混凝土预制拼装塔机基础使用检验分析

王廷锋

（甘肃省平凉市特种设备检验中心 平凉 744000）

混凝土预制拼装塔机基础使用检验分析

王廷锋

（甘肃省平凉市特种设备检验中心 平凉 744000）

通过对塔机相关法规及技术标准的分析研究，论证了混凝土预制塔机基础使用的合法性和安全性，提出了其安全使用、验收的依据，明确了该类塔机基础的检验方法。

拼装 塔机 基础 检验 分析

随着我国经济的迅速发展，城镇化步伐不断加快，城乡建筑规模快速扩张,固定式塔式起重机被大量使用。一般固定式塔机基础由使用单位按照塔机制造厂的设计进行现场制作，不能重复使用，造成很大浪费，因此混凝土预制拼装塔机基础应运而生。

1 混凝土预制拼装塔机基础的结构及优点

将传统的十字梁基础、方形基础、方形与十字梁组合基础及墩式基础，通过平面优化分块，工厂化预制，再进行组合拼装，采用分散高强低松弛预应力钢绞线柔性连接形成整体基础，使整个基础为全预应力结构，用于传递塔式起重机载荷至地基的基础，简称预制塔机基础。由中心件、过渡件、端件、定位剪力件、配重件等组成，其实质是对整体固定基础的优化分割而成。这样塔机基础可以反复拆装、重复利用，降低了塔机使用成本。正是由于与传统固定基础相比具有诸多优点，拼装塔机基础被大量使用。

2 安全性质疑

固定混凝土基础作为塔机重要组成部分，对塔机抗倾翻起决定性作用。拼装塔式起重机基础改变了原基础结构形式，从固定基础变成了活动基础，其安全性也遭到了质疑，作为新生事物，也给安全检验提出了挑战。如果把固定式基础作为塔机的一个部件来看待，则拼装基础的确与原厂设计不符。原设计基础是固定的一个整体，采用预埋地脚螺栓，是不可分割的，而拼装基础是由多块混凝土预制件拼接而成，地脚螺栓设置在预留的螺栓孔中，所有部件都可以反复拆装，其整体性、稳定性都无法与固定基础相比。而作为一台固定式塔式起重机，在投入批量生产前，由通过鉴定评审取得制造许可证的生产企业生产的，而且产品经过型式试验合格，因此产品型式是设计定型的结构。除非征得原设计单位同意才能更改原设计结构。显然由混凝土预制的拼装塔机基础要达到上述要求是绝无可能的。到目前为止，还没有任何安全技术规范明确规定固定式塔机允许采用混凝土预制拼装基础。

3 使用合法性分析

混凝土预制拼装塔机基础获得了2010年国家住建部科技成果推广项目，推广项目编号为2010008。同年国家住建部以第726号文件颁布了行业标准《混凝土预制拼装塔机基础技术规程》，于2011年1月1日执行。《建筑法》第四条规定“国家扶持建筑业的发展，支持建筑科学技术研究，提高房屋建筑设计水平，鼓励节约能源和保护环境，提倡采用先进技术、先进设备、先进工艺、新型建筑材料和现代管理方式。”《建设领域推广应用新技术管理规定》（中华人民共和国建设部令第109号）的规定：“国家鼓励使用《推广项目》中的新技术，保护和支持各种合法形式的新技术推广应用活动。市、县人民政府建设行政主管部门应当制定相应的政策措施，选择适宜的工程项目，协助或者组织实施建设部和省、自治区、直辖市人民政府建设行政主管部门重点实施技术示范工程。重点实施技术示范工程选用的新技术应当是《推广项目》发布的推广技术。”这就是说，混凝土预制拼装塔机基础项目作为建筑新技术推广项目，由建设行政主管部门组织在建筑工地的塔机上推广试用，是具有合法性的。

《中华人民共和国特种设备安全法》第十六条规定：“特种设备采用新材料、新技术、新工艺，与安全技术规范的要求不一致，或者安全技术规范未作要求、可能对安全性能有重大影响的，应当向国务院负责特种设备安全监督管理的部门申报，由国务院负责特种设备安全监督管理的部门及时委托安全技术咨询机构或者相关专业机构进行技术评审，评审结果经国务院负责特种设备安全监督管理的部门批准，方可投入生产、使用。”预制混凝土拼装塔机基础对塔机安全性有直接的重大影响，因此该项技术作为塔机使用方面的新技术，只有通过技术评审，才能真正合法使用。

4 安全性分析

基础的确是塔机的重要组成部分，对于塔机的安全运行至关重要。依据《塔式起重机安全规程》并没有把塔机混凝土基础作为塔机的零部件。考虑到塔机的抗倾翻稳定性，明确规定了混凝土基础的强度计算方法。要求“在安装过程中，混凝土基础应能承受工作状态和非工作状态下的最大载荷，并应满足塔机抗倾翻稳定性的要求。对混凝土基础的抗倾翻稳定性计算及地面压应力的计算应符合《塔式起重机设计规范》中4.6.3的规定及《塔式起重机技术条件》中附录A的规定。使用单位应根据塔机原制造商提供的载荷参数设计制造混凝土基础。若采用塔机原制造商推荐的混凝土基础,固定支腿、预埋节和地脚螺栓应按原制造商规定的方法使用。”

《塔式起重机设计规范》规定，对固定式塔式起重机混凝土基础的抗倾翻稳定性验算公式为：

地面压应力按验算公式为：

式中:

e —— 偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离，m;

h —— 基础的高度；

b —— 基础外形边长；

M —— 作用在基础上的弯矩，N·m;

Fv—— 作用在基础上的垂直载荷，N;

Fh—— 作用在基础上的水平载荷，N;

Fg—— 混凝土基础的重力，N;

pB—— 地面计算压应力，Pa;

[pB] —— 地面许用压应力，由实地勘探和基础处理情况确定,一般取[pB]=2×105~3×105Pa,混凝土基础强度按TJ7计算。

可以看出，为了确保塔机抗倾翻稳定性，除基础所受到的载荷外，基础本身的外形尺寸、总重量、基础地面的强度对保证塔机安全稳定运行，都是非常重要，因此在基础结构的稳定的前提下，塔机的抗倾翻稳定性是由基础的强度，地基的强度以及基础外形尺寸及总重量综合决定的，与基础的结构形式无直接关系。使用单位可以依据塔机制造商提供的载荷参数设计制造混凝土基础。

其中《塔式起重机技术条件》标准已被《塔式起重机》替代。《塔式起重机》10.2.2款规定，“无论采用轨道基础、特殊基础或固定基础安装，均应保证公差满足塔机使用要求。当采用固定基础安装时，固定基础的尺寸应满足塔机工作状态和非工作状态稳定的要求以及地基承载能力的要求，应由专业工程师设计；当需要采用钢结构平台等特殊基础时，指派人员应保证该基础由专业工程师设计并能满足塔机使用要求。”因此基础结构形式并不会对塔机抗倾翻构成实质性威胁，其结构形式的选择以满足塔机使用要求为前提。

综上所述，塔机基础对于塔机安全使用至关重要，但它并不作为塔机制造的组成零部件。塔机基础结构形式不是完全由制造商设计，而是依据制造商提供的塔机载荷参数，由使用单位根据塔机安全使用的实际情况设计确定的。保障塔机的安全使用，根本在于保证基础的重量，外形尺寸，以及基础地面必需承受的载荷强度，尤其保证基础结构的稳定性。塔机基础的安全性是由使用单位负责，依据规定只要由专业工程师设计并能满足塔机安全使用要求，任何特殊的基础结构形式都是可以使用的，当然包括凝土预制拼装塔机基础。因此在监督检验中，对塔机基础结构形式的变化，要求使用单位提供能确保基础质量及结构稳定性的安全技术资料即可。

5 质量验收依据及监督检验分析

5.1 质量验收依据

为了保证塔机安全使用，对与混凝土预制拼装基础，如何确保混凝土基础的预制件的制作质量及拼装施工质量至关重要。制作质量直接影响基础的外形尺寸、重量、及预制块的稳定性，拼装质量则直接关系到基础的整体稳定性。

依据《混凝土预制拼装塔机基础技术规程》规定，“适用于小车变幅水平臂额定起重力矩不大于400kN·m塔式起重机混凝土基础的设计、制作、拼装、验收和使用维护。基础预制件应在固定场所严格按照设计图纸的规定集中制作检验，所用原材料应有合格证、检验试验报告，制造质量应符合《混凝土结构工程质量验收规范》的相关规定。使用的钢绞线应符合JGJ92《无粘接预应力混凝土结构技术规程》规定，并具有产品合格证和出厂检验报告。地脚螺栓应采用调质处理的40Cr钢，符合GB 3098《紧固件机械性能》的规定。锚具应符合GB/T 14370《预应力筋用锚具、夹具和连接器》的规定。预制件按要求检验合格后，应出具产品出厂合格证。在使用现场拼装施工时，应制定符合规定的施工方案，由具有预应力施工资质的单位的专门人员实施，拼装连接索张拉过程及张拉值记录应经监理人员现场监督。拼装验收收后，填写有拼装单位、监理单位、使用单位签字的验收记录。”

这就明确了预制基础制造质量由制造单位负责，并提供相应技术资料。拼装质量验收由拼装施工单位、监理单位、使用单位进行，并填写验收记录。因此对于小车变幅水平臂额定起重力矩不大于400kN·m塔式起重机，拼装基础的制作质量和安装质量是有明确的技术规定的，在实际使用安装中应严格执行该标准规定，以保证塔机的安全使用的。也就是说产品质量由预制单位负责，拼装质量由施工单位负责，质量验收由基础拼装单位、监理单位、使用单位共同进行，使用的安全性由使用单位负责。监督检验时只要进行相关环节技术资料验证确认，督促各相关单位严格按规范操作即可。

5.2 监督检验分析

从上述分析来看，预制混凝土塔机基础目前处于建设部门推广试用阶段，技术规范尚不完善，在该类塔机安装监督检验中，应严格依据目前现有标准规范进行工作，使该项技术健康有序发展。在使用该类型塔机基础前，首先对使用单位提出了更高的要求，使用单位应安排相应专业技术人员对塔机基础进行设计确认，根据本工地的实际情况确保塔机安全使用。其次要求基础预制单位出具预制件出厂合格证，钢绞线应出具符合规定的合格证及出厂检验报告，地脚螺栓、锚具应出具符合规定的合格证，确保基础预制质量。还有塔机安装前应由基础配置单位出具加盖公章的预应力施工资质证复印件及施工人员证件或花名册，还有安装完毕后，应填写由基础施工单位、监理单位、使用单位共同签字的验收记录，确保塔机基础拼装质量。在符合上述要求时，塔机安装单位才能在该基础上进行安装施工。

因此监督检验时只要确认上述资料完整，就可认定该基础质量验收合格。在没出台新的规定的前提下，起重力矩大于400kN·m的塔机原则上是不能使用混凝土预制基础的。虽然按照《塔式起重机》规定，塔机采用特殊基础由使用单位专业工程师依据制造商提供的载荷参数设计确定，安全性由使用单位保证，没有使用范围和基础结构形式选择限制，但也没有明确固定式塔机可以采用拼装基础。一些地方已经在实际使用中已突破了此限制，在起重力矩800kN·m的塔机上也已经使用拼装基础，但是笔者认为，在现有法规标准框架内，由于该技术尚处推广试用阶段，不宜盲目扩大使用范围，只有在通过技术评审之后，形成完善的技术规范之后，才可全面普及使用。目前在检验规程滞后情况下，为了确保该项新技术正常推广试用，各检验单位可以根据实际情况，依据现有技术标准，通过修订检验规则，规避检验风险，保证该项新技术的健康发展。

6 结束语

1）依据《建筑法法》以及国家标准、建设部门相关法规标准的规定，混凝土预制拼装基础是由专业技术人员设计，并通过了建设主管部门的技术鉴定，被确定为新技术推广项目，而且已经颁布了行业标准，因此自2011年1月1日，对于起重力矩在400kN·m以下的小车变幅塔机，在建设部门指定的市政及民用建筑工地上，可以推广试用混凝土预制拼装基础，并应依据《混凝土预制拼装塔机基础技术规程》等相关技术标准的规定依法进行质量验收。在未颁布国家标准及相关部门未出台行政法规前，在其他工地原则上是不能使用的。

2）预制混凝土拼装塔机基础，目前处推广阶段，使用单位应谨慎选择，使用寿命等问题丞待解决。

[1] 特种设备安全法(中华人民共和国主席令第4号) [Z].

[2] GB 5144—2006 塔式起重机安全规程[S].

[3] GB/T 1375—92 塔式起重机设计规范[S].

[4] GB/T 5031—2008 塔式起重机[S].

[5] 建筑法(中华人民共和国主席令第91号)[Z].

[6] 建设领域推广应用新技术管理规定(中华人民共和国建设部令第109号)[Z].

[7] JGJ/T 197—2010 混凝土预制拼装塔机基础技术规程[S].

Concrete Precast Assembling Tower Crane Foundation Using Inspection Analysis

Wang Tingfeng
（Special equipment inspection center of Pingliang city, Gansu province Pingliang 744000）

Through analysis and study of relevant laws and regulations and technical standards of the tower crane, the paper demonstrates the legality and safety of the concrete precast tower crane foundation, puts forward the basis for the safe use and acceptance, has been clear about the kind of tower crane foundation inspection methods.

Assemble Tower-crane Foundation Test Analysis

X941

B

1673-257X(2016)11-0037-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2016.11.009

王廷锋(1972～)，男，本科，高级工程师，从事各类特种设备的安全检验技术研究工作。

2016-05-09）