天华苑塔吊基础方案书_精品文档.doc
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浙江正益建设发展有限公司天华苑二期项目部
天华苑塔吊基础方案书
一、工程概况
天华苑二期工程，位于嘉兴市中环东路西侧、泾水路南侧；结构形式属于框剪结构;地上18层;地下1层，地下室底板顶标高-4.15米，地下室层高3.5米；建筑高度：
54.00m；标准层层高：
2.90m；总建筑面积：
23000.00平方米；总工期：
480天；施工单位：
浙江正益建设发展有限公司。
本工程由嘉兴市中油燕嘉房地产有限公司投资建设，浙江省中房建筑设计研究院设计，嘉善县恒基工程勘察有限公司地质勘察，浙江嘉宇工程管理有限公司监理，浙江正益建设发展有限公司组织施工；由楼旭耀担任项目经理，王建明担任技术负责人。
二、塔吊选用
根据天华苑二期的工程特点，在该工程的垂直运输机械选用上，我项目部优先考虑采用由浙江建机设计生产的QTZ63（ZJ5510）型自升附着式建筑塔式起重机。
TZ63（ZJ5510）起重机为水平臂架，臂长55米，小车变幅，最大起重量为6T，上回转自升式多用途塔式起重机。
本工程高度50米，地下室至±0.00高度为4.15米，塔吊总安装高度按69米计算，塔吊自重为391KN。
结合工程平面布置，考虑经济够用原则，本工程选用QTZ63（ZJ5510）型自升附着式建筑塔式起重机一台，布置于11#楼东侧地下室M轴和N轴之间，距11#楼约4.50米。
塔吊工作半径：
10#楼三分之二，11#楼全部，12#楼全部。
（具体见塔吊工作半径范围图）
三、塔吊的基本参数信息
塔吊型号:
QTZ63，塔吊起升高度H=69.000m，
塔吊倾覆力矩M=630kN.m，混凝土强度等级:
C35，
塔身宽度B=1.6m，基础以上土的厚度D=1.250m，
自重F1=391kN，基础承台厚度Hc=1.250m，
最大起重荷载F2=60kN，基础承台宽度Bc=5.000m，
桩钢筋级别:
II级钢，PHC管桩直径=0.500m，
桩间距a=3.5m，承台箍筋间距S=200.000mm，
承台砼的保护层厚度=50mm，管桩的空心直径:
0.30m。
四、塔吊位置构造布置
1、根据塔吊的安装要求，结合地质勘探报告及施工现场实际施工需要，拟将QTZ63（ZJ5510）型塔吊的固定承台基础布置于11#楼B轴东侧地下车库内、M轴与N轴之间，塔吊中心距11#楼约4.50米。
塔吊钢筋承台基础底面埋深-7.05米（相对本工程±0.00标高）。
（具体位置见塔吊平面位置图）
2、根据塔吊使用手册的要求，QTZ63（ZJ5510）型塔吊的固定式承台基础为钢筋混凝土基础，基础尺寸为5000×5000×1250（基础长度×宽度×高度），混凝土标号≥C35，基础的承拉力≥0.2Mpa，基础总重量≥75T，混凝土基础地面的承压能力≥0.2Mpa，且要求基础表面平整，确保塔身安装后的垂直度。
3、根据地质勘察报告的结果，拟定布置塔式起重机部位的土层为粘土层，该土层分布厚度为2.5米左右，综合特征值仅有65Kpa。
其土层的综合特征值不符合塔吊基础承压能力≥0.2Mpa（200Kpa）的要求。
4、根据地质勘探的结果，该地基土层的综合特征值比较弱，且基础下存在较厚软弱土层中，无较硬的土层作为持力层。
故根据地质勘探结果及从技术与经济的角度，选用PHC500（100）预应力管桩，桩端进入6-2层土5.50米，为摩擦型端承桩，即桩在极限荷载的作用下，桩顶的荷载由桩侧的阻力承受。
针对工程塔基所处位置的土质对应的土孔Z5、Z7的有关数据整理如下:
代表
土层
土层厚
度（M）
土层综合特征值
（Kpa）
土侧阻力标准值（Kpa）
土端阻力标准值（Kpa）
粉质粘土
2.5
56
650
粉质粘土
2.8
34
0
⑥-1粉质粘土
4.4
28
0
⑥-2粘土
5.8
72
1200
塔吊基础选用PHC500（100）管桩。
有效桩长15.0m，桩身混凝土强度C60，桩顶标高-4.85M（相对标高），n=4。
5、考虑塔吊基础本身的沉降因素，为避免因塔吊基础沉降对永久工程造成的损害，设计塔吊承台与工程基础底板分离，即塔吊承台顶面位于永久工程基础底板下，具体做法见下图，待塔吊拆除后用外掺12%UEA膨胀混凝土浇捣密实。
6、塔吊穿越地下车库顶板做法：
顶板绑扎钢筋时，附加钢筋配筋与原顶板内钢筋相同，隔一加一，同一搭接位置内钢筋接头率≤50%，焊接，单面焊≥10D；混凝土C40，内掺12%UEA，S6；另以塔吊穿越顶板施工洞四周梁为界，板四周混凝土搭接处附加卷材一道，再满铺防水卷材。
具体做法如下图：
五、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算
塔吊自重（包括压重）F1=391.00kN，
塔吊最大起重荷载F2=60.00kN，
作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=541.20kN，
塔吊的倾覆力矩M=1.4×630.00=882.00kN。
六、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算
图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。
1.桩顶竖向力的计算
依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条。
其中n──单桩个数，n=4；
F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=541.20kN；
G──桩基承台的自重
G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc/4+20×Bc×Bc×D/4）=
1.2×（25×5.00×5.00×1.25+20×5.00×5.00×1.25）=1687.50kN；
Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取882.00kN.m；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=1.75m；
Ni──单桩桩顶竖向力设计值（kN）；
经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，
最大压力：
N=（541.20+1687.50）/4+882.00×1.45/（4×1.452）=709.24kN。
2.矩形承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》JGJ94-2008的第5.6.1条。
其中Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值（kN.m）；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.65m；
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值（kN），Ni1=Ni-G/n=287.37kN/m2；
经过计算得到弯矩设计值：
Mx1=My1=2×287.37×0.65=373.58kN.m。
七、矩形承台截面主筋的计算
依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.2条受弯构件承载力计算。
式中，αl──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，
α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00；
fc──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2；
ho──承台的计算高度Hc-50.00=1200.00mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；
经过计算得：
αs=373.58×106/（1.00×16.70×5000.00×1200.002）=0.003；
ξ=1-（1-2×0.003）0.5=0.003；
γs=1-0.003/2=0.998；
Asx=Asy=373.58×106/（0.998×1200.00×300.00）=1039.34mm2。
八、矩形承台斜截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.6.8条和第5.6.11条。
根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，
记为V=709.24kN我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：
其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；
bo──承台计算截面处的计算宽度，bo=5000mm；
ho──承台计算截面处的计算高度，ho=1200mm；
λ──计算截面的剪跨比，λx=ax/ho，λy=ay/ho，
此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处
至x,y方向计算一排桩的桩边的水平距离，得（Bc/2-B/2）-（Bc/2-a/2）=650.00mm，
当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3，满足0.3-3.0范围；
在0.3-3.0范围内按插值法取值。
得λ=0.54；
β──剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/（λ+0.3）；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/（λ+1.5），
得β=0.14；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；
S──箍筋的间距，S=200mm。
则，1.00×709.24=7.09×105N≤0.14×300.00×5000×1200=1.43×107N；
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！
九、桩承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第4.1.1条。
根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=709.24kN；
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；
A──桩的截面面积，A=2.83×105mm2。
则，1.00×709243.97=7.09×105N≤14.30×2.83×105=4.04×106N；
经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！
构造配筋按塔吊说明书要求塔吊基础做法。
十、桩竖向极限承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）的第5.2.2-3条；
根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=709.24kN；
单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：
其中R──单桩的竖向承载力设计值；
Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:
Qpk──单桩总极限端阻力标准值:
Qck──相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值:
qck──承台底1/2承台宽度深度
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