混凝土預制拼裝塔機基礎使用檢驗分析

王廷鋒

（甘肅省平涼市特種設備檢驗中心 平涼 744000）

混凝土預制拼裝塔機基礎使用檢驗分析

王廷鋒

（甘肅省平涼市特種設備檢驗中心 平涼 744000）

通過對塔機相關法規及技術標準的分析研究，論證了混凝土預制塔機基礎使用的合法性和安全性，提出了其安全使用、驗收的依據，明確了該類塔機基礎的檢驗方法。

拼裝 塔機 基礎 檢驗 分析

隨著我國經濟的迅速發展，城鎮化步伐不斷加快，城鄉建筑規模快速擴張,固定式塔式起重機被大量使用。一般固定式塔機基礎由使用單位按照塔機制造廠的設計進行現場制作，不能重復使用，造成很大浪費，因此混凝土預制拼裝塔機基礎應運而生。

1 混凝土預制拼裝塔機基礎的結構及優點

將傳統的十字梁基礎、方形基礎、方形與十字梁組合基礎及墩式基礎，通過平面優化分塊，工廠化預制，再進行組合拼裝，采用分散高強低松弛預應力鋼絞線柔性連接形成整體基礎，使整個基礎為全預應力結構，用于傳遞塔式起重機載荷至地基的基礎，簡稱預制塔機基礎。由中心件、過渡件、端件、定位剪力件、配重件等組成，其實質是對整體固定基礎的優化分割而成。這樣塔機基礎可以反復拆裝、重復利用，降低了塔機使用成本。正是由于與傳統固定基礎相比具有諸多優點，拼裝塔機基礎被大量使用。

2 安全性質疑

固定混凝土基礎作為塔機重要組成部分，對塔機抗傾翻起決定性作用。拼裝塔式起重機基礎改變了原基礎結構形式，從固定基礎變成了活動基礎，其安全性也遭到了質疑，作為新生事物，也給安全檢驗提出了挑戰。如果把固定式基礎作為塔機的一個部件來看待，則拼裝基礎的確與原廠設計不符。原設計基礎是固定的一個整體，采用預埋地腳螺栓，是不可分割的，而拼裝基礎是由多塊混凝土預制件拼接而成，地腳螺栓設置在預留的螺栓孔中，所有部件都可以反復拆裝，其整體性、穩定性都無法與固定基礎相比。而作為一臺固定式塔式起重機，在投入批量生產前，由通過鑒定評審取得制造許可證的生產企業生產的，而且產品經過型式試驗合格，因此產品型式是設計定型的結構。除非征得原設計單位同意才能更改原設計結構。顯然由混凝土預制的拼裝塔機基礎要達到上述要求是絕無可能的。到目前為止，還沒有任何安全技術規范明確規定固定式塔機允許采用混凝土預制拼裝基礎。

3 使用合法性分析

混凝土預制拼裝塔機基礎獲得了2010年國家住建部科技成果推廣項目，推廣項目編號為2010008。同年國家住建部以第726號文件頒布了行業標準《混凝土預制拼裝塔機基礎技術規程》，于2011年1月1日執行。《建筑法》第四條規定“國家扶持建筑業的發展，支持建筑科學技術研究，提高房屋建筑設計水平，鼓勵節約能源和保護環境，提倡采用先進技術、先進設備、先進工藝、新型建筑材料和現代管理方式。”《建設領域推廣應用新技術管理規定》（中華人民共和國建設部令第109號）的規定：“國家鼓勵使用《推廣項目》中的新技術，保護和支持各種合法形式的新技術推廣應用活動。市、縣人民政府建設行政主管部門應當制定相應的政策措施，選擇適宜的工程項目，協助或者組織實施建設部和省、自治區、直轄市人民政府建設行政主管部門重點實施技術示范工程。重點實施技術示范工程選用的新技術應當是《推廣項目》發布的推廣技術。”這就是說，混凝土預制拼裝塔機基礎項目作為建筑新技術推廣項目，由建設行政主管部門組織在建筑工地的塔機上推廣試用，是具有合法性的。

《中華人民共和國特種設備安全法》第十六條規定：“特種設備采用新材料、新技術、新工藝，與安全技術規范的要求不一致，或者安全技術規范未作要求、可能對安全性能有重大影響的，應當向國務院負責特種設備安全監督管理的部門申報，由國務院負責特種設備安全監督管理的部門及時委托安全技術咨詢機構或者相關專業機構進行技術評審，評審結果經國務院負責特種設備安全監督管理的部門批準，方可投入生產、使用。”預制混凝土拼裝塔機基礎對塔機安全性有直接的重大影響，因此該項技術作為塔機使用方面的新技術，只有通過技術評審，才能真正合法使用。

4 安全性分析

基礎的確是塔機的重要組成部分，對于塔機的安全運行至關重要。依據《塔式起重機安全規程》并沒有把塔機混凝土基礎作為塔機的零部件。考慮到塔機的抗傾翻穩定性，明確規定了混凝土基礎的強度計算方法。要求“在安裝過程中，混凝土基礎應能承受工作狀態和非工作狀態下的最大載荷，并應滿足塔機抗傾翻穩定性的要求。對混凝土基礎的抗傾翻穩定性計算及地面壓應力的計算應符合《塔式起重機設計規范》中4.6.3的規定及《塔式起重機技術條件》中附錄A的規定。使用單位應根據塔機原制造商提供的載荷參數設計制造混凝土基礎。若采用塔機原制造商推薦的混凝土基礎,固定支腿、預埋節和地腳螺栓應按原制造商規定的方法使用。”

《塔式起重機設計規范》規定，對固定式塔式起重機混凝土基礎的抗傾翻穩定性驗算公式為：

地面壓應力按驗算公式為：

式中:

e —— 偏心距，即地面反力的合力至基礎中心的距離，m;

h —— 基礎的高度；

b —— 基礎外形邊長；

M —— 作用在基礎上的彎矩，N·m;

Fv—— 作用在基礎上的垂直載荷，N;

Fh—— 作用在基礎上的水平載荷，N;

Fg—— 混凝土基礎的重力，N;

pB—— 地面計算壓應力，Pa;

[pB] —— 地面許用壓應力，由實地勘探和基礎處理情況確定,一般取[pB]=2×105~3×105Pa,混凝土基礎強度按TJ7計算。

可以看出，為了確保塔機抗傾翻穩定性，除基礎所受到的載荷外，基礎本身的外形尺寸、總重量、基礎地面的強度對保證塔機安全穩定運行，都是非常重要，因此在基礎結構的穩定的前提下，塔機的抗傾翻穩定性是由基礎的強度，地基的強度以及基礎外形尺寸及總重量綜合決定的，與基礎的結構形式無直接關系。使用單位可以依據塔機制造商提供的載荷參數設計制造混凝土基礎。

其中《塔式起重機技術條件》標準已被《塔式起重機》替代。《塔式起重機》10.2.2款規定，“無論采用軌道基礎、特殊基礎或固定基礎安裝，均應保證公差滿足塔機使用要求。當采用固定基礎安裝時，固定基礎的尺寸應滿足塔機工作狀態和非工作狀態穩定的要求以及地基承載能力的要求，應由專業工程師設計；當需要采用鋼結構平臺等特殊基礎時，指派人員應保證該基礎由專業工程師設計并能滿足塔機使用要求。”因此基礎結構形式并不會對塔機抗傾翻構成實質性威脅，其結構形式的選擇以滿足塔機使用要求為前提。

綜上所述，塔機基礎對于塔機安全使用至關重要，但它并不作為塔機制造的組成零部件。塔機基礎結構形式不是完全由制造商設計，而是依據制造商提供的塔機載荷參數，由使用單位根據塔機安全使用的實際情況設計確定的。保障塔機的安全使用，根本在于保證基礎的重量，外形尺寸，以及基礎地面必需承受的載荷強度，尤其保證基礎結構的穩定性。塔機基礎的安全性是由使用單位負責，依據規定只要由專業工程師設計并能滿足塔機安全使用要求，任何特殊的基礎結構形式都是可以使用的，當然包括凝土預制拼裝塔機基礎。因此在監督檢驗中，對塔機基礎結構形式的變化，要求使用單位提供能確保基礎質量及結構穩定性的安全技術資料即可。

5 質量驗收依據及監督檢驗分析

5.1 質量驗收依據

為了保證塔機安全使用，對與混凝土預制拼裝基礎，如何確保混凝土基礎的預制件的制作質量及拼裝施工質量至關重要。制作質量直接影響基礎的外形尺寸、重量、及預制塊的穩定性，拼裝質量則直接關系到基礎的整體穩定性。

依據《混凝土預制拼裝塔機基礎技術規程》規定，“適用于小車變幅水平臂額定起重力矩不大于400kN·m塔式起重機混凝土基礎的設計、制作、拼裝、驗收和使用維護。基礎預制件應在固定場所嚴格按照設計圖紙的規定集中制作檢驗，所用原材料應有合格證、檢驗試驗報告，制造質量應符合《混凝土結構工程質量驗收規范》的相關規定。使用的鋼絞線應符合JGJ92《無粘接預應力混凝土結構技術規程》規定，并具有產品合格證和出廠檢驗報告。地腳螺栓應采用調質處理的40Cr鋼，符合GB 3098《緊固件機械性能》的規定。錨具應符合GB/T 14370《預應力筋用錨具、夾具和連接器》的規定。預制件按要求檢驗合格后，應出具產品出廠合格證。在使用現場拼裝施工時，應制定符合規定的施工方案，由具有預應力施工資質的單位的專門人員實施，拼裝連接索張拉過程及張拉值記錄應經監理人員現場監督。拼裝驗收收后，填寫有拼裝單位、監理單位、使用單位簽字的驗收記錄。”

這就明確了預制基礎制造質量由制造單位負責，并提供相應技術資料。拼裝質量驗收由拼裝施工單位、監理單位、使用單位進行，并填寫驗收記錄。因此對于小車變幅水平臂額定起重力矩不大于400kN·m塔式起重機，拼裝基礎的制作質量和安裝質量是有明確的技術規定的，在實際使用安裝中應嚴格執行該標準規定，以保證塔機的安全使用的。也就是說產品質量由預制單位負責，拼裝質量由施工單位負責，質量驗收由基礎拼裝單位、監理單位、使用單位共同進行，使用的安全性由使用單位負責。監督檢驗時只要進行相關環節技術資料驗證確認，督促各相關單位嚴格按規范操作即可。

5.2 監督檢驗分析

從上述分析來看，預制混凝土塔機基礎目前處于建設部門推廣試用階段，技術規范尚不完善，在該類塔機安裝監督檢驗中，應嚴格依據目前現有標準規范進行工作，使該項技術健康有序發展。在使用該類型塔機基礎前，首先對使用單位提出了更高的要求，使用單位應安排相應專業技術人員對塔機基礎進行設計確認，根據本工地的實際情況確保塔機安全使用。其次要求基礎預制單位出具預制件出廠合格證，鋼絞線應出具符合規定的合格證及出廠檢驗報告，地腳螺栓、錨具應出具符合規定的合格證，確保基礎預制質量。還有塔機安裝前應由基礎配置單位出具加蓋公章的預應力施工資質證復印件及施工人員證件或花名冊，還有安裝完畢后，應填寫由基礎施工單位、監理單位、使用單位共同簽字的驗收記錄，確保塔機基礎拼裝質量。在符合上述要求時，塔機安裝單位才能在該基礎上進行安裝施工。

因此監督檢驗時只要確認上述資料完整，就可認定該基礎質量驗收合格。在沒出臺新的規定的前提下，起重力矩大于400kN·m的塔機原則上是不能使用混凝土預制基礎的。雖然按照《塔式起重機》規定，塔機采用特殊基礎由使用單位專業工程師依據制造商提供的載荷參數設計確定，安全性由使用單位保證，沒有使用范圍和基礎結構形式選擇限制，但也沒有明確固定式塔機可以采用拼裝基礎。一些地方已經在實際使用中已突破了此限制，在起重力矩800kN·m的塔機上也已經使用拼裝基礎，但是筆者認為，在現有法規標準框架內，由于該技術尚處推廣試用階段，不宜盲目擴大使用范圍，只有在通過技術評審之后，形成完善的技術規范之后，才可全面普及使用。目前在檢驗規程滯后情況下，為了確保該項新技術正常推廣試用，各檢驗單位可以根據實際情況，依據現有技術標準，通過修訂檢驗規則，規避檢驗風險，保證該項新技術的健康發展。

6 結束語

1）依據《建筑法法》以及國家標準、建設部門相關法規標準的規定，混凝土預制拼裝基礎是由專業技術人員設計，并通過了建設主管部門的技術鑒定，被確定為新技術推廣項目，而且已經頒布了行業標準，因此自2011年1月1日，對于起重力矩在400kN·m以下的小車變幅塔機，在建設部門指定的市政及民用建筑工地上，可以推廣試用混凝土預制拼裝基礎，并應依據《混凝土預制拼裝塔機基礎技術規程》等相關技術標準的規定依法進行質量驗收。在未頒布國家標準及相關部門未出臺行政法規前，在其他工地原則上是不能使用的。

2）預制混凝土拼裝塔機基礎，目前處推廣階段，使用單位應謹慎選擇，使用壽命等問題丞待解決。

[1] 特種設備安全法(中華人民共和國主席令第4號) [Z].

[2] GB 5144—2006 塔式起重機安全規程[S].

[3] GB/T 1375—92 塔式起重機設計規范[S].

[4] GB/T 5031—2008 塔式起重機[S].

[5] 建筑法(中華人民共和國主席令第91號)[Z].

[6] 建設領域推廣應用新技術管理規定(中華人民共和國建設部令第109號)[Z].

[7] JGJ/T 197—2010 混凝土預制拼裝塔機基礎技術規程[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

王廷鋒(1972～)，男，本科，高級工程師，從事各類特種設備的安全檢驗技術研究工作。

2016-05-09）