塔吊基础FB1Word格式.docx

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）

10、《钢结构设计规范》GB50017-2003

11、本工程总体施工组织设计

12、集团公司CIS形象设计标准

三、塔吊基础设计概况

说明本工程选择塔吊类型及数量，塔吊布置位置（应在后附页中有塔吊及基础布置的整体平面示意图）。

塔吊位于*轴交*轴间，对应于地质勘察报告工程地质剖面图**孔位置，塔吊基础落于**土层上。

塔吊的用电作简单表述（如：

塔吊用电从二级配电箱直接引入，并设立专用箱。

详见《临时用电施工方案》）。

塔吊基础的类型：

独立基础应说明承台尺寸（长×

宽×

高），砼标号（不得低于C35）；

有桩基础的应说明桩类型、根数、桩径、桩长，桩砼标号（桩形式最好与工程桩类型相同，便于施工）。

例:

根据×

工程施工总平面图布置。

拟本工程自编号3#塔吊安装13个标准节高度为39m，4#塔吊安装16个标准节高度为40m，不设置附墙架。

1#2#二台基础阶段塔吊安装高度为21m，7个标准节。

　由于自然地面以下3m范围内为杂填土,3-25m为淤泥质土,25m以下为中风化岩.由于地基较差，位于基坑中的3#4#二台塔吊现采用1000钻孔灌注桩+钢格构柱进行加固方法以达到安全运行目的。

桩长16.6M进入中风化岩2m、桩间距a=1.6m，坑外1#2#二台塔吊采用600钻孔灌注桩,桩长26m混凝土承台长度Lc或宽度Bc分别为5.00m承台厚度为Hc=1.30m。

钢筋级别2级。

混凝土强度等级C35。

有关数据见下表：

塔吊编号

1

3

4

生产厂商

浙江建机

山东鸿达

塔吊型号

QTZ40/60

QTZ63

桩径/有效桩长m

600/30.1

600/26

100/15.9

100/16.6

钢筋笼长m

30.1

26.0

15.9

16.6

钢筋笼配筋

9Φ16

10Φ20

桩顶标高m

-2.20

-10.45

10.45

承台底标高m

-2.30

/

承台面标高m

-1.0

承台配筋

Φ22＠110

／

格构柱长度m

13.2

格构柱顶标高m

+0.15

塔吊安装高度m

21

39

40

1#塔吊安装于西侧A/20-21轴，2#塔吊安装于西南侧A/38轴外侧，3#塔吊安装于南楼H/29-30轴，4#塔吊安装于北楼H/10-11轴（具体见总平面布置图和桩位定位图）。

塔机采用四桩基础。

格构柱的防水参见支撑立柱的防水做法。

格构柱的防腐处理：

表面采用钢丝刷、砂皮除锈，底漆为铁红防锈漆二道，面漆采用银粉漆一道作为保护层。

四、选用塔吊的主要性能

塔吊型号、生产厂家、主要机构、主要功能简述、最大臂长、最大起重量、装机容量、独立高度、最大高度、起重力矩、最大起重量、总重量、附墙道数等，最好列表说明（可复印说明书中相关性能参数表附后页）

五、塔吊基础计算

计算例题

（一）浅基础

当工程地质情况较好时可采用浅基础。

如地质报告提供的地基承载力特征值达到塔吊使用说明中要求的地基承载力要求时，可参照使用说明中的承台做法，不作计算。

如地基承载力未达到使用说明书中的承载力要求时，需进行计算。

例题：

（取非工作状态计算）

塔吊型号:

QT60,自重（包括压重）F1=485.83kN，最大起重荷载F2=60.00kN，塔吊倾覆力距M=2,162.20kN.m，塔吊起重高度H=140.00m，塔身宽度B=1.60m，混凝土强度等级:

C35，基础埋深D=0.00m（上部无回填土），基础最小厚度h=1.50m，基础最小宽度Bc=5.80m。

1、设计荷载计算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2条承载力计算。

计算简图

当不考虑附着时的基础设计值计算公式：

当考虑附着时的基础设计值计算公式：

当考虑偏心距较大时的基础设计值计算公式：

式中F──塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载,F=1.2×

545.83=655.00kN；

G──基础自重与基础上面的土的自重，G=1.2×

（25.0×

Bc×

Hc+20.0×

D）=1513.80kN；

Bc──基础底面的宽度，取Bc=5.80m；

W──基础底面的抵抗矩，W=Bc×

Bc/6=32.52m3；

M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M=1.4×

2162.20=3027.08kN.m；

a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离（m），按下式计算：

a=5.80/2-3027.08/（655.00+1513.80）=1.50m。

经过计算得到:

无附着的最大压力设计值

Pmax=（655.00+1513.80）/5.802+3027.08/32.52=157.56kPa

无附着的最小压力设计值

Pmin=（655.00+1513.80）/5.802-3027.08/32.52=0.00kPa

有附着的压力设计值

P=（655.00+1513.80）/5.802=64.47kPa

偏心距较大时压力设计值Pkmax=2×

（655.00+1513.80）/（3×

5.80×

1.50）=165.72kPa

2、地基基础承载力验算

根据地质报告，地基承载力特征值fa=200KPA大于最大压力设计值Pmax=157.56kPa，满足要求！

地基承载力特征值1.2×

fa大于偏心距较大时的压力设计值Pkmax=165.72kPa，满足要求！

地基承载力可根据地质报告进行修正。

修正方法为：

当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，应先对地质报告给出的地基承载力特征值进行修正：

ƒa=ƒak+ηbγ（b－3）+ηdγm（d－0.5）

其中：

ƒa—修正后的地基承载力特征值；

ƒak—地基承载力特征值，由地质报告给出；

ηb、ηd—基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查《建筑地基基础设计规范（GB50007－2002）》表5.2.4取值；

γ—基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度，由地质报告给出；

b—基础底面宽度，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；

γm—基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，一般由地质报告给出；

d—基础埋置深度（m），一般自室外地面标高算起。

在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工完成后，应从天然地面标高算起。

3、承台抗受冲切承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。

Fl≤0.7βhpƒtamh0

βhp——受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时候，取1.0；

当h大于等于200mm时，取0.9，其间按线性内插法取用；

hp=0.94

ƒt——混凝土轴心抗拉强度设计值；

C35砼ft=1.57kPa；

h0——基础的有效高度；

h0=1.45m

am——冲切破坏锥体最不利一侧计算长度：

am=（at+ab）/2，am=[1.60+（1.60+2×

1.50）]/2=3.10m

at—冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长（取上部柱宽或上阶宽）

ab—冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，取上部柱宽加两倍基础有效高度或上阶宽加两倍基础有效高度；

当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以外，即a+2h0≥l时，ab=l；

Fl——冲切承载力：

Fl=pjAl；

Fl=165.72×

（5.80+4.60）×

0.60/2=517.05kN。

pj—最大压力设计值；

Pj=165.72kPa

Al—冲切验算时取用的部分基底面积；

允许冲切力：

0.7×

0.94×

1.57×

3100×

1450=4643604.70N=4643.60kN

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

4.承台配筋计算

依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。

1）抗弯计算，计算公式如下:

式中a1──截面I-I至基底边缘的距离，取a1=2.10m；

P──截面I-I处的基底反力:

P=165.72×

（3×

1.60-2.10）/（3×

1.60）=93.22kPa；

a'

──截面I-I在基底的投影长度,取a'

=1.60m。

经过计算得

M=2.102×

[（2×

5.80+1.60）×

（165.72+93.22-2×

1513.80/5.802）+（165.72-93.22）×

5.80]/12=974.06kN.m。

2）配筋面积计算,公式如下:

依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第7.2条。

，

式中

1──系数，当混凝土强度不超过C50时，

1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，

1取为0.94,期间按线性内插法确定；

fc──混凝土抗压强度设计值；

h0──承台的计算高度。

经过计算得

s=974.06×

106/（1.00×

16.70×

103×

14502）=0.005

=1-（1-2×

0.005）0.5=0.005

s=1-0.005/2=0.998

As=974.06×

106/（0.998×

1450×

300.00）=2244.60mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:

13050mm2。

故取As=13050mm2。

（二）桩基础计算

当自然地基较差，承载能力低时应选择桩基础。

选择桩基时，其桩基形式最好与工程桩类型相同。

在施工工程桩时，一并将塔吊桩基与工程桩一起施工，节省桩机进退场费用。

例题:

3#塔吊选用浙江建机塔机×

型号塔吊，

工况

塔吊垂直力F

KN

水平力Fh

倾覆力距MKNm

扭矩Fv

工作状态

494

27.8

1581

170

非工作状态

434

73.5

1796

1.参数信息

QTZ40/60,自重（包括压重）F1=494.00kN,最大起重荷载F2=60.00kN

塔吊倾覆力距M=1796.00kN.m,塔吊起重高度H=39.00m,塔身宽度B=1.6m

混凝土强度:

C35,钢筋级别:

Ⅱ级。

桩直径d=1.00m,桩间距a=1.60m。

2、桩承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第4.1.1条

根据计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=816.60kN

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中

0──建筑桩基重要性系数，取1.0；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；

A──桩的截面面积，A=0.785m2。

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!

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）按桩的截面0.4%配筋10Φ20A=0.3140m2

3.桩竖向极限承载力验算及桩长计算

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=816.60kN

桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：

最大压力:

其中R──最大极限承载力；

Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:

Qpk──单桩总极限端阻力标准值:

s,

p──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻力群桩效应系数；

p──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数；

qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；

qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；

u──桩身的周长，u=3.142m；

Ap──桩端面积,取Ap=0.79m2；

li──第i层土层的厚度,取值如下表取值2004年11月11日《省人大政协及有关厅局综合楼岩土土工程勘察报告》第Z11号孔位值:

序号

土厚度（m）

土侧阻力标准值（kPa）

土端阻力标准值（kPa）

土名称

8.9

6

3-2淤泥质土

4.1

22

4-2粘土

4-3含粉砂质粘土

0.9

50

7-1强风化沉凝灰岩

70

3600

7-2中风化沉凝灰岩

由于桩的入土深度为15.9m,所以桩端是在第5层土层。

最大压力验算:

R=3.14×

（8.9×

6×

.8+4.1×

22×

.8+1×

17×

.8+.9×

50×

70×

.8）/1.65+1.64×

3600.00×

0.79/1.65=3230.09kN

上式计算的R的值大于最大压力816.60kN,所以满足要求!

（如采用特征值，则不考虑

p，即

p取1.0）

4.桩抗拔承载力验算

桩抗拔承载力验算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的第5.2.7条

桩抗拔承载力应满足下列要求:

其中:

式中Uk──基桩抗拔极限承载力标准值；

i──抗拔系数；

解得:

Ugk=16×

.75+4.1×

.75+1×

.75+.9×

.75）/4=826.80kN

Ggp=16×

15.9×

22/4=1399.20kN

Uk=3.14×

.75）=649.37kN

Gp=3.14×

25=1248.78kN

由于:

826.80/1.65+1399.20>

=195.20满足要求!

649.37/1.65+1248.78>

p取1.0，目前地质报告提供的均为特征值）

（三）、格构柱设计计算

格构柱由4根400×

400单柱组成的2000×

2000架体，高度为10米，单柱由4根L125×

125×

12的角钢及α10的钢板焊接而成，L90×

90×

10的角钢作为水平和斜腹杆连接成一体，节距为1600mm，角钢材料为Q235-A。

计算例题：

已知条件：

3号塔吊选用浙江建机塔机，厂家提供的作用在基础上的荷载标准值。

塔吊垂直力F（KN）

水平力Fh（KN）

倾覆力距M（KN.m）

扭矩F（KN）

塔吊型号：

QTZ40/6063，自重（包括压重）F1=494.80kN，最大起重荷载F2=60.00kN；

塔吊倾覆力距M=1796.00kN.m，塔吊起重高度H=39.00m，塔身中心轴线宽度B=1.6m；

混凝土强度：

C35，钢筋级别II级，

桩直径d=1.00，桩间距a=1.60m,

基础埋深D=0.00m。

10的角钢作为水平和斜腹杆连接成一体，节距为1600mm，角钢材料为Q235-A，如图所示：

1.单柱计算：

已知：

L125×

12角钢

A=28.91cm2I=423.16cm4Zo=3.53cm

1.1.1单柱惯性矩

2、架体计算

已知架体截面积：

2.1架体惯性矩

2.2架体惯性半径（回转半径）

2.3架体截面模量

（注：

Y为1/2架体截面尺寸）

2.4架体长细比

Ax为架体截面中垂直于X轴各段L90×

10缀条的截面积）

查表得

。

2.5单柱长细比

单柱的长细比即两节点的距离L=1600mm；

注：

λ1为单柱对最小刚度轴的长细比，其计算长度取缀板间的净距离L=200；

3、格构柱承载力计算

式中：

N：

最大轴向力（kN）=Fv+格构柱自重，取安全系数1.2

M：

最大弯矩（kN.m）=M1+Fh×

L,取安全系数1.4

3.1工作状态时验算

Fv=494+60=554kN

N=（554+100）×

1.2=784.8kN

M=（1581+27.8×

10）×

1.4=2602.6kN.m

A=462.56cm2Wx=Wy=W架=33088cm3L为格构柱高度10m；

则

满足要求！

3.2非工作状态时验算

Fv=434+60=494kNN=（494+100）×

1.2=712.8kN

M=（1796+73.5×

1.4=3543.4kN.m

4.整体稳定性计算

4.1工作状态时验算

欧拉临界力

满足要求！

4.2非工作状态时验算

4.3单柱稳定性计算

单柱最大压力（经验算非工作状态时最大）

六、质量保证措施

（一）钻孔灌注桩质量保证措施

1、做好施工前的技术交底工作，要求每一位施工人员在掌握施工方法、质量保证措施和施工要求的同时，还必须有足够质量意识。

认真执行单桩质量自检、互检、交接验收制度。

2、钻孔灌注桩施工要求：

（1）、在钻孔过程中必须经常测定护壁泥浆比重，含沙率、粘度、PH值，合理控制泥浆的性质，以保证在孔壁稳定的情况下泥皮厚度最薄。

（2）、在灌注水下砼时，应进行清孔，塔吊桩孔底沉渣≤50㎜。

（3）、在距孔底0.5M深度范围内的泥浆比重不得大于1.20，并应控制含沙率及粘度，清孔符合要求后半小时内必须灌注混泥土，灌注必须连续，直至成桩完毕。

（4）、桩身灌注充盈系数应控制在大于1.15，桩身混凝土超灌高度工程桩为1.0；

桩身混凝土为C35；

（5）、混凝土初灌量满足导管埋深1.0米以上。

3、钢筋笼的制作、运送与安放

（1）钢筋和焊条必须有出厂质保单；

焊工须持证上岗；

钢筋及焊接件经试验合格后，方可制作钢筋笼；

锈蚀严重的钢材不得使用。

（2）钢筋笼应严格按图纸要求分节制作各项偏差应符合规范；

主筋与箍筋、加强箍间，采用点焊连接；

在同一截面的接头数量须≤50%；

错开长度≥35d且不小于500mm；

按设计要求控制保护层厚度不小于50mm；

笼间搭接单面焊缝长度为10d.。

（3）加工成型并经监理检验合格的钢筋笼均需挂牌。

（4）钢筋笼在制作、运送和安放过程中，不允许产生不可恢复的变形。

吊放钢筋笼时，要对准桩孔中心垂直缓缓下沉；

笼间搭接焊毕，经监理检验合格后，才能下入孔内；

钢筋笼下放到设计位置后，确保在孔内居中的前提下，用吊筋立即固定于机台上。

4、钢筋笼制作允许偏差：

（1）钢筋笼长度：

±

100㎜

（2）钢筋笼直径：

10㎜