塔式起重机是建筑施工当中一个不可或缺的工具，是建筑施工的首选垂直运输设备。施工过程中很好的使用它，不仅可以加快施工进度，减少人工投入，降低项目的投入成本，还能大大减少以前因人工运输、效率低下等诸多弊端带来的成本过高等等的弊端。
一提到塔式起重机基础，大多数人的脑海会浮现这种形式，如图：
这种形式的塔式起重机基础，基本上是一次投入，现场施工需要较长的生产周期和大量的材料、机械、工时消耗，且在施工建设完毕，塔式起重机拆除时更是费时费力。
目前，***楼房共有12座，工期要求非常紧，且工点特别分散，现在我们共计有的塔式起重机数量6台，无法满足现场同时开工的条件，塔式起重机必须在施工过程中进行迅速拆移和再次的快速安装，以保证现场施工的顺利进行。
鉴于工期紧、拆装迅速的形式和要求，我们对塔式起重机基础形式做了革新。
革新形式的塔式起重机基础与传统的现浇式钢筋混凝土基础相比，不
仅可以缩短施工周期；并且对现场的条件要求简单；再一个混凝土构件均可重复利用，降低成本；安装拆卸方便，运输简单。
如图：
首先，对塔式起重机的基础做了充分的论证和计算（详见附件计算书）以及设计优化，为了更有效的利用施工时间，我部也做了材料计划和充分后场预制准备。
下面我们就这两种基础的形式做一个量化的对比分析，详见下列表格：A.安装时间:
安装时间对比
工序
123456789
基础开挖、清理基础夯实基础垫层钢筋绑扎模板支设混凝土浇筑预制块安装拆模养生基坑回填小计：
更新基础形式
0天1/3天1/4天0天0天0天1天0天0天1.5天左右
传统基础形式
1/2天1/2天1/3天4天1天1/2天0天7天1/2天14天左右
B.材料消耗
材料消耗对比(更新基础按照塔式起重机10次计算）
工序
123
钢筋模板混凝土
更新基础形式
0.4T2.4平米4.2M³
传统基础形式
4.8T24平米36M³
C.机械消耗:
机械消耗
工序
123456
挖掘机随车吊混凝土罐车25T汽车吊自卸车铲车合计：
更新基础形式
000.21.521/24.2
传统基础形式
1111/2115.5
（台班）D、拆除：
拆除
工序1234567
汽车吊自卸车空压机风镐人力装载机压路机
更新基础形式
1台班2台班004工日00
4000折合奈拉150000200000
（按照塔节回收计算）传统基础形式
02台班30台班30台班61工日1台班1台班
折合奈拉
02000003000001500006100015000080000
合计：354,000941,000
通过上述数据的表述，更新基础的形式无论在材料、机械、人力各方面都有明显的优势，且更加利于环保。更重要的是，这种基础的形式为项目大大的节省了宝贵的施工时间，同时也贯彻了有限公司“减少成本，创新增效”的决策。
我们建议：如果有限公司能在尼日利亚推广这种塔吊的形式，一方面不仅可以大大的节省了项目的开支，另一方面也为项目的施工赢得了时间，提高了功效。
附件：
我们首先以我们使用的方圆4708型的塔式起重机为例，来简要说明一下这种基础形式的构件细节以及基础配套的计算书。
一、塔机属性
塔机型号QTZ40（山东方圆）塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)40塔机独立状态的计算高度H(m)43塔身桁架结构方钢管塔身桁架结构宽度B(m)1.6二、塔机荷载
最大起重荷载Qmax最大起重荷载Qmin 平衡臂自重G3起重臂自重G1平衡块自重G3小车和吊钩自重G20H度H高度吊高起塔身自重G0算大计最机吊塔塔态状度立高独吊起吊塔态状立独RQmaxRG3RG1RQmaxRQmin 塔机竖向荷载简图
1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0(kN)起重臂自重G1(kN)起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)小车和吊钩自重G2(kN)最大起重荷载Qmax(kN)最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m)最小起重荷载Qmin(kN)最大吊物幅度RQmin(m)最大起重力矩M2(kN·m)平衡臂自重G3(kN)平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)平衡块自重G4(kN)平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)25137.4223.86011.51050Max[60×11.5，10×50]＝69019.86.389.411.82、风荷载标准值ωk(kN/m2)
工程所在地阿布贾尼日利亚工作状态基本风压ω0(kN/m2)非工作状态地面粗糙度0.750.3B类(田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区)工作状态1.591.69风振系数βz非工作状态风压等效高度变化系数μz1.32工作状态1.951.95风荷载体型系数μs非工作状态风向系数α塔身前后片桁架的平均充实率α01.20.35工作状态风荷载标准值ωk(kN/m2)非工作状态0.8×1.2×1.69×1.95×1.32×0.75＝3.130.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.2＝0.793、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态塔机自重标准值Fk1(kN)起重荷载标准值Fqk(kN)竖向荷载标准值Fk(kN)水平荷载标准值Fvk(kN)倾覆力矩标准值Mk(kN·m)251+37.4+3.8+19.8+89.4＝401.460401.4+60＝461.40.79×0.35×1.6×43＝19.0237.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8+0.9×(690+0.5×19.02×43)＝675.88非工作状态竖向荷载标准值Fk'(kN)水平荷载标准值Fvk'(kN)倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)Fk1＝401.43.13×0.35×1.6×43＝75.3737.4×22-19.8×6.3-89.4×11.8+0.5×75.37×43＝1263.64、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态塔机自重设计值F1(kN)起重荷载设计值FQ(kN)竖向荷载设计值F(kN)水平荷载设计值Fv(kN)1.2Fk1＝1.2×401.4＝481.681.4FQk＝1.4×60＝84481.68+84＝565.681.4Fvk＝1.4×19.02＝26.631.2×(37.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8)+1.4×0.9×(690+0.5×19.02×43)倾覆力矩设计值M(kN·m)＝1008.86非工作状态竖向荷载设计值F'(kN)水平荷载设计值Fv'(kN)倾覆力矩设计值M'(kN·m)1.2Fk'＝1.2×401.4＝481.681.4Fvk'＝1.4×75.37＝105.521.2×(37.4×22-19.8×6.3-89.4×11.8)+1.4×0.5×75.37×43＝1840.4三、基础验算
21.521.5801.0801.021.5十字梁式基础布置图基础布置基础长l(m)基础高度h(m)基础参数基础混凝土强度等级基础上部覆土厚度h’(m)C300基础混凝土自重γc(kN/m3)基础上部覆土的重度γ’(kN/m3)25196.81.2基础宽b(m)6.821.5基础混凝土保护层厚度δ(mm)地基参数地基承载力特征值fak(kPa)基础埋深的地基承载力修正系数40360基础宽度的地基承载力修正系数ηb0.31.6ηd基础底面以上土的加权平均重度γm(kN/m)修正后的地基承载力特征值468.3fa(kPa)地基变形3基础底面以下的土的重度γ(kN/m3)1919基础埋置深度d(m)0基础倾斜方向另一端沉降量基础倾斜方向一端沉降量S1(mm)20S2(mm)基础倾斜方向的基底宽度b'(mm)500020基础及其上土的自重荷载标准值：Gk=blhγc=6.2×6.2×1.25×25=1201.25kN
基础及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2×1201.25=1441.5kN荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力：Mk''=G1RG1-G3RG3-G4RG4+0.5Fvk'H/1.2
=37.4×22-19.8×6.3-89.4×11.8+0.5×75.37×43/1.2=993.52kN·m
Fvk''=Fvk'/1.2=75.37/1.2=62.81kN
荷载效应基本组合时，平行基础边长方向受力：M''=1.2×(G1RG1-G3RG3-G4RG4)+1.4×0.5Fvk'H/1.2
=1.2×(37.4×22-19.8×6.3-89.4×11.8)+1.4×0.5×75.37×
43/1.2
=1462.3kN·m
Fv''=Fv'/1.2=105.52/1.2=87.93kN
基础长宽比：l/b=6.8/6.81≤1.1，基础计算形式为方形基础。Wx=lb/6=6.8×6.8/6=52.4mWy=bl/6=6.8×6.8/6=52.4m
2
2
2
2
3
3
相应于荷载效应标准组合时，同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩：Mkx=Mkb/(b+l)=1263.6×6.8/(6.8+6.8)=893.5kN·mMky=Mkl/(b+l)=1263.6×6.8/(6.8+6.8)=893.5kN·m1、偏心距验算(1)、偏心位置
相应于荷载效应标准组合时，基础边缘的最小压力值：Pkmin=(Fk+Gk)/A-Mkx/Wx-Mky/Wy
=(401.4+1201.25)/38.44-893.5/52.4-893.5/52.4=-3.1<0偏心荷载合力作用点在核心区外。
2
2
0.5
2
20.5
2
2
0.5
2
20.5
YFk+GkXXPkmaxY(2)、偏心距验算
偏心距：e=(Mk+FVkh)/(Fk+Gk)=(1263.6+75.37×1.25)/(401.4+1201.25)=0.85m
合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离：a=(6.8+6.8)/2-0.85=3.54m
偏心距在x方向投影长度：eb=eb/(b+l)=0.85×6.8/(6.8+6.8)=0.6m
偏心距在y方向投影长度：el=el/(b+l)=0.85×6.8/(6.8+6.8)=0.6m
偏心荷载合力作用点至eb一侧x方向基础边缘的距离：b'=b/2-eb=6.8/2-0.6=2.8m
偏心荷载合力作用点至el一侧y方向基础边缘的距离：
2
20.5
2
20.5
2
20.5
2
20.5
2
2
0.5
l'=l/2-el=6.8/2-0.6=2.8m
b'l'=2.8×2.8=7.84m≥0.125bl=0.125×6.8×6.8=5.80m满足要求！2、基础底面压力计算
荷载效应标准组合时，基础底面边缘压力值Pkmin=-3.3kPa
Pkmax=(Fk+Gk)/3b'l'=(401.4+1201.25)/(3×2.8×2.8)=85.41kPa3、基础轴心荷载作用应力
Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(401.4+1201.25)/(6.8×6.8)=34..6kN/m4、基础底面压力验算
(1)、修正后地基承载力特征值fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)
=360.00+0.30×19.00×(6.8-3)+1.60×19.00×
(0-0.5)=366..46kPa
(2)、轴心作用时地基承载力验算Pk=34.6kPa≤fa=366.46kPa满足要求！
(3)、偏心作用时地基承载力验算
Pkmax=85.41kPa≤1.2fa=1.2×366.46=439.75kPa满足要求！5、基础抗剪验算
2
2
2
基础有效高度：h0=h-δ=1200-(40+20/2)=1150mmX轴方向净反力：
Pxmin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×
(401.400/38.440-(993.519+62.808×1.200)/39.721)=-22.338kN/m
Pxmax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×
(401.400/38.440+(993.519+62.808×1.200)/39.721)=50.532kN/m
假设Pxmin=0,偏心安全，得
P1x=((b+B)/2)Pxmax/b=((6.800+1.600)/2)×50.532/6.800=31.786kN/m
Y轴方向净反力：
Pymin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×
(401.400/38.440-(993.519+62.808×1.200)/39.721)=-22.338kN/m
Pymax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×
(401.400/38.440+(993.519+62.808×1.200)/39.721)=50.532kN/m
假设Pymin=0,偏心安全，得
22
2
22
P1y=((l+B)/2)Pymax/l=((6.800+1.600)/2)×50.532/6.800=31.786kN/m
2
基底平均压力设计值：
px=(Pxmax+P1x)/2=(50.53+31.79)/2=41.16kN/mpy=(Pymax+P1y)/2=(50.53+31.79)/2=41.16kPa基础所受剪力：
Vx=|px|(b-B)l/2=41.16×(6.8-1.6)×6.8/2=586.93kNVy=|py|(l-B)b/2=41.16×(6.8-1.6)×6.8/2=586.93kNX轴方向抗剪：
h0/l=1150/6800=0.17≤4
0.25βcfclh0=0.25×1×14.3×6800×1150=26598kN≥Vx=586.93kN满足要求！Y轴方向抗剪：
h0/b=1150/6800=0.17≤4
0.25βcfcbh0=0.25×1×14.3×6800×1150=26598kN≥Vy=586.93kN满足要求！6、地基变形验算
倾斜率：tanθ=|S1-S2|/b'=|20-20|/5000=0≤0.001满足要求！7、螺栓的抗拔验算
螺栓性能等级为3.6螺栓有效面积为125mm2
2
公称抗拉强度300MPa，最大断裂拉力=300*125N=37500N折合重量3.75吨满足要求！
8、塔吊的现场检验
在安装完成以后我们对塔吊的稳定性以及各方面的性能，做了充足的实验。
首先，在塔吊安装完后我们对设计只有0.8吨的吊装要求，多次进行了1.2吨的吊装实验。再一个，从塔吊安装完成到现在，现场经历了多次的大风暴雨的恶劣天气，塔吊依然纹丝不动。并在使用的这段时间里多次进行了塔吊的垂直度等个方面的符合跟检查，没有发现任何问题。
作者：晁振刚
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