单桩承台式塔吊深基础施工方案.doc

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蓬安·赛克斯首府二期工程6#楼

单

桩

承

台

式

塔

机

基

础

专

项

方

案

编制单位：

四川宏正建筑工程有限公司

编制日期：

2016年2月26日

目录

1.工程概况.............................................................................1

2.编制依据.............................................................................1

3.塔吊基础形式选择............................................................1-2.

4.塔吊基础受力验算............................................................2-11.

5.施工要求...........................................................................11-13

6.沉降观测...........................................................................13

蓬安赛克斯首府二期6#

单桩承台式塔机基础方案

1、工程概况

本工程为四川南充蓬安县赛克斯首府二期工程项目。

位于蓬安县丝绸街8号。

本工程6#楼地下3层，地上28层。

建筑高度按《民用建筑设计通则》计算为86.1m。

本工程自然地基为回填土，6#塔机采用一根2m直径的桩来承担塔机的荷载，即单桩承台式基础，来抵抗塔机的倾覆保持整体的稳定性。

采用人工挖孔桩，风化泥岩为持力层。

详塔机平面布置图附后。

2、编制依据

《塔式起重混凝土基础工程技术规程》（GB/T187-2009）；

《地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；

《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）；

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；

《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）

本工程《岩土工程勘查报告》；本工程结构施工图纸。

2．1、工艺原理

单桩承台式基础，是承台基础和桩基的联合体，承台支撑塔机，桩基传递荷载，它们共同起到抵抗塔机的倾覆，保持整体稳定性，和满足地基承载力的要求。

3、塔吊基础形式选择按照“分区布塔、全面覆盖、满足吊次、经济合理”的原则，合理布置塔吊位置，以保证施工工作面基本在塔吊的覆盖范围之内，且能满足钢筋、模板等现场材料的水平、垂直运输需求，同时应考虑安装、附臂、运转、拆除的方便和满足地基承载能力。

依据塔吊租赁公司提供的塔吊资料：

6#塔吊QTZ63（5013）基础标准尺寸为：

长×宽×厚=4500×4500×1000mm，下设1根直径2000m的人工挖孔桩，有效桩长≥6m，基础顶面标高为-7.8m（详见附图1-图三）。

考虑后期主体结构及塔吊最大自由高度的影响，基础混凝土浇筑完毕后待混凝土强度达到90%（以同条件混凝土试块抗压强度报告为准）方可进行塔吊安装。

施工期间内要充分保证塔基混凝土养护工作，以尽快进入塔吊安装，保证基础胎模施工时塔吊投入使用。

4、塔吊基础受力验算

4.1、4#塔吊计算书如下：

1.计算参数

（1）基本参数采用1台QZT63（5013）塔式起重机，塔身尺寸1.63m,基坑开挖深度-2.10m；现场地面标高-7.8m,承台面标高-7.8m；采用人工挖孔桩孔基础，地下水位-6.00m。

（2）计算参数1）塔机基础受力情况

比较桩基础塔机的工作状态和非工作状态的受力情况，塔机基础按非工作状态计算如图Fk=240.00kN，Fh=35.00kN，M=1500.00+35.0×1.30=1545.50kN.mFk‘=240.00×1.35=324.00kN，Fh，=35.00×1.35=47.25kNMk=（1500.00+35.0×1.30）×1.35=2086.43kN.m

2）基础设计主要参数

基础桩采用1根φ2000m人工挖孔桩，桩端不设扩大头，桩端入嵌岩深度；桩混凝土等级C30，fC=14.30N/mm2,EC=3.00×104N/mm2；ft=1.43N/mm2，桩长20.00m；钢筋HRB335,fy=300.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2承台尺寸长（a）=4.50m、宽（b）=4.50m、高（h）=1m；桩中心与承台中心重合,承台面标高-0.30m；承台混凝土等级C35,ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3。

Gk=abhγ砼=4.50×4.50×1×25=506.25kN

2.桩顶作用效应计算

（1）轴心竖向力作用下：

Nk=（Fk＋Gk）/n=（240.00+506.25）/1=746.25kN

（2）水平力作用下：

Hik=Fh/n=35.00/1=35.00kN

3.桩基竖向承载力验算

（1）单桩竖向极限承载力标准值计算hr=0.40m,d=1.60m=1600mm,hr/d=0.40/1.60=0.25,查表得，δr=0.55Ap=πd2/4=3.14×2.56/4=2.01m2Qsk=u∑

qsiki=πd∑

qsiai=3.14×1.60×471.50=2368.82kNQrk=δrfrkAp=0.55×3200×2.01=3537.60kN，Quk=Qsk+Qsk=2368.82+3537.60=5906.42kNRa=1/KQuk=1/2×5906.42=2953.21kN

4.桩基竖向承载力计算

轴心竖向力作用下Nk=746.25kN＜Ra=2953.21kN,竖向承载力满足要求。

5.桩基水平承载力验算

（1）单桩水平承载力特征值计算αE=Es/Ec=2.00×105/3.00×104=6.67,γm=2,δN=0.50ρg=0.2+（2000-1600）/（2000-300）×（0.65-0.2）=0.31%Wo=πd/32[d2＋2（ES/EC－1）ρgd02]=3.14×1.60/32×（1.602+2×（6.67-1）×0.31%×（1.60-2×0.10）2）=0.41m3Io=Wod/2=0.41×1.60/2=0.33m4EI=0.85ECIo=0.85×3.00×107×0.33=8415000kN.m2查表得:

m=35.00×103kN/m4，bo=0.9（d+1）=2.34mα=（mbo/ECI）0.2=（35.00×1000×2.34/8415000）0.2=0.40αL=0.40×20.00=7.92＞4，按αL=4查表得:

Vm=0.768Nk=（Fk’＋1.2Gk）/n=（324.00+1.2×708.75）/1=1174.50kN

An=πd2/4[1＋（Es/Ec-1）Pg]=2.01×（1+5.67×0.31%）=2.05m2RHa=（0.75×αγmftW0/Vm）（1.25+22ρg）（1+δNN1k/γmftAn）=（0.75×0.40×2×1.43×1000×0.41／0.768）×（1.25+22×0.31/100）×[1+0.50×1174.50/（2×1.43×1000×2.05）]=60.58kN

（2）桩基水平承载力Hik=35.00kN＜Rha=60.58kN,水平承载力满足要求。

6.抗拔桩基承载力验算

（1）抗拔极限承载力标准值计算Tgk=1/nu1ΣλiqsikLi=1.60×4×307.03=1964.99kNTuk=ΣλiqsikuiLi=307.03×3.14×1.60=1542.52kN

（2）抗拔承载力计算Ggp=Ggp1＋Ggp2=4.50×4.50×3.90×18.80/1＋4.50×4.50×16.00×（18.80-10）/1=4335.93kNGp=Gp1＋Gp2=3.14×0.8×0.8×4.00×25＋3.14×0.8×0.8×16.00×（25-10）=683.26kNTgk/2+Ggp=1964.99/2+4335.93=5318.43kN，Tuk/2+Gp=1542.52/2+683.26=1454.52kN

7.抗倾覆验算

单桩承台塔吊基础在组合承台后，类似于悬臂桩

故采用静力平衡法确定单桩倾覆转点，即桩身最大弯矩处：

依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.4.5条，

（1）计算桩的水平变形系数（1/m）:

其中m──地基土水平抗力系数；

b0──桩的计算宽度，b0=2.16m。

E──抗弯弹性模量，E=0.67Ec=18760.00N/mm2；

I──截面惯性矩，I=0.19m4；

经计算得到桩的水平变形系数:

=0.341/m

（2）计算Dv:

Dv=119.98/（0.34×5042.40）=0.07

（3）由Dv查表得：

Km=1.01

（4）计算Mmax:

经计算得到桩的最大弯矩值:

Mmax=2086.43×1.01=2107kN.m。

由Dv查表得：

最大弯矩深度z=0.32/0.34=0.91m。

bi=4.50/2=2.25m

倾覆力矩M倾=M＋Fhh=1500.00+35.00×（1.3+0.91）=1549.00kN.m

抗倾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）bi＋（Tuk/2+Gp）bi=（240.00+708.75）×2.25+（1542.52/2+683.26）×2.25=5407.36kN.m

M抗/M倾=5407.36/1549.00=3.49

抗倾覆验算3.49＞1.6,满足要求。

8.桩身承载力验算

（1）正截面受压承载力计算Nk=（Fk’＋1.2Gk）/n=（324.00+1.2×708.75）/1=1174.50kNΨc=0.70,ΨcfcAp=0.70×14.30×1000×2.01=20120.10kN正截面受压承载力=20120.10kN＞NK=1174.50kN,满足要求。

（2）配筋计算

采用HRB400钢筋,fy=300.00N/mm2,按照配筋率ρ=ρg=0.31%计算：

As1=ρAP=0.31%×2.01×106=6231mm2

桩身钢筋抗拔计算

As2=2M倾/dfy=2×1549.00×106/（1600×300）=6454mm2比较As1和As2,按As2配筋，取2714，As=27×254=6858mm2>AS2=6454mm2（满足要求）

9.承台受冲切承载力验算只考虑塔身边冲切承载力计算

Fι=F－1.2ΣQik=Fk’=324.00kN，ho=1.40-0.10=1.30m=1300mm