塔吊基础方案.docx

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塔吊基础方案

1.工程概况

本工程位于佛山市南海区桂城街道86街区，西临灯湖东路，东接锦园路，南界海六路，北侧为海七路，一栋配电大楼（地下一层，地上二层），建筑面积为9643m2一栋机房大楼（地下一层，地上五层），总建筑面积52578平方米，属框架结构。

本工程塔吊采用佛山市南海区聚龙建设机械有限公司厂家生产的QTZ80（6012）型塔吊。

2.方案编制依据

1、《QTZ80型塔吊使用说明书》；

2、《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）;

3、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）;

4、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）;

5、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）;

6、《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）；

7、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）;

8、《塔式起重机混凝土基础工程技术规范》JGJ/T187-2009

9、本工程《岩土工程勘察报告》；

10、本工程项目的施工图纸、施工组织设计。

3.塔吊的定位

根据本工程周边实际情况并结合施工图，各塔吊水平方向的准确定位详见下图：

1#塔吊定位图：

2#塔吊定位图：

3#塔吊定位图：

塔吊总平面布置图：

（见附图）

4.塔吊基础计算

1#塔吊放于西面，场地绝对标高为-3.8m，2#塔吊放于北面，场地绝对标高为+0.6m,3#塔吊放于东面，场地绝对标高为-3.8m,该标高土层土质差，天然基础无法满足要求，故该基础采用冲孔桩基础。

1＃塔吊采用冲孔桩基础，桩做法按本工程基础桩做法d＝0.8m冲孔桩施工，选强风化泥质粉砂岩作为本塔吊基础桩的持力层，因塔吊基础面处环境标高为-3.8m，取-3.8m为承台完成面标高，则桩顶标高为-5.3m。

2＃塔吊采用冲孔桩基础，桩做法按本工程基础桩做法d＝0.8m冲孔桩（ZH1）施工，选强风化泥质粉砂岩作为本塔吊基础桩的持力层，因塔吊基础面处环境标高为+0.6m，取+0.6m为承台完成面标高，则桩顶标高为-0.9m。

3＃塔吊采用冲孔桩基础，桩做法按本工程基础桩做法d＝0.8m冲孔桩（ZH1）施工，选强风化泥质粉砂岩作为本塔吊基础桩的持力层，因塔吊基础面处环境标高为-3.8m，取-3.8m为承台完成面标高，则桩顶标高为-5.3m。

1＃塔吊基础布置在勘探平面图ZK13附近，2＃塔吊基础布置在勘探平面图ZK3附近，3＃塔吊基础布置在勘探平面图ZK18附近。

塔吊基础的实际桩长以进入相应的持力层为准，进入完整强风化不少于3m，中风化、微风化岩不少于1m。

。

4.1.11#塔吊的基本参数信息

塔吊型号：

QZT80A（6012），塔吊起升高度H：

42.000m，

塔身宽度B：

1.65m，基础埋深D：

1.500m，

自重F1：

708kN，基础承台厚度Hc：

1.400m，

最大起重荷载F2：

60kN，基础承台宽度Bc：

5.500m，

桩钢筋级别:

HRB335，桩直径或者方桩边长：

0.800m，

桩间距a：

4m，承台箍筋间距S：

详见基础说明书，

承台混凝土的保护层厚度：

50mm，承台混凝土强度等级：

C35；

4.1.21#塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算

塔吊自重（包括压重）F1=708.00kN；

塔吊最大起重荷载F2=60.00kN；

作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=768.00kN；

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mkmax＝2658kN·m；

4.1.3、1#塔吊承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算

1.桩顶竖向力的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。

Nik=（Fk+Gk）/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2；

其中n──单桩个数，n=4；

Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值，Fk=768.00kN；

Gk──桩基承台的自重标准值：

Gk=25×Bc×Bc×Hc=25×5.50×5.50×1.40=1058.75kN；

Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值，取2658.00kN·m；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.83m；

Nik──单桩桩顶竖向力标准值；

经计算得到单桩桩顶竖向力标准值

最大压力：

Nkmax=（768.00+1058.75）/4+2658.00×2.83/（2×2.832）=926.56kN。

最小压力：

Nkmin=（768.00+1058.75）/4-2658.00×2.83/（2×2.832）=-13.18kN。

需要验算桩的抗拔！

2.承台弯矩的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.2条。

Mx=∑Niyi

My=∑Nixi

其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=1.18m；

Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=1.2×（Nkmax-Gk/4）=794.25kN；

经过计算得到弯矩设计值：

Mx=My=2×794.25×1.18=1866.48kN·m。

4.1.4、1#塔吊承台截面主筋的计算

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。

αs=M/（α1fcbh02）

ζ=1-（1-2αs）1/2

γs=1-ζ/2

As=M/（γsh0fy）

式中，αl──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00；

fc──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2；

ho──承台的计算高度：

Hc-50.00=1350.00mm；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

经过计算得：

αs=1866.48×106/（1.00×16.70×5500.00×1350.002）=0.011；

ξ=1-（1-2×0.011）0.5=0.011；

γs=1-0.011/2=0.994；

Asx=Asy=1866.48×106/（0.994×1350.00×300.00）=4634.58mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:

5500.00×1400.00×0.15%=11550.00mm2。

实际配筋值：

HRB335钢筋，25@170。

承台底面单向根数32根。

实际配筋值15700mm2。

4.1.51#塔吊承台截面抗剪切计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.9条，承台斜截面受剪承载力满足下面公式：

V≤βhsαftb0h0

其中，b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5500mm；

λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0，此处，a=0.86m；当λ<0.25时，取λ=0.25；当λ>3时,取λ=3，得λ=0.633；

βhs──受剪切承载力截面高度影响系数，当h0＜800mm时，取h0=800mm，h0＞2000mm时，取h0=2000mm，其间按内插法取值，βhs=（800/1350）1/4=0.877；

α──承台剪切系数，α=1.75/（0.633+1）=1.071；

0.877×1.071×1.57×5500×1350=10958.431kN≥1.2×926.56=1111.872kN；

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！

4.1.61#塔吊桩竖向极限承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.2.1条：

桩的轴向压力设计值中最大值Nk=926.56kN；

单桩竖向极限承载力标准值公式：

Quk=u∑qsikli+qpkAp

u──桩身的周长，u=2.513m；

Ap──桩端面积,Ap=0.503m2；

各土层厚度及阻力标准值如下表:

序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）抗拔系数土名称

13.1010.00/0.40细砂

25.6022.00/0.60粉质粘土

31.8045.00/0.64全风化岩

45.4070.00900.000.65强风化岩

由于桩的入土深度为11.00m,所以桩端是在第4层土层。

单桩竖向承载力验算:

Quk=2.513×270.2+900×0.503=1131.476kN；

单桩竖向承载力特征值：

R=Quk/2+ηcfakAc=1131.476/2+0.28×550×7.06=1652.954kN；

Nk=926.56kN≤1.2R=1.2×1652.954=1983.545kN；

桩基竖向承载力满足要求！

4.171#塔吊桩基础抗拔验算

桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.4.5条。

群桩呈非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：

Tuk=Σλiqsikuili

其中：

Tuk──桩基抗拔极限承载力标准值；

ui──破坏表面周长，取ui=πd=3.142×0.8=2.513m；

qsik──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；

λi──抗拔系数，砂土取0.50～0.70，粘性土、粉土取0.70～0.80，桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值；

li──第i层土层的厚度。

经过计算得到：

Tuk=Σλiqsikuili=404.41kN；

群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：

Tgk=（ulΣλiqsikli）/4=772.37kN

ul──桩群外围周长，ul=4×（4+0.8）=19.20m；

桩基抗拔承载力公式：

Nk≤Tgk/2+Ggp

Nk≤Tuk/2+Gp

其中Nk-桩基上拔力设计值，Nk=13.18kN；

Ggp-群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数，Ggp=1267.20kN；

Gp-基桩自重设计值，Gp=138.23kN；

Tgk/2+Ggp=772.368/2+1267.2=1653.384kN>13.185kN；

Tuk/2+Gp=404.411/2+138.23=340.436kN>13.185kN；

桩抗拔满足要求。

4.1.81#塔吊桩配筋计算

1、桩构造配筋计算

As=πd2/4×0.45%=3.14×8002/4×0.45%=2260mm2；

2、桩抗压钢筋计算

经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋！

3、桩受拉钢筋计算

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.4条正截面受拉承载力计算。

N≤fyAs

式中：

N──轴向拉力设计值，N=13184.96N；

fy──钢筋强度抗压强度设计值，fy=300.00N/mm2；

As──纵向普通钢筋的全部截面积。

As=N/fy=13184.96/300.00=43.95mm2

实际配筋值：

HRB335钢筋，12根三级16。

实际配筋值2411mm2。

依据《建筑桩基设计规范》（JGJ94-2008），

箍筋采用螺旋式，直径为8mm，间距宜为250mm；受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内箍筋应加密；间距为100mm；每隔2m设一道直径为12mm的焊接加劲箍筋。

4.2.12#塔吊的基本参数信息

塔吊型号：

QZT80A（6010），塔吊起升高度H：

42.000m，

塔身宽度B：

1.65m，基础埋深D：

1.500m，

自重F1：

708kN，基础承台厚度Hc：

1.400m，

最大起重荷载F2：

60kN，基础承台宽度Bc：

5.500m，

桩钢筋级别:

HRB335，桩直径或者方桩边长：

0.800m，

桩间距a：

4m，承台箍筋间距S：

详见基础说明书，

承台混凝土的保护层厚度：

50mm，承台混凝土强度等级：

C35；

4.2.22#塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算

塔吊自重（包括压重）F1=708.00kN；

塔吊最大起重荷载F2=60.00kN；

作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=768.00kN；

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mkmax＝2658kN·m；

4.2.32#塔吊承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算

1.桩顶竖向力的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。

Nik=（Fk+Gk）/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2；

其中n──单桩个数，n=4；

Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值，Fk=768.00kN；

Gk──桩基承台的自重标准值：

Gk=25×Bc×Bc×Hc=25×5.50×5.50×1.40=1058.75kN；

Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值，取2658.00kN·m；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.83m；

Nik──单桩桩顶竖向力标准值；

经计算得到单桩桩顶竖向力标准值

最大压力：

Nkmax=（768.00+1058.75）/4+2658.00×2.83/（2×2.832）=926.56kN。

最小压力：

Nkmin=（768.00+1058.75）/4-2658.00×2.83/（2×2.832）=-13.18kN。

需要验算桩的抗拔！

2.承台弯矩的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.2条。

Mx=∑Niyi

My=∑Nixi

其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=1.18m；

Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=1.2×（Nkmax-Gk/4）=794.25kN；

经过计算得到弯矩设计值：

Mx=My=2×794.25×1.18=1866.48kN·m。

4.2.42#塔吊承台截面主筋的计算

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。

αs=M/（α1fcbh02）

ζ=1-（1-2αs）1/2

γs=1-ζ/2

As=M/（γsh0fy）

式中，αl──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00；

fc──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2；

ho──承台的计算高度：

Hc-50.00=1350.00mm；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

经过计算得：

αs=1866.48×106/（1.00×16.70×5500.00×1350.002）=0.011；

ξ=1-（1-2×0.011）0.5=0.011；

γs=1-0.011/2=0.994；

Asx=Asy=1866.48×106/（0.994×1350.00×300.00）=4634.58mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:

5500.00×1400.00×0.15%=11550.00mm2。

实际配筋值：

HRB335钢筋，25@170。

承台底面单向根数32根。

实际配筋值15700mm2。

4.2.52#塔吊承台截面抗剪切计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.9条，承台斜截面受剪承载力满足下面公式：

V≤βhsαftb0h0

其中，b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5500mm；

λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0，此处，a=0.86m；当λ<0.25时，取λ=0.25；当λ>3时,取λ=3，得λ=0.633；

βhs──受剪切承载力截面高度影响系数，当h0＜800mm时，取h0=800mm，h0＞2000mm时，取h0=2000mm，其间按内插法取值，βhs=（800/1350）1/4=0.877；

α──承台剪切系数，α=1.75/（0.633+1）=1.071；

0.877×1.071×1.57×5500×1350=10958.431kN≥1.2×926.56=1111.872kN；

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！

4.2.62#塔吊桩竖向极限承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.2.1条：

桩的轴向压力设计值中最大值Nk=926.56kN；

单桩竖向极限承载力标准值公式：

Quk=u∑qsikli+qpkAp

u──桩身的周长，u=2.513m；

Ap──桩端面积,Ap=0.503m2；

各土层厚度及阻力标准值如下表:

序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）抗拔系数土名称

16.9010.00/0.40粉砂

26.4045.00/0.64全风化岩

33.001.002000.000.75微风化岩

由于桩的入土深度为15.00m,所以桩端是在第3层土层。

单桩竖向承载力验算:

Quk=2.513×358.7+2000×0.503=1906.821kN；

单桩竖向承载力特征值：

R=Quk/2+ηcfakAc=1906.821/2+0.24×3500×7.06=6883.68kN；

Nk=926.56kN≤1.2R=1.2×6883.68=8260.417kN；

桩基竖向承载力满足要求！

4.2.72#塔吊桩基础抗拔验算

桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.4.5条。

群桩呈非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：

Tuk=Σλiqsikuili

其中：

Tuk──桩基抗拔极限承载力标准值；

ui──破坏表面周长，取ui=πd=3.142×0.8=2.513m；

qsik──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；

λi──抗拔系数，砂土取0.50～0.70，粘性土、粉土取0.70～0.80，桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值；

li──第i层土层的厚度。

经过计算得到：

Tuk=Σλiqsikuili=535.82kN；

群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：

Tgk=（ulΣλiqsikli）/4=1023.34kN

ul──桩群外围周长，ul=4×（4+0.8）=19.20m；

桩基抗拔承载力公式：

Nk≤Tgk/2+Ggp

Nk≤Tuk/2+Gp

其中Nk-桩基上拔力设计值，Nk=13.18kN；

Ggp-群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数，Ggp=1728.00kN；

Gp-基桩自重设计值，Gp=188.50kN；

Tgk/2+Ggp=1023.336/2+1728=2239.668kN>13.185kN；

Tuk/2+Gp=535.817/2+188.496=456.404kN>13.185kN；

桩抗拔满足要求。

4.2.82#塔吊桩配筋计算

1、桩构造配筋计算

As=πd2/4×0.45%=3.14×8002/4×0.45%=2260mm2；

2、桩抗压钢筋计算

经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋！

3、桩受拉钢筋计算

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.4条正截面受拉承载力计算。

N≤fyAs

式中：

N──轴向拉力设计值，N=13184.96N；

fy──钢筋强度抗压强度设计值，fy=300.00N/mm2；

As──纵向普通钢筋的全部截面积。

As=N/fy=13184.96/300.00=43.95mm2

实际配筋值：

HRB335钢筋，12根三级16。

实际配筋值2411mm2。

依据《建筑桩基设计规范》（JGJ94-2008），

箍筋采用螺旋式，直径为8mm，间距宜为250mm；受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内箍筋应加密；间距为100mm；每隔2m设一道直径为12mm的焊接加劲箍筋。

4.3.13#塔吊的基本参数信息

塔吊型号：

QZT80A（6010），塔吊起升高度H：

42.000m，

塔身宽度B：

1.65m，基础埋深D：

1.500m，

自重F1：

708kN，基础承台厚度Hc：

1.400m，

最大起重荷载F2：

60kN，基础承台宽度Bc：

5.500m，

桩钢筋级别:

HRB335，桩直径或者方桩边长：

0.800m，

桩间距a：

4m，承台箍筋间距S：

详见基础说明书，

承台混凝土的保护层厚度：

50mm，承台混凝土强度等级：

C35；

4.3.23#塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算

塔吊自重（包括压重）F1=708.00kN；

塔吊最大起重荷载F2=60.00kN；

作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=768.00kN；

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mkmax＝2658kN·m；

4.3.33#塔吊承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算

1.桩顶竖向力的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。

Nik=（Fk+Gk）/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2；

其中n──单桩个数，n=4；

Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值，Fk=768.00kN；

Gk──桩基承台的自重标准值：

Gk=25×Bc×Bc×Hc=25×5.50×5.50×1.40=1058.75kN；

Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值，取2658.00kN·m；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.83m；

Nik──单桩桩顶竖向力标准值；

经计算得到单桩桩顶竖向力标准值

最大压力：

Nkmax=（768.00+1058.75）/4+2658.00×2.83/（2×2.832）=926.56kN。

最小压力：

Nkmin=（768.00+1058.75）/4-2658.00×2.83/（2×2.832）=-13.18kN。

需要验算桩的抗拔！

2.承台弯矩的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.2条。

Mx=∑Niyi

My=∑Nixi

其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=1.18m；

Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=1.2×（Nkmax-Gk/4）=794.25kN；

经过计算得到弯矩设计值：

Mx=My=2×794.25×1.18=1866.48kN·m。

4.3.43#塔吊承台截面主筋的计算

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。

αs=M/（α1fcbh02）

ζ=1-（1-2αs）1/2