陈智文、黄远威、陈少深
中国建筑第八工程局有限公司南方公司 广东省深圳市 518036
摘要：随着经济的发展，建筑高度越来越高，在高层建筑施工中，塔吊是建筑工地上应用最广泛的起重设备。在塔吊安装前，先要根据施工需要及环境条件布设塔吊基础。本文将对塔吊基础布设进行探讨。
关键词：塔吊、桩基、承台
（一）塔吊选型及平面位置初步确定
在塔吊布置前，需先做好准备工作，主要有以下几点：
1）根据现场总平面布置图确定塔吊大概位置
在工程正式开工前，根据施工需要结合现场实际情况，先布置各个阶段的现场总平面图，包括基础地下室施工阶段、主体结构施工、装饰装修阶段等各个阶段。施工总平面布置图中，根据建筑结构及施工需要，布置好塔吊（包括塔吊型号及布置位置、各阶段安装高度）。
2）确定塔吊型号和数量
根据总平面布置图楼栋分布、高度、体量、吊重、运距、材料堆场布设位置等施工要求、确定塔吊的型号、数量。应考虑施工过程被吊物最大单件重量要求，确定塔吊的最大起重重量和相应幅度的起重量。同时在满足使用要求的情况下，尽量避免选用过大的塔吊，造成塔吊有过大的富余，导致施工成本的浪费。塔吊尽量要覆盖材料堆场，满足材料吊运要求。
3）多塔作业的考虑
当需要布置多台塔吊时，塔吊相互间应进行交差覆盖，不留死角。塔吊独立安装高度应超过临近已有建筑物高度；为了保证多塔作业不发生碰撞，布置塔吊时，水平、垂直间距应当满足2m以上。如图1-1所示：
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图1-1 多塔作业的安全距离
4）塔吊位置要避开基坑边坡的位置，如塔吊基础设置在基坑边坡上，需要进行边坡稳定性的验算。避开施工便道、人员出入口、出土坡道、变压器等其他一些设施及构筑物。塔吊布置需要考虑周边环境的影响，尤其是高压线（或者禁止区域），塔吊距离高压线要保持一定的安全距离，如表1-1所示。当塔吊与高压线距离小于表1-1安全距离时，需要设置防护棚。
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5）塔吊布置位置、高度需要考虑拆卸方便，尽量避免布置在常规拆除方法够不到的地方。建筑物形状特征要求：塔吊最大安装高度应满足施工要求，平面尺寸决定塔吊起重臂长度和塔吊安装定位。同时应满足塔吊安拆等作业要求。
（二）塔吊精确定位
1）在布置塔吊时，上部塔身桁架需要避开框架梁柱、剪力墙、核心筒等位置。考虑塔吊在风荷载作用下的摆动，塔吊标准节距离框架梁柱不宜太近，应大于0.5m。当塔身无法避开上部梁时，需要断开上部梁结构，尽量选择断开次梁，避免断开主梁。
2）当塔吊布置超过最大独立高度时，需要连墙附着，对需要进行附着的塔吊，塔身基节距离拟附着的建筑物不宜过远，同时要考虑建筑外架搭设的空间，建议距离控制在3~5 m为宜。塔吊距离拟附着建筑物过远，安全系数较低，当附着长度超过允许值时，需要对附着杆件进行加固，并需专家论证通过才能实施。附着杆件中心线之间的夹角应为45°~65°。
3）塔吊布置最好与附着建筑物平行，且起重臂及平衡臂要与建筑物保持安全距离，并不与其他建筑物冲突，保证塔吊能正常拆卸。且避免塔吊位置位于建筑物拐角处和凹凸不规则处，该附着带来困难。同时塔吊布置要选在主楼以外的区域，这样方便后期拆卸及减少对施工的干扰。同时塔吊布设时，需考虑临近机械的影响（施工电梯），避免后期拆卸冲突。
（三）塔吊基础布设
1）塔吊基础选型
在软弱基础下，由于地基承载力较低，采用独立扩大基础难以达到塔吊承载力的要求，故常采用桩基础，桩基础有矩形单桩、三桩基础、十字梁桩基础、矩形桩基础等。一般较常用的是矩形桩基础。下面以4桩承台基础为例进行论述，基础下部承台由四根桩承载。如图3-1所示：
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图3-1 基础承台示意图
2）利用软件进行塔吊基础计算
（1）确定计算参数
常用的塔吊基础安全计算软件有品茗安全计算软件，根据厂家提供的说明书，确定塔吊的计算参数。包括塔吊独立高度，塔吊计算高度、起重荷载标准值、竖向荷载标准值、水平荷载标准值、倾覆力矩标准值等相关计算参数。如图3-1所示：
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图3-2 品茗安全计算软件计算参数
（2）塔吊桩基选型
根据地勘报告进行基础设计。在软土地基条件下，常采用桩基础作为塔吊基础。先确定桩型，塔吊桩类型选用尽量跟工程桩类型保持一致（避免专门配置桩机）。根据塔吊布设位置，找到对应的地勘孔，进行基础参数验算。查考地勘报告，寻找最近的地勘孔作为塔吊桩的计算，如桩基位置距离地勘孔较远，可找临近的地勘孔，综合取值，进行线性插入。当安装的塔吊过大，安全性能要求高，而周边无对应地勘孔，需要委托地质勘查单位进行补勘。
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图3-3 地勘孔位的选择
（3）桩基布置要求
一般4桩承台桩心距不宜少于3d（d为桩径），桩基宜均匀对称布置，边桩中心支承台边缘的距离不应小于桩的直径或截面边长，且桩的外边缘至承台边缘的距离不应小于250mm。
（4）塔吊基础承台的确定
塔吊基础承台在设计时，可参考塔吊说明书，一般而言，塔吊说明书会给出基础承台施工图（推挤），厚度不小于1.2m，平面尺寸需满足塔吊安装的要求，塔吊型号越大，承台尺寸越大。塔吊承台主要承受塔身桁架结构上部的荷载，塔吊对承台底的冲切作用，侧向的倾覆力矩（塔吊桩基进行抵抗），所以塔吊的承台尺寸和厚度和配筋需要经过受力验算。承台混凝土等级不低于C30。注意在进行验算时，当承台底为可液化土、高灵敏软土等，沉桩引起超孔隙水压力和土体隆起的情况下，不考虑承台效应。
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图3-4 塔吊基础承台收上部荷载示意图
（5）塔吊桩参数的确定
塔吊桩型一般跟工程桩保持一致。根据上部受力及地质条件确定桩长。根据塔吊计算参数，利用安全计算软件进行计算（以品茗安全计算软件为例）。通过地勘资料，确定桩长、桩径、桩间距。塔吊的上部荷载通过起重臂、塔身传至基础承台，再由基础传至桩基。在上部荷载作用下，桩基受力作用表现为上部的集中力通过承台传递，以及侧向的倾覆力（对桩身的拉拔力），所以在计算桩身承载力时，要考虑抗压承载力+抗拔承载力，同时要保证桩身混凝土有足够的强度，不会产生桩身破坏，还需要验算桩身承载力。桩径越大、桩长越长，桩基承载力越大。桩间距越大，抵抗上部荷载的力臂越长，在同等的上部荷载下，每根桩分配的承载力及倾覆力越小。但同时桩距越大，桩身对基础承台产生的冲切反力越大，往往需要增加基础承台尺寸，有时候还需要加强承台（厚度或配筋率），造成不经济，所以适当的调整塔吊桩的间距，承台的尺寸及厚度，进行不断试算，以达到承台、桩基的最优配置。
根据选择的地勘孔、结合地勘资料，逐层输入地基参数，主要参数有原地面标高、地下水位置地标距离、土层层厚度、侧阻力、端阻力、承载力、抗拔系数取值等。如图3-4所示：
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图3-5 品茗安全计算软件地基参数输入
3）利用基础承台及工程桩进行塔吊基础优化
密集群桩基础下，可采用塔吊基础与底板基础承台共建。底板承台与塔吊基础承台交叉共建，共用工程桩。在进行塔吊基础与结构底板基础共建时，需要进行验算，通过计算书，确定每根桩的抗压及抗拔承载力，将计算书交由设计进行审核，经过设计核算通过并允准使用后，才能进行实施。
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图3-5 品茗安全计算软件地基参数输入
结语：塔吊作为高层房屋建筑最常用的起重机械，在布设塔吊基础时，既要考虑实用性、安全型、同时要兼顾经济性，需要进行不断的优化，以到达安全、经济、实用的目的。