塔吊基础方案.docx

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塔吊基础方案

******一期工程一标段

塔

吊

基

础

方

案

编制人：

审核人：

审批人：

编制单位：

************集团有限公司

编制日期：

二0一0年八月二十日

第一章工程概况

******建筑场地位于******政务新区，****与***交叉口的西北侧，交通便利。

该项目由*****置业投资兴建，总占地面积约㎡，为高层住宅。

商业街区组成的较大规模的房地产开发项目。

拟建场地西部区域原多为耕地，东部区域分布有水塘。

场地西部区域地表平坦，在东部与沟塘交接区域起伏较大。

第二章编制依据

本方案依据如下施工图纸和有关的施工规范进行编制。

1、*****施工图纸；

2、现场施工总平面布置图；

3、《TC5013塔吊使用说明书》；

4、《地基与基础工程施工质量验收规范》；

5、《混凝土结构工程施工质量验收规范》；

6、《建筑施工高处作业安全技术规范》；

7、《建筑机械使用安全技术规范》；

8、《施工现场临时用电安全技术规范》；

9、《建设工程安全生产管理条例》；

10、《塔式起重机操作使用规程》；

11、《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》

第三章塔吊的选用

根据现场施工要求，考虑到场地实际情况，本工程1#、2#楼施工的垂直运输机械需要两台附着式塔式起重机。

塔吊型号均为TC5013，最大起升高度140M，标准臂长50m，最大起重量6t，总功率39KW。

两台塔吊可以满足施工现场水平运输和垂直运输的需要。

第四章塔吊位置的选择

综合现场平面布置，按尽量减少二次搬运原则与最大化覆盖原则，并参照《TC5013塔吊使用说明书》。

吊钢筋加工区的钢筋满足现在施工需求。

2台塔吊其桩位具体位置布置如下图：

1#楼塔吊桩位图

2#楼塔吊桩位图

1#、2#楼塔吊整体平面位置图

第五章塔吊的基础选择

第一节塔吊基础选择

参照《TC5013塔吊使用说明书》，TC5013塔吊基础拟采用固定支腿钢筋混凝土基础。

该类别基础形式为：

承载地基（预应力管桩）＋钢筋混凝土承台＋预埋支座，该基础相应的钢筋混凝土承台对地基承载力（预应力管桩）要求（考虑TC5013塔吊各种情况下的最大荷载）分别如下：

（1）地基承载力220Kpa，承台规格5000×5000×1500；

（2）地基承载力170Kpa，承台规格5500×5500×1500；

（3）地基承载力110Kpa，承台规格6000×6000×1500；

参照芜湖柏庄领地一期工程地质勘察报告，该处土质不能满足上述TC5013塔吊基础要求的最低承载力。

故需要增加适量的桩基以补充相应的最低承载力要求（所选的承台规格为《TC5013塔吊使用说明书》提供的标准承台，故不需另行验算承台抗冲切），塔吊基础选用4根PHC-AB500（100）静压管桩作为持力基础，桩长30m，与工程桩相同。

 塔吊说明提供的参数资料：

（TC5013按不利因数计算即可）

工作状态下有：

M＝1650KNM，Fh=29KN，Fv＝420KN

非工作状态下有：

M＝2200KNM，Fh=79KN，Fv＝350KN

由于塔吊工作状态与非工作状态的垂直荷载非常接近，但非工作状态弯矩非常大，故按最不利因素非工作状态进行验算。

现选用《TC5013塔吊使用说明书》提供的标准承台，承台规格5000×5000×1350。

荷载计算：

塔吊使用说明书提供受力数据的设计值，由荷载规范（GBJ9-87）条当恒载对结构不利时分享系数取，当恒载力对结构有利时分项系数取，现取h=1350计算，Fg1（承台自重）=×××25=（KN）

G==）（管桩自身摩擦力较大自重不做考虑）

1、塔吊基础的抗倾翻稳定性计算：

根据《塔式起重机设计规范》按下列公式初步进行抗倾翻稳定性计算。

e=（M+ Fh×H）/（Fv+ Fg）≤L

式中：

e——偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离（M）；

h——承台基础高度（M）；

b——承台基础底面宽度（M）；

M——作用在基础上的顷翻力矩（KNM）；

Fh——作用在基础上的水平载荷（KN）；

Fv——作用在基础上的垂直载荷（KN）；

Fg——混凝土承台基础的重力（KN）；

L——桩基中心线与基础中心线之间的距离

e=（2200+79×）/（350+5×5××25）=〈L=

满足抗倾翻要求。

2、单桩承载力的验算：

当塔臂位于基础对角线位置上时，对角线上受压及受拉处于最大，此时基础桩处于最不利受力状态：

其中n──单桩个数，n=4；

F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值

塔吊自重（包括压重）F1=，

塔吊最大起重荷载F2=，

作用于桩基承台顶面的竖向力F=×（F1+F2）=

G──桩基承台的自重：

G=×（25×Bc×Bc×Hc）

经计算的单桩竖向承载力特征值：

最大压力：

最大拔力：

，不受拔力。

考虑施工便捷，选用静压管桩同工程桩施工，根据工程地质报告给定的摩阻力和端阻力特征值，仅靠摩阻力的桩不能满足相应受力要求，故选择摩阻力和端阻力结合桩。

根据工程地质勘察报告推荐的选用第⑦或⑧层为持力层及给定的摩阻力和端阻力特征值，选择PHC-AB500（100）管桩，桩长为30m，与工程桩相同。

桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）第条。

桩所受最大轴向压力设计值为

桩顶轴向压力设计值应该满足公式：

其中，

——建筑桩基重要性系数，

=；

混凝土局部受压面积Ac＝π*d2/4＝196250mm　

承台在角桩局部受压时的计算底面积按下列公式计算：

Ab＝（bx+2*c）*（by+2*c）　

圆桩bx＝by＝Sqr（Al）＝443mm　

c＝Min{Cx,Cy,bx,by}＝Min{250,250,443,443}＝250mm　

Ab＝（443+2*250）*（443+2*250）＝889463mm　

bx＝by＝Sqr（Al）＝443mm

Ab＝（bx+2*c）*（by+2*c）=（443+2*250）*（443+2*250）＝889463mm

βl＝Sqr（Ab/Ac）＝Sqr（889463/196350）＝

——预应力管桩轴心抗压强度设计值

——柱截面面积。

故桩顶轴向压力设计值满足要求。

桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）第条。

单桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：

为方便计算，设计中忽略承台底地基土阻力，结构偏安全，可以忽略。

式中，R──单桩竖向承载力特征值；

Qsk──单桩总极限侧阻力标准值；

Qpk──单桩总极限端阻力标准值；

（详见勘察报告第7页）

，

──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，按照规范条，取1；

，

──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，按规范条，都取；

qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值,由岩土测试参数及建议取值表；

qpk──极限端阻力标准值，qpk=5500kN·m（见勘察报告第7页）；

u──桩身的周长，u=×=；

Ap──桩端面积；Ap=×=m2

li──第i层土层的厚度

将各数值代入得：

。

故桩极限承载力满足设计要求。

1#楼塔吊桩基础立面图

2#楼塔吊桩基础立面图

注：

上述塔吊基础静压管桩桩结构桩参数相同，桩须锚入承台内100mm，桩顶标高如上图所示。

由于参照《TC5013塔吊使用说明书》进行承台构造设计，故有关塔吊抗冲切验算可省略。

3、承台配筋计算：

1、承台底弯矩：

M（底）=

×2×=（kN·m）

选32ф20@160（双向）As=32×314=10048mm2>As0（底）

故满足承台底弯矩的要求。

基础桩不受拉力，桩承台面不受负弯矩，故按32ф20@160（双向）配筋。

满足承台底的负弯矩的要求。

4、承台混凝土的强度

承台混凝土的强度等级为C35，塔吊传来水平荷载为79KN，承台要有一定的抗侧力，需要进行验算，过程如下：

Fh=79KN（塔吊使用说明提供的资料）

其水平力由四根人工挖孔桩分担，故每根挖孔桩承台的水平力为

79KN/4=

根据公式：

V≤./（λ+1）+fyvAsvh./S+

其水平剪力全部由预应力管桩承担，容许承载剪力（保守起见，不考虑内配筋的作用）考虑最不利的情况：

[（3+1）]××5000×1350=>

满足安全要求。

结论：

通过上述计算后，各项指标均满足要求，所以，本基础按如下要求施工：

（1）塔吊基础采用4根PHC-AB500（100）预应力管桩，桩上5000×5000×1350承台基础，桩长30m。

（2）承台基础混凝土为C35，钢筋采用二级钢，32ф20@160双层双向。

（3）施工项目基础开挖后，定期对塔吊基础进行沉降观测，在进行塔吊安装前应对承台的水平度进行校核。

5、预应力管桩施工要求

1、预应力管桩接桩时要注意上下管桩端板要紧密结合，连接销要安装准确连接牢固，焊接严格分三次焊满，并用4块100×100mm大小6mm厚的钢板沿桩端外围均布焊接（满焊）在2根桩端衔接处，以保证桩端接头处的连接强度，如下图所示：

2、桩顶与承台承台连接：

①号筋为6Φ20，长度1m，应与端板焊牢,双面焊，焊缝长度＞5d，②号筋为4Φ20，长度=35d+1000=1700mm，应与桩端板可靠焊接，保证浇灌填芯混凝土时托板不下沉，如下图所示：