湖州财政塔吊基础设计局Word下载.docx
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五、塔吊基础的设计和验算
1、湖州财政局工程岩土勘测报告
2、湖州财政局工程《施工组织设计》
3、湖州财政局工程施工现场总平面图
4、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2001
5、《QTZ63自升塔式起重机说明书》
6、现行法律、法规及规范、规程：
拟建工程由一幢十二层的办税服务中心大楼和一～三层的招待所组成。
其中办税服务中心大楼其南侧设有一层地下车库，辅房设有半地下车库，埋深分别为7.2m和3.6m，在中心大楼和辅房设有沉降缝，但基础采用同一桩型。
总用地面积约27599m2。
办税服务中心大楼拟采用框架—剪力墙结构。
垂直运输的整个工程能否保质保量顺利按时完成整个工程的关键。
现场布置QTZ63塔吊一台，为10轴～12轴之间，塔吊基础采用钻孔灌注桩+钢构柱的形式。
1、塔吊基本技术参数
型号
生产厂家
浙江省海宁虎霸建机厂
安装臂长
50m
最大起重量
6T
臂端起重量
1T
标准节
1600*1600*2800
自由高度
35m
附墙间距
30m
2、基础荷载参数
1、塔吊基础荷载
QTZ63塔吊基础荷载表
荷载工况
基础荷载
P（KN）
T（KN）
PM（KN•M）
MK（KN•M）
工作状况
513
22.5
1211
67
非工作状况
434
66.2
1628
示
意
图
1、塔吊桩基所涉及上层地质参数
以核工业湖州工程勘察院2006年3月份提供的《湖州市财政局地税局办税服务中心岩土工程勘察报告》（详细勘察阶段）的第2006202号图中的Z11号勘察点为设计依据。
该塔吊桩下涉及的各层土的物理力学性能如下：
地质编号
地质名称
埋深层厚（m）
地基承载力标准值qpa（Kpa）
桩周上摩擦力标准值qsia（Kpa）
21
粉质粘土
0.5
/
25
22
1.00
3
淤泥质粉质粘土
21.00
9
42
1.90
/
51
有机质土
9.00
20
71
208
/
28
82
角砾
3.10
40
根据岩土工程勘察报告，基础建议，
拟设塔吊基础桩为直径800m的钻孔灌注桩（共计4根），桩长约30.0m。
筋笼全长配置，桩身砼强度为C30。
（如图）
2、桩基正压力复核计算：
1.1每根桩重（砼γ=2.4t/m3）:
G1=24KN/m3×
π×
0.42m2×
20m=242KN
1.2每根桩产生的侧摩阻力特征值：
P1=3.14×
0.8m×
（0.5m×
25KPa+1m×
25KPa+21m×
9KPa+1.9m×
25KPa+4m×
20KPa）≈889KN
每根桩产生的侧摩阻力设计值P2:
P2=P1/1.65=539KN
1.3每根桩桩端承力特征值P3=Rj×
AA为桩端面积
P3=2700KPa×
0.42m2=1356.5KN
每根桩产生桩端承力设计值P4：
P42=P31/1.65=822KN
1.4工作状态时正压力最大，
四根桩群桩承载力Pj:
Pj=P2×
4+P4×
4=539×
4+822×
4=5444KN
塔吊系统（含群桩重量）设计值G：
G=（513KN+184KN×
4）×
1.2=1499KN
Pj=5444KN>
1499KN=G,完全符合要求。
3、桩基抗倾覆计算：
因工作状态时，弯矩最大，且塔吊中转至45度对角线位置处最为不利。
故按此时进行抗倾计算。
此时最大弯矩设计值Mmax=1.41×
628KN•m=2280KN••m,塔吊仅靠重量是不能平衡的，需进行抗倾覆验算。
抗倾力矩计算：
当塔吊向一面倾斜受力时，最不安全。
此时支点为A点。
重力引起弯矩为：
Mw=513KN×
1.414m+184KN×
2.828m=1245KN•m<
Mmax=2280KN•m
因此塔吊系统自身重量不能平衡。
但是侧摩阻力方向和运动或运动趋势方向相反，故B点一根桩为抗拔桩，
Pq=539KN×
2.828m=1524.3KN•m
此时抵抗弯矩：
Mp=Mw+Mq=1245KN•m+1524.3KN•m=2769.3KN•m
所以：
Mp=2769.3KN•m>
Mmax=2280KN••m
安全系数K=Mp/Mmax=1.2,符合抗倾覆要求。
此时塔吊系统重量全部由A点一根桩基承担，桩基承载力为：
A点桩基承载力P=P2+P4=539KN+822KN=1361KN
塔吊系统及A点的桩基的重量G1=（513KN+184KN）×
1.2=836.4KN
P>
G,符合要求。
4、砼桩的抗压与抗拔（拉）计算：
4.1抗压桩混凝土强度验算
ApfcФc=3.14×
0.4×
14.3×
0.6×
106=4310KN
G1=836.4KN≤ApfcФc
4.2砼桩抗拔计算
4.2.1砼桩的实际拉力：
N拉=Mmax/2.828=2280KN•m/2.828m=806KN
需要钢筋截面为：
As=N拉/fy=806000N/（300N/mm2）=2686mm2
砼桩配置通长15Ф20钢筋，箍筋选用Ф8@200。
5、格构柱验算（所有构件全部采用Q235级钢）
钢构件平面见图：
拟设钢构柱采用缀板式钢构柱，采用4L160×
10角钢、380×
300×
8@600钢缀板焊接而成，平面尺寸420×
420。
长度7750，底部与钻孔灌注桩搭接，搭接长度2m。
计算L=7750-2000=5750mm。
a、格构柱截面参数
A=4×
2737mm2=10948mm2
i=0.45b=0.45×
420=189mm
λx=μL/i=2.0×
5750/189=58mm
λ1=300/27.5=10.9<
0.5λx
λ0x=（λx2+λ12）1/2=56
λ0x×
（fy/235）1/2=56×
（210/350）1/2=54
b、格构柱截面验算
由λ0x查表的Ф=0.842
G1/ФA=837000/（0.842×
10948）=91N/mm2<
215N/mm2
故格构柱截面满足要求
c、缀板验算
缀板与角钢焊接（满焊），焊缝高度hf=6mm，焊缝长度lw=300mm。
①缀板刚度验算
缀板轴线距离：
L=600mm
柱肢线刚度：
1/L=6888000mm4/600mm=11480mm3
缀板线刚度之和：
2×
8mm×
3003mm3/（12×
400mm）=90000mm3
比值：
90000/11480=7.84>
6
故缀板线刚度满足要求。
②缀板剪力
格构柱的剪力V=[Af×
（fy/235）1/2]/85=[15028×
210×
（210/235）1/2]/85=35KN
作用于一侧缀板的剪力Vb=V/2=17.5KN
③缀板与柱肢连接处的内力
T=Vb•L/a=17.5×
600/400=26.2KN
M=Vb•L/a=17.5×
0.6/2=5.25KN
④在剪力与弯矩的共同作用下角焊缝应力
{[M/（βfWw）]2+[T/（Aw）]2}1/2={[6×
5.25×
106/（1.22×
0.7×
6×
302×
102）]2+[26.2×
103/（0.7×
300）]2}1/2=71KN/mm2<
160N/mm2
故缀板满足要求。
故所设砼桩和钢格构柱满足要求。
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