QTZ806013塔吊基础天然基础计算书工程施工组织设计方案.docx
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QTZ806013塔吊基础天然基础计算书工程施工组织设计方案
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岗顶酒店工程塔吊基础施工方案
一、工程概况
二、塔吊概况
本工程施工计划设置塔吊1台，塔吊布设位置见平面布置图。
采用QTZ80（6010）型塔吊，该塔吊独立式起升高度为45米，（本工程实际使用搭设高度约40米），工作臂长60米，最大起重量6吨，公称起重力矩为800KN.m。
综合本工程地质条件及现场实际情况，参照《兰田岙造船基地扩建项目岩土工程勘察报告》及工程设计图纸，本塔吊基础采用天然地基基础。
三、塔吊安装位置及基础型式选择
（一）塔吊生产厂家提供的说明书中对塔吊基础的要求：
1．地基基础的土质应均匀夯实，要求承载能力大于20t/㎡；底面为6000×6000的正方形。
2．基础混凝土强度C35，在基础内预埋地脚螺栓，分布钢筋和受力钢。
3．基础表面应平整，并校水平。
基础与基础节下面四块连接板连接处应保证水平，其水平度不大于1/1000；
4．基础必须做好接地措施，接地电阻不大于4Ω。
5．基础必须做好排水措施，保证基础面及地脚螺栓不受水浸，同时做好基础保护措施，防止基础受雨水冲洗，淘空基础周边泥土。
6．基础受力要求：
荷载
工况
基础承载
PH
PV
M
MZ
工作状况
24
597
2102
320
非工作状况
80
530
1930
0
PH—基础所受水平力kN
PV—垂直力kN
M—倾覆力矩kN．m
MZ—扭矩kN．m
（二）本工程塔吊安装位置详见下图：
按塔吊说明书要求，塔吊铺设混凝土基础的地基应能承受0.2MPa的压力，根据本工程地质勘察报告及现场实际情况，塔吊基础位于4-2强风化砾岩层，该层土质的承载力达0.60MPa，满足塔吊基础对地基承载力的要求，且该土层也是建筑物基础所在持力层土层，以该土层作塔吊基础的持力层，既能满足塔吊使用要求，也不会有基坑开挖时引起塔吊基础变形的问题。
经综合分析，选取4-2强风化砾岩层为塔吊基础的持力层，基础面标高与建筑物的基础底标高相平。
因塔吊基础上表面在自然地面以下，为保证基础上表面处不积水，在塔吊基础预留300×300×300集水井并及时排除积水，确保塔吊基础不积水。
塔吊基础配筋及预埋件等均按使用说明书。
四、塔吊的使用与管理
塔吊安装及拆除均由具有安装及拆除专项质资的单位负责实施，并编制相应的塔吊搭拆专项方案经公司及监理单位审批后实施。
塔吊除做好保护接零外，还应做好重复接地（兼防雷接地），电阻不大于4Ω。
塔吊司机及指挥人员均要持证上岗，指挥与司机之间用对讲机或信号旗联系，使用过程中严格遵守十不准吊规定。
塔吊在验收合格并挂出合格牌后才能使用。
塔吊的日常维修及各种保险、限位装置、接地电阻的检查均按公司的有关规定执行。
确保做到灵敏，可靠。
塔吊使用期间要定期测量基础沉降及塔吊倾斜，测量频率每月不少于一次。
钢丝绳要经常检查，及时更换。
五、塔吊基础
塔吊基础配筋详见下图：
（按塔吊说明书中Ⅰ级钢进行Ⅱ级钢等强替换）
六、QTZ80（6013）塔吊天然基础的计算书
（一）计算依据
1.《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008；
2.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；
3.《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；
4.《岗顶酒店岩土工程勘察报告》；
5.《QTZ80（6010）塔式起重机使用说明书》；
6.建筑、结构设计图纸；
7.《简明钢筋混凝土结构计算手册》。
（二）参数数据信息
塔吊型号：
QTZ80（6013）塔吊起升高度H：
42m
塔身宽度B：
1665mm基础节埋深d：
0.00m
自重G：
596kN（包括平衡重）基础承台厚度hc：
1.40m
最大起重荷载Q：
60kN基础承台宽度Bc：
6.00m
混凝土强度等级：
C35钢筋级别：
Q235A/HRB335
基础底面配筋直径：
25mm
公称定起重力矩Me：
800kN·m基础所受的水平力P：
80kN
标准节长度b：
2.80m
主弦杆材料：
角钢/方钢宽度/直径c：
120mm
所处城市：
广东广州市基本风压ω0：
0.5kN/m2
地面粗糙度类别：
D类密集建筑群，房屋较高，风荷载高度变化系数μz：
1.27。
地基承载力特征值fak：
600kPa
基础宽度修正系数ηb：
0.3基础埋深修正系数ηd：
1.5
基础底面以下土重度γ：
20kN/m3基础底面以上土加权平均重度γm：
20kN/m3
（三）塔吊基础承载力作用力的计算
1、塔吊竖向力计算
塔吊自重：
G=596kN（整机重量422+平衡重174）；
塔吊最大起重荷载：
Q=60kN；
作用于塔吊的竖向力：
Fk＝G＋Q＝596＋60＝656kN；
2、塔吊风荷载计算
依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中风荷载体型系数：
地处舟山州市，基本风压为ω0=0.5kN/m2；
查表得：
风荷载高度变化系数μz=1.27；
挡风系数计算：
φ=[3B+2b+（4B2+b2）1/2]c/（Bb）=[（3×1.665+2×5+（4×1.6652+52）0.5）×0.12]/（1.665×5）=0.302
因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.402；
高度z处的风振系数取：
βz=1.0；
所以风荷载设计值为：
ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×2.402×1.27×0.5=1.067kN/m2；
3、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：
Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=1.067×0.302×1.665×100×100×0.5=2682.6kN·m；
Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝800＋2682.6＋80×1.4＝3594.6kN·m；
（四）塔吊抗倾覆稳定验算
基础抗倾覆稳定性按下式计算：
e＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3
式中e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；
Mk──作用在基础上的弯矩；
Fk──作用在基础上的垂直载荷；
Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×6×6×1.4=1260kN；
Bc──为基础的底面宽度；
计算得：
e=3594.6/（656+1260）=1.876m<6/3=2m；
基础抗倾覆稳定性满足要求！
（五）塔吊基础地基承载力验算
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:
混凝土基础抗倾翻稳定性计算：
e=1.876m>6/6=1m
地面压应力计算：
Pk＝（Fk+Gk）/A
Pkmax＝2×（Fk＋Gk）/（3×a×Bc）
式中Fk──作用在基础上的垂直载荷；
Gk──混凝土基础重力；
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＝Bc/20.5－Mk/（Fk＋Gk）＝6/20.5-3594.6/（656+1260）=2.366m。
Bc──基础底面的宽度，取Bc=6m；
不考虑附着基础设计值：
Pk＝（656+1260）/62＝53.22kPa；
Pkmax=2×（656+1260）/（3×2.366×6）=89.98kPa；
地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.2.3条。
计算公式如下:
fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）
fa--修正后的地基承载力特征值（kN/m2）；
fak--地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定；取600.000kN/m2；
ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数；b──基础宽度地基承载力修正系数，取0.30；d──基础埋深地基承载力修正系数，取1.50；
γ--基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3；
b--基础底面宽度（m），当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取6.000m；
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，取20.000kN/m3；
d--基础埋置深度（m）取1.4m；
fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）=600+0.3*20（6-3）+1.5*20（1.4-0.5）=645kPa
解得地基承载力设计值：
fa=645kPa；
实际计算取的地基承载力设计值为:
fa=645kPa；
地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=51.58kPa，满足要求！
地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力标准值Pkmax=89.98kPa，满足要求！
（六）基础受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。
验算公式如下:
F1≤0.7βhpftamho
式中βhp--受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0.当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；取βhp=0.97；
ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；取ft=1.57MPa；
ho--基础冲切破坏锥体的有效高度；取ho=1.35m；
am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=（at+ab）/2；
am=[1.665+（1.665+2×1.35）]/2=3.005m；
at--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；取at＝1.665m；
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，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；ab=1.665+2×1.35=4.365m；
Pj--扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；取Pj=101.12kPa；
Al--冲切验算时取用的部分基底面积；Al=6.00×（6.00-4.365）/2=4.905m2
Fl--相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。
Fl=PjAl；
Fl=101.12×4.905=495.99kN。
允许冲切力：
0.7×0.97×1.57×3005.00×1350.00=4814991N=4324.62kN>Fl=495.99kN；
实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！
（七）承台配筋计算
1.抗弯计算
依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。
计算公式如下:
MI=a12[（2l+a'）（Pmax+P-2G/A）+（Pmax-P）l]/12
式中：
MI--任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值；
a1--任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离；取a1=（Bc-B）/2＝（6.00-1.665）/2=2.167m；
Pmax--相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取101.12kN/m2；
P--相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值，P＝Pmax×（3×a－al）/3×a＝101.12×（3×1.665-2.167）/（3×1.665）=57.25kPa；
G--考虑荷载分项系数的基础自重，取G=25×Bc×Bc×hc=25×6.00×6.00×1.40=1260kN/m2；
l--基础宽度，取l=6.00m；
a--塔身宽度，取a=1.665m；
a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.665m。
经过计算得MI=2.1672×[（2×6.00+1.665）×（101.12+57.25-2×1260/6.002）+（101.12-57.25）×6.00]/12=575.56kN·m。
2.配筋面积计算
αs=M/（α1fcbh02）
ζ=1-（1-2αs）1/2
γs=1-ζ/2
As=M/（γsh0fy）
式中，αl--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，取为0.94,期间按线性内插法确定，取αl=1.00；
fc--混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70kN/m2；
ho--承台的计算高度，ho=1.35m。
经过计算得：
αs=575.56×106/（1.00×16.7×6.00×103×（1.35×103）2）=0.00315；
ξ=1-（1-2×0.00315）0.5=0.00315；
γs=1-0.00315/2=0.998；
As=575.56×106/（0.998×1.35×103×300.00）=1423.98mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
6000.00×1400.00×0.15%=12600.00mm2。
故取As=12600.00mm2。
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