塔吊基础专项施工方案新.docx
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塔吊基础专项施工方案新
一、编制依据
（1）《QTZ100（6015或6013）塔机基础制作说明书》
（2）《江门市滨江体育中心岩石工程勘察报告》
（3）《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002（2011版）
（4）《塔式超重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
（5）《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
（6）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
（7）品铭安全计算软件，版本为V9.7.5
二、建筑概况
江门市滨江体育中心-体育馆及会展中心工程，建设单位是江门市滨江建设投资管理有限公司，设计单位是华南理工大学建筑设计研究院，勘察单位是广东省重工建筑设计院有限公司,总承包单位是广州富利建筑安装工程有限公司。
本工程地点位于江门市棠下镇，工程为框架结构，地下一层，地上一层，体育会展中心建筑面积116154㎡，建筑高度约为28.5m；体育馆建筑面积42360㎡，建筑高度约为53m。
塔吊基础位于地下室内及外围附近，本次计算全部按塔吊基础设置在地下室基坑支护边坡底范围内考虑，如果地下室外围塔吊需设置在坡顶或坡上要进行加固处理，且重新进行塔吊稳定性及边坡桩基础性计算，具体相关验算及加固方案与基坑支护方案相结考虑。
塔吊基础具体位置详见相关附图。
三、塔吊布置原则
（1）塔吊布置综合考虑场地与施工的需要，吊臂最大限度覆盖施工场地，减少材料二次搬运。
（2）塔吊布置的位置应满足塔吊安装及垂直运输要求，塔吊基础应保证塔吊运行安全，塔吊在使用过程中的能顺利起升，并保证塔吊与建筑物的附着牢固，安全使用。
（3）塔吊后期拆卸方便，不影响后续施工。
（4）经济合理性，塔吊造型与塔吊台数的确定结合施工现场，以最小的成本满足施工需要。
因此，项目部根据本工程的实际情况，计划安装9台塔吊QTZ100（TCT6015或TCT6013），有效臂长60米。
四、塔吊的主要性能参数
1）起重臂长度：
60m2）最大起重重量：
8t
3）臂端最大起重重量：
1.5t4）固定式最大高度：
52m
5）厂家提供的最不利荷载数据，（非工作状态）：
竖向荷载：
FV＝624KN；弯距：
M＝1822KN.m；水平荷载：
Fh＝74.9KN。
（详见附件——塔机基础制作说明书）
五、地质情况
塔吊基础所在的地质情况参考相关“岩土工程勘察报告”的数据，以下内容由本工程的工程勘察报告提供。
其管桩验算按厂家提供的有效桩长不小于5米，且桩主要处于淤泥层中进行考虑。
序号
土层名称
PHC管桩的相关计算参数
侧应力qsia（kPa）
端应力qpa
（kPa）
λ
1
填土
12
-
-
2
淤泥层
8
-
0.5
3
粉质粘土层
30
-
0.7
4
强风化砂岩
110
4300
0.7
六、方案选择
由于施工现场地表土承载力不能满足天然基础要求，塔吊基础决定采用预应力高强砼管桩（PHC）基础，其桩直径ø400㎜，A型，壁厚95㎜，桩身砼强度等级为C80，桩尖采用十字形。
按工程桩要求施工，锤重5T，冲程1.8～2.0m，当有效桩长L>15m时，最后三阵锤（每阵十击）平均贯入度定为30mm；当有效桩长15m≥L>10m时，最后三阵锤（每阵十击）平均贯入度定为25mm；当有效桩长L≤10m时，最后三阵锤（每阵十击）平均贯入度定为20mm。
以贯入度作为主控制指标，以强风化岩作为桩端持力层,设计单桩承载力特征值为1200KN。
管桩收锤后，经灯光照射检查管桩壁基本完好后，应立即在管桩内腔底部灌注2.0m高加微膨胀剂的C30细石砼封底。
塔吊承台基础要求为5.5m×5.5m×1.6（高）m，地下室内的承台面标高与底板面平，地下室外围承台面标高-2000㎜，周边做好排水措施。
七、塔吊基础计算
矩形板式桩基础计算书
1、塔机属性
塔机型号
QTZ100（TCT6015或TCT6013）
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
52
塔机独立状态的计算高度H（m）
60.7
塔身桁架结构
型钢
塔身桁架结构宽度B（m）
1.8
2、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）
624
起重荷载标准值Fqk（kN）
80
竖向荷载标准值Fk（kN）
704
水平荷载标准值Fvk（kN）
22.8
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
1856
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
624
水平荷载标准值Fvk'（kN）
74.9
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
1822
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＝1.35×624＝842.4
起重荷载设计值FQ（kN）
1.35FQk＝1.35×80＝108
竖向荷载设计值F（kN）
842.4+108＝950.4
水平荷载设计值Fv（kN）
1.35Fvk＝1.35×22.8＝30.78
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.35Mk＝1.35×1856＝2505.6
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.35Fk'＝1.35×624＝842.4
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.35Fvk'＝1.35×74.9＝101.115
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.35Mk＝1.35×1822＝2459.7
3、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h（m）
1.6
承台长l（m）
5.5
承台宽b（m）
5.5
承台长向桩心距al（m）
4.5
承台宽向桩心距ab（m）
4.5
桩直径d（m）
0.4
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
基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl（hγc+h'γ'）=5.5×5.5×（1.6×25+0×19）=1210kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.35Gk=1.35×1210=1633.5kN
桩对角线距离：
L=（ab2+al2）0.5=（4.52+4.52）0.5=6.364m
1）、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（704+1210）/4=478.5kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+FVkh）/L
=（704+1210）/4+（1856+22.8×1.6）/6.364=775.875kN
Qkmin=（Fk+Gk）/n-（Mk+FVkh）/L
=（704+1210）/4-（1856+22.8×1.6）/6.364=181.125kN
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
=（950.4+1633.5）/4+（2505.6+30.78×1.6）/6.364=1047.431kN
Qmin=（F+G）/n-（M+Fvh）/L
=（950.4+1633.5）/4-（2505.6+30.78×1.6）/6.364=244.519kN
4、桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度等级
C80
桩基成桩工艺系数ψC
0.85
桩混凝土自重γz（kN/m3）
25
桩混凝土保护层厚度б（mm）
35
桩入土深度lt（m）
5（根据厂家要求按最不利进行考虑，即有效桩不小于5m，按管桩处于淤泥层验算）
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
是
桩身承载力设计值
1200
地基属性
地下水位至地表的距离hz（m）
0
承台埋置深度d（m）
0
是否考虑承台效应
否
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）
淤泥
4.5
8
0
0.6
-
强风化岩
0.5
110
4300
0.7
-
1）、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：
u=πd=3.14×0.4=1.257m
桩端面积：
Ap=πd2/4=3.14×0.42/4=0.126m2
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap
=1.257×（4.5×8+0.5×110）+4300×0.126=654.708kN
Qk=478.5kN≤Ra=654.708kN
Qkmax=775.875kN≤1.2Ra=1.2×654.708=785.649kN
满足要求！
2）、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=181.125kN≥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=4×3.142×162/4=804mm2
纵向预应力钢筋截面面积：
Aps=nπd2/4=11×3.142×10.72/4=989mm2
（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=1047.431kN
桩身结构竖向承载力设计值：
R=1200kN
满足要求！
（2）、轴心受拔桩桩身承载力
Qkmin=181.125kN≥0
不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算！
5、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB400Φ25@200
承台底部短向配筋
HRB400Φ25@200
承台顶部长向配筋
HRB400Φ18@200
承台顶部短向配筋
HRB400Φ18@200
1）、荷载计算
承台有效高度：
h0=1600-50-25/2=1538mm
M=（Qmax+Qmin）L/2=（1047.431+（244.519））×6.364/2=4110.96kN·m
X方向：
Mx=Mab/L=4110.96×4.5/6.364=2906.887kN·m
Y方向：
My=Mal/L=4110.96×4.5/6.364=2906.887kN·m
2）、受剪切计算
V=F/n+M/L=950.4/4+2505.6/6.364=631.317kN
受剪切承载力截面高度影响系数：
βhs=（800/1538）1/4=0.849
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：
a1b=（ab-B-d）/2=（4.5-1.8-0.4）/2=1.15m
a1l=（al-B-d）/2=（4.5-1.8-0.4）/2=1.15m
剪跨比：
λb'=a1b/h0=1150/1538=0.748，取λb=0.748；
λl'=a1l/h0=1150/1538=0.748，取λl=0.748；
承台剪切系数：
αb=1.75/（λb+1）=1.75/（0.748+1）=1.001
αl=1.75/（λl+1）=1.75/（0.748+1）=1.001
βhsαbftbh0=0.849×1.001×1.27×103×5.5×1.538=9135.268kN
βhsαlftlh0=0.849×1.001×1.27×103×5.5×1.538=9135.268kN
V=631.317kN≤min（βhsαbftbh0，βhsαlftlh0）=9135.268kN
满足要求！
3）、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围：
B+2h0=1.8+2×1
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