塔吊基础施工方案.docx
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塔吊基础施工方案
塔吊基础施工方案
一、工程概况
东莞永达盈仓储有限公司一期厂区，停车库1工程位于东莞市麻涌镇港前路，现已用彩钢板围蔽起来,由东莞永达盈仓储有限公司开发兴建，一期厂区，停车库1为7层楼层，首层兼停车库，建筑基底面积23356.879平方米，最大跨度11.5米，总长度230.76米。
建筑物呈矩形布置,最大单体建筑面积为132853.241平方米，最高建筑高度为31.8米，
本工程占地面积：
23356.879平方米。
工程结构为框架结构，合理使用年限50年，抗震设防烈度为7度，抗震等级3级。
本工程施工现场设置6台塔吊，1#~6#塔吊均为QTZ630、起重臂长度60米、最大起重量5.0T；现设置塔吊总高度为45米。
二、编制依据
1、《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）；
2、《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）；
3、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版）；
4、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；
5、《简明钢筋混凝土结构计算手册》；
6、《地基及基础》（高等教学用书）（第二版）；
7、建筑、结构设计图纸；
8、塔式起重机使用说明书；
9、塔式起重机设计规范（GB/T13752-92）；
10、塔式起重机安全规程（GB5/44-2006）；
11、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001、J119-2001）；
12、岩土工程勘查报告。
三、塔吊选型及布置
塔吊型号QTZ630，本工程安装臂长60米，安装高度45米，每隔4层设一道附着，计划设一道附着；塔身尺寸2×2m，该塔吊最大重力矩为800KN·米。
根据现场的实际情况、建筑物的特点、塔吊的附墙的要求及拆装要求，塔吊位置分别安装在：
1#塔吊布置在横轴8～9×A轴之间，负责1～14轴部位的材料运输；
2#塔吊布置在横轴16～17×A轴之间，负责14～24轴部位的材料运输；
3#塔吊布置在纵轴E～F×23轴之间，负责A～H轴部位的材料运输；
4#塔吊布置在横轴16～17×K轴之间，负责14～24轴部位的材料运输；
5#塔吊布置在横轴8～9×K轴之间，负责1～14轴部位的材料运输；
6#塔吊布置在纵轴E～F×2轴之间，负责A～H轴部位的材料运输。
6台塔吊均采用桩基承台基础，承台尺寸为5.5×5.5米，高度为1.35米，桩采用φ400的预制管桩，共4根桩，桩中心间距为4.5×4.5米，臂厚为125mm，桩长约12米，具体位置详见《塔吊平面布置图》。
四、计算参数
1、塔吊基础受力情况
塔吊型号：
QTZ630，自重（包括压重）F1=400.80KN，最大起重荷载F2=50.00KN，水平冲力Fh=105KN,塔吊倾覆力矩M=630.00KN·m，塔吊起重高度H=45.00m，塔身宽度B=2m，承台混凝土强度C35，钢筋级别Ⅱ级，承台长度Lc或宽度Bc=4.50m,桩直径d=0.50m，桩间a=3.50×3.50m，承台厚度Hc=1.35m，基础埋深D=0m,承台箍筋间距S=160mm，保护层厚度30mm。
2、基础底岩土力学资料
根据广东核力工程勘察院的《东莞永达盈仓储有限公司一期厂区，停车库1岩土工程勘察报告》显示，桩端以强风化泥岩为持力层，经过填土层，冲洪积层，冲积层和强风化层，考虑复合地基承台效应承台底1/2承台宽度深度范围（≤5m）内地基土极限阻力标准值qck=24.4KPa，各土层侧、端阻力标准值如下：
序号土厚度（m）土侧阻力标准值（KPa）土端阻力标准值（KPa）土名称
10.652470人工填土层
21.614120洪积层
38.853200残积层
40.95127600强风化岩层
五、承台配筋计算
1、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=400.80KN
2）最大起重荷载F2=50.00KN
作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=540.96KN
塔吊的倾覆力矩M=1.4×800.00=1120.00KN·m
2、矩形承台弯矩的计算
计算简图：
图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。
（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=4；
F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，
F=1.2×450.80=540.96kN；
G──桩基承台的自重，
G=1.2×（25.0×Bc×Bc×Hc）=820.13kN；
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=（540.96+820.13）/4+1120.00×（3.50×1.414/2）/[2×（3.50×1.414/2）2]=566.58kN
没有抗拔力!
（2）矩形承台弯矩的计算（依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条）
其中Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值（kN.m）；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值（kN），Ni1=Ni-G/n。
经过计算得到弯矩设计值：
N=（540.96+820.13）/4+1120.00×（3.50/2）/[4×（3.50/2）2]=500.27kN
Mx1=My1=2×（500.27-820.13/4）×（1.75-1.00）=442.86kN.m
3、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=210N/mm2。
经过计算得承台底面配筋
s=442.86×106/（1.00×16.70×5500.00×1320.002）=0.003
ξ=1-（1-2×0.00）0.5=0.003
s=1-0.00/2=0.998
Asx=Asy=42.86×106/（0.998×1300.00×3000.00）=1137.81mm2。
按照最小配筋率ρ=0.15%计算配筋
As2=ρbh0=0.0015×4500×1300=8775mm2
比较Asx和As2，按As2配筋，取29φ20＠160。
钢筋间距满足要求。
As=29×3.14×（20/2）2=9106mm2＞8775mm2
底筋和面筋均配29φ20＠160，L=5000，水平双层双向共116根。
纵深钢筋四向均配29φ20＠160，L=1650，四侧向共116根。
承台配筋图如下：
六、矩形承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.6.8条和第5.6.11条。
根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力，考虑对称性，记为V=566.58KN，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：
其中
0──建筑桩基重要性系数，取1.0；
──剪切系数,
=0.14；
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=4500mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1300mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；
S──箍筋的间距，S=160mm。
γ0V=1×566.58=566.58KN
βfcb0h0+1.25fy（Asv/s）×h0
=0.14×16.7×10-3×4500×1300+1.25×300×10-3×（1137.81/160）×1300
=17144.06KN
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!
七、桩承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（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=566.58KN
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=3.14×（0.252-0.1252）=0.1472m2。
γ0N=1.0×566.58=566.58KN
fcA=16.7×0.1472×103=2458.2KN＞566.58KN
经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋!
八、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=586.14kN。
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:
=24.4×4×4.5×1.35/4
=148.23KN
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,根据地质情况取24.4Ka；
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；
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=3.14×2×0.25m=1.57m；
Ap──桩端面积,取Ap=3.14×（0.252-0.1252）
=0.1472m2；
li──第i层土层的厚度,取值如下表；
各层土厚度及侧、端阻力标准值表如下:
序号
土厚度（m）
土侧阻力标
准值（kPa）
土端阻力
标准值（kPa）
土名称
1
0.65
24
70
人工填土层
2
1.6
14
120
洪积层
3
8.8
53
200
残积层
4
0.95
127
600
强风化岩层
由于桩的入土深度为12m,所以桩端是在第4层土层。
最大压力验算:
R=1.57×（0.65×24×1+1.6×14×1+8.8×53×1+0.95×127×1）/1.65+1.12×600.00×0.147/1.65+0.44×148.23/1.70=693.45kN
上式计算的R的值大于最大压力566.58kN,所以满足要求!
九、抗倾覆验算
倾覆力矩M倾=M+Fh×h=1120+105×1.35=1261.75KN·m
抗倾覆力矩M抗=（Fv+Fg）×bi=（540.96+820.13）×4.5/2
=3062.45KN·m
M抗/M倾=3062.45/1261.75=2.43
抗倾覆系数2.43大于1.6，满足要求！
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