1#塔吊基础方案.docx
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1#塔吊基础方案
目录
1.工程概况2
2.编制说明2
3.编制依据2
4.塔吊定位2
5.塔吊基础及承台设计2
6.计算3
6.1计算参数3
6.2桩顶作用效应计算5
6.3单桩允许承载力特征值计算6
6.4桩基水平承载力验算6
6.5抗拔桩基承载力验算6
6.6抗倾覆验算7
6.7桩身承载力验算7
6.8计算结果9
7.接地极做法11
8.施工质量控制12
9.沉降观测12
10.附图13
康曼地5513塔吊（自编1#）基础施工方案
1.工程概况
中山万科城市风景后期高层-2#、3#、4#楼（B区）及车库商住楼工程，位于广东省中山市南区，项目西北面临城市主干道城南一路，东北紧邻城市快速路南环路，西南靠二十一米路。
本工程共三栋楼，三栋楼均为33层，总建筑高度：
98.10米，建筑面积为63491.03m²，地下室一层，地下室车库面积为8242.42m²。
本工程2#楼设计标高±0.000相当于绝对标高3.8m，3#楼设计标高±0.000相当于绝对标高4.4m，4#楼设计标高±0.000相当于绝对标高4.1m。
2.编制说明
根据施工现场实际情况及工程结构特点，2#、3#楼主体结构施工的垂直运输拟投入塔吊1台（自编号为1#塔吊），塔吊基础中心位置为3#楼1轴向西7m交L轴向南4.55m。
塔吊型号为康曼地5513，最大半径R=55m，塔身为1.6X1.6m，本塔吊安装总高度已超出塔吊本身自由高度（自基础承台面起高110m），附墙安装按塔吊厂家说明书要求安装。
塔吊基础位置位于勘探钻孔点ZK12桩旁边，地质条件详见附图4：
《ZK12钻孔柱状图》。
3.编制依据
1、广州省工程勘察院提供的《岩土工程勘察报告》；
2、本工程桩施工总平面布置图及设计图纸；
3、塔吊使用说明书；
4、周边建筑物相邻情况；
5、建筑地基基础设计规范GB5007-2002，DBJ15-31-2003；
6、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009；
7、一洲安全计算软件。
4.塔吊定位
本塔吊的中心线定位是依据中山万科城市风景后期高层-2#、3#、4#楼（B区）及车库商住楼工程的设计图纸进行确定的，塔吊具体位置详见附图1：
《1#塔吊基础平面定位图》。
5.塔吊基础及承台设计
1、本工程根据《广州省工程勘察院提供的》现场地质资料，计划本工程塔吊基础决定采用4条锤击预应力预制管桩，预制管桩有效桩长约为25m，按设计图纸：
预应力管桩说明，采用预制管桩桩径∅500，壁厚125mm（AB型），单桩竖向承载特征值为2400KN，单桩抗拔承载特征值为450KN。
本工程预应力高强砼管桩桩端持力层为强风化花岗岩，桩端进入持力层深度不低于0.6m，桩尖采用十字型钢桩尖，需按相应的规范规程施作，须为厂制品。
预应力预制管桩最后三阵锤贯入度不大于25mm。
【工程桩基承载根据设计图纸结施，此不能做为塔吊基础承载力为依据，具体根据地质与桩长计算为准】
2、本塔吊按平面布置位置结合地质资料平面钻孔点，与此塔吊最近的钻孔为ZK12号，根据钻孔资料：
地质层分布情况表【3#楼设计标高±0.000相当于绝对标高4.4m】
序号
岩土名称及层号
Qsa
（kpa）
底标高
（ZK12）
地质
厚度（米）
Qpa
（Kpa）
第1层
素填土①
10.00
-3.42
4.70
第2层
淤泥②-2
7.00
-4.02
0.60
第3层
粗砂②-3
25.00
-7.42
3.40
第4层
砾质粘性土③
40.00
-12.72
5.30
第5层
全风化花岗岩④-1
70.00
-20.72
8.00
3000～3500
第6层
强风化花岗岩④-2
100.00
-26.82
6.10
4000～4500
合计
28.10
3、基础承台设计为：
承台砼为C35、承台尺寸为:
5000×5000×1400mm；基础承台底标高-6.69m。
6.计算
6.一计算参数
（1）基本参数
采用1台康曼地5513塔式起重机，塔身尺寸1.60m,地下室开深度为-5.79m；现场地面标高1.28m，承台面标高-5.29m。
1）塔吊基础受力情况
荷载工况
基础荷载
P（kN）
M（kN.m）
Fk
Fh
M
MZ
工作状态
801.00
26.10
1717.00
340.00
非工作状态
751.00
107.00
2389.00
0
比较桩基础塔吊的工作状态和非工作状态的受力情况，塔吊基础按非工作状态计算如图；
Fk=751.00kN，Fh=107.00kN，M=2389.00+107.00×1.30=2528.10kN.m
Fk，=751.00×1.35=1013.85kN，Fh，=107.00×1.35=144.45kN，Mk=（2389.00+107.00×1.30）×1.35=3412.94kN.m
2）桩顶以下岩土力学资料
序号
地层名称
厚度L
（m）
极限侧阻力标
准值qsik（kPa）
极限端阻力标准值qpk（kPa）
qsik
i
（kN/m）
抗拔系数λi
λiqsik*
i
（kN/m）
1
素填土①
4.70
10.00
47.00
0.40
18.80
2
淤泥②-2
0.60
7.00
4.20
0.40
1.68
3
粗砂②-3
3.40
25.00
85.00
0.50
42.50
4
砾质粘性土③
5.30
40.00
212.00
0.70
148.40
5
全风化花岗岩④-1
8.00
70.00
3000.00
560.00
0.70
392.00
6
强风化花岗岩④-2
6.10
100.00
4000.00
610.00
0.70
427.00
桩长
28.10
∑qsik*Li
1518.20
∑λiqsik*Li
1030.38
3）基础设计主要参数
基础桩采用4根φ500预应力管桩,桩顶标高-6.59m；桩混凝土等级C80,fC=35.90N/mm2,EC=3.80×104N/mm2；ft=2.22N/mm2,桩长28.10m,管道壁厚125mm；钢筋HRB335，fy=300.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2；
承台尺寸长（a）=5.00m,宽（b）=5.00m,高（h）=1.40m；桩中心与承台中心2.00m,承台面标高-5.29m；承台混凝土等级C35，ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3。
Gk=a×b×h×γ砼=5.00×5.00×1.40×25=875.00kN
塔吊基础尺寸示意图
6.二桩顶作用效应计算
（1）竖向力
1）轴心竖向力作用下
Nk=（Fk＋Gk）/n=（751.00+875.00）/4=406.50kN
2）偏心竖向力作用下
按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=2528.10kN.myi=2.00×20.5=2.83m
Nk=（Fk＋Gk）/n±Mxyi/Σyi2=（751.00+875.00）/4±（2528.10×2.83）/（2×2.832）=406.50±446.66
Nkmax=853.16kN,Nkmax=-40.16kN（基桩承受竖向拉力）。
（2）水平力
Hik=Fh/n=107.00/4=26.75kN
6.三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=6.10
hb/d=6.10/0.50=12.20,λp=0.80
（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∑qsik
i=πd∑qsik
i=3.14×0.50×1518.20=2383.57kN
Qpk=qpk（Aj+λpApl）=4000.00×（0.15+0.80×0.05）=760.00kN
Quk=Qsk＋Qpk=2383.57+760.00=3143.57kN
Ra=1/KQuk=1/2×3143.57=1571.79kN
（2）桩基竖向承载力计算
1）轴心竖向力作用下
Nk=406.50kN＜Ra=1571.79kN,竖向承载力满足要求。
2）偏心竖向力作用下
Nkmax=853.16kN＜Ra=1.2×1571.79=1886.15kN,竖向承载力满足要求。
6.四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=3.14/64×（0.504-0.254）=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=0.57×28.10=16.02＞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=26.75kN＜Rha=62.70kN,水平承载力满足要求。
6.五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=1/4×（2.00×2+0.50）×4×1030.38=4636.71kN
Tuk=ΣλiqsikuiLi=1030.38×3.14×0.50=1617.70kN
（2）抗拔承载力计算
Ggp=5.00×5.00×28.00×（18.80-10）/4=1540.00kN
Gp=0.15×28.10×（25-10）=63.23kN
Tgk/2+Ggp=4636.71/2+1540.00=3858.36kN＞Nkmin=40.16kN,基桩呈整体性破坏的抗拔承载力满足要求。
Tuk/2+Gp=1617.70/2+63.23=872.08kN＞Nkmin=40.16kN,基桩非呈整体性破坏的抗拔承载力满足要求。
6.六抗倾覆验算
a1=5.00/2=2.50m,bi=5.00/2+2.00=4.50m，
倾覆力矩M倾=M＋Fhh=2389+107.00×1.30=2528.10kN.m
抗倾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）ai＋2（Tuk/2+Gp）bi
=（751.00+875.00）×2.50+2×（1617.70/2+63.23）×4.50=11913.72kN.m
M抗/M倾=11913.72/2528.10=4.71
抗倾覆验算4.71＞1.6,满足要求。
6.七桩身承载力验算
（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=3412.94kN.m，yi=2.00×20.5=2.83m
Nk=（Fk‘＋1.2Gk）/n±Mxyi/Σyi2=（1013.85+1.2×875.00）/4±（3412.94×2.83）/（2×2.832）=515.96±602.99
Nkmax=1118.95kN，Nkmax=-87.03kN
Ψc=0.85
ΨcfcAj=0.85×35.90×1000×0.15=4577.25kN
正截面受压承载力=4577.25kN＞Nkmax=1118.95kN,满足要求。
（2）预制桩插筋受拉承载力验算
插筋采用HRB335，fy=300.00N/mm2，取420，As=4×314=1256mm2
fyAs=300×1256=376800N=376.80kN
fyAs=376.80kN＞Nkmin=87.03kN,正截面受拉承载力满足要求。
M倾/（4x1As）=2528.10×1000/（4×2.00×1256）=251.60N/mm2
M倾/（4x1As）=251.60N/mm2＜300.00N/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，=1013.85kN，ho=1.40-0.10=1.30m=1300mm
βhp=1.0+（2000-1400）/（2000-800）×（0.9-1.0）=0.95
а0=2.00-0.50/2-1.60/2=1.75m,λ=а0/ho=1.75/1.30=1.35
β0=0.84/（λ+0.2）=0.84/（1.35+0.2）=0.54
um=4×（1.60+1.30）=11.60m
βhpβ0umftho=0.95×0.54×11.60×1.57×1000×1.30=12145.58kN
承台受冲切承载力=12145.58kN＞Ft=1013.85kN,满足要求。
2）角桩向上冲切力承载力计算
N1=Nk，=Fk，/n+Mxyi/Σyi2=1013.85/4+3412.94×2.83/（2×2.832）=856.46kN
λ1x=λ1y=а0/ho=1.75/1.30=1.35,c1=c2=0.50+0.25=0.75m
β1x=β1y=0.56/（λ1x+0.2）=0.56/（1.35+0.2）=0.36
[β1x（c2+а1y/2）+β1y（c1+а1x/2）]βhpftho=0.36×（0.75+1.75/2）×2×0.95×1.57×1000×1.30=2268.57kN
角桩向上冲切承载力=2268.57kN＞2Nl=1712.91kN,满足要求。
3）承台受剪切承载力验算
Nk，=Fk，/n+Mxyi/Σyi2=1013.85/4+3412.94×2.83/（2×2.832）=856.46kN
V=2Nk，=2×856.46=1712.92kN
βhs=（800/ho）1/4=（800/1300）0.25=0.89,λ=а0/ho=1.75/1.30=1.35
α=1.75/（λ+1）=1.75/（1.35+1）=0.74,b0=5.00m=5000mm
βhsαftb0ho=0.89×0.74×1.57×1000×5.00×1.30=6721.01kN
承台受剪切承载力=6721.01kN＞2Nl=1713kN,满足要求。
（4）承台抗弯验算
1）承台弯矩计算
Ni=Fk，/n+Mxyi/Σyi2=1013.85/4+3412.94×2.83/（2×2.832）=856.46kN,Xi=1.20m
M=ΣNiXi=2×856.46×1.20=2055.49kN.m
2）承台配筋计算
承台采用HRB335，fy=300.00N/mm2
As=M/0.9fyho=2055.49×106/（0.9×300×1300）=5856mm2
取2618@197mm（钢筋间距满足要求）,As=26×254=6604mm2
承台配筋面积6604mm2＞6500mm2,满足要求。
6.八计算结果
（1）基础桩
4根φ500预应力管桩,桩顶标高-6.59m,桩长28.10m；桩混凝土等级C80,壁厚125mm,桩顶插筋4Ф20；
（2）承台
长（a）=5.00m，宽（b）=5.00m，高（h）=1.40m，桩中心与承台中心2.00m，承台面标高-5.29m；混凝土等级C35，承台底钢筋采用双向26Ф18@197mm。
（3）基础大样图
塔吊基础平面图
塔吊基础剖面图
7.接地极做法
按要求，对有防雷引下要求的桩筋剥露出200高，取桩数不少于2条（对角），利用每条桩其中的至少两条桩筋，与承台钢筋网焊接连通再向上与引下线焊接连通。
承台底筋焊通成闭合环状。
接地带利用承包表面的至少两条主筋，将与主体结构防雷焊接连通为一个闭合的网，在有引下要求处的塔身，进行上连下接焊接，向下与桩筋连通，向上与柱筋连通，水平向的承台筋与纵向的柱筋间的连接要确保平行和交叉双重连接保障。
施工时，注意从承台面对角各引出一根＞ф12热镀锌圆钢，向承台面伸出1m，以备增加接地极连接之用。
具体做法详见附图2：
塔吊防雷接地大样。
8.施工质量控制
（1）基础钢筋绑扎和预埋件安装后，按要求检查验收，合格后方可浇筑混凝土，浇捣中不得碰撞、移位钢筋或预埋件，混凝土浇筑后应及时保养。
基础四周回填土方并夯实。
（2）安装塔机时基础混凝土应达到90%以上设计强度，塔机运行使用时基础混凝土应达到100%设计强度。
（3）基础混凝土施工中，在基础顶面四角应做好沉降及位移观测点，并作好原始记录，塔机安装后定期观测并记录。
（4）塔吊安装须以机械设备提供的底座尺寸及地脚螺栓为准，如机型有所变更时，本方案须重新进行调整。
（5）对进场的桩，要检查其外观是否完好，检查厂家提供检验报告。
本工程预应力高强砼管桩桩端持力层为强风化花岗岩，桩端进入持力层深度不低于0.6m，桩尖采用十字型钢桩尖，需按相应的规范规程施作。
预应力预制管桩最后三阵锤贯入度不大于25mm。
桩基施工过程，桩基施工单位必须通知总包、监理单位进行旁站。
9.沉降观测
观测点设置：
在基础四大角，距离基础边500mm的位置分别设置观测点，用膨胀螺丝打进砼里面，并首次记录其绝对标高和绝对坐标点，观测其沉降变化、位移变化。
观测点如下图所示：
沉降观测：
选取施工现场固定的绝对标高（一般设置在塔吊位置），架水准仪观测膨胀螺丝面与固定点的绝对高差。
首次观测为塔吊安装之前，塔吊安装之后，一天早晚观测各观测一次，持续观测五天。
一天一次，持续观测七天。
之后每隔三天观测一次。
位移观测：
膨胀螺丝安装之后，用全站仪测量器绝对坐标，首次观测为塔吊安装之前，塔吊安装之后，一天早晚观测各观测一次，持续观测五天。
一天一次，持续观测七天。
之后每隔三天观测一次。
在本工程场地外周边选定1～2个固定点作为沉降观测的基准点，再在塔吊基础承台面4个角选定4点作为沉降观测点，基坑土方开挖后，应每隔一天观测一次，底板砼浇筑完后，主体每加高5层，及塔吊每加高一次就观测一次，观测数据填入《塔吊沉降观测记录表》。
10.附图
附图1：
塔吊基础平面定位图
附图2：
塔吊基础承台砖模剖面图
附图3：
塔吊基础承台与邻近承台位置关系图
附图4：
塔吊基础承台与底板连接关系图
附图5：
塔吊防雷接地大样
附图6：
预制桩成桩参数表
附图7：
ZK12钻孔柱状图
附图8：
《康曼地5513塔式起重机使用说明书》
附图9：
塔吊地脚螺栓平面定位及施工大样图
附图1：
塔吊基础平面定位图
附图2：
塔吊基础承台砖模剖面图
附图3：
塔吊基础承台与邻近承台位置关系图
附图4：
塔吊基础承台与底板连接关系图
附图5：
塔吊防雷接地大样
附图6：
预制桩成桩参数表
预制桩成桩参数表
地层代号
岩土性
状态
桩周摩阻力特征值（极限标准值）qsa（kPa）
桩端承载力特征值（极限标准值）qpa（kPa）
L≤16
L﹥16
Q4ml
素填土①
欠压实
10（20）
Qmc
淤泥质砂土②-1
松散
15（30）
淤泥②-2
流～软塑状
7（14）
粗砂②-3
松散～稍密
25（50）
粉质粘土②-4
可塑～硬塑
40（80）
Qel
砾质粘性土③
可～硬塑状
40（80）
γ52（3）
全风化花岗岩④-1
坚硬
70（140）
3000～3500（6000～7000）
强风化花岗岩④-2
土柱-半岩半土
100（200）
4000～4500（8000～9000）
附图7：
ZK12钻孔柱状图
附图8：
《康曼地5513塔式起重机使用说明书》
附图9：
塔吊地脚螺栓平面定位及施工大样图
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