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

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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。

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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ýý中有关技术参数

根据本工ýý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,ýý桩间距a=4.50m,有ýý效桩长8m，桩端持力层ýý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ýý梁

梁高=1000mm，ýý梁度=1000mm；

梁‎‎：

面筋1025；底筋‎‎1225（上排2ýý25，下排1025）‎‎；腰筋416；箍筋Φ‎‎10@150/100；

‎‎结构加强承台：

承台高ýý=1000mm，长=宽=ýý3000m；

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ýý和承台顶标高0.400mýý,底部钢筋保护层厚度:

5ýý0mm；

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=0.80mýý,桩间距a=4.50m,ýý有效桩长9m，桩端持力ýý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ýý度=1000mm，宽度=ýý1000mm

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=1ýý000mm，长=宽=30ýý00m；

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ýý台顶标高0.400m,底ýý部钢筋保护层厚度:

50mýým；

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ýý数信息

塔吊型号ýý:

QTZ63,自重（包括ýý压重）F1=450.80ýýkN,最大起重荷载F2=ýý60.00kN

ýý塔吊倾覆力距M=1160ýý.90kN.m,塔吊起重ýý高度H=106.00m,ýý塔身宽度B=1.6m

ýý混凝土强度:

C35ýý,钢筋级别:

Ⅱ级,桩直径ýý或方桩边长d=0.80ýým

桩间距=45ýý00mm交叉梁的宽度=1ýý000mm,交叉梁的高度ýý=1000mm

ýý,保护层厚度:

50mm

ýý二.塔吊对交叉梁中心作ýý用力的计算

1.ýý塔吊自重（包括压重）Fýý1=450.80kN

ýý2.塔吊最大起重ýý荷载F2=60.00kNýý

作用于塔吊的竖ýý向力F=1.2×（F1ýý+F2）=612.96kýýN

塔吊的倾覆力ýý矩M=1.4×1160ýý.90=1625.26kýýN.m

三.交叉梁最大ýý弯矩和桩顶竖向力的计算

ýý计算简图：

ýýýý

ýý十字交叉梁计算模型（最大ýý弯矩M方向与十字交叉梁平ýý行）。

ýýýý

两段梁四个支ýý点力分别为

ýýRA=N/4-3M/ýý2LRBýý=N/4+3M/2L

ýýRC=N/ýý4ýýRD=N/4

ýý两段梁的最大弯矩分别ýý为

M1ýý=N（L-b）2/16Lýý+M/2ýýM2=N（Lýý-b）2/16L

ýý得到最大支座力为Rmýýax=RB,最大弯矩为ýýMmax=M1。

ýý桩顶竖向力Rmax:

ýý

Rmaýýx=N/4+3M/2L=ýý（612.96+381.ýý78）/4+3×1625ýý.26/（2×6.36）ýý=631.82kN

ýý交叉梁得最大弯矩Mýýmax:

ýýMmax=N（L-b）ýý2/16L+M/2=（6ýý12.96+381.78ýý）×（6.36-2.26ýý）2/（16×6.36）ýý+1625.26/2=9ýý76.92kN.m

四.ýý交叉梁截面主筋的计算

ýý依据《混凝土结构ýý设计规范》（GB5001ýý0-2002）第7.2条ýý受弯构件承载力计算。

ýýýýýý

ýýýý

ýýýý

ýýýý

ýý式中

1──系数ýý，当混凝土强度不超过C5ýý0时，

1取为1.0,当ýý混凝土强度等级为C80时ýý，

ýý

1取为0.9ýý4,期间按线性内插法确定ýý；

fýýc──混凝土抗压强度设计ýý值；

ýýh0──交叉梁的有效计算ýý高度。

ýýfy──钢筋受拉强度设ýý计值，fy=300N/mýým2。

经过计算ýý得

s=976.92×ýý106/（1.00×16ýý.70×1000.00×ýý950.002）=0.0ýý65

ýý

=1-（1ýý-2×0.065）0.5ýý=0.067

ýý

sýý=1-0.067/2=0ýý.966

ýýAsx=ýýAsy=976.92×ýý106/（0.966×9ýý50.00×300.00ýý）=3546.74mm2ýý。

底筋选配122ýý5，As=5887.5ýýmm2（见下图）ýý

验算适用条件：

1、

ýý=0.067＜

b=0.ýý55满足

2、ρýý=As/b·h0=0.6ýý2%＞ρmin·h/hýý0=0.23%,

ýý且ρ值大于0.2%·h/ýýh0=0.21%，满足ýý要求。

b──相对界限ýý受压区高度

五.桩承载ýý力验算

桩承载力ýý计算依据《建筑桩基础技术ýý规范》（JGJ94-94ýý）的第4.1.1条

ýý根据第二步的计算方案ýý可以得到桩的轴向压力设计ýý值，取其中最大值N=63ýý1.82kN

桩ýý顶轴向压力设计值应满足下ýý面的公式：

ýýýý

其中ýý

0──建筑桩基重要性系ýý数，取1.0；

ýýfc──混凝ýý土轴心抗压强度设计值，fýýc=16.70N/mm2ýý；

ýýA──桩的截面面积，A=ýý0.503m2。

ýý经过计算得到桩顶轴向压ýý力设计值满足要求,只需构ýý造配筋!

六.桩竖向极限ýý承载力验算及桩长计算

ýý桩承载力计算依据《ýý建筑桩基础技术规范》（JýýGJ94-94）的第5.ýý2.2-3条

根ýý据第二步的计算方案可以得ýý到桩的轴向压力设计值，取ýý其中最大值N=631.8ýý2kN

桩竖向极ýý限承载力验算应满足下面的ýý公式：

最大压力ýý:

ýý

ýý其中R──最ýý大极限承载力；

ýýQsk──单ýý桩总极限侧阻力标准值:

ýýýý

ýýQpk─ýý─单桩总极限端阻力标准值ýý:

ýý

ýý

sýý,

p──分别为桩侧阻群ýý桩效应系数，桩端阻群桩效ýý应系数，承台底土阻力群桩ýý效应系数；

ýý

s,

p──分ýý别为桩侧阻力分项系数，桩ýý端阻抗力分项系数，承台底ýý土阻抗力分项系数；

ýýqsk─ýý─桩侧第i层土的极限侧阻ýý力标准值，按下表取值；

ýýqpýýk──极限端阻力标准值，ýý按下表取值；

ýýu──桩身的周ýý长，u=2.513m；

ýýApýý──桩端面积,取Ap=0ýý.50m2；

ýýli──第i层ýý土层的厚度,取值如下表；ýý

厚度及侧阻力标ýý准值表如下:

序号ýý土厚度（m）土侧ýý阻力标准值（kPa）ýý土端阻力标准值（kPaýý）土名称

1ýý1.9ýýýý0ýý0ýýýý素填土

2ýý0.4ýý10ýýýý0ýý淤ýý泥质土

3ýý3.35ýý35ýýýý0ýý粉质粘ýý土

4ýý2.85ýý60ýýýý1500ýý强风化泥质粉砂岩

ýý

由于桩的入ýý土深度为8m,所以桩端是ýý在第4层土层。

ýý最大压力验算:

ýýR=2.51×（ýý1.9×0×1.26+.ýý4×10×1.2+3.3ýý5×35×.8+2.35ýý×60×1.14）/1.ýý65+1.20×1500ýý.00×0.50/1.6ýý5=942.01kN

ýý上式计算的R的值大ýý于最大压力631.82kýýN,所以满足要求!

七.ýý桩抗拔承载力验算

ýý桩抗拔承载力验算依据《ýý建筑桩基础技术规范》（JýýGJ94-94）的第5.ýý2.7条

桩抗拔ýý承载力应满足下列要求:

ýýýý

ýýýý

ýý其中:

ýýýý

ýýýý

式中Ukýý──基桩抗拔极限承载力标ýý准值；

ýý

i──抗拔系数；

ýý解得:

ýýUgk=1800ýý3.2×（1.9×0×.ýý75+.4×10×.7+ýý3.35×35×.75+ýý2.35×60×.75）ýý/4=884350.94ýýkN

Gýýgp=18003.2×8ýý×22/4=792140ýý.80kN

ýýUk=2.51×（1ýý.9×0×.75+.4×ýý10×.7+3.35×3ýý5×.75+2.35×6ýý0×.75）=493.8ýý3kN

ýýGp=2.51×8×25ýý=502.65kN

ýý由于:

8ýý84350.94/1.6ýý5+792140.80>ýý=134.45ýý满足要求!

ýý由于:

ýý493.83/1.65ýý+502.65>=134ýý.45ýý满足要求!

4.2‎‎4#塔吊基础计算

一.ýý参数信息

塔吊ýý型号:

QTZ63,自重（ýý包括压重）F1=450.ýý80kN,最大起重荷载Fýý2=60.00kN

ýý塔吊倾覆力距M=12ýý01.73kN.m,塔吊ýý起重高度H=110.00ýým,塔身宽度B=1.6mýý

混凝土强度:

Cýý35,钢筋级别:

Ⅱ级,桩ýý直径或方桩边长d=0.ýý80m

桩间距=ýý4500mm交叉梁的宽度ýý=1000mm,交叉梁的ýý高度=1000mm

ýý,保护层厚度:

50mýým

二.塔吊对交叉梁中ýý心作用力的计算

ýý1.塔吊自重（包括压重ýý）F1=450.80kNýý

2.塔吊最大ýý起重荷载F2=60.00ýýkN

作用于塔吊ýý的竖向力F=1.2×（ýýF1+F2）=612.9ýý6kN

塔吊的倾ýý覆力矩M=1.4×12ýý01.73=1682.4ýý2kN.m

三.交叉梁ýý最大弯矩和桩顶竖向力的计ýý算

计算简图：

ýýýý

ýý十字交叉梁计算模型（ýý最大弯矩M方向与十字交叉ýý梁平行）。

ýýýý

两段梁四ýý个支点力分别为

ýýRA=N/4-3ýýM/2LýýRB=N/4+3M/2Lýý

RC=ýýN/4ýýRD=N/4

ýý两段梁的最大弯矩ýý分别为

ýýM1=N（L-b）2/1ýý6L+M/2ýýM2=Nýý（L-b）2/16L

ýý得到最大支座力为ýýRmax=RB,最大弯矩ýý为Mmax=M1。

ýý桩顶竖向力Rmaýýx:

Rýýmax=N/4+3M/2ýýL=（612.96+38ýý1.78）/4+3×16ýý82.42/（2×6.3ýý6）=645.30kN

ýý交叉梁得最大弯矩ýýMmax:

ýýMmax=N（L-ýýb）2/16L+M/2=ýý（612.96+381.ýý78）×（6.36-2.ýý26）2/（16×6.3ýý6）+1682.42/2ýý=1005.51kN.mýý

四.交叉梁截面主筋的ýý计算

依据《混凝ýý土结构设计规范》（GB5ýý0010-2002）第7ýý.2条受弯构件承载力计算ýý。

ýýýý

ýýýý

ýýýý

ýýýýýý

式中

1─ýý─系数，当混凝土强度不超ýý过C50时，

1取为1.ýý0,当混凝土强度等级为Cýý80时，

ýý

1取为ýý0.94,期间按线性内插ýý法确定；

ýýfc──混凝土抗压强ýý度设计值；

ýýh0──交叉梁的有ýý效计算高度。

ýýfy──钢筋受拉ýý强度设计值，fy=300ýýN/mm2。

经ýý过计算得

s=1005ýý.51×106/（1.0ýý0×16.70×1000ýý.00×950.002）ýý=0.067

ýý

=ýý1-（1-2×0.067ýý）0.5=0.069

ýýýý

s=1-0.069ýý/2=0.965

ýýýýAsx=Asy=100ýý5.51×106/（0.ýý965×950.00×3ýý00.00）=3654.ýý35mm2。

底筋选配1ýý225，As=58ýý87.5mm2（ýý见下图）

验算适用条件ýý：

1、

=0.067＜ýý

b=0.55满ýý足

2、ρ=As/b·hýý0=0.62%＞ρminýý·h/h0=0.23%ýý,

且ρ值大于0.ýý2%·h/h0=0.2ýý1%，满足要求。

b─ýý─相对界限受压区高度

ýý五.桩承载力验算

ýý桩承载力计算依据《建筑ýý桩基础技术规范》（JGJýý94-94）的第4.1.ýý1条

根据第二步ýý的计算方案可以得到桩的轴ýý向压力设计值，取其中最大ýý值N=645.30kN

ýý桩顶轴向压力设计ýý值应满足下面的公式：

ýýýý

ýý其中

0──建筑桩ýý基重要性系数，取1.0；ýý

fýýc──混凝土轴心抗压强度ýý设计值，fc=16.70ýýN/mm2；

ýýA──桩的截面ýý面积，A=0.503m2ýý。

经过计算得到ýý桩顶轴向压力设计值满足要ýý求,只需构造配筋!

六.ýý桩竖向极限承载力验算及桩ýý长计算

桩承载力ýý计算依据《建筑桩基础技术ýý规范》（JGJ94-94ýý）的第5.2.2-3条

ýý根据第二步的计算ýý方案可以得到桩的轴向压力ýý设计值，取其中最大值N=ýý645.30kN

ýý桩竖向极限承载力验算应ýý满足下面的公式：

ýý最大压力:

ýýýý

其中ýýR──最大极限承载力；ýý

Qýýsk──单桩总极限侧阻力ýý标准值:

ýýýý

ýýQpk──单桩总极限端ýý阻力标准值:

ýýýý

ýý

s,

p──分别ýý为桩侧阻群桩效应系数，桩ýý端阻群桩效应系数，承台底ýý土阻力群桩效应系数；

ýý

s,ýý

p──分别为桩侧阻力分ýý项系数，桩端阻抗力分项系ýý数，承台底土阻抗力分项系ýý数；

ýýqsk──桩侧第i层土ýý的极限侧阻力标准值，按下ýý表取值；

ýýqpk──极限端阻ýý力标准值，按下表取值；

ýýu─ýý─桩身的周长，u=2.5ýý13m；

ýýAp──桩端面积,ýý取Ap=0.50m2；

ýýliýý──第i层土层的厚度,取ýý值如下表；

厚度ýý及侧阻力标准值表如下:

ýý序号土厚度（m）ýý土侧阻力标准值（kýýPa）土端阻力标准ýý值（kPa）土名ýý称

1ýý1ýý0ýýýý0ýý杂填土

ýý26.3ýýýý35ýýýý0ýý粉质粘土

3ýý1.3ýý4ýý0ýý0ýý全ýý风化砂砾岩

4ýý0.5ýý60ýýýý1500ýý强风ýý化岩体

ýý由于桩的入土深度为9mýý,所以桩端是在第4层土层ýý。

最大压力验算ýý:

R=ýý2.51×（1×0×1.ýý26+6.3×35×1.ýý2+1.3×40×.8+ýý.4×60×1.14）/ýý1.65+1.20×15ýý00.00×0.50/1ýý.65=1055.06kýýN

上式计算的Rýý的值大于最大压力645.ýý30kN,所以满足要求!

ýý

七.桩抗拔承载力验算

ýý桩抗拔承载力验算ýý依据《建筑桩基础技术规范ýý》（JGJ94-94）的ýý第5.2.7条

ýý桩抗拔承载力应满足下列要ýý求:

ýý

ýý

ýý

ýý其中:

ýýýý

ýýýý

式中ýýUk──基桩抗拔极限承ýý载力标准值；

ýý

i──抗拔系ýý数；

解得:

ýýUgk=1ýý8003.2×（1×0×ýý.75+6.3×35×.ýý7+1.3×40×.75ýý+.4×60×.75）/ýý4=951244.08kýýN

Ggýýp=18003.2×9×ýý22/4=891158.ýý40kN

ýýUk=2.51×（1×ýý0×.75+6.3×35ýý×.7+1.3×40×.ýý75+.4×60×.75ýý）=531.18kN

ýýGp=2.ýý51×9×25=565.ýý49kN

ýý由于:

951244ýý.08/1.65+891ýý158.40>=147.ýý93ýý满足要求!

ýý由于:

531.ýý18/1.65+565.ýý49>=147.93ýý满足要ýý求!

五、施工组织与部署‎‎

5.1施工进度

根据‎‎工程施工总进度安排，3#‎‎塔吊基础总耗时18天，于‎‎2010年2月7日前完成‎‎；4#塔吊基础总耗时12‎‎天，于2010年2月7日‎‎前完成。

5.2施工准‎‎备

劳动力数量：

挖桩基4‎‎人，泥工4人，钢筋工3人‎‎，其它4人。

材料、设备‎‎数量：

砼68.5m³；钢‎‎筋6.6T；32.5水‎‎泥1T；实心砖6000块‎‎；桩模具8套，空压机2台‎‎、风镐枪2把、电焊机1台‎‎、Φ50插入式振动棒1台‎‎、塔吊基座模具1套、塔吊‎‎预埋螺栓32根等。

5.‎‎3施工流程

塔吊基础施‎‎工流程：

基础定位、放线→‎‎交叉梁及局部土方开挖→给‎‎排水管支护→挖桩作业→承‎‎台、交叉梁垫层砼→交叉梁‎‎垫层砖胎膜施工