载) ,M 为传至基础顶面力矩设计值, VH 为作用于基
23、础顶面的水平力设计值,L 为沿十字梁长度方向两桩中心距。 3 当基础采用桩基且塔机的基础节采用预埋节时(如图 5.2.2-4) ,十字梁则按如图5.2.2-5 所示计算模式进行计算。图中 qG 为基础及上覆土自重设计值(可将相应荷载设计值即 G 的 1/2 按两段十字梁长 L 折算成均布线荷载) ,N 为塔机传至基础顶面竖向荷载设计值。图中 B 为沿十字梁长度塔机标准节外轮廓长度,一般为标准节对角线长。12与图 5.2.2-4 十字形基础采用桩基及预埋节示意图 N/4图 5.2.2-5 十字形基础梁结构计算简图 25.2.3 塔基单桩承载力计算,应满足下式要求:Qkmax1.2R a (5.2
24、.3-1)式中 Qkmax相应于荷载效应标准组合时,桩基中单桩所受最大竖向力;Ra单桩竖向承载力特征值,按下式计算:Ra=qpaAp+up qsiali (5.2.3-2)式中 qpa、 qsia桩端端阻力承载力特征值、桩侧第 i 层土的侧阻力特征值;Ap桩底端横截面面积;up桩身周边长度;li第 i 层岩土的厚度。根据工程施工场地条件的实际情况在满足构造要求前提下,应尽可能地增大桩间距,以利于桩基承载力的充分利用,桩与桩的最小间距应满足:1 非挤土和部分挤土灌注桩为 2.5D(D 为桩直径) ;2 挤土灌注桩和预制桩为 4.0D;3 当条件所限桩间距过小时,如利用支护桩或采用钢格构柱的摩擦型
25、桩,计算桩间侧阻力时应分别考虑忽略桩间侧阻力或对周长进行适当折减等方法。135.2.4 桩基承受上拔力时,当拔力大于基桩自重标准值时,应验算基桩的抗拔承载力及基桩材料的受拉承载力。5.2.5 桩配筋可按以下要求确定:1 采用灌注桩时按 0.2%0.65%(小直径桩取大值,大直径桩取小值)的最小配筋率,当利用基坑支护桩时,所利用的支护桩配筋率应与原支护桩相同;2 配筋长度:1)端承桩宜沿桩身通长配筋;2)桩径大于 600mm 的钻孔灌注桩,构造钢筋的长度不宜小于桩长的 2/3;3)桩穿越淤泥、淤泥质土时,配筋长度应穿过淤泥、淤泥质土土层;4)塔机基础位于边坡上时,桩配筋应穿越基坑底,且深入基坑底
26、下的长度不应小于基坑深度;5) 当桩配筋长度较大且配筋数量较多时,距桩底部较小范围内钢筋数量可适当减少配置;3 灌注桩箍筋采用 6.58200300mm,宜采用螺旋式箍筋,桩顶 1m 范围内箍筋应加密,每隔 2m 设一道 1214 焊接加强箍筋;4 采用预制桩时,预制桩应与基础连接可靠,采取工程桩及图集要求的配筋与连接构造。 5.3 钢格构柱基础设计与计算5.3.1 钢格构柱塔机基础由预埋于灌注桩内四肢钢格构柱、现浇筑钢筋混凝土承台或焊接钢板承台组合而成,如图 5.3.1。图 5.3.1 钢格构柱塔基立面示意图5.3.2 钢格构柱宜采用四肢组合对称构件,缀件采用钢板或角钢,如图 5.3.2。当
27、钢格构柱穿越地下室底板时应在钢格构柱上焊钢板止水片以防底板渗水,止水片宜位于底板中部位置。 a与yxl1与 (与与14平截面图 立面图图 5.3.2 钢格构柱 5.3.3 钢格构柱受压稳定按下式计算。(5.3.3)maxQfA式中 Qmax相应于荷载效应基本组合时,桩基中单桩所受最大竖向力设计值;轴心受压构件的稳定系数,应根据构件的换算长细比、钢材屈服强度按 b类截面查表取用;A格构柱毛截面面积;f钢材抗拉、抗压强度设计值;5.3.4 构件换算长细比 0 按下式计算。当缀件为缀板时:(5.3.4-1)21xyx当缀件为缀条时:(5.3.4-2)040/xyxxA式中 1格构柱一个主肢对最小刚度
28、轴 1-1(即材料表中 Y0-Y0 轴)的长细比,其计算长度为两缀板间的净距离; x ( y)格构柱载面对 x 轴(y 轴)的长细比,按 5.3.5 式计算;A1x构件截面中垂直于 x 轴的各斜缀条的毛截面面积之和;5.3.5 构件长细比按下式计算。(5.3.5)式中 Hz格构柱的总高度,取塔基底与工程基础垫层底净高的二倍;I格构柱的截面惯性矩,按 5.3.6 式计算;A0格构柱一个主肢的截面面积;5.3.6 格构柱的截面惯性矩 I 按下式计算。I=Ix=Iy=4Ix0 +A0(a/2-Z0)2 (5.3.6)式中 Ix0格构柱的主肢平行于 x 轴的惯性矩;a 格构柱的边长;Z0主肢形心轴距主
29、肢外边缘距离;5.3.7 格构柱及缀条长细比均不得大于 150。5.3.8 当缀件为缀板时,格构柱单肢长细比 1 不应大于 40,并不应大于柱长细比的 0.5 倍(当柱长细比小于 50 时按 50 计算) ;当缀件为缀条时, 1 不得大于柱长细比的 0.7 倍,其计算长度取相邻两横杆(缀板)净间距。0/(4)ZxyHIA155.3.9 格构柱在水平风荷载作用下的柱顶水平位移 s 应满足 sH z/500,其水平位移值 s 按下式计算。s=VH/4K (5.3.9-1)式中 VH 为作用于基础顶面的水平力设计值, K 为格构柱抗侧刚度,K 可按下式计算。(5.3.9-2) 36ZEI式中 E钢材
30、弹性模量;5.3.10 缀材应按所受剪力值计算其稳定性及焊缝,剪力值 V 按下式计算。(5.3.10)式中 fy钢材的屈服强度。缀板所受剪力按 T=Vl1/2a,弯矩 计算,斜缀条按 计算稳定性及/1M l4/N=2cos焊缝,其中 为缀条与水平面的夹角,l 1 为一个节间长度,如图 5.3.2。5.3.11 当钢格构柱上采用钢板作为承受塔机荷载的基础时,尚应按钢结构设计规范要求分别计算钢板、钢板与格构柱连接焊缝、加强肋、钢板与塔机基座底架的连接螺栓。其中钢板按四边支承受弯构件、焊缝按受压(拉)角焊缝、螺栓按受剪、拉及剪拉共同受力计算,其计算方法按相应规范要求。5.3.12 钢格构柱伸入灌注桩
31、内与灌注桩混凝土一同浇筑,其伸入长度不应小于 1.8m,当桩顶有效标高低于桩施工时地面标高 8 m 以上时其伸入长度不应小于 2m。格构柱伸入桩部位桩箍筋应加密一倍,并应保证混凝土的加灌长度不应小于 1m。5.3.13 当采用正方形基础时,应在基础内沿格构柱设置暗梁以改善其整体受力性能,暗梁宽度不应小于格构柱宽度且不小于 500 mm,高度同基础厚度,箍筋不小于 8200。也可采用中间部位去空的“回”字形基础。钢格构柱锚入混凝土基础中不应少于 500mm。5.3.14 钢格柱之间应在外侧设置水平及斜向支撑,随土方开挖向下逐步设置,斜向支撑与格构柱成 45 度角,相邻两面斜支撑应错开布置,如图
32、5.3.14,支撑材料可采用角钢或槽钢,截面积不宜小于格构柱一个主肢的截面积。5.3.15 钢材宜采用 Q235 钢,其质量应分别符合现行国家标准 碳素结构钢GB/T700 的规定。连接构造应满足钢结构设计规范GB50017 相关力学计算与构造要求。图 5.3.14 钢格柱水平及斜向支撑示意图与与853yAfV166 施工要求6.1 塔机基础的施工应执行验槽及隐检程序。6.2 基础各项尺寸允许偏差应满足下列要求:厚度15mm,边长20mm,桩位50mm,桩长100mm,钻孔灌注桩沉渣厚度当端承型桩时不应大于 50 mm,摩擦型桩时不应大于 100mm。6.3 塔机基础所需螺栓等预埋件位置准确,
33、预埋牢固,在浇筑混凝土过程中注意不能碰撞并要加强观测,不得移位。6.4 塔机基础浇筑后应做好养护工作。6.5 基础混凝土强度应达到设计强度的 80%以上方可进行塔机的安装。6.6 严格控制一次性装高不得超过塔机说明书无附墙最大高度,塔机升节前应先按要求做好附墙件。6.7 必须按规定做好塔机基础的防雷接地。6.8 应采取措施防止塔基特别是天然地基基底土体的流失。6.9 基础浇筑完成后塔机安装前应在基础四角设置沉降观测点,并在塔机安装前进行原始观测,塔机安装后观测一次,塔机升级后至少观测一次,在使用过程中根据实际情况进行进程观测,并做好记录。基础的最大最小沉降差引起的基础倾斜不应大于 0.001,
34、总沉降控制在 20mm 以内。当塔基位于基坑边或需对位移进行控制等情况时,尚应对基础位移进行观测。176.10 塔机在附墙件未设置前,塔身上不得悬挂标语牌,塔机在非工作状态下应保证回转部分可自由旋转。附录 A 浙江省各地区 50 年一遇风压值附录 A.0.1 浙江省各地区 50 年一遇风压值 w0 (kN/ m2)城市名 海拔高度 (m) 风压值(kN/ m 2)杭州市 41.7 0.45临安天目山 1505.9 0.70平湖县乍浦 5.4 0.45慈溪市 7.1 0.45嵊泗 79.6 1.30嵊泗县嵊山 124.6 1.50舟山市 35.7 0.85金华市 62.6 0.35嵊县 104.
35、3 0.40宁波市 4.2 0.50象山县石浦 128.4 1.20衢州市 66.9 0.35丽水市 60.8 0.30龙泉 198.4 0.30临海市括苍山 1383.1 0.90温州市 6.0 0.60椒江市洪家 1.3 0.55椒江市下大陈 86.2 1.40玉环县坎门 95.9 1.20瑞安市北麂 42.3 1.60注:表中未标出的城市或地区按荷载规范或根据当地有关部门提供的气象资料按不利原则取用。18用词和用语说明1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词,说明如下:1)表示很严格,非这样做不可的用词:正面词采用“必须” ;反面词采用“严禁” 。2)表示严格,在正
36、常情况下均应这样做的用词:正面词采用“应” ;反面词采用“不应”或“不得” 。3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词:正面词采用“宜”或“可” ;反面词采用“不宜”或“不可” 。2 条文中指定应按其它有关标准、规范执行时,写法为“应按执行”或“应符合要求或规定” 。非必须按所指定的标准、规范或其它规定执行时,写法为“可参照” 。19浙 江 省 工 程 建 设 标 准固定式塔式起重机基础技术规程Technical specification for immovable foundation of tower craneDBxxxxJxxxx-2008条文说明202008 杭州目 次
37、1 总则212 术语、符号 222.1 术语 222.2 主要符号 223 基本规定234 荷载计算244.1 塔基荷载 244.2 风荷载25214.3 荷载组合265 地基及基础设计与计算 275.1 地基计算 275.2 基础设计与计算 285.3 钢格构柱基础设计与计算 296 施工要求 311 总则1.0.1 本条说明编制本规程的目的和指导思想。1.0.2 本条说明本规程的适用范围。塔机类型较多,本规程列出几种常用的塔机相关数据作22为范例,各施工单位应根据实际塔机有关参数按本规程要求计算列表作为计算的理论依据。1.0.3 影响塔机基础设计的因素较多,应结合工程具体条件,强调精心合理
38、设计与施工的重要性。1.0.4 本条系指本规程中没有具体明确规定的应注意尚须遵守的相关要求。2 术语、符号2.1 术语232.1.2 有基坑支护的工程对塔机基础的选型与设计(包括塔机安全)有很大影响。2.1.4 我国是以起重臂最大工作幅度与相应的起重量的乘积作为塔机起重力矩的标定值,起重力矩按塔机说明书取用。2.1.6 本规程是考虑附墙件没有安装之前即塔机一次独立最大装高的计算,实践及理论计算证明安装附墙后作用于塔基弯矩大大减少,可不考虑该工况。2.2 主要符号本规程给出了几个常用主要符号并分别作出了定义,这些符号都是本规范各章节中所引用的。3 基本规定3.0.1 本条所指的资料将决定塔机基础
39、所需的埋深、定位及一次装高和具体设计计算中的参数设定,直接关系到塔基设计是否合理与安全。243.0.2 塔机基础的类型见 5.2.1 及相关条文说明,本规程所述的塔基均为整体式基础,作为预制装配式或分离式基础,规程中的荷载计算可作为参考。另,本规程塔机基础的设计均按非工作状态进行设计与计算(详条文说明 4.1.2) 。塔机基础当采用正方形基础时,可不必结构计算而直接采用本规程 5.2.1 条相应的配筋率。 3.0.3 实践及理论计算证明风荷载在塔基设计中是较重要的外部作用。另外,作用效应也需考虑塔机上的附加设施的作用,如有的单位往往在塔机上安装折臂式布料机以配合泵送混凝土的施工,这时应对塔机的
40、自身强度重新进行验算,对局部进行加强,并将附加设施荷载作用计入进行塔基计算。4 荷载计算4.1 塔基荷载4.1.1 塔基计算示意图如下25图 4.1.1 塔基荷载计算示意图注:塔机计算高度中塔帽高度可按一半取值,平头塔机按全高取值。4.1.2 按本规程 4.2.2 及 4.3.1,塔基在非工作状态下为最不利,故实际计算中并不需要工作状态下的相关荷载,包括吊重引起的的竖向动载 N2k 及起重力矩 M2k,列出相关动荷载是综合考虑作用于塔基上的荷载,也是进行相关实例验算及确定本规程有关条款的依据。4.1.4 塔机自身作用根据塔机说明书均按大值计算,自重引起的竖向静载 N1K 应取独立最大装高的自重
41、,这样可确保安全并可简化计算。本规程给出一般吨位及大吨位的两种常用塔机自身作用标准值,可作为塔机自身作用标准值计算的范例表及相同吨位的塔机基础设计时的对照参考。各施工单位可根据自身实际采用塔机类型情况根据本规程要求和塔机说明书进行计算并统计列表,作为具体塔机基础计算时荷载的直接取用的依据,使设计简化快捷。 (为便于计算与荷载组合,取 M1K 力矩方向为正) 。表 4.1.5 两种常用塔机自身作用标准值取用表塔机厂家 塔机型号 竖向静载 N1k(kN)竖向动载 N2k(kN)自重引起的力矩M1k(kNm)吊重引起的力矩M2k(kNm)浙江省建机 QTZ60 351 60 638 -540四川建机
42、 C7022 912 160 868 -25004.1.5 塔机吊重引起的竖向动载 N2K 及起重力矩 M2K 分别按塔机说明书最大吊重及最大起重力矩计算也是安全与简化考虑。有时受施工条件所限等情况时,也采取对塔吊吊重进行限位等措施,则可按实际情况取用,但这种情况很少用。4.2 风荷载4.2.1 式 4.2.1 按建筑结构荷载规范 (GB 50009)取用。与H与与与与与与与264.2.2 按规定塔机六级风以上不得使用,故主编单位在以前设计时对基本风压均按 0.1 kN/m2(强风,六级风)考虑,并按非工作状态下进行最不利的荷载组合,实践证明效果是好的,经历了历年来多次强台风的考验,如 04
43、年的云娜台风,05 年的麦莎台风,06 年的桑美台风,07 年的韦帕、罗莎台风等等。据建筑结构荷载规范 ,我省有 50%的(数量)地区 50 年一遇的基本风压在 11 级风(即 0.6 kN/m2)以上,在本规程制定、内部讨论及与有关专家进行沟通过程中,结合了塔式起重机设计规范有关条款,并作了一般吨位与大吨位两种塔机的实例计算,理论与实践证明,塔基在非工作状态下按 50 年一遇的基本风压计算为最不利,因此在此作出了塔基按非工作状态下进行设计的规定,与相关规范做好了接口。塔机在大风(六级风以上)下为自由转动使风向朝起重臂抵消配重产生的力矩(如图 4.2.2) 。图 4.2.2 大风作用下塔机朝向
44、示意图4.2.5 按荷载规范结构基本自振周期取(0.0070.013)H,本规程按钢结构按最不利的最高值即 0.013H 取用。4.2.6 本规程给出了一般吨位及大吨位的两种常用塔机在我省接近于平均水平的基本风压(0.6kN/m 2)正向作用下的风荷载标准值,可作为塔机风载作用的范例表及相同吨位的塔机基础设计时的对照参考。表 4.2.6 两种常用塔机基本风压为十一级(0.6kN/m 2)正向作用下的风荷载标准值地面粗糙度A B C D机 型 塔机一次装高(m)计算高度(m)标准节数水平力VHK (kN)弯矩M3k(kNm)水平力VHK (kN)弯矩M3k (kNm)水平力VHK (kN)弯矩M
45、3k (kNm)水平力VHK (kN)弯矩M3k(kNm)塔机生产厂家与与与 2740.1 42 13 64 1620 58 1438 46 1162 40 1059QTZ60(ZJ5311)28.1 32 9 46 871 41 760 32 606 25 464浙江省建机48.7 56 13 130 4512 115 3961 95 3296 77 2670C702221.5 33 4 67 1302 59 1136 47 908 37 706四川建机4.3 荷载组合4.3.1 塔基在非工作状态下按 50 年一遇的基本风压计算为最不利,见条文说明 4.2.2 条。4.3.2 本条根据 GB
46、50007 并结合塔基实际情况而定,塔机基础荷载效应的最不利组合应按非工作状态 45风向确定,但对于正方形基础采用天然地基时,因按 45风向计算时当基底出现零应力时的计算较复杂,为简化计算并根据设计经验,对风载统一按正向计算并乘以 1.2 的增大系数,并不考虑折减。4.3.3 本条参考了施工手册中关于模板承重架风载取用时可按 0.8 系数进行折减及建筑施式扣件式钢管脚手架安全技术规范对基本风压乘以 0.7 的修正系数的规定,塔基设计时已按 50 年一遇的风压取值,当按 45风向计算时,作用于塔身上的风载标准值为最大,约为正向时的 1.4 倍多,考虑到塔机基础为施工临时结构,且独立装高时的使用时
47、间更短,约为 4 个月到 1 年,因此规定在进行荷载效应组合时,结合大量工程实例,当基础采用桩基及十字形基础时按 45风向进行荷载组合,可对风载标准值乘以 0.8 的系数进行折减,天然地基采用正方形基础时,因按正向风载进行组合,风载标准值则不予折减且考虑 1.2的分项系数。表中 1.7 系数系按 1.41.2=1.68 而来,1.15 的系数系按 1.40.8=1.12 而来。5 地基及基础设计与计算5.1 地基计算5.1.2 利用天然地基的塔基应考虑塔基部位建筑物基础承台、地梁等结构垫层底低于塔基底28标高对塔基稳定的影响,按我省一般非淤泥质粘性土对基础埋深及离开边坡距离进行了边坡整体稳定性的多种工况验算,考虑到塔机附墙装置与建筑距离