塔吊基础方案例.docx
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塔吊基础方案例
塔
吊
基
础
方
案
一、编制依据
《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）；
《地基基础设计规范》（GB50007-2002）；
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；
《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）；
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；
《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）等编制。
二、工程概况
公寓综合楼项目位于广州军区广州总医院营区东北部，总建筑面积约67962m2。
其中：
首层～五层为商场，建筑面积约22840m2（含医院首层住房门厅及大楼附属服务社约1441.8m2）。
六～三十层为4个连体塔楼组成的公寓住房和集体宿舍用房，建筑面积约为36140m2，其中，公寓住房4个塔楼共300套间（其中：
三房二厅150套，套内建筑面积约75m2/户；二房二厅150套，套内建筑面积约60m2/户）；集体宿舍1个塔楼建筑面积约10915m2，宿舍共300套。
地下室2层，每层建筑面积4741m2，共9482m2。
三、施工现场条件
本项目位于广州市流花路111号大院内，东临人民北路，交通相当方便，临时道路已通施工现场；施工机械及材料可由临时道路直接进入施工现场。
场地“三通一平”已经完成，现场临时水源、电源均能够满足施工要求。
四、塔吊选型及确定
根据工程特点为解决施工的垂直运输问题，拟在B栋\C栋建筑物间设2台外附自升塔吊（自编号1#塔吊、2#塔吊），型号为（广东省建筑机械厂）QTZ100（臂长55米；独立安装吊钩高度40米）；塔吊平面位置详“1#塔吊、2#塔吊平面布置图”。
1号塔吊塔基中心位于22轴处，2号塔吊塔基中心位于7轴处,塔吊立于此位置可以满足塔臂的就位与拆除有足够的空间。
塔吊承台土方先期开挖，开挖深度1.6m，承台厚1.5m，承台尺寸为3.1m×3.1m，承台混凝土强度等级为C35。
塔吊基础采用一条人工挖孔桩，桩径1.8m，扩底要求按ZH3（扩底高度600mm，扩底直径2.1m）。
桩身混凝土强度等级C30，桩端入中风化泥质粉砂岩1.2m。
塔吊基础采用单桩，基础悬挑过大，桩顶须加斜托（牛台），斜托伸出500mm,并设置钢筋锚固在桩和基础承台内。
工程桩吊放钢筋笼之前先立塔吊，塔吊进场时从施工现场大门进入，塔臂东西向放置，利用吊车吊运塔臂进行装塔，塔吊第一次立塔高度为塔吊承台上24m，能够3600旋转，不会影响周边建筑物安全。
塔吊与结构分五次附着，第一次位于距塔基上表面24m处，以后每5层锚一次，与柱及框架梁附着，结构施工时按要求进行预埋。
五、预埋螺栓的安装
1、预埋螺栓符合本塔机《使用说明书》规定的24-M36、40Cr调质螺栓2套。
2、为保证预埋螺栓的相对位置尺寸的准确，采用将塔机底节配合螺栓定位的方法。
具体做法为：
工地现场按设计要求把塔基基础钢筋绑扎完成后，通知设备项目部派员安装预埋螺栓，预埋螺栓的安装要用8t汽车吊把底节吊起，把预埋螺栓穿进底节的螺栓孔内，用上、下螺母将螺栓与底节紧固成为一个整体，把该整体吊进基础内，把预埋螺栓与基础的钢筋焊接牢固。
必要的部位加钢筋支撑，当整体稳固后，才可撤去汽车吊。
3、塔机基础浇筑砼三天后，方可松开螺母。
用8t汽车吊把底节移开，由工地现场负责用水泥砂浆把基础面找平，并用水平仪校正基础面水平，要求基础水平误差小于1/1000.
4、防雷接地的要求：
塔机基础捣砼前，承台钢筋网要预留二根φ12以上的钢筋外露于基础砼外，在塔机整体安装前，该钢筋要与建筑物的防雷联通，电阻值不得大于4欧姆。
塔吊桩基础的计算书
一.参数信息
承台尺寸：
3.1m×3.1m×1.5m，钢筋保护层厚50mm。
塔吊标准节高2.5m，重1t/节。
塔身宽度B=1.8m，人工挖孔桩直径d=1.80m
塔吊主要受力性能
基础承受的荷载
工作状态
非工作状态
G
W
M
MK
G
W
M
Mk
吨
吨
吨·米
吨·米
吨
吨
吨·米
吨·米
67.64
4.58
177.89
29.08
57.83
19.21
213.77
0
G－基础所受垂直力；W－基础所受水平力；M－倾覆力矩；Mk－扭矩
根据建设单位提供岩土勘察报告反映地质情况将微风化泥质粉砂岩作为塔吊桩持力层。
承载力特征值fak＝2500kPa。
二.塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算
1.塔吊自重（包括压重）F1=676.4kN
2.塔吊最大起重荷载F2=60kN
作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=883.7kN
塔吊的倾覆力矩M1=1.4×2137.7=2992.78kN.M
水平力产生的弯矩M2＝1.4×45.8kN×1.5m＝125.67kN.m
三.矩形承台弯矩的计算
1.桩顶竖向力的计算（依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条）
其中n─单桩个数，n=1；
F─作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.2×736.4=883.7kN；
G─桩基承台自重，G1=1.2×25×2.5×2.5×1.5=281.25kN；
Mx,My─承台底面的弯矩设计值（kN.m）；
xi,yi─单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；
Ni─单桩桩顶竖向力设计值（kN）。
经计算得到单桩桩顶竖向力设计值:
最大压力：
N=（883.7+281.25kN）/1=1164.95kN
最大拔力：
N=（F＋G）/n-M/d=1164.95-3118.45kN.m/0.9m＝-2299.99kN
四.矩形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。
式中
1─系数，当混凝土强度不超过C50时，
1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，
1取为0.94,期间按线性内插法确定；
fc─混凝土抗压强度设计值；
h0─承台的计算高度。
fy─钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。
经过计算得
s=3118.45×106/（1×16.7×2500×14002）=0.0381
=1-（1-2×0.0381）0.5=0.0388
s=1-0.0388/2=0.9806
Asx=Asy=3118.45×106/（0.9806×1400×300）=7571.7mm2。
承台配筋双向φ25@200mm，As=19×490.6=9321.4mm2＞7528mm2，满足要求。
五.矩形承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的第5.6.8条和第5.6.11条。
承台所受剪力主要为塔吊四个支座作用与承台上的竖向压力。
记为V=F/4=883.7kN/4＝220.9KN我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：
220.9kN<0.2×16.7N/mm2×2500mm×1400mm/1000N/kN=11690kN
其中
0─建筑桩基重要性系数，取1.0；
─剪切系数,
=0.20；
fc─混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；
b0─承台计算截面处的计算宽度，b0=2500mm；
h0─承台计算截面处的计算高度，h0=1400mm；
fy─钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2；
S─箍筋的间距，S=200mm。
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋。
构造箍筋选用φ12@200mm。
六.桩承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的第4.1.1条
根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1434.95kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中
0─建筑桩基重要性系数，取1.0；
fc─混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；
A─桩的截面面积，A=2.54m2。
经过计算得桩顶轴向压力设计值满足要求,只需按配筋率0.6％构造配筋!
人工挖孔桩配32φ25，As=15699.2mm2。
（配筋率0.617％）
七.桩竖向极限承载力验算及桩长计算
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的第5.2.2-3条。
根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1434.95kN
桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：
最大压力:
其中R─最大极限承载力；
Qsk─单桩总极限侧阻力标准值:
Qpk─单桩总极限端阻力标准值:
Qck─相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值:
qck─承台底1/2承台宽度深度范围（≤5m）内地基土极限阻力标准值；
s,
p─分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数；
c─承台底土阻力群桩效应系数；按下式取值：
s,
p,
c─分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数，
s＝
p＝1.65；
qsk─桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；
qpk─极限端阻力标准值，按下表取值；
u─桩身的周长，u=5.652m；
Ap─桩端面积,取Ap=2.54m2；
li─第i层土层的厚度,取值如下表；
厚度及侧阻力标准值表如下:
序号土厚度（m）土侧阻力（kPa）土端阻（kPa）土名称
17801200强风化岩
21/2500微风化岩
桩的入土深度为5m,桩端持力层为中风化岩。
最大压力验算:
R=（5.65m×0.75×80kN/m2×8m）/1.65+0.75×2500×2.54/1.65+0×531.56/1.65=1643.64kN+2886.36kN＝4530kN
上式计算的R的值大于最大压力1434.95kN,所以满足要求!
八.桩抗拔承载力验算
桩抗拔承载力验算依据《广东省建筑地基基础设计规范》（DBJ15－15-31－2003）的第5.2.7条
单桩抗拔承载力特征值:
Rta＝up∑λiqsikli＋0.9G0
式中up─桩身周长，u=5.652m；
i─抗拔系数软质中、微风化岩取0.7～0.8；
qsik─单桩第i层土的极限侧阻力标准值；
li─第i层土内桩身长度；
G0─桩自重G0=1.2×25×3.14×0.9×0.9×8＝609.6kN
Rta＝5.65m×0.75×80kN/m2×8m＋0.9×609.6＝3260.64kN
Rta>N=2030.4kN单桩抗拔承载力满足要求!
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