塔吊基础方案.docx
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塔吊基础方案.docx
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塔吊基础方案
1.工程概况
本工程位于佛山市南海区桂城街道86街区,西临灯湖东路,东接锦园路,南界海六路,北侧为海七路,一栋配电大楼(地下一层,地上二层),建筑面积为9643m2一栋机房大楼(地下一层,地上五层),总建筑面积52578平方米,属框架结构。
本工程塔吊采用佛山市南海区聚龙建设机械有限公司厂家生产的QTZ80(6012)型塔吊。
2.方案编制依据
1、《QTZ80型塔吊使用说明书》;
2、《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-1992);
3、《地基基础设计规范》(GB50007-2002);
4、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001);
5、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002);
6、《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008);
7、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002);
8、《塔式起重机混凝土基础工程技术规范》JGJ/T187-2009
9、本工程《岩土工程勘察报告》;
10、本工程项目的施工图纸、施工组织设计。
3.塔吊的定位
根据本工程周边实际情况并结合施工图,各塔吊水平方向的准确定位详见下图:
1#塔吊定位图:
2#塔吊定位图:
3#塔吊定位图:
塔吊总平面布置图:
(见附图)
4.塔吊基础计算
1#塔吊放于西面,场地绝对标高为-3.8m,2#塔吊放于北面,场地绝对标高为+0.6m,3#塔吊放于东面,场地绝对标高为-3.8m,该标高土层土质差,天然基础无法满足要求,故该基础采用冲孔桩基础。
1#塔吊采用冲孔桩基础,桩做法按本工程基础桩做法d=0.8m冲孔桩施工,选强风化泥质粉砂岩作为本塔吊基础桩的持力层,因塔吊基础面处环境标高为-3.8m,取-3.8m为承台完成面标高,则桩顶标高为-5.3m。
2#塔吊采用冲孔桩基础,桩做法按本工程基础桩做法d=0.8m冲孔桩(ZH1)施工,选强风化泥质粉砂岩作为本塔吊基础桩的持力层,因塔吊基础面处环境标高为+0.6m,取+0.6m为承台完成面标高,则桩顶标高为-0.9m。
3#塔吊采用冲孔桩基础,桩做法按本工程基础桩做法d=0.8m冲孔桩(ZH1)施工,选强风化泥质粉砂岩作为本塔吊基础桩的持力层,因塔吊基础面处环境标高为-3.8m,取-3.8m为承台完成面标高,则桩顶标高为-5.3m。
1#塔吊基础布置在勘探平面图ZK13附近,2#塔吊基础布置在勘探平面图ZK3附近,3#塔吊基础布置在勘探平面图ZK18附近。
塔吊基础的实际桩长以进入相应的持力层为准,进入完整强风化不少于3m,中风化、微风化岩不少于1m。
。
4.1.11#塔吊的基本参数信息
塔吊型号:
QZT80A(6012),塔吊起升高度H:
42.000m,
塔身宽度B:
1.65m,基础埋深D:
1.500m,
自重F1:
708kN,基础承台厚度Hc:
1.400m,
最大起重荷载F2:
60kN,基础承台宽度Bc:
5.500m,
桩钢筋级别:
HRB335,桩直径或者方桩边长:
0.800m,
桩间距a:
4m,承台箍筋间距S:
详见基础说明书,
承台混凝土的保护层厚度:
50mm,承台混凝土强度等级:
C35;
4.1.21#塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算
塔吊自重(包括压重)F1=708.00kN;
塔吊最大起重荷载F2=60.00kN;
作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=768.00kN;
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算:
Mkmax=2658kN·m;
4.1.3、1#塔吊承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算
1.桩顶竖向力的计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.1.1条,在实际情况中x、y轴是随机变化的,所以取最不利情况计算。
Nik=(Fk+Gk)/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2;
其中n──单桩个数,n=4;
Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值,Fk=768.00kN;
Gk──桩基承台的自重标准值:
Gk=25×Bc×Bc×Hc=25×5.50×5.50×1.40=1058.75kN;
Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值,取2658.00kN·m;
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.83m;
Nik──单桩桩顶竖向力标准值;
经计算得到单桩桩顶竖向力标准值
最大压力:
Nkmax=(768.00+1058.75)/4+2658.00×2.83/(2×2.832)=926.56kN。
最小压力:
Nkmin=(768.00+1058.75)/4-2658.00×2.83/(2×2.832)=-13.18kN。
需要验算桩的抗拔!
2.承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.2条。
Mx=∑Niyi
My=∑Nixi
其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值;
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=1.18m;
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值,Ni1=1.2×(Nkmax-Gk/4)=794.25kN;
经过计算得到弯矩设计值:
Mx=My=2×794.25×1.18=1866.48kN·m。
4.1.4、1#塔吊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。
αs=M/(α1fcbh02)
ζ=1-(1-2αs)1/2
γs=1-ζ/2
As=M/(γsh0fy)
式中,αl──系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00;
fc──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2;
ho──承台的计算高度:
Hc-50.00=1350.00mm;
fy──钢筋受拉强度设计值,fy=300.00N/mm2;
经过计算得:
αs=1866.48×106/(1.00×16.70×5500.00×1350.002)=0.011;
ξ=1-(1-2×0.011)0.5=0.011;
γs=1-0.011/2=0.994;
Asx=Asy=1866.48×106/(0.994×1350.00×300.00)=4634.58mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:
5500.00×1400.00×0.15%=11550.00mm2。
实际配筋值:
HRB335钢筋,25@170。
承台底面单向根数32根。
实际配筋值15700mm2。
4.1.51#塔吊承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.9条,承台斜截面受剪承载力满足下面公式:
V≤βhsαftb0h0
其中,b0──承台计算截面处的计算宽度,b0=5500mm;
λ──计算截面的剪跨比,λ=a/h0,此处,a=0.86m;当λ<0.25时,取λ=0.25;当λ>3时,取λ=3,得λ=0.633;
βhs──受剪切承载力截面高度影响系数,当h0<800mm时,取h0=800mm,h0>2000mm时,取h0=2000mm,其间按内插法取值,βhs=(800/1350)1/4=0.877;
α──承台剪切系数,α=1.75/(0.633+1)=1.071;
0.877×1.071×1.57×5500×1350=10958.431kN≥1.2×926.56=1111.872kN;
经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!
4.1.61#塔吊桩竖向极限承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.1条:
桩的轴向压力设计值中最大值Nk=926.56kN;
单桩竖向极限承载力标准值公式:
Quk=u∑qsikli+qpkAp
u──桩身的周长,u=2.513m;
Ap──桩端面积,Ap=0.503m2;
各土层厚度及阻力标准值如下表:
序号土厚度(m)土侧阻力标准值(kPa)土端阻力标准值(kPa)抗拔系数土名称
13.1010.00/0.40细砂
25.6022.00/0.60粉质粘土
31.8045.00/0.64全风化岩
45.4070.00900.000.65强风化岩
由于桩的入土深度为11.00m,所以桩端是在第4层土层。
单桩竖向承载力验算:
Quk=2.513×270.2+900×0.503=1131.476kN;
单桩竖向承载力特征值:
R=Quk/2+ηcfakAc=1131.476/2+0.28×550×7.06=1652.954kN;
Nk=926.56kN≤1.2R=1.2×1652.954=1983.545kN;
桩基竖向承载力满足要求!
4.171#塔吊桩基础抗拔验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.4.5条。
群桩呈非整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值:
Tuk=Σλiqsikuili
其中:
Tuk──桩基抗拔极限承载力标准值;
ui──破坏表面周长,取ui=πd=3.142×0.8=2.513m;
qsik──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值;
λi──抗拔系数,砂土取0.50~0.70,粘性土、粉土取0.70~0.80,桩长l与桩径d之比小于20时,λ取小值;
li──第i层土层的厚度。
经过计算得到:
Tuk=Σλiqsikuili=404.41kN;
群桩呈整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值:
Tgk=(ulΣλiqsikli)/4=772.37kN
ul──桩群外围周长,ul=4×(4+0.8)=19.20m;
桩基抗拔承载力公式:
Nk≤Tgk/2+Ggp
Nk≤Tuk/2+Gp
其中Nk-桩基上拔力设计值,Nk=13.18kN;
Ggp-群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数,Ggp=1267.20kN;
Gp-基桩自重设计值,Gp=138.23kN;
Tgk/2+Ggp=772.368/2+1267.2=1653.384kN>13.185kN;
Tuk/2+Gp=404.411/2+138.23=340.436kN>13.185kN;
桩抗拔满足要求。
4.1.81#塔吊桩配筋计算
1、桩构造配筋计算
As=πd2/4×0.45%=3.14×8002/4×0.45%=2260mm2;
2、桩抗压钢筋计算
经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋!
3、桩受拉钢筋计算
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.4条正截面受拉承载力计算。
N≤fyAs
式中:
N──轴向拉力设计值,N=13184.96N;
fy──钢筋强度抗压强度设计值,fy=300.00N/mm2;
As──纵向普通钢筋的全部截面积。
As=N/fy=13184.96/300.00=43.95mm2
实际配筋值:
HRB335钢筋,12根三级16。
实际配筋值2411mm2。
依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-2008),
箍筋采用螺旋式,直径为8mm,间距宜为250mm;受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时,桩顶以下5d范围内箍筋应加密;间距为100mm;每隔2m设一道直径为12mm的焊接加劲箍筋。
4.2.12#塔吊的基本参数信息
塔吊型号:
QZT80A(6010),塔吊起升高度H:
42.000m,
塔身宽度B:
1.65m,基础埋深D:
1.500m,
自重F1:
708kN,基础承台厚度Hc:
1.400m,
最大起重荷载F2:
60kN,基础承台宽度Bc:
5.500m,
桩钢筋级别:
HRB335,桩直径或者方桩边长:
0.800m,
桩间距a:
4m,承台箍筋间距S:
详见基础说明书,
承台混凝土的保护层厚度:
50mm,承台混凝土强度等级:
C35;
4.2.22#塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算
塔吊自重(包括压重)F1=708.00kN;
塔吊最大起重荷载F2=60.00kN;
作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=768.00kN;
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算:
Mkmax=2658kN·m;
4.2.32#塔吊承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算
1.桩顶竖向力的计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.1.1条,在实际情况中x、y轴是随机变化的,所以取最不利情况计算。
Nik=(Fk+Gk)/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2;
其中n──单桩个数,n=4;
Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值,Fk=768.00kN;
Gk──桩基承台的自重标准值:
Gk=25×Bc×Bc×Hc=25×5.50×5.50×1.40=1058.75kN;
Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值,取2658.00kN·m;
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.83m;
Nik──单桩桩顶竖向力标准值;
经计算得到单桩桩顶竖向力标准值
最大压力:
Nkmax=(768.00+1058.75)/4+2658.00×2.83/(2×2.832)=926.56kN。
最小压力:
Nkmin=(768.00+1058.75)/4-2658.00×2.83/(2×2.832)=-13.18kN。
需要验算桩的抗拔!
2.承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.2条。
Mx=∑Niyi
My=∑Nixi
其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值;
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=1.18m;
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值,Ni1=1.2×(Nkmax-Gk/4)=794.25kN;
经过计算得到弯矩设计值:
Mx=My=2×794.25×1.18=1866.48kN·m。
4.2.42#塔吊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。
αs=M/(α1fcbh02)
ζ=1-(1-2αs)1/2
γs=1-ζ/2
As=M/(γsh0fy)
式中,αl──系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00;
fc──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2;
ho──承台的计算高度:
Hc-50.00=1350.00mm;
fy──钢筋受拉强度设计值,fy=300.00N/mm2;
经过计算得:
αs=1866.48×106/(1.00×16.70×5500.00×1350.002)=0.011;
ξ=1-(1-2×0.011)0.5=0.011;
γs=1-0.011/2=0.994;
Asx=Asy=1866.48×106/(0.994×1350.00×300.00)=4634.58mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:
5500.00×1400.00×0.15%=11550.00mm2。
实际配筋值:
HRB335钢筋,25@170。
承台底面单向根数32根。
实际配筋值15700mm2。
4.2.52#塔吊承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.9条,承台斜截面受剪承载力满足下面公式:
V≤βhsαftb0h0
其中,b0──承台计算截面处的计算宽度,b0=5500mm;
λ──计算截面的剪跨比,λ=a/h0,此处,a=0.86m;当λ<0.25时,取λ=0.25;当λ>3时,取λ=3,得λ=0.633;
βhs──受剪切承载力截面高度影响系数,当h0<800mm时,取h0=800mm,h0>2000mm时,取h0=2000mm,其间按内插法取值,βhs=(800/1350)1/4=0.877;
α──承台剪切系数,α=1.75/(0.633+1)=1.071;
0.877×1.071×1.57×5500×1350=10958.431kN≥1.2×926.56=1111.872kN;
经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!
4.2.62#塔吊桩竖向极限承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.1条:
桩的轴向压力设计值中最大值Nk=926.56kN;
单桩竖向极限承载力标准值公式:
Quk=u∑qsikli+qpkAp
u──桩身的周长,u=2.513m;
Ap──桩端面积,Ap=0.503m2;
各土层厚度及阻力标准值如下表:
序号土厚度(m)土侧阻力标准值(kPa)土端阻力标准值(kPa)抗拔系数土名称
16.9010.00/0.40粉砂
26.4045.00/0.64全风化岩
33.001.002000.000.75微风化岩
由于桩的入土深度为15.00m,所以桩端是在第3层土层。
单桩竖向承载力验算:
Quk=2.513×358.7+2000×0.503=1906.821kN;
单桩竖向承载力特征值:
R=Quk/2+ηcfakAc=1906.821/2+0.24×3500×7.06=6883.68kN;
Nk=926.56kN≤1.2R=1.2×6883.68=8260.417kN;
桩基竖向承载力满足要求!
4.2.72#塔吊桩基础抗拔验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.4.5条。
群桩呈非整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值:
Tuk=Σλiqsikuili
其中:
Tuk──桩基抗拔极限承载力标准值;
ui──破坏表面周长,取ui=πd=3.142×0.8=2.513m;
qsik──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值;
λi──抗拔系数,砂土取0.50~0.70,粘性土、粉土取0.70~0.80,桩长l与桩径d之比小于20时,λ取小值;
li──第i层土层的厚度。
经过计算得到:
Tuk=Σλiqsikuili=535.82kN;
群桩呈整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值:
Tgk=(ulΣλiqsikli)/4=1023.34kN
ul──桩群外围周长,ul=4×(4+0.8)=19.20m;
桩基抗拔承载力公式:
Nk≤Tgk/2+Ggp
Nk≤Tuk/2+Gp
其中Nk-桩基上拔力设计值,Nk=13.18kN;
Ggp-群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数,Ggp=1728.00kN;
Gp-基桩自重设计值,Gp=188.50kN;
Tgk/2+Ggp=1023.336/2+1728=2239.668kN>13.185kN;
Tuk/2+Gp=535.817/2+188.496=456.404kN>13.185kN;
桩抗拔满足要求。
4.2.82#塔吊桩配筋计算
1、桩构造配筋计算
As=πd2/4×0.45%=3.14×8002/4×0.45%=2260mm2;
2、桩抗压钢筋计算
经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋!
3、桩受拉钢筋计算
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.4条正截面受拉承载力计算。
N≤fyAs
式中:
N──轴向拉力设计值,N=13184.96N;
fy──钢筋强度抗压强度设计值,fy=300.00N/mm2;
As──纵向普通钢筋的全部截面积。
As=N/fy=13184.96/300.00=43.95mm2
实际配筋值:
HRB335钢筋,12根三级16。
实际配筋值2411mm2。
依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-2008),
箍筋采用螺旋式,直径为8mm,间距宜为250mm;受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时,桩顶以下5d范围内箍筋应加密;间距为100mm;每隔2m设一道直径为12mm的焊接加劲箍筋。
4.3.13#塔吊的基本参数信息
塔吊型号:
QZT80A(6010),塔吊起升高度H:
42.000m,
塔身宽度B:
1.65m,基础埋深D:
1.500m,
自重F1:
708kN,基础承台厚度Hc:
1.400m,
最大起重荷载F2:
60kN,基础承台宽度Bc:
5.500m,
桩钢筋级别:
HRB335,桩直径或者方桩边长:
0.800m,
桩间距a:
4m,承台箍筋间距S:
详见基础说明书,
承台混凝土的保护层厚度:
50mm,承台混凝土强度等级:
C35;
4.3.23#塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算
塔吊自重(包括压重)F1=708.00kN;
塔吊最大起重荷载F2=60.00kN;
作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=768.00kN;
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算:
Mkmax=2658kN·m;
4.3.33#塔吊承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算
1.桩顶竖向力的计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.1.1条,在实际情况中x、y轴是随机变化的,所以取最不利情况计算。
Nik=(Fk+Gk)/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2;
其中n──单桩个数,n=4;
Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值,Fk=768.00kN;
Gk──桩基承台的自重标准值:
Gk=25×Bc×Bc×Hc=25×5.50×5.50×1.40=1058.75kN;
Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值,取2658.00kN·m;
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.83m;
Nik──单桩桩顶竖向力标准值;
经计算得到单桩桩顶竖向力标准值
最大压力:
Nkmax=(768.00+1058.75)/4+2658.00×2.83/(2×2.832)=926.56kN。
最小压力:
Nkmin=(768.00+1058.75)/4-2658.00×2.83/(2×2.832)=-13.18kN。
需要验算桩的抗拔!
2.承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.2条。
Mx=∑Niyi
My=∑Nixi
其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值;
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=1.18m;
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值,Ni1=1.2×(Nkmax-Gk/4)=794.25kN;
经过计算得到弯矩设计值:
Mx=My=2×794.25×1.18=1866.48kN·m。
4.3.43#塔吊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。
αs=M/(α1fcbh02)
ζ=1-(1-2αs)1/2
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