塔吊基础方案终稿.docx

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塔吊基础方案终稿

1#塔吊基础施工方案

一、编制依据

1、本工程有关设计施工图纸、厂家提供的塔吊使用说明书

2、本工程现场实际情况

3、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

4、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJT187-2009）

6、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版）

7、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）

二、工程概况

工程名称：

住宅楼（自编号E区M-1～M-6栋）及其地下室（自编号05地下室）

建设单位：

广州白云国际机场综合开发有限公司

设计单位：

广东省建科建筑设计院

监理单位：

广州兴华建设监理有限公司

施工单位：

湛江市粤西建筑工程公司

本工程位于广州市花都区梯面镇民安村，由六栋建筑结构类似的长方型楼群组成，地下2层，地上主体结构各11层，人防地下室设在地下第2层，建筑结构高度33.6m,总建筑面积27340.28m2;其中地下室11218.67m2、地上16121.61m2。

本工程框架结构构件抗震等级为四级，抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度六度，本工程结构安全等级二级，耐火等级一级，地基基础设计等级为丙级，设计年限为50年。

建筑高度最高高度为38.1米，本工程设计标高±0.000相当于绝对标高80.30米（广州市城建系统高程）。

塔吊自编号：

1＃，塔吊安装最终高度：

40.5米。

1#塔吊设置于M-4栋北侧（具体位置详见塔吊平面布置示意图）

三、塔吊选型、技术参数

本工程选用一台塔吊为QTZ80

四、地质条件

1#塔吊位置靠近地质勘察孔号C67号孔；故号C67孔是作为钻（冲）孔灌注桩的依据。

本方案钻孔桩以5层强风化岩为桩基础桩端持力层。

层号

岩土名称

层底标高

土层厚度

地基土承载力特征值

水下钻（冲）孔灌注桩

侧阻力特征值特征值

端阻力特征值

m

m

fak

qsa

qpa

kPa

kPa

kPa

1

强风化花岗岩

55.29

16.5

350

50

\

2

微风化花岗岩

49.29

6.00

6000

Frk=60.0Mpa

五、塔吊基础施工做法

钻（冲）孔灌注桩→桩基承台开挖→浇垫层→绑扎钢筋→预埋地脚螺栓→浇筑基础混凝土→混凝土保养

1、基础施工前按塔机基础设计及施工方案做好准备工作，必要时塔机基础的基坑采取支护及降排水措施。

2、基础的钢筋绑扎和预埋件安装后（预埋地脚螺栓定位尺寸和位置详见塔吊说明书），按设计要求检查验收，合格后方可浇捣混凝土，浇捣中不得碰撞、移位钢筋或预埋件，混凝土浇筑合格后及时保湿养护。

基础四周应回填土方并夯实。

3、安装塔机时基础混凝土达到80%以上设计强度，塔机运行使用时基础混凝土达到100%设计强度。

4、基础混凝土施工中，在基础顶面四角作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，沉降量和倾斜量不超过规范要求。

5、基础的防雷接地按现行行业标准《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33的规定执行。

塔机避雷针的接地和保护拉地要求必须按规范规定操作。

接地装置还应符合下列要求：

塔帽顶端安装避雷针，针尖高于塔吊顶端不低于1m，联接处涂清油漆涂料。

接地保护装置的电缆可与任何一根主弦杆的螺栓连接，并清除螺栓螺母的涂料。

与地基铆固联接的标准件不能作接地的避雷器用，在塔机基础外设φ20镀锌圆钢伸入土层作为避雷针接地装置。

入土深度不小于1.5m。

接地保护避雷器的电阻≤4欧姆。

即使可以用其它安全保护装置，如高敏度的差动继电器（自动断路器），按规定也必须安装这种接地保护装置。

接地装置应由专人安装，因为接地电阻率视时间和当地条件的不同有很大的变化，而且测定电阻时要高效精密的仪器。

安装完成后应定期检查接地线及电阻。

六、检查验收

1、地基土检查验收

（1）塔机基础的基坑开挖后按现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的规定进行验槽，检验坑底标高、长度和宽度、坑底平整度及地基土性是否符合设计要求，地质条件是否符合岩土工程勘察报告。

（2）基础土方开挖工程质量检验标准符合现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的规定。

（3）地基加固工程在正式施工前进行试验段施工，并论证设定的施工参数及加固效果。

为验证加固效果所进行的荷载试验，其最大加载压力不小于设计要求压力值的2倍。

（4）经地基处理后的复合地基的承载力达到设计要求的标准。

检验方法按现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79的规定执行。

（5）地基土的检验符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的有关规定，必要时检验塔机基础下的复合地基。

2、基础检查验收

（1）基础的钢筋绑扎后，作隐蔽工程验收。

隐蔽工程包括塔机基础节的预埋件或预埋节等。

验收合格后方浇筑混凝土。

（2）基础混凝土的强度等级符合设计要求。

用于检查结构构件混凝土强度的试件，在混凝土的浇筑地点随机抽取。

取样与试件留置符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的有关规定。

（3）基础结构的外观质量没有严重缺陷，不宜有一般缺陷，对已出现的严重缺陷或一般缺陷采用相关处理方案进行处理，重新验收合格后安装塔机。

（4）基础的尺寸允许偏差符合下表规定：

项目

允许偏差（mm）

检验方法

标高

±20

水准仪或拉线、钢尺检查

平面外形尺寸（长度、宽度、高度）

±20

钢尺检查

表面平整度

10、L/1000

水准仪或拉线、钢尺检查

洞穴尺寸

±20

钢尺检查

预埋锚栓

标高（顶部）

±20

水准仪或拉线、钢尺检查

中心距

±2

钢尺检查

注：

表中L为矩形或十字形基础的长边。

（5）基础工程验收符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定。

七、监测监控

塔吊基础沉降观测半月一次。

垂直度在塔吊自由高度时半月一次测定，当架设附墙后，每月一次（在安装附墙时必测）。

当塔机基础出现沉降，垂直度偏差超过规定范围时，须进行偏差校正，在附墙未设之前，在最低节与塔吊机脚螺栓间加垫钢片校正，校正过程用高吨位千斤顶顶起塔身，顶塔身之前，塔身用大缆绳四面缆紧，在确保安全的前提下才能起顶塔身当附墙安装后，则通过调节附墙杆长度，加设附墙的方法进行垂直度校正。

八、计算书

1.计算参数

（1）基本参数

采用1台QTZ80塔式起重机，塔身尺寸1.70m,基坑底标高-8.60m；现场地面标高-9.90m,承台面标高-8.50m；采用钻（冲）孔桩基础，地下水位-30.00m。

（2）计算参数

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

541.60

23.80

1936.00

332.00

非工作状态

475.30

93.50

2562.30

0

比较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=475.30kN,Fh=93.50kN

M=2562.30+93.50×1.30=2683.85kN.m

Fk，=475.30×1.35=641.66kN,Fh，=93.50×1.35=126.23kN

Mk=（2562.30+93.50×1.30）×1.35=3623.20kN.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）

岩石饱和单轴抗压强度标准值frk（kPa）

qsik*

i

（kN/m）

抗拔系数λi

λiqsik

i

（kN/m）

2

微风化花岗岩

6.00

160.00

60000.00

960.00

0.50

480.00

桩长

6.00

∑qsik*Li

960.00

∑λiqsik*Li

480.00

（3）基础设计主要参数

基础桩采用4根φ1000钻（冲）孔灌注桩,桩顶标高-9.80m,桩端不设扩大头，桩端入微风化花岗岩6.00m；桩混凝土等级C30,fC=14.30N/mm2,EC=3.00×104N/mm2；ft=1.43N/mm2,桩长6.00m；钢筋HRB335,fy=300.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2。

承台尺寸长（a）=5.60m,宽（b）=5.60m,高（h）=1.40m，桩中心与承台中心2.50m,承台面标高-8.50m；承台混凝土等级C35，ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3。

Gk=abhγ砼=5.60×5.60×1.40×25=1097.60kN

塔吊基础尺寸示意图

2.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=（475.30+1097.60）/4=393.23kN

2）偏心竖向力作用下

按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=2683.85kN.m，yi=2.50×20.5=3.54m

Nk=（Fk＋Gk）/n±Mxyi/Σyi2=（475.30+1097.60）/4±（2683.85×3.54）/（2×3.542）=393.23±379.07

Nkmax=772.30kN,Nkmin=14.16kN（基桩不承受竖向拉力）。

（2）水平力

Hik=Fh/n=93.50/4=23.38kN

3.桩基竖向承载力验算

（1）单桩竖向极限承载力标准值计算

d=1.00m=1000mm,hr=6.00m,hr/d=6.00/1.00=6.00,查表得：

ζr=1.04

Ap=πd2/4=3.14×1.002/4=0.79m2

Qsk=u∑qsik

i=πd∑qsia

i=3.14×1.00×960.00=3014.40kN

Qrk=ζrfrkAp=1.04×60000.00×0.79=49296.00kN，Quk=Qsk+Qrk=3014.40+49296.00=52310.40kN

Ra=1/KQuk=1/2×52310.40=26155.20kN

（2）桩基竖向力作用下

1）轴心竖向力作用下

Nk=393.23kN＜Ra=26155.20kN,竖向承载力满足要求。

2）偏心竖向力作用下

Nkmax=772.30kN＜Ra=1.2×26155.20=31386.24kN,竖向承载力满足要求。

4.单桩水平承载力验算

（1）单桩水平承载力特征值计算

αE=Es/Ec=2.00×105/3.00×104=6.67,γm=2,ζN=0.50

ρg=0.2+（2000-1000）/（2000-300）×（0.65-0.2）=0.46%

Wo=πd/32[d2＋2（ES/EC－1）ρgd02]

=（3.14×1.00/32）×[1.002+2×（6.67-1）×0.46%×（1.00-2×0.10）2]=0.10m3

Io=Wod/2=0.10×1.00/2=0.0500m4

EI=0.85ECIo=0.85×3.00×107×0.0500=1275000kN.m2

查表得:

m=6.00×103kN/m4,bo=0.9（1.5d+0.5）=1.80m=1800mm

α=（mbo/ECI）0.2=（6.00×1000×1.80/1275000）0.2=0.39

αL=0.39×6.00=2.34＜4,按αL=2.34,查表得:

υm=0.586

Nk=（Fk’＋1.2Gk）/n=（641.66+1.2×1097.60）/4=489.70kN

An=πd2/4[1＋（Es/Ec-1）Pg]=3.14×1.002/4×（1+（6.67-1）×0.46%）=0.81m2

Rha=（0.75αγmftW0/υm）（1.25+22ρg）（1+ζNNk/γmftAn）

=（0.75×0.39×2×1.43×1000×0.10/0.586）×（1.25+22×0.46%）×[1+0.50×489.70/（2×1.43×1000×0.81）]=213.28kN

（2）桩基水平承载力计算

Hik=23.38kN＜Rha=213.28kN,水平承载力满足要求。

5.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×（2.50×2+1.00）×4×480.00=2880.00kN

Tuk=ΣλiqsikuiLi=480.00×3.14×1.00=1507.20kN

（2）抗拔承载力计算

Ggp=Ggp1＋Ggp2=5.60×5.60×20.10×18.80/4＋5.60×5.60×14.20×（18.80-10）/4=3942.27kN

Gp=Gp1＋Gp2=0.79×20.20×25＋0.79×14.20×（25-10）=567.22kN

Tgk/2+Ggp=2880.00/2+3942.27=5382.27kN

Tuk/2+Gp=1507.20/2+567.22=1320.82kN

由于基桩不承受竖向拉力,故基桩呈整体性和非整体性破坏的抗拔承载力满足要求。

6.抗倾覆验算

bi=5.60/2+2.50=5.30mai=5.60/2=2.80m

倾覆力矩M倾=M＋Fhh=2562+93.50×（8.608.50）=2571.35kN.m

抗倾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）ai＋2（Tuk/2+Gp）bi

=（475.30+1097.60）×2.80+2×（1507.20/2+567.22）×5.30=18404.81kN.m

M抗/M倾=18404.81/2571.35=7.16

抗倾覆验算7.16＞1.6,满足要求。

（1）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=3623.20kN.m，yi=2.50×20.5=3.54m

Nk=（Fk‘＋1.2Gk）/n±Mxyi/Σyi2=（641.66+1.2×1097.60）/4±（3623.20×3.54）/（2×3.542）

=489.70±511.75

Nkmax=1001.45kN，Nkmin=-22.06kN

Ψc=0.70,ΨcfcAp=0.70×14.30×1000×0.79=7907.90kN

正截面受压承载力=7907.90kN＞Nkmax=1001.45kN,满足要求。

2）配筋计算

配筋率ρ=ρg=0.46%

As=ρAP=0.46%×0.79×106=3634mm2,采用HRB335，fy=300.00N/mm2取1320.00

As1=13×314=4082mm2>As=3634mm2（满足要求）

3）正截面受拉承载力计算

fyAs=300×4082=1224600N=1224.60kN

fyAs=1224.60kN＞Nkmin=22.06kN,正截面受拉承载力满足要求。

M倾/（4x1As）=2571.35×1000/（4×2.50×4082）=62.99N/mm2

M倾/（4x1As）=62.99N/mm2＜300.00N/mm2,满足要求。

（2）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，=641.66kN，ho=1.40-0.10=1.30m=1300mm

βhp=1.0+[（2000-1400）/（2000-800）]×（0.9-1.0）=0.95

а0=2.50-1.00/2-1.70/2=1.15m,λ=а0/ho=1.15/1.30=0.88

β0=0.84/（0.88+0.2）=0.78，um=4×（1.70+1.30）=12.00m

βhpβ0umftho=0.95×0.78×12.00×1.57×1000×1.30=18148.57kN

承台受冲切承载力=18148.57kN＞Fι=641.66kN,满足要求。

2）角桩向上冲切力承载力计算

N1=Nk，=Fk，/n+Mxyi/Σyi2=641.66/4+3623.20×3.54/（2×3.542）=672.17kN

V=2Nk，=2×672.17=1344.33kN

λ1x=λ1y=а0/ho=1.15/1.30=0.88,c1=c2=0.30+0.50=0.80m

β1x=β1y=0.56/（λ1x+0.2）=0.56/（0.88+0.2）=0.52

[β1x（c2+а1y/2）+β1y（c1+а1x/2）]βhpftho

=0.52×（0.80+1.15/2）×2×0.95×1.57×1000×1.30=2772.70kN

角桩向上冲切承载力=2772.7kN＞V=1344.33kN,满足要求。

3）承台受剪切承载力验算

Nk，=Fk，/n+Mxyi/Σyi2=641.66/4+3623.20×3.54/（2×3.542）=672.17kN

V=2Nk，=2×672.17=1344.34kN

βhs=（800/ho）1/4=（800/1300）0.25=0.89,λ=а0/ho=1.15/1.30=0.88

α=1.75/（λ+1）=1.75/（0.88+1）=0.93,b0=5.60m=5600mm

βhsαftb0ho=0.89×0.93×1.57×1000×5.60×1.30=9460.28kN

承台受剪切承载力=9460.28kN＞V=1344.34kN,满足要求。

（4）承台抗弯验算

1）承台弯矩计算

Ni=Fk/n+Mxyi/Σyi2=641.66/4+3623.20×3.54/（2×3.542）=672.17kN,xi=2.50m

M=ΣNixi=2×672.17×2.50=3360.85kN.m

2）承台配筋计算

承台采用HRB335，fy=300.00N/mm2

As=M/0.9fyho=3360.85×106/（0.9×300×1300）=9575mm2

取3120@184mm（钢筋间距满足要求）,As=31×314=9734mm2

承台配筋面积9734mm2＞9575mm2,满足要求。

7.计算结果

（1）基础桩

钻（冲）孔4根φ1000灌注桩，桩顶标高-9.80m,桩长6.00m,桩端入微风化花岗岩6.00m；桩混凝土C30,，桩身钢筋采用1320.00，箍筋采用φ8@250mm。

（2）承台

长（a）=5.60m,宽（b）=5.60m,高（h）=1.40m;桩中心与承台中心2.50m,承台面标高-8.50m；混凝土等级C35,承台底钢筋采用双向3120@184mm。

（3）基础大样图

塔吊基础平面图

桩大样图

塔吊基础剖面图