轻工路塔吊基础方案5613.doc
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塔式起重机基础方案
目录
一、编制依据 1
二、安装位置 1
三、计算书 1
四、计算结果 9
五、塔机相关数据 10
六、塔式起重机基础一般构造要求 13
七、相关参数 14
1
塔式起重机基础方案
工程概况：
佛山轻工路1#-21#楼及地下室项目工程位于佛山市**************。
本工程建筑面积约155219.37平方米。
设计单位：
广东省*****公司；施工单位：
广东******；监理单位：
广东*******有限公司。
一、编制依据
1．《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2011）；
2.《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）；
3.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；
4.《简明钢筋混凝土结构计算手册》；
5.《地基及基础》（高等数学教学用书）（第二版）；
6.建筑、结构设计图纸；
7.塔式起重机使用说明书；
8.《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）；
9．《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）；
10.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
二、安装位置
QTZ80（5613-6）塔式起重机安装位置在坐标X=2548343.916，Y=508777.510
三、计算书
本工程建筑面积155219.37平方米，总高度67.15米；
塔式起重机型号QTZ80（5613-6）,臂长56米,安装高度75米；
塔身尺寸1.6m,
1、塔式起重机基础受力情况：
荷载工况
基础荷载
P（kN）
M（kN.m）
塔机垂直力Fk
水平力Fh
倾覆力矩M
扭矩MZ
工作状态
548.7
18.5
1693
300
非工作状态
487.5
74.7
1766
--
比较桩基础塔式起重机的工作状态和非工作状态的受力情况，塔式起重机基础按非工作状态计算
Fk=487.5kNFh=74.7kNM=1766+74.7*1.30=1863.11KN.m
Fk,=487.5*1.35=658.125KNFh,=74.7*1.35=100.85KN
Mk=（1766+74.7*1.30）*1.35=2515.20kN.m
2.桩顶以下岩土力学资料
序号
地层名称
厚度L
（m）
桩侧阻力标准值
qsia（kPa）
岩层桩端极限阻力标准值qpa（kPa）
桩侧岩层和桩端岩层岩样抗压强度frs、frp（kPa）
qsiai
（kN/m）
抗拔摩阻力折减系数
λi
λi
qsia*i
（kN/m）
1
淤泥质土
2.3
11
25.3
0.4
10.12
2
粉质粘土
4.7
18
84.6
0.6
50.76
3
淤泥质土
2.5
12
30
0.4
12
4
粉质粘土
4.1
35
143.5
0.65
93.275
5
强风化泥质砂岩
1.5
100
3600
150
0.7
105
桩长
15.1
∑qsia*Li
433.4
∑λiqsia*Li
271.155
3、基础设计主要参数
基础桩采用8根φ500预应力管桩；
桩混凝土等级C80,fC=35.90N/mm2,EC=3.80×104N/mm2；ft=2.22N/mm2,
桩长15.10m,壁厚125mm；钢筋HRB400，fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2
承台尺寸长（a）=5.80m,宽（b）=5.80m,高（h）=1.40m；
桩中心与承台中心0.75m,另一个方向桩中心与承台中心2.25m,
承台混凝土等级C35，ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3
Gk=abhγ砼=5.80×5.80×1.40×25=1177.4kN
塔式起重机基础钢筋见附图：
尺寸示意图
4、桩顶作用效应计算
（1）竖向力
1）轴心竖向力作用下
Nk=（Fk＋Gk）/n=（487.5+1177.4）/8=208.11kN
2）偏心竖向力作用下
按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=1863.11kN.m，yi=0.75×20.5=1.06m，y2=2.25*20.5=3.19
Nk=（Fk＋Gk）/n±Mxyi/Σyi2=208.11±（1863.11*1.06）/（3.19^2+1.06^2）=208.11±174.77
Nkmax=382.88kN,Nkmin=33.34kN（基桩承受竖向拉力）
（2）水平力
Hik=Fh/n=74.7/8=9.34kN
5.单桩允许承载力特征值计算
管桩外径d=500mm=0.50m，内径d1=500-2×125=250mm=0.25m，hb=1.50
hb/d=1.50/0.50=3.00,λp=0.16×3.00=0.48
（1）单桩竖向极限承载力标准值计算
Aj=π（d2-d12）/4=3.14*（0.502-0.252）/4=0.15m2,Apl=πd12/4=3.14×0.252/4=0.05m2
Qsk=u∑qsiki=πd∑qsiki=3.14×0.50×433.4=680.44kN
Qpk=qpk（Aj+λpApl）=3600.00×（0.15+0.48×0.05）=626.4kN，
Quk=Qsk＋Qpk=680.44+626.4=1306.84kN
Ra=1/KQuk=1/2*1306.84=653.42kN
（2）桩基竖向承载力计算
1）轴心竖向力作用下
Nk=208.11kN＜Ra=653.42kN,竖向承载力满足要求。
2）偏心竖向力作用下
Nkmax=382.88kN＜Ra=1.2*653.42=784.104kN,竖向承载力满足要求。
6.桩基水平承载力验算
（1）单桩水平承载力特征值计算
I=π（d4-d14）/64=3.14×（0.504-0.254）/64=0.0029m4
EI=EcI=3.80×107×0.0029=110200kN.m2
查表得:
m=6.00×103kN/m4,Xoa=0.010m
bo=0.9（1.5d+0.5）=1.13m=1130mm
α=（mbo/ECI）0.2=（6.00×1000×1.13/110200）0.2=0.57
αL=0.57×15.10=8.61＞4,按αL=4,查表得:
υx=2.441
RHa=0.75×（α3EI/υx）χoa=0.75×（0.573×110200/2.441）×0.01=62.70kN
（2）桩基水平承载力计算
Hik=9.34kN＜Rha=62.70kN,水平承载力满足要求。
7.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=1/8*（0.75*2+0.50）*4*271.155=271.16kN
Tuk=ΣλiqsikuiLi=271.155×3.14×0.50=425.71kN
（2）抗拔承载力计算
Ggp=Ggp1＋Ggp2=5.80*5.80*1.60*18.80/4＋5.80*5.80*13.60*（18.80-10）/4=1259.48kN
Gp=Gp1＋Gp2=0.15×1.70×25＋0.15×13.60×（25-10）=36.98kN
Tgk/2+Ggp=271.16/2+1259.48=1395.06kN＞Nkmin=33.34kN,基桩呈整体性破坏的抗拔承载力满足要求。
Tuk/2+Gp=425.71/2+36.98=249.84kN＞Nkmin=33.34kN,基桩呈非整体性破坏的抗拔承载力满足要求。
7.抗倾覆验算
（1）a1=2.5m,bi=4.75m，
倾覆力矩M倾=M＋Fhh=1766+74.7*1.50=1878.05kN.m
抗倾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）ai＋2（Tuk/2+Gp）bi
=（487.5+1177.4）*2.5+2*（425.71/2+36.98）*4.75=6535.68kN.m
M抗/M倾=6535.68/1878.05=3.48
抗倾覆验算3.48大于1.6,满足要求。
（2）
ai=1m,bi=1.75m，
倾覆力矩M倾=M＋Fhh=1766+74.7*1.50=1878.05kN.m
抗倾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）ai＋2（Tuk/2+Gp）bi
=（487.5+1177.4）*1+4*（425.71/2+36.98）*1.75=3413.75kN.m
M抗/M倾=3413.75/1878.05=1.81
抗倾覆验算1.81大于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
按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=2515.20kN.m，yi=0.75×20.5=1.06m，y2=2.25*20.5=3.19
Nk=（Fk‘＋1.2Gk）/n±Mxyi/Σyi2=（658.125+1.2*1177.4）/8±（2515.20*1.06）/（3.192+1.062）
=258.88±235.95
Nkmax=494.82kN，Nkmin=22.93kN
Ψc=0.85,ΨcfcAj=0.85*35.90*1000*0.15=4577.25kN
正截面受压承载力=4577.25kN＞Nkmax=494.82kN,满足要求。
（2）预制桩插筋受拉承载力验算
插筋采用HRB400，fy=360.00N/mm2，取4Ф20，As=4×314=1256mm2
fyAs=360×1256=452160N=452.16kN
fyAs=452.16kN＞Nkmin=22.93kN,正截面受拉承载力满足要求。
M倾/（2（x1+x2）As）=1878.05*1000/（2*（0.75+2.25）*1256）=249.21N/mm2
M倾/（2（x1+x2）As）=249.21N/mm2＜360.00N/mm2,满足要求。
（3）承台受冲切承载力验算
1）塔身边冲切承载力计算
Fι=F－1.2ΣQik=Fk，=658.12kN，ho=1.40-0.10=1.30m=1300mm
βhp=1.0+[（2000-1400）/（2000-800）]×（0.9-1.0）=0.95
а0=0.75-0.50/2-1.60/2=-0.30m,λ=а0/ho=-0.30/1.30=-0.23,λ＜0.25,λ=0.25
β0=0.84/（λ+0.2）=0.84/（0.25+0.2）=1.87
um=4×（1.60+1.30）=11.60m
βhpβ0umftho=0.95×1.87×11.60×1.57×1000×1.30=42059.70kN
承台受冲切承载力=42059.70kN＞Fι=658.12kN,满足要求。
2）角桩向上冲切力承载力计算
N1=Nk，=Fk，/n+Mxyi/Σyi2=658.12/8+2515.20*1.06/（3.192+1.062）=708.99kN
λ1x=λ1y=а0/ho=-0.30/1.30=-0.23,λ＜0.25,λ=0.25,c1=c2=2.00+0.25=2.25m
V=2Nk，=2*708.9
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