傩城车库塔吊基础方案资料.docx
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傩城车库塔吊基础方案资料
塔吊基础施工方案
一、工程概况：
“中国傩城（傩戏王国）”项目-南大门-车库工程位于道真县大矸镇文家坝村，该单位工程由地下车库和5栋单体组成，由于该单位工程占地面积大，根据施工需要在地下车库内分段安装独立三台桩基础承台QTZ63（5610）
型塔吊，以解决施工期间材料的垂直和水平运输。
塔吊的安全运行是施工安全的重点，而塔吊基础是否可靠是确保塔吊安全生产的必要条件，根据塔吊建筑机械制造有限公司提供的塔机使用说明要求，结合业主提供的地质资料和根据现场平基可以目测到该塔吊基础处于回填及粘土区，粘土层深度根据地勘报告估计1号塔机在4~7米左右、2号塔机6~9米左右、3号塔机在3~7.5米左右，为确保塔吊安全使用，针对本工程具体情况对塔吊基础进行方案设计：
二、编制依据
1、“中国傩城（傩戏王国）”项目-南大门-车库工程施工图纸
2、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）
3、《塔式起重机使用说明书》
4、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
5、《建筑基础工程验收规范》（GB50202-2014）
6、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2012）
7、《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2015）
三、场地平面布局及塔吊基础方案分析要求
本工程对塔吊的基础稳固性要求较高，塔机基础采用梅花形旋挖灌注桩基础，并在旋挖灌注桩采用整体钢筋混凝土基础。
以确保塔吊基础的稳定性。
1、塔吊基础位置于车库建筑物内，均匀布置，具体安装平面位置详见施工总平面布置，塔吊基础承台下采用机械旋挖钻孔灌注桩承受上部荷载，桩基嵌入完整中风化白云质灰岩层大于或等于1500mm，基坑及桩基基础经业主、监理验收合格后方可进行下一道工序施工。
桩芯钢筋配置详孔桩图，砼采用C30，桩基砼浇灌完成后在塔机承台基础范围浇筑高100mm厚C15砼垫层，以便塔机基础分墨放线、安装塔机承台钢筋，塔机基础用胶合板支模成型，用钢管脚手架固定模板和塔机预埋螺栓，承台规格4200×4200×1500，用C35砼浇灌；桩芯砼拟采用C30。
2、塔吊基础旋挖桩基钢筋的数量、规格、形状、几何尺寸及砼强度等级详见（附图二）。
3、塔吊基础承台钢筋配筋由塔机生产厂家提供，详见塔机基础专用配筋图。
4、基础砼浇灌前塔吊基础预埋脚栓点焊在基础钢筋上，用一节底座标准字配合预埋，避雷引下线与相邻桩基主筋相连焊接。
5、基础验槽、钢筋隐检必须邀请监理共同检查验收，砼每桩抽样送检一组，塔机基础承台每台抽样检二组，一组为七天早期强度，另一组为二十八天标准强度。
6、砼浇筑完毕24小时后浇水养护，养护时间不得少于14天，砼强度经试压达到强度80%即可进行塔机安装。
四、塔吊技术指标
本案塔吊为重庆九龙机械制造有限公司生产QTZ63（5610）塔吊。
主要技术指标如下：
序号
技术指标
技术数据
1
塔吊功率
35KW
2
工作幅度
55m
3
起升速度
80m/min
4
塔吊最大起重量
6t
5
最大幅度起重量（56m处）
1.0t
6
起重力矩
80t/m
7
回转速度
0.65转
8
塔吊最大独立高度
40m
9
塔吊附着高度
220m
10
标准节宽度
1.60m
11
塔机自重（包括配重）
45.6t（配重14.6t）
12
变幅速度
25-50m/min
13
倾覆力矩
1552KN/m
其他技术参数祥见塔吊使用说明书。
五、地质勘探报告
1、根据“中国傩城（傩戏王国）”项目-南大门-车库工程地勘报告的综合地层柱状图如下：
工程
名称
中国傩城（傩戏王国）”项目-南大门-车库工程
勘察
单位
贵州地质工程勘察设计研究院
1号塔基
钻孔
编号
C48、49、50
坐标
X:
443769.79
X:
443777.83
X:
443786.19
钻孔深度
13.32m、10.40m、
9.50m
初见水位
未
孔口
标高
831.43m
830.18m
830.01m
Y:
3213115.21
Y:
3213115.16
Y:
3213115.23
钻孔日期
2015年10月28日
2015年09月16日
2015年09月19日
稳定水位
未
地层
代号
程序
底层
标高
（m）
底层深度
（m）
分层
深度（m）
柱状图
岩土描述
采取率
Q4m1
①-2
829.43
2.00
2.00
素填土：
成分为黄色粉质黏土，保水；可塑，含约35%卵石，卵石成分为泥岩、砂岩、灰岩，直径为1~5cm
50
Q4al+pl
①-1
824.63
6.80
4.80
粘质粉土：
黄色、保水、软塑，土质细腻，含约35%碎石，碎石成分为泥岩、砂岩灰岩，直径为1~5cm
70
ϵ3m
④-1
818.11
13.32
6.52
白云质灰岩：
灰色；岩芯为短柱状，少许碎块状，见直径0.5~3cm熔孔，溶孔见铁质侵染，为中分化。
65
70
60
Q4al+pl
①-4
829.18
1.00
1.00
粘质粉土：
黄色、保水、流塑，土质细腻，含约15%碎石，碎石成分为泥岩、砂岩灰岩，直径为1~5cm
70
Q4al+pl
①-1
827.18
3.00
2.00
粘质粉土：
灰色、保水、软塑，土质细腻，含约15%碎石，碎石成分为泥岩、砂岩灰岩，直径为1~5cm
20
ϵ3m
④-2
826.18
4.00
1.00
白云质灰岩：
灰色；岩芯为碎块状，砂状、岩体破碎，溶孔见铁质侵染，为强分化。
30
ϵ3m
④-1
819.78
10.40
6.40
白云质灰岩：
灰色；岩芯为短柱和柱状，少许碎块状，直径0.5~3cm溶孔，溶孔见铁质侵染，为中分化。
72
65
70
Q4al+pl
①-4
829.01
1.00
1.00
粘质粉土：
黄色、保水、流塑，土质细腻，含约15%碎石，碎石成分为泥岩、砂岩灰岩，直径为1~5cm
20
Q4al+pl
①-1
826.81
3.20
2.20
粘质粉土：
灰色、保水、软塑，土质细腻，含约15%碎石，碎石成分为泥岩、砂岩灰岩，直径为1~5cm
70
ϵ3m
④-1
820.51
9.50
6.30
白云质灰岩：
灰色；岩芯为短柱和柱状，少许碎块状，直径0.5~3cm溶孔，溶孔见铁质侵染，为中分化。
65
72
65
钻孔
编号
C161、162、176、177
坐
标
X:
443777.83
X:
443786.17
X:
443777.77
X:
443786.25
钻孔
深度
30.64m、12.08m、
18.29m、9.74m
2号塔基
初见水位
未
孔口
标高
829.97m
829.68m
830.84m
830.14m
Y:
3213056.40
Y:
3213056.36
Y:
3213047.99
Y:
3213048.04
钻孔
日期
2015年09月20日
2015年09月09日
2015年09月13日
2015年09月10日
稳定水位
未
地层
代号
程序
底层
标高
（m）
底层深度
（m）
分层
深度（m）
柱状图
岩土描述
采取率
Q4al+pl
①-4
828.97
1.00
1.00
粘质粉土：
黄色、保水、流塑，土质细腻，含约15%碎石，碎石成分为泥岩、砂岩灰岩，直径为1~5cm
40
Q4al+pl
①-1
823.97
6.00
5.00
粘质粉土：
灰色、保水、软塑，土质细腻，含约15%碎石，碎石成分为泥岩、砂岩灰岩，直径为1~5cm
70
ϵ3m
④-2
820.47
9.50
3.50
白云质灰岩：
灰色；岩芯为碎块状，砂状、岩体破碎，溶孔见铁质侵染，为强分化。
30
ϵ3m
④-1
799.33
30.64
21.14
白云质灰岩：
灰色；岩芯为短柱和柱状，少许碎块状，直径0.5~3cm溶孔，溶孔见铁质侵染，为中分化。
68
70
72
73
65
60
Q4al+pl
①-4
827.68
2.00
2.00
粘质粉土：
黄色、保水、流塑，土质细腻，含约15%碎石，碎石成分为泥岩、砂岩灰岩，直径为1~5cm
40
Q4al+pl
①-1
824.48
5.20
3.20
粘质粉土：
黄色、保水、软塑，土质细腻，含约15%碎石，碎石成分为泥岩、砂岩灰岩，直径为1~5cm
70
ϵ3m
④-1
817.60
12.08
6.88
白云质灰岩：
灰色；岩芯为短柱和柱状，少许碎块状，直径0.5~3cm溶孔，溶孔见铁质侵染，为中分化。
67
60
66
60
Q4al+pl
①-4
829.84
1.00
1.00
粘质粉土：
黄色、保水、流塑，土质细腻，含约15%碎石，碎石成分为泥岩、砂岩灰岩，直径为1~5cm
70
Q4al+pl
①-1
826.34
4.50
3.50
粘质粉土：
黄色、保水、软塑，土质细腻，含约15%碎石，碎石成分为泥岩、砂岩灰岩，直径为1~5cm
50
ϵ3m
④-2
821.34
9.50
5.00
白云质灰岩：
灰色；岩芯为碎块状，砂状、岩体破碎，溶孔见铁质侵染，为强分化。
30
30
ϵ3m
④-1
812.55
18.29
8.79
白云质灰岩：
灰色；岩芯为短柱和柱状，少许碎块状，直径0.5~3cm溶孔，溶孔见铁质侵染，为中分化。
68
72
60
Q4al+pl
①-4
829.14
1.00
1.00
粘质粉土：
黄色、保水、流塑，土质细腻，含约15%碎石，碎石成分为泥岩、砂岩灰岩，直径为1~5cm
40
Q4al+pl
①-1
827.34
2.80
1.80
粘质粉土：
灰黄色、保水、软塑，土质细腻，含约15%碎石，碎石成分为泥岩、砂岩灰岩，直径为1~5cm
70
ϵ3m
④-2
826.74
3.40
0.60
白云质灰岩：
灰色；岩芯为短柱和柱状，少许碎块状，直径0.5~3cm溶孔，溶孔见铁质侵染，为中分化。
30
ϵ3m
④-1
820.40
9.74
6.34
白云质灰岩：
灰色；岩芯为短柱和柱状，少许碎块状，直径0.5~3cm溶孔，溶孔见铁质侵染，为中分化。
76
72
60
钻孔
编号
C346、347、357、358
坐
标
X:
443804.19
X:
443812.19
X:
443804.19
X:
443812.19
钻孔
深度
14.46m
12.26m
8.96m
10.88
3号塔基
初见水位
未
孔口
标高
827.81m
828.02m
827.66m
827.71m
Y:
3212968.01
Y:
3212968.01
Y:
3212960.01
Y:
3212960.01
钻孔
日期
2015年09月24日
2015年09月24日
2015年09月26日
2015年09月26日
稳定水位
未
地层
代号
程序
底层
标高
（m）
底层深度
（m）
分层
深度（m）
柱状图
岩土描述
采取率
Q4Pb
①-3
827.31
0.50
0.50
耕表土：
含植物耕系及有机，含5%直径为1~5cm碎石，稍湿、稍密。
70
Q4al+pl
①-1
820.41
7.40
6.90
粘质粉土：
黄色、保水、软塑，土质细腻，含约15%碎石，碎石成分为泥岩、砂岩灰岩，直径为1~5cm
70
ϵ3m
④-1
813.35
14.46
7.06
白云质灰岩：
灰色；岩芯为短柱和柱状，少许碎块状，直径0.5~3cm溶孔，溶孔见铁质侵染，为中分化。
74
76
66
Q4m1
①-3
827.32
0.70
0.70
素填土：
灰岩碎石及混凝土块
80
Q4al+pl
①-1
822.52
5.50
4.80
粘质粉土：
灰色、稍湿、可塑，土质细腻，含约15%碎石，碎石成分为泥岩、砂岩灰岩，直径为1~5cm
70
ϵ3m
④-1
815.76
12.26
6.76
白云质灰岩：
灰色；岩芯为短柱和柱状，少许碎块状，直径0.5~3cm溶孔，溶孔见铁质侵染，为中分化。
Q4Pb
①-3
827.16
0.50
0.50
耕表土：
含植物耕系及有机，含5%直径为1~5cm碎石，稍湿、稍密。
80
Q4al+pl
①-1
824.86
2.80
2.30
粘质粉土：
灰色、稍湿、可塑，土质细腻，含约15%碎石，碎石成分为泥岩、砂岩灰岩，直径为1~5cm
70
ϵ3m
④-1
818.70
8.96
6.16
白云质灰岩：
灰色；岩芯为短柱和柱状，少许碎块状，直径0.5~3cm溶孔，溶孔见铁质侵染，为中分化。
75
73
69
Q4Pb
①-3
827.21
0.50
0.50
耕表土：
含植物耕系及有机，含5%直径为1~5cm碎石，稍湿、稍密。
80
Q4al+pl
①-1
825.11
2.60
2.10
粘质粉土：
灰色、稍湿、可塑，土质细腻，含约15%碎石，碎石成分为泥岩、砂岩灰岩，直径为1~5cm
70
ϵ3m
④-2
822.81
4.90
2.30
白云质灰岩：
灰色；岩芯为碎块状，砂状、岩体破碎，溶孔见铁质侵染，为强分化。
30
ϵ3m
④-1
816.83
10.88
5.98
白云质灰岩：
灰色；岩芯为短柱和柱状，少许碎块状，直径0.5~3cm溶孔，溶孔见铁质侵染，为中分化。
69
70
65
六、塔吊基础设计及验算
1、塔机基础设计的有关技术参数（详见QTZ63（5610）塔吊性能参数报告）
（1）、塔机基础设计要求地承载力f≥20t/m2=0.25N/mm2，但是本工程上覆土层主要是回填土、黄黏土，不能满足地基承载力要求。
故我单位根据实际情况拟定该塔机基础为机械旋挖孔桩加承台的方式。
（2）、塔机技术性能表
序号
名称
单位
参数
1
额定起重力矩
KN.m
676
2
最大起重力矩
KN.m
800
3
起升高度（独立式）
米
40
4
起升高度（附着式）
米
140/70
5
最大起重量/最大起重量是的工作幅度
T/m
5.0/2.5~15.24
6
最大工作幅度/最大工作幅度的起重量
M/T
55/1.0
7
自重（标塔、不包括平衡重）
t
≈35
8
底盘宽度
米
4.2×4.2
9
平衡重（7）1120*2440*B
块
12200
10
工作温度
摄氏度
-20～40
11
整机质量（以最长臂计算，平衡重除外）
㎏
26186
QTZ63（5610）塔吊的有关技术参数
工作状态：
非工作状态：
P1=700KNP1=540KN
P2=26KNP2=50KN
M=1350KN·MM=400KN·M
MK=200KN·MMK=0·M
P1、P2——最大架设自由高度下的垂直压力、水平力。
M、MK——最大架设自由高度下的倾覆力矩、扭矩。
其它技术参数详见QTZ63（5610）塔吊的使用说明书。
2、对塔吊基础（端承桩及承台）的截面尺寸选择
（1）、桩的截面尺寸：
桩径D=1500mm，桩最长约16m左右，其中黏土层和中风化白云质灰岩，嵌入中风化基岩深度大于或等于1.5m，根据贵州地质工程勘察设计研究院地勘资料，桩底为中风化白云质灰岩，根据经验其单轴天然抗压强度标准值不低于7.0Mpa，桩主筋（纵筋）Ⅲ级HRB335钢筋，箍筋采用I级HRB235钢，螺旋箍筋，桩基混凝土标号C30桩筋保护层为50mm。
（2）、承台的截面尺寸：
承台截面尺寸选为4200×4200×1500，承台混凝土采用C35，V承台=26.46.5m3承台自重C承台=V承台×混凝土容重=26.46m3×25KN/m3=661.5KN。
3、桩的设计
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）和安全设施计算软件（2012）计算。
塔吊型号:
QTZ63（5610）
塔机自重标准值:
Fk1=450.80kN
起重荷载标准值:
Fqk=60.00kN
塔吊最大起重力矩:
M=630.00kN.m
非工作状态下塔身弯矩:
M=-200.0kN.m
塔吊计算高度:
H=40m
塔身宽度:
B=1.6m
桩身混凝土等级:
C30
桩钢筋级别:
HRB335
桩直径:
d=1.5m
桩入土深度:
10m
保护层厚度:
50mm
承台混凝土等级:
C35
矩形承台边长:
4.2m
承台厚度:
Hc=1.5m
承台顶面埋深:
D=0.00m
承台顶面标高:
0.000m
地下水位标高:
-20.00m
4、荷载计算
（1）.自重荷载及起重荷载
1）塔机自重标准值
Fk1=450.8kN
2）基础以及覆土自重标准值
Gk=4.2×4.2×1.50×25=661.5kN
3）起重荷载标准值
Fqk=60kN
（2）.风荷载计算
1）工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a.塔机所受风均布线荷载标准值（Wo=0.2kN/m2）
Wk=0.8×1.59×1.95×1.29×0.2=0.64kN/m2
qsk=1.2×0.64×0.35×1.6=0.43kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.43×40.00=17.20kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×17.20×40.00=344.03kN.m
2）非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a.塔机所受风均布线荷载标准值（本地区Wo=0.35kN/m2）
Wk=0.8×1.62×1.95×1.29×0.35=1.14kN/m2
qsk=1.2×1.14×0.35×1.6=0.77kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.77×40.00=30.67kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×30.67×40=613.42kN.m
（3）.塔机的倾覆力矩
工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=-200+0.9×（630+344.03）=676.63kN.m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=-200+613.42=413.42kN.m
5、承台计算
5.1、承台尺寸:
4200mm×4200mm×1500mm
5.2、单桩承台的承台弯矩两个方向都为0（kN.m），所以承台只需采用构造配筋，不需要进行抗剪和其它的验算！
5.3、承台配筋详生产厂家提供配筋图
6、桩身最大弯矩计算
计算简图：
（1）.按照m法计算桩身最大弯矩：
计算依据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008），并参考《桩基础的设计方法与施工技术》。
（1）计算桩的水平变形系数α（1/m）:
其中m──地基土水平抗力系数；
b0──桩的计算宽度，b0=2.25m。
E──抗弯弹性模量，E=0.67Ec=20100.00N/mm2；
I──截面惯性矩，I=0.25m4；
经计算得到桩的水平变形系数:
α=0.621/m
（2）计算Dv:
Dv=30.67/（0.62×676.63）=0.07
（3）由Dv查表得：
Km=1.02
（4）计算Mmax:
经计算得到桩的最大弯矩值:
Mmax=676.63×1.02=688.00kN.m。
由Dv查表得：
最大弯矩深度z=0.33/0.62=0.53m。
7、桩配筋计算
依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）第E.0.4条。
沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载力计算：
偏心受压构件应符合下例规定：
式中As──全部纵向钢筋的截面面积；
r──圆形截面的半径，取r=0.75m；
rs──纵向钢筋重心所在圆周的半径，取rs=0.70m；
e0──轴向压力对截面重心的偏心矩:
e0=Mmax/F=909.47/997.5=0.91m；
ea──附加偏心矩，应取20mm和偏心放学截面最大尺寸的1/30两者中的较大者，ea=50.00mm；
α──对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值，取α=0.56；
αt──纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当α>0.625时，取αt=0：
由上两式计算结果：
只需构造配筋！
构造配筋详后。
8、桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度等级
C30
桩基成桩工艺系数ψC
0.7
桩混凝土自重γz（kN/m3）
23.55
桩混凝土保护层厚度б（mm）
50
桩入土深度lt（m）
10
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
是
桩身承载力设计值
4400
桩裂缝计算
钢筋弹性模量Es（N/mm2）
200000
法向预应力等于零时钢筋的合力Np0（kN）
100
最大裂缝宽度ωlim（mm）
0.2
普通钢筋相对粘结特性系数V
1
预应力钢筋相对粘结特性系数V
0.8
地基属性
是否考虑承台效应
是
承台效应系数ηc
0.1
土名称
土层厚度li（m）
侧阻力特征值qsia（kPa）
端阻力特征值qpa（kPa）
抗拔系数
承载力特征值fak（kPa）
素填土
2
5
100
0.7
50
粉土
8
24
340
0.7
80
白灰质灰岩
1.5
18
200
0.7
4400
（1）、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：
u=πd=3.14×1.5=4.71m
桩端面积：
Ap=πd2/4=3.14×1.52/4=1.76625m2
承载力计算深度：
min（b/2,5）=min（5/2,5）=2.5m
fak=（2×50+0.25×80）/2.25=120/2.5=48kPa
承台底净面积：
Ac=（bl-nAp）/n=（5×5-4×0.15）/4=6.1m2
满足桩基竖向承载力特征值：
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap+ηcfakAc=1.26×（0.55×5+11×24+6.45×18）+200×0.13+0.1×198.33×4.94=604.15kN
Qk=283.87kN≤Ra=604.15kN
Qkmax=592.73kN≤1.2Ra=1.2×604.15=724.98kN
满足要求！
（
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