十字交叉梁式塔吊基础方案.docx
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十字交叉梁式塔吊基础方案
一、编制依据
1.1塔吊租赁合同。
1.2根据***设计院提供的设计施工图纸和工程特点。
1.3**地质工程勘察院提供的《***工程详细勘察报告》（工程编号：
勘2008-024）。
1.4湖北江汉建筑工程机械有限公司提供的TC5610塔式起重机使用说明书；长沙中联重工科技发展股份有限公司提供的TC5610塔式起重机使用说明书。
1.5《建筑机械使用安全规范》（JGJ33-2001）
1.6《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）
1.7《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
1.8《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
1.9《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）
1.10国家现行桩基础工程设计、施工及验收规范等。
二、工程概况
**包括1层地下室（包括1层夹层）、8层裙楼、A写字楼（26层）和B写字楼（28层），占地面积10185.7m2、总建筑面积138610.81m2。
裙楼顶标高33.9m，写字楼A高90.8m（最高点为97.8m），写字楼B高97m（最高点为104m），混凝土框架剪力墙结构。
现裙楼混凝土结构已完成，基坑周边土方回填已完成30%。
三、塔吊基础设计概况
3.1塔吊定位
因业主方提出裙楼提前营业，设置于裙楼内部的1#、2#塔吊需拆除。
现1#、2#塔吊距离建筑物外边线有28m远，工程施工场地和周边场地都比较狭小，无法采用吊车拆除此两台塔吊，拟利用设置的3#、4#塔吊拆除1#、2#塔吊。
为了使设置的3#、4#塔吊既可以服务于两栋塔楼，又可以满足拆除1#、2#塔吊和先拆塔吊后拆施工升降机的要求，将3#、4#塔吊定位在铁西路与建筑物间的施工场地内（见附图一）。
3.2塔吊选型和相关技术参数
根据设计图纸及工程实际需要，施工垂直运输选用湖北江汉建筑工程机械有限公司生产的TC5610型塔式起重机1台（原2#塔吊），长沙中联重工科技发展股份有限公司生产的TC5610型塔式起重机1台（原1#塔吊）。
3#塔吊：
TC5610（中联重科）臂长:
56m
服务位置：
①写字楼
塔吊型号：
TC5610，自重（包括压重）F1=450.8kN,最大起重荷载F2=60.00kN,塔吊倾覆力矩M=1170.9kN·m,塔吊起重高度H=106m,塔身宽度B=1.6m；
4#塔吊：
TC5610（江汉）臂长:
56m
服务位置：
②写字楼
塔吊型号：
TC5610，自重（包括压重）F1=450.8kN,最大起重荷载F2=60.00kN,塔吊倾覆力矩M=1211.73kN·m,塔吊起重高度H=110m,塔身宽度B=1.6m
3.3塔吊基础选型和相关技术参数
3.3.1塔吊基础选型
在确定的塔吊位置地面下500mm处，因有市政给水管、下水管和电缆线，考虑到板式基础无法保证此类市政管线，拟把塔吊基础设计为四桩十字梁基础，将塔吊落于十字梁上，再用人工挖空桩将十字梁撑起，已确保地下管线不受破坏。
3.3.2岩土工程中勘察报告中有关技术参数
根据本工程详细勘察的报告《岩土工程勘察报告》中的勘探点线平面布置图得知，3#塔吊基础处于7线和16线上，4#塔吊基础处于1线和12线上。
参看《岩土工程勘察报告》中7线和16线工程地质剖面图得出，3#塔吊位置处地下各土层物理力学性质参数可近似的以ZK26勘测桩为依据。
参看《岩土工程勘察报告》中1线和12线工程地质剖面图得出，4#塔吊位置处地下各土层物理力学性质参数可近似的以ZK10勘测桩为依据。
ZK26勘测桩各土层物理力学性质参数：
序号
土层名称
土层厚度
桩
桩侧阻力特征值（kPa）
桩端阻力特征值（kPa）
1
素填土
1.9m
-10
/
2
淤泥质土
0.4m
10
/
3
粉质粘土
3.35m
35
/
4
强风化泥质粉砂岩
2.85m
60
1500
ZK10勘测桩各土层物理力学性质参数：
序号
土层名称
土层厚度
桩
桩侧阻力特征值
（kPa）
桩端阻力特征值（kPa）
1
杂填土
1m
-10
/
2
粉质粘土
6.3m
35
/
3
全风化砂砾岩
1.3m
40
/
4
强风化岩体
0.5m
60
1500
3.4塔吊基础设计
3.4.13#塔吊基础设计
3#塔吊基础位置见下图二：
图一
人工挖孔桩：
桩直径d=0.80m,桩间距a=4.50m,有效桩长8m，桩端持力层为强风化泥质粉砂岩；
桩长纵筋为716；短纵筋为716；加劲箍12@1000；螺旋箍Φ8@200；
十字交叉梁
梁高=1000mm，梁度=1000mm；
梁：
面筋1025；底筋1225（上排225，下排1025）；腰筋416；箍筋Φ10@150/100；
结构加强承台：
承台高=1000mm，长=宽=3000m；
承台：
上部14@200双层双向，下部14@200双层双向，中间拉结筋12@500；
十字交叉梁和承台顶标高0.400m,底部钢筋保护层厚度:
50mm；
以上混凝土强度等级均为C35。
3.4.14#塔吊基础设计
4#塔吊基础定位见下图三：
图二
人工挖孔桩：
桩直径d=0.80m,桩间距a=4.50m,有效桩长9m，桩端持力层为强风化岩体；
人工挖孔桩：
桩长纵筋为716；短纵筋为716；加劲箍14@1000；螺旋箍Φ8@200；
十字交叉梁：
交叉梁高度=1000mm，宽度=1000mm
交叉梁：
面筋1025；底筋1225（上排225，下排1025）；腰筋416；箍筋Φ10@150/100；
结构加强承台：
承台高=1000mm，长=宽=3000m；
承台：
上部14@200双层双向，下部14@200双层双向，中间拉结筋12@500；
十字交叉梁和承台顶标高0.400m,底部钢筋保护层厚度:
50mm；
以上混凝土强度等级均为C35。
四、塔吊桩基础的计算
4.13#塔吊基础计算
一.参数信息
塔吊型号:
QTZ63,自重（包括压重）F1=450.80kN,最大起重荷载F2=60.00kN
塔吊倾覆力距M=1160.90kN.m,塔吊起重高度H=106.00m,塔身宽度B=1.6m
混凝土强度:
C35,钢筋级别:
Ⅱ级,桩直径或方桩边长d=0.80m
桩间距=4500mm交叉梁的宽度=1000mm,交叉梁的高度=1000mm
保护层厚度:
50mm
二.塔吊对交叉梁中心作用力的计算
1.塔吊自重（包括压重）F1=450.80kN
2.塔吊最大起重荷载F2=60.00kN
作用于塔吊的竖向力F=1.2×（F1+F2）=612.96kN
塔吊的倾覆力矩M=1.4×1160.90=1625.26kN.m
三.交叉梁最大弯矩和桩顶竖向力的计算
计算简图：
十字交叉梁计算模型（最大弯矩M方向与十字交叉梁平行）。
两段梁四个支点力分别为
RA=N/4-3M/2LRB=N/4+3M/2L
RC=N/4RD=N/4
两段梁的最大弯矩分别为
M1=N（L-b）2/16L+M/2M2=N（L-b）2/16L
得到最大支座力为Rmax=RB,最大弯矩为Mmax=M1。
桩顶竖向力Rmax:
Rmax=N/4+3M/2L=（612.96+381.78）/4+3×1625.26/（2×6.36）=631.82kN
交叉梁得最大弯矩Mmax:
Mmax=N（L-b）2/16L+M/2=（612.96+381.78）×（6.36-2.26）2/（16×6.36）+1625.26/2=976.92kN.m
四.交叉梁截面主筋的计算
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──交叉梁的有效计算高度。
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。
经过计算得s=976.92×106/（1.00×16.70×1000.00×950.002）=0.065
=1-（1-2×0.065）0.5=0.067
s=1-0.067/2=0.966
Asx=Asy=976.92×106/（0.966×950.00×300.00）=3546.74mm2。
底筋选配1225，As=5887.5mm2（见下图）
验算适用条件：
1、=0.067＜b=0.55满足
2、ρ=As/b·h0=0.62%＞ρmin·h/h0=0.23%,
且ρ值大于0.2%·h/h0=0.21%，满足要求。
b──相对界限受压区高度
五.桩承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）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=631.82kN
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=0.503m2。
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!
六.桩竖向极限承载力验算及桩长计算
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）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=631.82kN
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；
s,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=2.513m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.50m2；
li──第i层土层的厚度,取值如下表；
厚度及侧阻力标准值表如下:
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
11.900素填土
20.4100淤泥质土
33.35350粉质粘土
42.85601500强风化泥质粉砂岩
由于桩的入土深度为8m,所以桩端是在第4层土层。
最大压力验算:
R=2.51×（1.9×0×1.26+.4×10×1.2+3.35×35×.8+2.35×60×1.14）/1.65+1.20×1500.00×0.50/1.65=942.01kN
上式计算的R的值大于最大压力631.82kN,所以满足要求!
七.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=18003.2×（1.9×0×.75+.4×10×.7+3.35×35×.75+2.35×60×.75）/4=884350.94kN
Ggp=18003.2×8×
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