4#塔吊基础方案.docx
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4#塔吊基础方案
福门·红星美凯龙全球家居博览中心城市综合体建设项目
矩形板式桩基础（4#）施工方案
编制：
审核：
审批：
甘肃建投建设有限公司福门·红星美凯龙全球家居
博览中心城市综合体建设项目部
2018年3月
一、
编制依据
1、工程施工图纸及现场概况
2、塔机使用说明书
3、《塔式起重机混凝土基础工程技术规范JGJ/T187-2009》
4、《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010
5、《塔式起重机设计规范》GB13752-92
6、《混凝土结构设计规范GB50010-2010》
7、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）
8、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
9、《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）
10、《福门·红星美凯龙全球家居博览中心城市综合体建设项目1#楼地基静载荷检测报告》（甘肃榕盛工程检测有限公司）。
二、工程概况
红星美凯龙（1#楼），框剪结构。
地下二层、地上十三层，建筑面积51298.23㎡，银凤谷（2#楼），框架结构。
地上局部三层，建筑面积12367.36㎡，总建筑面积63665.59㎡，具体包括1#楼地上8+5F公寓，地上5F商业楼，2#楼地上2F商业楼，局部地上3F（两侧2F）商业楼，整体-1F层（局部-2F）地下商场。
1、本工程场地地质情况如下：
从场地内勘探揭露地层可知，场地内分布有人工填土层、第四系冲积层和下伏基岩为白垩系泥质砂岩，按地层沉积顺序自上而下依次为杂填土、细砂、泥质砂岩。
现分述如下：
①杂填土（Q4ml）：
杂色，土质不均匀，稍湿，稍密，含有大量的粉土、建筑垃圾和生活垃圾，为近期人工回填土。
该层缺失于场地东南侧，ZK10、
ZK20、ZK21、ZK30、ZK31、ZK41处，其余区域均有分布。
本层厚度为0．20～5．70m，层顶高程1719．77m～1725．56m。
②细砂（Q4ml）：
黄褐色，湿～饱和，松散～稍密，主要矿物成份以石英、长石为主，粒径大于0．075m的颗粒质量约占总质量的85％～89％，局部夹有少量角砾，砂质较纯。
该层缺失于钻孔ZK1、4、7、8、9、10、11、12、13、19、20、21、30、31、41处，其余区域均有分布。
本层埋深为0．20～5．70m，层面标高为1717．17～1723．16m，厚度为
0.40～8.80m。
③泥质砂岩（K）：
红褐色，泥质胶结，斜层理发育，沿节理裂隙面有钙质条纹，间夹灰白色变质岩，矿物成分主要为石英、长石及云母。
上部1．10～2．40m为强风化，长石表面已高岭土化，沿层面易碎裂，钻探提取岩芯呈饼状及碎块状，干钻易进：
其下为中风化，干钻不易，岩芯呈柱状，手不易捏碎。
该层分布于整个场地。
本层埋深为0．00～10．80m，层面标高为1710．57～1729．00m，揭露
最大厚度为23．50m（未揭穿）。
地下水环境类型属1类，地下水对混凝土结构具有中腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水条件下具有微腐蚀性、在干湿交替条件下具有中腐蚀性，对钢结构具有微腐蚀性。
基础开挖后，进行钎探，并组织相关单位进行地基验槽，验收合格后再进行后续工序。
三、塔吊基础施工
一、工艺流程
土方开挖→塔吊基础垫层→砌筑砖胎模→砖模内壁抹灰→塔吊基础钢筋绑扎→塔吊预埋件安装→塔吊基础混凝土浇筑→塔吊基础混凝土养护。
二、塔吊基础施工
1、开挖6000×6000×1500mm的塔吊基础（塔吊基础尺寸为5000×5000×1420mm）基坑。
2、浇筑塔吊基础垫层，混凝土强度等级为C20，厚度为100mm。
3、在垫层上弹线，砌筑塔吊基础侧模——砖胎模。
砖胎模采用MU10免烧砖，M7.5水泥砂浆砌筑（砖胎模与挡土墙同步施工砖胎模施工完后夯实胎模土方）。
4、绑扎塔吊基础钢筋，做好过程控制、施工记录及质量验收。
施工中将预埋件节点焊好，各方向位置偏差不得大于1‰。
5、塔吊基础砼采用C35砼浇注，浇筑混凝土时，随时注意塔吊预埋节的水平度。
混凝土不能沿一个方向浇筑，以免挤偏塔吊预埋节。
6、对塔吊基础混凝土进行养护，当混凝土强度达到75%时，经验收合格后方能安装塔机。
四、塔机属性及基础情况
塔机型号
QTZ60
塔身桁架结构
方钢管
桁架结构宽度B
1.6m
塔机独立状态的计算高度H
40.5m
尺寸
5000×5000×1420mm
配筋情况
上层筋
双层HRB400Φ20@150
下层筋
双层HRB400Φ25@150
混凝土强度等级：
C35
五、塔机荷载
（一）塔机自身荷载标准值
塔身自重G0
251kN
起重臂自重G1
35kN
起重臂重心至塔身中心距离RG1
22m
小车和吊钩自重G2
3.8kN
最大起重荷载Qmax
60kN
最大起重荷载至塔身中心最大距离RQmax
11.5m
最小起重荷载Qmin
10kN
最大吊物幅度RQmin
50m
最大起重力矩M2
690kN·m
平衡臂自重G3
15kN
平衡臂重心至塔身中心距离RG3
6.3m
平衡块自重G4
80kN
平衡块重心至塔身中心距离RG4
11.8m
（二）风荷载标准值
工程所在地
甘肃白银
基本风压ω0（kN/m2）
工作状态
0.2
非工作状态
0.35
塔帽形状和变幅方式
锥形塔帽，小车变幅
地面粗糙度
B类 田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区
风振系数βz
工作状态
1.59
非工作状态
1.63
风压等效高度变化系数μz
1.3
风荷载体型系数μs
工作状态
1.95
非工作状态
1.95
风向系数α
1.2
塔身前后片桁架的平均充实率α0
0.35
风荷载标准值ωk
ωk=0.8βzμsμzω0
工作状态
0.8×1.2×1.59×1.95×1.3×0.2=0.77kN/m2
非工作状态
0.8×1.2×1.63×1.95×1.3×0.35=1.39kN/m2
（三）塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1
251+35+3.8+15+80=384.8kN
起重荷载标准值Fqk
60KN
竖向荷载标准值Fk
384.8+60=444.80kN
水平荷载标准值Fvk
0.77×0.35×1.6×40.5=17.46kN
倾覆力矩标准值Mk
35×22+3.8×11.5-15×6.3-80×11.8+0.9×（690+0.5×17.46×40.5）=714.41kN·m
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'
384.8kN
水平荷载标准值Fvk'
1.39×0.35×1.6×40.5=31.53kN
倾覆力矩标准值Mk'
35×22-15×6.3-80×11.8+0.5×31.53×40.5=369.98kN·m
（四）塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1
1.2Fk1=1.2×384.8=461.76kN
起重荷载设计值Fq
1.4Fqk=1.4×60=84.00kN
竖向荷载设计值F
461.76+84.00=545.76kN
水平荷载设计值Fv
1.4Fvk=1.4×17.46=24.44kN
倾覆力矩设计值M
1.2×（35×22+3.8×11.5-15×6.3-80×11.8）+1.4×0.9×（690+0.5×17.46×40.5）=1045.13kN·m
非工作状态
竖向荷载设计值F'
1.2Fk'=1.2×384.8=461.76kN
水平荷载设计值Fv'
1.4Fvk'=1.4×31.53=44.14kN
倾覆力矩设计值M'
1.2×（35×22-15×6.3-80×11.8）+1.4×0.5×31.53×40.5=571.68kN·m
六、桩顶作用效应计算
承台参数
承台长l
5m
承台宽b
5m
基础高度h
1.42m
基础混凝土强度等级
C35
基础混凝土自重γc
25kN/m3
混凝土保护层厚度δ
50mm
基础上部覆土厚度h’
0m
基础上部覆土的重度γ’
19kN/m3
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=5×5×1.42×25=887.5kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.2×887.5=1065kN
桩对角线距离：
L=
=5.09m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（444.80+887.5）/5=266.46kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+FVkh）/L
=（444.80+887.5）/5+（714.41+17.46×1.42）/5.09=411.69kN
Qkmin=（Fk+Gk）/n-（Mk+FVkh）/L
=（444.80+887.5）/5-（714.41+17.46×1.42）/5.09=121.23kN
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
=（545.76+1065）/5+（1045.13+24.44×1.42）/5.09=534.3kN
Qmin=（F+G）/n-（M+Fvh）/L
=（545.76+1065）/5-（1045.13+24.44×1.42）/5.09=110.00kN
七、桩承载力验算
桩参数
桩数n
5根
桩直径d
0.8m
承台长向桩心距al
3.6m
承台长向桩心距ab
3.6m
桩混凝土强度等级
C35
桩混凝土自重γc
25kN/m3
混凝土保护层厚度δ
35mm
桩入土深度
13m
桩基成桩工艺系数ψC
0.9
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）
粘性土
2.5
5
50
0.7
50
红粘土
4
17
170
0.7
170
强风化岩
4.5
18
180
0.7
180
中风化岩
2
22
220
0.7
220
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：
u=πd=3.14×0.8=2.51m
桩端面积：
Ap=πd2/4=3.14×0.82/4=0.5m2
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap
=2.51×（2.5×5+4×17+4.5×18+2×22）+0.5×220=625.81kN
Qk=266.46kNQkmax=411.69kN<1.2Ra=1.2×625.81=750.97kN
满足要求！
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=121.23kN>0
不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算！
3、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积：
AS=nπd2/4=12×3.14×202/4=3768mm2
（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=534.3kN
桩身结构竖向承载力设计值：
ψcfcAp+0.9fy'As'=（0.9×16.7×0.5×106+0.9×300×3768）×10-3=8532.36kN
Q=534.3kN<8532.36kN
满足要求！
（2）、轴心受拔桩桩身承载力
Qkmin=121.23kN≥0
不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算！
3、桩身构造配筋计算
As/Ap×100%=（3768/（0.5×106））×100%=0.75%>0.6%
满足要求！
八、承台计算
承台底部长向配筋：
HRB400Φ25@150承台底部短向配筋：
HRB400Φ25@150
承台顶部长向配筋：
HRB400Φ20@150承台顶部短向配筋：
HRB400Φ20@150
1、荷载计算
承台有效高度：
h0=1420.00-50-25/2=1358mm
M=（Qmax+Qmin）L/2=（534.3+110.00）×5.09/2=1639.74kN·m
X方向：
Mx=Mab/L=1639.74×3.6/5.09=1159.74kN·m
Y方向：
My=Mal/L=1639.74×3.6/5.09=1159.74kN·m
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=545.76/5+1045.13/5.09=314.48kN
受剪切承载力截面高度影响系数：
βhs=（800/1358）1/4=0.88
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：
a1b=（ab-B-d）/2=（3.6-1.6-0.8）/2=0.6m
a1l=（al-B-d）/2=（3.6-1.6-0.8）/2=0.6m
剪跨比：
λb'=a1b/h0=600/1358=0.44，取λb=0.44；
λl'=a1l/h0=600/1358=0.44，取λl=0.44；
承台剪切系数：
αb=1.75/（λb+1）=1.75/（0.44+1）=1.22
αl=1.75/（λl+1）=1.75/（0.44+1）=1.22
βhsαbftbh0=0.88×1.22×1.57×5×1358=11444.9kN
βhsαlftlh0=0.88×1.22×1.57×5×1358=11444.9kN
两者取小值：
11444.9kN
V=314.48kN<11444.9kN
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+2×1.358=4.32m
ab=3.6m<4.32m，al=3.6m<4.32m
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）=1159.74×106/（1×16.7×5000×13582）=0.008
ζ1=1-
=0.008
γS1=1-ζ1/2=1-0.008/2=0.996
AS1=My/（γS1h0fy）=1159.74×106/（0.996×1358×360）=2382mm2
最小配筋率：
ρ=max（0.2,45ft/fy1）=max（0.2,45×1.57/360）=max（0.2,0.2）=0.2%
Amin=ρbh0=0.2×5000×1358=13580mm2
取两者大值，A1=13580mm2
基础底长向实际配筋：
As1'=16681mm2>A1=13580mm2
满足要求！
（2）、承台底面短向配筋面积
αS2=Mx/（α1fclh02）=1159.74×106/（1×16.7×5000×13582）=0.008
ζ2=1-
=0.008
γS2=1-ζ2/2=1-0.008/2=0.996
AS2=Mx/（γS2h0fy）=1159.74×106/（0.996×1358×360）=2382mm2
最小配筋率：
ρ=max（0.2,45ft/fy1）=max（0.2,45×1.57/360）=max（0.2,0.2）=0.2%
Amin=ρlh0=0.2×5000×1358=13580mm2
取两者大值，A2=13580mm2
基础底长向实际配筋：
As2'=16681mm2>A2=13580mm2
满足要求！
（3）、承台顶面长向配筋面积
基础顶长向实际配筋：
AS3'=10676mm2>0.5AS1'=0.5×16681=8341mm2
满足要求！
（4）、承台顶面短向配筋面积
基础顶短向实际配筋：
AS4'=10676mm2>0.5AS2'=0.5×16681=8341mm2
满足要求！
（5）、基础竖向连接筋配筋面积
基础竖向连接筋为双向Φ10@500
九、附图
1、塔吊配筋图
2、塔吊平面布置图
3、塔吊布置详图
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