A1塔吊基础设计方案.docx
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A1塔吊基础设计方案
1、工程概况
郑州曼哈顿广场A地块工程位于郑州市，北临金水路，西临未来东路，由河南升龙置业有限公司投资建设，核工业第五研究设计院设计。
本工程为高层住宅，由A1-A4四栋31层的高层住宅和位于四栋楼之间的2层商业用房等5个分项组成（其中A1-A4楼均设有1层地下室，两层商业用房设有2层地下室）。
根据本工程建筑物分布特点、周边环境情况及工程进度的需要，本工程计划在1#、2#、4#楼各设一台、3＃楼设两台型号为QTZ63的塔吊，臂长50m，使用高度为140m。
2．塔吊选型及塔吊参数
塔式起重机主要用于结构施工中的水平垂直运输，特别是钢筋、模板的运输，根据本工程具体情况及考虑各方面的因素，塔吊选用型号为QTZ63型塔吊，该塔吊机械性能如下表：
名称
倍率
速度
m/mm
t
绕绳量
hp
Kw
起升
2
快速
0→50
5
287m
＞287m
70
51.5
慢速
0→100
2.5
4
快速
0→25
10
慢速
0→50
5
变幅
6DPC4
7.5
30
60
6
4.4
回转
OMD45
0→0.8
rmp
2×6
2×4.4
该型号塔吊机械参数（行走时最大高度情况下）如下表：
塔吊类型
吊钩最大高度
重量（t）
基础所受载荷
工作状况
非工作状况
弯矩
剪力
支座反力（t）
弯矩
剪力
支座反力（t）
行走式
59.8m
58.5
t-m
t
拉力
压力
t-m
t
拉力
压力
234.5
4.4
68.04
107.8
464.7
15.62
156.8
191.6
注：
本工程塔吊采用固定使用并附墙。
根据河南省建筑设计研究院2006年8月提供的编号为KC04128《郑州曼哈顿广场A地块岩土工程勘察报告》查知，本工程场地岩土层自上而下依次为：
第⑴层：
杂填土，黑黄色、褐黄色，含有机质，结构较松散，不易作为天然地基土，层厚0.7～3.5m。
第⑵～⑷层：
粉土，褐黄色，饱和，软塑～可塑状态，中等压缩性土，层底埋深0.7～5.0m，fak=100～160kPa。
第⑸～⒁层：
灰黑色粉质粘土，灰黑色，软塑～可塑状态，饱和，含有机质，中等压缩性土；层底埋深4.5～20.0m，fak=110kPa。
粉土，褐黄色，可塑状态，饱和，中等压缩性，与粉质粘土交错分布；层底埋深4.5～20.0m，fak=160kPa。
第⒂层：
粉砂，褐黄色，硬塑～坚硬状态，中等压缩性土，层底埋深18.6～22.8m，fak=240kPa。
第⒃层：
细砂，褐黄色，中密—密实状态，层底埋深28.0～31.8m，fak=330kPa，。
第⒄层：
粉质粘土，褐黄色，硬塑～坚硬状态，中等压缩性土，层底埋深36.9～39.9m，fak=340kPa。
选用第⑵层作为塔吊基础持力层，基础埋深2.5m。
3．塔吊基础设计计算
3.1荷载分析
根据QTZ63型塔吊机械性能表查得，基础所承受得荷载形式有：
⑴基础所受的倾翻力矩在工作状态下为1450KN.m，在非工作状态下为210KN.m，故取大值约1450KN.m；
⑵塔机本身自重=平衡重+整机重=38t；
⑶沿底架基础的对角线方向水平≥在工作状态下为16.11KN，在非工作状态下为33.6KN。
故取大值33.6KN。
为简化计算，仍埋固式计算，由于塔吊自身安全问题，在底架四角加斜撑。
3.2塔吊基础计算
塔吊基础计算书详附录
4．防雷措施
本工程塔吊防雷接地用镀锌扁铁将塔身与主体钢筋防雷接地连接。
5．承台防护
承台靠基坑内侧周围砌240砖墙维护，承台靠基坑边一侧设置排水沟，沟深200，宽200，用标砖砌筑，沟内粉刷，将水排至主楼基坑边排水沟内。
附录：
1、塔吊基础计算书
2、塔吊基础定位平面图
3、塔吊承台图
4、塔吊承台配筋图
5、QTZ63G自升塔式起重机使用说明书
附录1：
塔吊基础计算书
一、土层状况分析
本工程塔吊基础计算所涉及土层分析根据河南省建筑设计研究院《河南升龙置业有限公司燕庄改造工程（A区）岩土工程勘察报告》。
由河南省建筑设计研究院提供的地勘报告可以得知塔吊安装位置的地质状况1号楼根据ZK16地质状况，2号楼根据ZK7地质状况，取最不利地质状况ZK16如下表：
地层编号
地层名称
厚度（m）
预制桩
极限桩侧摩阻力标准值qsik（Kpa）
极限桩端阻力标准值qpa（Kpa）
1
杂填土
2.12
2
沉积粉土
2.06
22
3
粉质粘土夹粉土
2.20
20
4
粉质粘土
2.08
18
5
粉土
3.45
27
6
粉质粘土
2.45
20
7
粉土
1.87
33
8
粉质粘土
3.14
22
8夹
粉土
0.94
31
9
粉土
1.42
40
10-1
粉砂
1.91
46
3600
10
细砂
8.95
48
5200
注：
该表中第10层厚度为塔吊桩尖所进入的长度。
根据地质状况及现场情况，塔吊桩基采用直径为500mm壁厚125mm的PHC预制管桩，采用第10土层（细砂）作为塔吊桩的持力层，塔吊桩伸入该土层大于1.0m。
二、基本参数
1．依据规范
《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）
《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）
2.塔吊基础单桩承载力计算
塔吊桩采用直径500mm壁厚125mm的PHC预制管桩，桩身砼强度等级C80，桩尖进入第7层土（卵石）大于1.0m，塔吊桩按摩擦桩进行计算单桩承载力。
2.1单桩竖向极限承载力标准值计算：
qsik—桩周极限侧阻力标准值qpk—桩端极限阻力标准值
u—桩身周长D—桩直径lsi—桩穿越第I层土的厚度
Quk—单桩竖向极限承载力标准值
ψsi—大直径PHC预制管桩侧阻力尺寸效应系数
ψp—大直径PHC预制管桩端阻力尺寸效应系数
3.塔吊桩数量计算：
塔吊工作状态下：
塔身重58.5t，配重14.5t，压重50t；
产生竖向力N=mg=（58.5+14.5+50）×9.8=1205.4KN
n=1.2N/Qa=1.2×1205.4/2557.53=0.88
根据作用于支撑系统稳定性要求。
取桩数n=4，桩心距2.5m。
4.塔吊桩基础竖向承载力及其验算：
塔吊各种荷载来自QZT63塔吊机械参数：
（按最大值取值）：
弯矩M取塔吊非工作状态下弯矩值M=210.0t-m；
竖向力N按2点中计算结果来取，N=1205.4KN
（1）最大压力：
取大值作为单桩承受的轴向力，N1=894.7KN
N1=894.7KN＜Qa=2557.53KN
单桩竖向承载力满足要求。
（2）最大拔力：
取小值作为单桩承受的轴向力，N1＝-269.5KN
拔力验算：
大于拔力-177.41KN
单桩竖向抗拔力满足要求。
经验算结构安全。
5.塔吊承台承载力计算
塔吊承台尺寸及配筋详附图
5.1承台梁荷载计算：
塔身竖向荷载设计值P1＝（58.5＋14.5）×9.8×1.2＝858.48KN
塔身弯矩设计值M1＝210.0×9.8×1.2＝2469.6KN·m
砼自重设计值P2＝50×9.8×1.2＝588KN
单根承台梁受力：
F1＝P1/4＋M1/2.828＝858.48/4＋2469.6/2.828
＝214.62＋873.27＝1087.89KN
F2＝P1/4－M1/2.828＝214.62－873.27＝-658.65KN
q＝588×0.5/7.071＝41.58KN/m
5.2承台梁受力计算：
FA＝（1087.89×4949.5－658.65×2121.5＋41.58×7.071×3535.5）/7071＝761.49－197.61＋147.01＝710.89KN
FD＝（1087.89×2121.5－658.65×4949.5＋41.58×7.071×3535.5）/7071＝326.40－461.04＋147.01＝12.34KN
MB＝710.89×2.1215－41.58×2.1215×2.1215×0.5＝1508.15－93.57＝1414.58KN·m
MC＝12.34×2.1215－41.58×2.1215×2.1215×0.5
=26.18-93.57
＝-67.39KN·m
Vmax＝710.89KN
5.3承台梁受弯承载力验算
（1）梁底配筋验算：
砼强度等级C35fC＝14.33N/mmft＝1.43N/mm
钢筋强度设计值fy＝300N/mmES＝200000N/mm
弯矩M＝1414.58KN·m截面尺寸b×h＝800×1350mm
hO＝h－aS＝1350－100＝1250mm
相对界限受压高度ξb＝β1/[1＋fy/（ES×εcu）]＝0.550
受压区高度X＝hO－[hO2－2×γO×M/（α1×fC×b）]0.5＝180mm
相对受压区高度ξ＝X/hO＝180/1250＝0.144＜ξb＝0.550
底部纵向受拉钢筋AS＝α1×fC×b×X/fy＝5694mm2
配筋率ρ＝AS/（b×hO）＝0.56％
最小配筋率ρmin＝Max{0.20％，0.21％}＝0.21％
实际配筋率14×3.14×12.52/（800×1250）＝0.68％＞ρ满足要求
（2）梁面配筋验算：
弯矩M＝67.39KN·m
X＝hO－[hO2－2×γO×M/（α1×fC×b）]0.5＝45mm
ξ＝X/hO＝0.036＜ξb
梁面纵向受拉钢筋AS＝α1×fC×b×X/fy＝1414mm2
配筋率ρ＝AS/（b×hO）＝0.14％，ρmin＝0.21％取ρ＝0.21％
实际配筋10×3.14×12.52/（800×1250）＝0.49％＞ρ满足要求
5.4承台梁受剪承载力验算
砼强度等级C35fC＝14.33N/mmft＝1.43N/mm
箍筋抗拉强度设计值fy＝300N/mm箍筋间距S＝100mm
承台梁剪力设计值V＝1332.91KN
截面尺寸b×h＝800×1350mmhO＝h－aS＝1350－100＝1250mm
0.7×ft×b×hO＝1001000N＜V＝710890N
当V＞0.7×ft×b×hOh＞800构造要求：
箍筋最小直径Dmin＝8mm，箍筋最大间距Smax＝300mm
最小配箍面积Asv,min＝（0.24×ft/fyv）×b×S＝92mm
矩形受弯构件，其受剪截面应符合下式条件
当hO/b1＜4时，V≤0.25×βC×fC×b×hO
0.25×βC×fC×b×hO＝3582.9KN＞V＝710.89KN
满足要求
矩形截面一般受弯构件，斜截面受弯承载力计算：
0.7×ft×b×hO＋1.25×fyv×Asv×hO/S＝1432.2KN＞V＝710.89KN
满足要求
附录2：
附录3：
附录4：
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