十字交叉梁式塔吊基础方案.docx

1、十字交叉梁式塔吊基础方案一、编制依据1.1塔吊租赁合同。1.2根据*设计院提供的设计施工图纸和工程特点。1.3*地质工程勘察院提供的*工程详细勘察报告（工程编号：勘2008-024）。1.4湖北江汉建筑工程机械有限公司提供的TC5610塔式起重机使用说明书；长沙中联重工科技发展股份有限公司提供的TC5610塔式起重机使用说明书。1.5建筑机械使用安全规范（JGJ33-2001）1.6建筑桩基技术规范（JGJ94-94）1.7建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）1.8混凝土结构设计规范（GB50010-2002）1.9建筑施工安全检查标准（JGJ59-99）1.10国家现行桩基础工程

2、设计、施工及验收规范等。二、工程概况*包括1层地下室(包括1层夹层)、8层裙楼、A写字楼(26层)和B写字楼(28层)，占地面积10185.7m2、总建筑面积138610.81m2。裙楼顶标高33.9m，写字楼A高90.8m（最高点为97.8m），写字楼B高97m（最高点为104m），混凝土框架剪力墙结构。现裙楼混凝土结构已完成，基坑周边土方回填已完成30%。三、塔吊基础设计概况3.1 塔吊定位因业主方提出裙楼提前营业，设置于裙楼内部的1#、2#塔吊需拆除。现1#、2#塔吊距离建筑物外边线有28m远，工程施工场地和周边场地都比较狭小，无法采用吊车拆除此两台塔吊，拟利用设置的3#、4#塔吊拆除1

3、#、2#塔吊。为了使设置的3#、4#塔吊既可以服务于两栋塔楼，又可以满足拆除1#、2#塔吊和先拆塔吊后拆施工升降机的要求，将3#、4#塔吊定位在铁西路与建筑物间的施工场地内（见附图一）。3.2 塔吊选型和相关技术参数根据设计图纸及工程实际需要，施工垂直运输选用湖北江汉建筑工程机械有限公司生产的TC5610型塔式起重机1台（原2#塔吊），长沙中联重工科技发展股份有限公司生产的TC5610型塔式起重机1台（原1#塔吊）。3#塔吊：TC5610（中联重科） 臂长:56m服务位置：写字楼塔吊型号：TC5610，自重（包括压重）F1=450.8kN,最大起重荷载F2=60.00kN,塔吊倾覆力矩M=11

4、70.9kNm,塔吊起重高度H=106m,塔身宽度B=1.6m；4#塔吊：TC5610（江汉） 臂长:56m服务位置：写字楼塔吊型号：TC5610，自重（包括压重）F1=450.8kN,最大起重荷载F2=60.00kN,塔吊倾覆力矩M=1211.73kNm,塔吊起重高度H=110m,塔身宽度B=1.6m3.3 塔吊基础选型和相关技术参数3.3.1 塔吊基础选型在确定的塔吊位置地面下500mm处，因有市政给水管、下水管和电缆线，考虑到板式基础无法保证此类市政管线，拟把塔吊基础设计为四桩十字梁基础，将塔吊落于十字梁上，再用人工挖空桩将十字梁撑起，已确保地下管线不受破坏。3.3.2 岩土工程中勘察报

5、告中有关技术参数根据本工程详细勘察的报告岩土工程勘察报告中的勘探点线平面布置图得知，3#塔吊基础处于7线和16线上，4#塔吊基础处于1线和12线上。参看岩土工程勘察报告中7线和16线工程地质剖面图得出，3#塔吊位置处地下各土层物理力学性质参数可近似的以ZK26勘测桩为依据。参看岩土工程勘察报告中1线和12线工程地质剖面图得出，4#塔吊位置处地下各土层物理力学性质参数可近似的以ZK10勘测桩为依据。ZK26勘测桩各土层物理力学性质参数：序号土层名称土层厚度桩桩侧阻力特征值（kPa）桩端阻力特征值（kPa）1素填土1.9m-10/2淤泥质土0.4m10/3粉质粘土3.35m35/4强风化泥质粉砂岩

6、2.85m601500ZK10勘测桩各土层物理力学性质参数： 序号土层名称土层厚度桩桩侧阻力特征值（kPa）桩端阻力特征值（kPa）1杂填土1m-10/2粉质粘土6.3m35/3全风化砂砾岩1.3m40/4强风化岩体0.5m6015003.4 塔吊基础设计3.4.1 3#塔吊基础设计 3#塔吊基础位置见下图二： 图一人工挖孔桩：桩直径d=0.80m,桩间距a=4.50m,有效桩长8m ，桩端持力层为强风化泥质粉砂岩；桩长纵筋为7 16；短纵筋为7 16；加劲箍 121000；螺旋箍8200；十字交叉梁梁高=1000mm，梁度=1000mm；梁：面筋10 25；底筋12 25（上排2 25，下排

7、10 25）；腰筋4 16；箍筋10150/100；结构加强承台： 承台高=1000mm，长=宽=3000m；承台：上部 14200双层双向，下部 14200双层双向，中间拉结筋 12500；十字交叉梁和承台顶标高0.400m,底部钢筋保护层厚度:50mm；以上混凝土强度等级均为C35。3.4.1 4#塔吊基础设计4#塔吊基础定位见下图三： 图二人工挖孔桩：桩直径d=0.80m,桩间距a=4.50m,有效桩长9m ，桩端持力层为强风化岩体；人工挖孔桩：桩长纵筋为7 16；短纵筋为7 16；加劲箍 141000；螺旋箍8200；十字交叉梁：交叉梁高度=1000mm，宽度=1000mm交叉梁：面筋

8、10 25；底筋12 25（上排2 25，下排10 25）；腰筋4 16；箍筋10150/100；结构加强承台：承台高=1000mm，长=宽=3000m；承台：上部 14200双层双向，下部 14200双层双向，中间拉结筋 12500；十字交叉梁和承台顶标高0.400m,底部钢筋保护层厚度:50mm；以上混凝土强度等级均为C35。四、塔吊桩基础的计算4.1 3#塔吊基础计算一. 参数信息 塔吊型号:QTZ63,自重(包括压重)F1=450.80kN,最大起重荷载F2=60.00kN 塔吊倾覆力距M=1160.90kN.m,塔吊起重高度H=106.00m,塔身宽度B=1.6m 混凝土强度:C35

9、,钢筋级别:级,桩直径或方桩边长 d=0.80m 桩间距=4500mm交叉梁的宽度=1000mm,交叉梁的高度=1000mm ,保护层厚度:50mm二. 塔吊对交叉梁中心作用力的计算 1. 塔吊自重(包括压重)F1=450.80kN 2. 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN 作用于塔吊的竖向力 F=1.2(F1+F2)=612.96kN 塔吊的倾覆力矩 M=1.41160.90=1625.26kN.m三. 交叉梁最大弯矩和桩顶竖向力的计算 计算简图： 十字交叉梁计算模型(最大弯矩M方向与十字交叉梁平行)。 两段梁四个支点力分别为 RA=N/4-3M/2L RB=N/4+3M/2L RC=N/

10、4 RD=N/4 两段梁的最大弯矩分别为 M1=N(L-b)2/16L+M/2 M2=N(L-b)2/16L 得到最大支座力为 Rmax=RB,最大弯矩为 Mmax=M1。 桩顶竖向力 Rmax: Rmax=N/4+3M/2L=(612.96+381.78)/4+31625.26/(26.36)=631.82kN 交叉梁得最大弯矩 Mmax: Mmax=N(L-b)2/16L+M/2=(612.96+381.78)(6.36-2.26)2/(166.36)+1625.26/2=976.92kN.m四. 交叉梁截面主筋的计算 依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承

11、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交叉梁的有效计算高度。 fy钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。 经过计算得 s=976.92106/(1.0016.701000.00950.002)=0.065 =1-(1-20.065)0.5=0.067 s=1-0.067/2=0.966 Asx= Asy=976.92106/(0.966950.00300.00)=3546.74mm2。底筋选配12 25，As=5887.5 mm2 （见下图） 验算适用条件：

12、1、=0.067b=0.55 满足2、=As/bh0=0.62%minh/ h0=0.23%, 且值大于0.2%h/ h0=0.21%，满足要求。b相对界限受压区高度五.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=631.82kN 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=0.503m2。 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!六.桩竖向极限承载力验算及桩长计

13、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=631.82kN 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: s,p分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻力群桩效应系数； s,p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=2.513m； Ap桩端面积,取

14、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 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称 1 1.9 0 0 素填土 2 0.4 10 0 淤泥质土 3 3.35 35 0 粉质粘土 4 2.85 60 1500 强风化泥质粉砂岩 由于桩的入土深度为8m,所以桩端是在第4层土层。 最大压力验算: R=2.51(1.901.26+.4101.2+3.3535.8+2.35601.14)/1.65+1.201500.000.50/1.65=942.01kN 上式计算的R的值大于最大压力631.82kN,所以满足要求!七.桩

15、抗拔承载力验算 桩抗拔承载力验算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-94)的第5.2.7条 桩抗拔承载力应满足下列要求: 其中: 式中 Uk基桩抗拔极限承载力标准值； i抗拔系数； 解得: Ugk=18003.2(1.90.75+.410.7+3.3535.75+2.3560.75)/4=884350.94kN Ggp=18003.2822/4=792140.80kN Uk=2.51(1.90.75+.410.7+3.3535.75+2.3560.75)=493.83kN Gp=2.51825=502.65kN 由于: 884350.94/1.65+792140.80=134.45 满足要求!

16、 由于: 493.83/1.65+502.65=134.45 满足要求!4.2 4#塔吊基础计算一. 参数信息 塔吊型号:QTZ63,自重(包括压重)F1=450.80kN,最大起重荷载F2=60.00kN 塔吊倾覆力距M=1201.73kN.m,塔吊起重高度H=110.00m,塔身宽度B=1.6m 混凝土强度:C35,钢筋级别:级,桩直径或方桩边长 d=0.80m 桩间距=4500mm交叉梁的宽度=1000mm,交叉梁的高度=1000mm ,保护层厚度:50mm二. 塔吊对交叉梁中心作用力的计算 1. 塔吊自重(包括压重)F1=450.80kN 2. 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN 作

17、用于塔吊的竖向力 F=1.2(F1+F2)=612.96kN 塔吊的倾覆力矩 M=1.41201.73=1682.42kN.m三. 交叉梁最大弯矩和桩顶竖向力的计算 计算简图： 十字交叉梁计算模型(最大弯矩M方向与十字交叉梁平行)。 两段梁四个支点力分别为 RA=N/4-3M/2L RB=N/4+3M/2L RC=N/4 RD=N/4 两段梁的最大弯矩分别为 M1=N(L-b)2/16L+M/2 M2=N(L-b)2/16L 得到最大支座力为 Rmax=RB,最大弯矩为 Mmax=M1。 桩顶竖向力 Rmax: Rmax=N/4+3M/2L=(612.96+381.78)/4+31682.42

18、/(26.36)=645.30kN 交叉梁得最大弯矩 Mmax: Mmax=N(L-b)2/16L+M/2=(612.96+381.78)(6.36-2.26)2/(166.36)+1682.42/2=1005.51kN.m四. 交叉梁截面主筋的计算 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交叉梁的有效计算高度。 fy钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。 经过计算得 s=1005.5110

19、6/(1.0016.701000.00950.002)=0.067 =1-(1-20.067)0.5=0.069 s=1-0.069/2=0.965 Asx= Asy=1005.51106/(0.965950.00300.00)=3654.35mm2。底筋选配12 25，As=5887.5 mm2 （见下图） 验算适用条件：1、=0.067b=0.55 满足2、=As/bh0=0.62%minh/ h0=0.23%, 且值大于0.2%h/ h0=0.21%，满足要求。b相对界限受压区高度五.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

20、案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=645.30kN 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=0.503m2。 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!六.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=645.30kN 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: Q

21、pk单桩总极限端阻力标准值: s,p分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻力群桩效应系数； s,p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=2.513m； 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 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称 1 1 0 0 杂填土 2 6.3 35 0 粉质粘土 3 1.3 40 0 全风化砂砾岩 4 0.5 60

22、1500 强风化岩体 由于桩的入土深度为9m,所以桩端是在第4层土层。 最大压力验算: R=2.51(101.26+6.3351.2+1.340.8+.4601.14)/1.65+1.201500.000.50/1.65=1055.06kN 上式计算的R的值大于最大压力645.30kN,所以满足要求!七.桩抗拔承载力验算 桩抗拔承载力验算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-94)的第5.2.7条 桩抗拔承载力应满足下列要求: 其中: 式中 Uk基桩抗拔极限承载力标准值； i抗拔系数； 解得: Ugk=18003.2(10.75+6.335.7+1.340.75+.460.75)/4=95124

23、4.08kN Ggp=18003.2922/4=891158.40kN Uk=2.51(10.75+6.335.7+1.340.75+.460.75)=531.18kN Gp=2.51925=565.49kN 由于: 951244.08/1.65+891158.40=147.93 满足要求! 由于: 531.18/1.65+565.49=147.93 满足要求!五、施工组织与部署5.1 施工进度根据工程施工总进度安排，3#塔吊基础总耗时18天，于2010年2月7日前完成；4#塔吊基础总耗时12天，于2010年2月7日前完成。5.2 施工准备劳动力数量：挖桩基4人，泥工4人，钢筋工3人，其它4人。材料、设备数量：砼68.5m；钢筋6.6 T；32.5水泥1T；实心砖6000块；桩模具8套，空压机2台、风镐枪2把、电焊机1台、50插入式振动棒1台、塔吊基座模具1套、塔吊预埋螺栓32根等。5.3 施工流程塔吊基础施工流程：基础定位、放线交叉梁及局部土方开挖给排水管支护挖桩作业承台、交叉梁垫层砼交叉梁垫层砖胎膜施工