塔吊基础方案.docx
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塔吊基础方案
塔吊基础专项施工方案
一、工程概况
本工程为海宁市袁花镇花溪人家安置房项目工程，建设地点：
海宁市袁花镇南街路南侧、长益路西侧，建设规模：
建筑34821.08平方米，其中1#楼建筑面积3561.51平方米；2#楼面积3790.35平方米；3#楼3133.25平方米；4#楼3916.7平方米；5#楼3580.49平方米；6#楼5070.72平方米；7#楼7429.46平方米；1#半地下汽车库774.1平方米；2#半地下汽车库774.1平方米；3#半地下汽车库774.1平方米；4#半地下汽车库597.92平方米；5#半地下汽车库1418.38平方米。
计划工期：
600日历天。
工程为一般民用建筑，工程等级二级，耐火等级地上二级，地下一级，屋面防水等级为1级，抗震设防烈度6度，建筑耐久年限为50年，设计单位：
浙江鸿翔建筑设计有限公司，勘察单位：
浙江省化工工程地质勘察院，监理单位：
浙江嘉宇工程管理有限公司，施工单位：
深圳中海建筑有限公司。
本工程采用QTZ63塔吊3台，具体位置详见施工总平面布置图。
二、基础做法
拟建采用桩基础方案，桩型选用PCφ400A95的预应力方桩，以⑥综合层作为桩端持力层，桩端宜进入持力层3D以上，每个塔吊基础设置4根18米长预应力管桩，接桩做法参照厂房及配套用房结施02桩基总说明。
三、计算书
矩形板式桩基础计算书
计算依据：
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
5、《预应力混凝土空心方桩》JG197-2006
一、塔机属性
塔机型号
QTZ63
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
1、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）
464.1
起重荷载标准值Fqk（kN）
47.1
竖向荷载标准值Fk（kN）
511.2
水平荷载标准值Fvk（kN）
18.3
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
1335
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
464.1
水平荷载标准值Fvk'（kN）
73.9
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
1552
2、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）
1.35Fk1＝1.35×464.1＝626.535
起重荷载设计值FQ（kN）
1.35Fqk＝1.35×47.1＝63.585
竖向荷载设计值F（kN）
626.535+63.585＝690.12
水平荷载设计值Fv（kN）
1.35Fvk＝1.35×18.3＝24.705
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.35Mk＝1.35×1335＝1802.25
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.35Fk'＝1.35×464.1＝626.535
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.35Fvk'＝1.35×73.9＝99.765
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.35Mk＝1.35×1552＝2095.2
三、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h（m）
1.2
承台长l（m）
5
承台宽b（m）
5
承台长向桩心距al（m）
3.6
承台宽向桩心距ab（m）
3.6
承台参数
承台混凝土等级
C35
承台混凝土自重γC（kN/m3）
25
承台上部覆土厚度h'（m）
0
承台上部覆土的重度γ'（kN/m3）
19
承台混凝土保护层厚度δ（mm）
50
配置暗梁
否
承台底标高d1（m）
-4
基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl（hγc+h'γ'）=5×5×（1.2×25+0×19）=750kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.2Gk=1.2×750=900kN
桩对角线距离：
L=（ab2+al2）0.5=（3.62+3.62）0.5=5.091m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（464.1+750）/4=303.525kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+FVkh）/L
=（464.1+750）/4+（1552+73.9×1.2）/5.091=625.785kN
Qkmin=（Fk+Gk）/n-（Mk+FVkh）/L
=（464.1+750）/4-（1552+73.9×1.2）/5.091=-18.735kN
2、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：
Qmax=（F+G）/n+（M+Fvh）/L
=（626.535+900）/4+（2095.2+99.765×1.2）/5.091=816.685kN
Qmin=（F+G）/n-（M+Fvh）/L
=（626.535+900）/4-（2095.2+99.765×1.2）/5.091=-53.417kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩类型
预应力空心方桩
预应力空心方桩边长lb（mm）
400
预应力空心方桩内径dl（mm）
220
桩混凝土强度等级
C60
桩基成桩工艺系数ψC
0.75
桩混凝土自重γz（kN/m3）
25
桩混凝土保护层厚度б（mm）
35
桩底标高d2（m）
-18
桩顶标高
1#及3#塔吊标高为绝对标高1.45米；2#塔吊标高为绝对标高0.95米。
桩有效长度lt（m）
18
桩端进入持力层深度hb（m）
1
桩配筋
桩身预应力钢筋配筋
65015Φ10.7
桩身承载力设计值
7089.221
桩裂缝计算
桩裂缝计算
钢筋弹性模量Es（N/mm2）
200000
法向预应力等于零时钢筋的合力Np0（kN）
100
预应力钢筋相对粘结特性系数V
0.8
最大裂缝宽度ωlim（mm）
0.2
裂缝控制等级
三级
地基属性
地下水位至地表的距离hz（m）
1.33
自然地面标高d（m）
0
是否考虑承台效应
是
承台效应系数ηc
0.1
土名称
土层厚度li（m）
侧阻力特征值qsia（kPa）
端阻力特征值qpa（kPa）
抗拔系数
承载力特征值fak（kPa）
素填土
4.71
10
150
0.6
90
淤泥
5.36
8
100
0.3
50
砾砂
7.32
25
3500
0.4
150
粉土
7.48
35
1900
0.6
160
全风化岩
12.56
70
4000
0.6
330
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：
u=4lb=4×0.4=1.6m
hb/lb=1×1000/400=2.5<5
λp=0.16hb/lb=0.16×2.5=0.4
空心方桩桩端净面积：
Aj=lb2-πd12/4=0.42-3.14×0.382/4=0.047m2
空心方桩敞口面积：
Ap1=πd12/4=3.14×0.382/4=0.113m2
承载力计算深度：
min（b/2,5）=min（5/2,5）=2.5m
fak=（0.71×90+1.79×50）/2.5=153.4/2.5=61.36kPa
承台底净面积：
Ac=（bl-n（Aj+Ap1））/n=（5×5-4×（0.047+0.113））/4=6.09m2
复合桩基竖向承载力特征值：
Ra=ψuΣqsia·li+qpa·（Aj+λpAp1）+ηcfakAc=0.8×1.6×（0.71×10+5.36×8+7.32×25+0.61×35）+1900×（0.047+0.4×0.113）+0.1×61.36×6.09=537.622kN
Qk=303.525kN≤Ra=537.622kN
Qkmax=625.785kN≤1.2Ra=1.2×537.622=645.146kN
满足要求！
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=-18.735kN<0
按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：
Qk'=18.735kN
桩身位于地下水位以下时，位于地下水位以下的桩自重按桩的浮重度计算，
桩身的重力标准值：
Gp=lt（γz-10）Aj=14×（25-10）×0.047=9.784kN
Ra'=ψuΣλiqsiali+Gp=0.8×1.6×（0.6×0.71×10+0.3×5.36×8+0.4×7.32×25+0.6×0.61×35）+9.784=141.795kN
Qk'=18.735kN≤Ra'=141.795kN
满足要求！
3、桩身承载力计算
纵向预应力钢筋截面面积：
Aps=nπd2/4=15×3.142×10.72/4=1349mm2
（1）、轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：
Q=Qmax=816.685kN
桩身结构竖向承载力设计值：
R=7089.221kN
Q=816.685kN≤7089.221kN
满足要求！
（2）、轴心受拔桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：
Q'=-Qmin=53.417kN
fpyAps=（650×1348.804）×10-3=876.722kN
Q'=53.417kN≤fpyAps=876.722kN
满足要求！
4、裂缝控制计算
裂缝控制按三级裂缝控制等级计算。
（1）、纵向受拉钢筋配筋率
有效受拉混凝土截面面积：
Ate=lb2-πd12/4=4002-3.14×3802/4=46589mm2
Aps/Ate=1348.804/46589=0.029≥0.01
取ρte=0.029
（2）、纵向钢筋等效应力
σsk=（Qk'-Np0）/Aps=（18.735×103-100×103）/1348.804=-60.25N/mm2
（3）、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数
ψ=1.1-0.65ftk/（ρteσsk）=1.1-0.65×2.85/（0.029×60.25）=2.162
取ψ=1
（4）、受拉区纵向钢筋的等效直径
dep=Σnidi2/Σniνidi=（15×10.72）/（15×0.8×10.7）=5.229mm
（5）、最大裂缝宽度
ωmax=αcrψσsk（1.9c+0.08dep/ρte）/Es=2.2×1×60.25×（1.9×35+0.08×5.229/0.029）/200000=0.054mm≤ωlim=0.2mm
满足要求！
五、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB400Φ20@130
承台底部短向配筋
HRB400Φ20@160
承台顶部长向配筋
HRB400Φ20@160
承台顶部短向配筋
HRB400Φ20@160
1、荷载计算
承台有效高度：
h0=1200-50-20/2=1140mm
M=（Qmax+Qmin）L/2=（816.685+（-53.417））×5.091/2=1942.962kN·m
X方向：
Mx=Mab/L=1942.962×3.6/5.091=1373.882kN·m
Y方向：
My=Mal/L=1942.962×3.6/5.091=1373.882kN·m
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=626.535/4+2095.2/5.091=568.17kN
受剪切承载力截面高度影响系数：
βhs=（800/1140）1/4=0.915
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：
a1b=（ab-B-lb）/2=（3.6-1.6-0.4）/2=0.8m
a1l=（al-B-lb）/2=（3.6-1.6-0.4）/2=0.8m
剪跨比：
λb'=a1b/h0=800/1140=0.702，取λb=0.702；
λl'=a1l/h0=800/1140=0.702，取λl=0.702；
承台剪切系数：
αb=1.75/（λb+1）=1.75/（0.702+1）=1.028
αl=1.75/（λl+1）=1.75/（0.702+1）=1.028
βhsαbftbh0=0.915×1.028×1.57×103×5×1.14=8422.906kN
βhsαlftlh0=0.915×1.028×1.57×103×5×1.14=8422.906kN
V=568.17kN≤min（βhsαbftbh0，βhsαlftlh0）=8422.906kN
满足要求！
3、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围：
B+2h0=1.6+2×1.14=3.88m
ab=3.6m≤B+2h0=3.88m，al=3.6m≤B+2h0=3.88m
角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！
4、承台配筋计算
（1）、承台底面长向配筋面积
αS1=My/（α1fcbh02）=1373.882×106/（1.03×16.7×5000×11402）=0.012
ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×0.012）0.5=0.012
γS1=1-ζ1/2=1-0.012/2=0.994
AS1=My/（γS1h0fy1）=1373.882×106/（0.994×1140×360）=3369mm2
最小配筋率：
ρ=0.15%
承台底需要配筋：
A1=max（AS1,ρbh0）=max（3369,0.0015×5000×1140）=8550mm2
承台底长向实际配筋：
AS1'=12398mm2≥A1=8550mm2
满足要求！
（2）、承台底面短向配筋面积
αS2=Mx/（α2fcbh02）=1373.882×106/（1.03×16.7×5000×11402）=0.012
ζ2=1-（1-2αS2）0.5=1-（1-2×0.012）0.5=0.012
γS2=1-ζ2/2=1-0.012/2=0.994
AS2=Mx/（γS2h0fy1）=1373.882×106/（0.994×1140×360）=3369mm2
最小配筋率：
ρ=0.15%
承台底需要配筋：
A2=max（3369,ρlh0）=max（3369,0.0015×5000×1140）=8550mm2
承台底短向实际配筋：
AS2'=10132mm2≥A2=8550mm2
满足要求！
（3）、承台顶面长向配筋面积
承台顶长向实际配筋：
AS3'=10132mm2≥0.5AS1'=0.5×12398=6199mm2
满足要求！
（4）、承台顶面短向配筋面积
承台顶长向实际配筋：
AS4'=10132mm2≥0.5AS2'=0.5×10132=5066mm2
满足要求！
（5）、承台竖向连接筋配筋面积
承台竖向连接筋为双向Φ10@500。
六、配筋示意图
承台配筋图
桩配筋图
基础立面图
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