塔吊基础设计方案.docx
《塔吊基础设计方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塔吊基础设计方案.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
塔吊基础设计方案
新博园2#～8#楼工程
塔吊基础专项施工方案
编制人：
厉玉明
审核人：
任祖范
审批人：
李克江
新博园工程项目部
一、工程概况
1、地理位置
本工程位于天津市河北区、北临新泰路，西侧为新开路，南侧为华龙道，东侧为新博路。
2、相关单位
建设单位：
天津振业房地长开发有限公司
地质勘察单位：
天津市勘察院
设计单位：
天津市建筑设计院
监理单位：
天津建工建筑工程监理有限公司
施工单位：
中天建设集团有限公司
3、建筑概况
建筑工程概况
幢号
层数
总高（m）
地上面积（㎡）
大沽标高（±0）
地下室层数
地下一层标高
地下二层标高
6＃
33
97.80
17372
3.2
1
-5.65
/
5＃
33
97.80
17372
3.2
1
-5.65
/
4＃
33
97.80
17422
3.2
2
-4.9
-8.8
3＃
29
86.00
15315
3.2
2
-4.9
-8.8
2＃
29
86.00
15265
3.2
2
-4.9
-8.8
7＃
33
97.80
17676
3.2
2
-4.9
-8.8
8＃
33
97.80
17508
3.2
2
-4.9
-8.8
配套公建
2
1996
2.00
4、结构概况
层数
结构形式
场地土类别
基本地震加速度
地下
二层（一层）
钢筋混凝土框架结构
Ⅲ类、非液化
0.15g
场地标准
冻深
+0.000大沽高程
抗浮水位（大沽高程）
0.6米
3.2~3.75
1.00
结构设计使用年限
50年
建筑抗震设防类别
丙类
建筑结构安全等级
二级
建筑物抗震等级
二级
地基基础设计等级
丙类
防水等级
二级
人防等级
战时核6级甲类二等
防化等级
丙级
二、塔吊选型及布置
塔吊布署：
2#-8#楼塔吊型号均为H5810。
1#楼、2#楼、8#楼（臂长43m），3#楼、4#楼、5#楼、6#楼（臂长48m）、7#楼（5810臂长48m）。
现场共布置塔吊7台，现场平面布置图详见后附图。
三、塔吊定位
各栋号塔吊定位详见图一。
2#楼、3#楼、4#楼、7#楼、8#楼塔吊承台底标高距负二层结构板顶面标高1.2米，详见下图所示。
5#楼、6#楼塔吊承台底标高距负一层结构板顶面标高0.5米，详见图二所示。
四、塔吊基础形式
本工程塔吊基础为四桩高承台基础，基础承台尺寸为3500*3500*1250，混凝土强度等级为C35，塔吊桩基为φ800的钢筋混凝土灌注桩，桩体入土深度为24米，为了加快工程进度，在土方开挖前提将进行塔吊安装，桩基与承台间采用钢格构柱连接，格构柱的截面尺寸为0.45×0.45m；主肢选用:
12.5号125×12×14；缀板选用（m×m）:
0.40×0.40@0.45（甲方已施工）。
五、塔吊基础验算
塔吊四桩基础的计算书
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）。
一.参数信息
塔吊型号:
QTZ60塔机自重标准值:
Fk1=670.00kN起重荷载标准值:
Fqk=60.00kN
塔吊最大起重力矩:
M=800.00kN.m塔吊计算高度:
H=130m塔身宽度:
B=1.60m
非工作状态下塔身弯矩:
M1=-200kN.m桩混凝土等级:
C30承台混凝土等级:
C35
保护层厚度:
50mm矩形承台边长:
3.50m承台厚度:
Hc=1.250m
承台箍筋间距:
S=200mm承台钢筋级别:
HRB335承台顶面埋深:
D=0.000m
桩直径:
d=0.800m桩间距:
a=2.500m桩钢筋级别:
HRB335
桩入土深度:
24.00m桩型与工艺:
泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩
计算简图如下：
二.荷载计算
1.自重荷载及起重荷载
1）塔机自重标准值
Fk1=670kN
2）基础以及覆土自重标准值
Gk=3.5×3.5×1.25×25=382.8125kN
承台受浮力：
Flk=3.5×3.5×1.25×10=153.125kN
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）
=0.8×1.77×1.95×.99×0.2=0.55kN/m2
=1.2×0.55×0.35×1.6=0.37kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.37×130.00=47.76kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×47.76×130.00=3104.48kN.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=0.50kN/m2）
=0.8×1.85×1.95×.99×0.50=1.43kN/m2
=1.2×1.43×0.35×1.60=0.96kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.96×130.00=124.80kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×124.80×130.00=8111.99kN.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×（800+3104.48）=3314.03kN.m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=-200+8111.99=7911.99kN.m
三.桩竖向力计算
非工作状态下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（670+382.81）/4=263.20kN
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=（670+382.8125）/4+（7911.99+124.80×1.25）/3.54=2545.52kN
Qkmin=（Fk+Gk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L
=（670+382.8125-153.125）/4-（7911.99+124.80×1.25）/3.54=-2057.40kN
工作状态下：
Qk=（Fk+Gk+Fqk）/n=（670+382.81+60）/4=278.20kN
Qkmax=（Fk+Gk+Fqk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=（670+382.8125+60）/4+（3314.03+47.76×1.25）/3.54=1232.58kN
Qkmin=（Fk+Gk+Fqk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L
=（670+382.8125+60-153.125）/4-（3314.03+47.76×1.25）/3.54=-714.46kN
四.承台受弯计算
1.荷载计算
不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：
工作状态下：
最大压力Ni=1.35×（Fk+Fqk）/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×（670+60）/4+1.35×（3314.03+47.76×1.25）/3.54=1534.79kN
最大拔力Ni=1.35×（Fk+Fqk）/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×（670+60）/4-1.35×（3314.03+47.76×1.25）/3.54=-1042.04kN
非工作状态下：
最大压力Ni=1.35×Fk/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×670/4+1.35×（7911.99+124.80×1.25）/3.54=3307.25kN
最大拔力Ni=1.35×Fk/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×670/4-1.35×（7911.99+124.80×1.25）/3.54=-2855.00kN
2.弯矩的计算依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4.2条
其中Mx,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）；
Ni──不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值（kN）。
由于非工作状态下，承台正弯矩最大：
Mx=My=2×3307.25×0.45=2976.53kN.m
承台最大负弯矩:
Mx=My=2×-2855.00×0.45=-2569.50kN.m
3.配筋计算
根据《混凝土结构设计规程》GB50010-2002第7.2.1条
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。
底部配筋计算:
s=2976.53×106/（1.000×16.700×3500.000×12002）=0.0354
=1-（1-2×0.0354）0.5=0.0360
s=1-0.0360/2=0.9820
As=2976.53×106/（0.9820×1200.0×300.0）=8419.7mm2
顶部配筋计算:
s=2569.50×106/（1.000×16.700×3500.000×12002）=0.0305
=1-（1-2×0.0305）0.5=0.0310
s=1-0.0310/2=0.9820
As=2569.50×106/（0.9845×1200.0×300.0）=7249.9mm2
五.承台剪切计算
最大剪力设计值：
Vmax=3307.25kN
依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）的第7.5.7条。
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：
式中
──计算截面的剪跨比,
=1.500
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570N/mm2；
b──承台的计算宽度，b=3500mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1200mm；
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!
六.承台受冲切验算
角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩
冲切承载力验算
七.桩身承载力验算
桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.8.2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=1.35×2545.52=3436.45kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中
c──基桩成桩工艺系数，取0.75
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.3N/mm2；
Aps──桩身截面面积，Aps=502655mm2。
桩身受拉计算，依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.8.7条
受拉承载力计算，最大拉力N=1.35×Qkmin=-2777.48kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积As=9258.280mm2。
由于桩的最小配筋率为0.25%，计算得最小配筋面积为1257mm2
综上所述，全部纵向钢筋面积1257mm2
八.桩竖向承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）的第6.3.3和6.3.4条
轴心竖向力作用下，Qk=278.20kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=2545.52kN.m
桩基竖向承载力必须满足以下两式：
单桩竖向承载力特征值按下式计算：
其中Ra──单桩竖向承载力特征值；
qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值；
qpa──桩端端阻力特征值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=2.51m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.50m2；
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:
序号土层厚度（m）侧阻力特征值（kPa）端阻力特征值（kPa）土名称
11.2440粉土或砂土
22.5320粉土或砂土
31.5420粉土或砂土
40.15480粉土或砂土
52500粉土或砂土
61.5650粉土或砂土
74480粉土或砂土
87.5660粉土或砂土
90.5540粉土或砂土
103.2558650粉土或砂土
由于桩的入土深度为24m,所以桩端是在第10层土层。
最大压力验算:
Ra=2.51×（1.2×44+2.5×32+1.5×42+.15×48+2×50+1.5×65+4×48+7.5×66+.5×54+3.15×58）+650×0.50=3586.95kN
由于:
Ra=3586.95>Qk=278.20,所以满足要求!
由于:
1.2Ra=4304.34>Qkmax=2545.52,所以满足要求!
九.桩的抗拔承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）的第6.3.5条
偏向竖向力作用下，Qkmin=-2057.40kN.m
桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式：
式中Gp──桩身的重力标准值，水下部分按浮重度计；
i──抗拔系数；
Ra=2.51×（0.700×1.2×44+0.700×2.5×32+0.700×1.5×42+0.700×.15×48+0.700×2×50+0.700×1.5×65+0.700×4×48+0.700×7.5×66+0.700×.5×54+0.700×3.15×58）=2342.725kN
Gp=0.503×（24×25-24×10）=180.956kN
由于:
2342.73+180.96>=2057.4满足要求!
十.桩式基础格构柱计算
依据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）。
1.格构柱截面的力学特性：
格构柱的截面尺寸为0.45×0.45m；
主肢选用:
12.5号角钢b×d×r=125×12×14mm；
缀板选用（m×m）:
0.01×0.20
主肢的截面力学参数为A0=28.91cm2，Z0=3.53cm，Ix0=423.16cm4，Iy0=423.16cm4；
格构柱截面示意图
格构柱的y-y轴截面总惯性矩：
格构柱的x-x轴截面总惯性矩：
经过计算得到：
Ix=4×[423.16+28.91×（45/2-3.53）2]=43309.83cm4；
Iy=4×[423.16+28.91×（45/2-3.53）2]=43309.83cm4；
2.格构柱的长细比计算：
格构柱主肢的长细比计算公式：
其中H──格构柱的总高度，取6.00m；
I──格构柱的截面惯性矩，取,Ix=43309.83cm4，Iy=43309.83cm4；
A0──一个主肢的截面面积，取28.91cm2。
经过计算得到
x=31.00,
y=31.00。
格构柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比计算公式:
其中b──缀板厚度，取b=0.01m。
h──缀板长度，取h=0.20m。
a1──格构架截面长，取a1=0.45m。
经过计算得i1=[（0.012+0.202）/48+5×0.452/8]0.5=0.36m。
1=6.00/0.36=16.81。
换算长细比计算公式：
经过计算得到
kx=35.27,
ky=35.27。
3.格构柱的整体稳定性计算：
格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式：
其中N──轴心压力的计算值（kN）；取N=1.35Qkmax=3436.45kN；
A──格构柱横截面的毛截面面积，取4×28.91cm2；
──轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数；
根据换算长细比
0x=35.27,
0y=35.27≤150满足要求!
查《钢结构设计规范》得到
x=0.92,
y=0.92。
X方向：
N/
A=3436453/（0.92×11564.8）=324>215.00N/mm2
不满足要求!
Y方向：
N/
A=3436453/（0.92×11564.8）=324>215.00N/mm2
不满足要求!
4.格构分肢的长细比验算：
由于格构形式采用角钢+缀板，分肢选取12.5号角钢b×d×r=125×12×14mm，其回转半径i=24.6mm。
1=L/i=200/24.6=8.13≤0.5×
0x=17.63且小于等于40满足要求!
六、格构柱补强措施:
1、桩式基础格构柱计算：
3.格构柱的整体稳定性计算（按甲方提供资料，实际已施工格构柱，不满足要求!
）
2、在格构柱竖向间距450mm中间，加一道宽400mm高200mm，厚度不小于10mm周边满焊。
3、底板面至塔吊承台底格构柱部份，采用支模C30砼灌实（注：
格构柱砼浇灌，必须在基础底板砼完成后浇灌，顶板部位格构柱砼同结构同时浇灌）。
七、塔吊基础承台见附图:
（注：
可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!
）
升级会员 