塔吊基础方案.doc

（工程名称）塔吊基础专项施工方案 项目塔吊基础专项施工方案（公司名称）2011年5月塔吊基础专项施工组织设计（方案）工程名称：（工程名称）工程地点： 施工单位： （公司名称） 编制单位：（公司名称） 编 制 人： 编制日期： 年 月 日审 核 人：审 批 人： 审批日期： 年 月 日目录一、工程概况5二、塔吊选择5三、塔吊基础形式选择6四、1#tc5613-6塔吊基础的计算书6（一）、塔吊的基本参数信息6（二）、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算7（三）、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算7（四）、承台截面主筋的计算8（五）、承台斜截面抗剪切计算9（六）、桩承载力验算10（七）、桩竖向极限承载力验算11五、2#tc6013a-6塔吊基础的计算书13（一）、塔吊的基本参数信息13（二）、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算13（三）、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算13（四）、承台截面主筋的计算15（五）、承台斜截面抗剪切计算16（六）、桩承载力验算17（七）、桩竖向极限承载力验算17六、3#tc6013a-6塔吊基础计算书（天然基础）19（一）、塔吊的基本参数信息19（二）、塔吊基础承载力及抗倾翻计算19（三）、地基承载力验算21（四）、基础受冲切承载力验算21（五）、承台配筋计算23七、塔吊基础施工25八、附图29一、工程概况（工程名称）总建筑面积约。其中地下室建筑面积，地上建筑面积。结构类型为剪力墙结构。工程建设一览表建设单位设计单位施工单位（公司名称）监理单位单位工程概况序号栋号结构形式层数建筑高度1a剪力墙13层60m2b剪力墙11层48.3m3c剪力墙11层48.3m4培训中心剪力墙14层60m5体验中心剪力墙1层8.3m二、塔吊选择本工程主体结构施工时共设中联重科塔吊3台，布设位置和塔吊编号见平面布置图。1#塔吊选用tc5613-6型塔吊，该塔吊独立式起升高度为40.5米，附着式起升高度达220米，工作臂长56米，最大起重量6吨，端部最大起重量1.3吨。2#3#塔吊选用中联重科tc6013a-6型塔吊，该塔吊独立式起升高度为46米，附着式起升高度达220米，工作臂长60米，最大起重量6吨，端部最大起重量1.3吨。三、塔吊基础形式选择 根据塔吊平面布置和勘察地质报告综合分析，1#、2#、塔吊基础参考地质报告中zk35、zk88、3#塔吊参考zk73剖面， 1#2#塔吊统一选用4条预应力管桩桩外径为500，桩长约为1518m（从开挖后地面算起），单桩竖向承载特征值为1100kn，桩类型及其它参数同工程桩。桩承台面标高平地下室地板标高，大样详见附图。3#选用天然基础形式。四、1# tc5613-6）塔吊基础的计算书（四桩承台）（一）、塔吊的基本参数信息塔吊型号：tc5613-6， 塔吊起升高度h：35.000m，塔身宽度b：1.8m， 基础埋深d：1.500m，自重f1：433kn， 基础承台厚度hc：1.350m，最大起重荷载f2：60kn， 基础承台宽度bc：5.000m，桩钢筋级别:ii级钢， 桩直径或者方桩边长：0.500m，桩间距a：3.4m， 承台箍筋间距s：200.000mm，承台混凝土的保护层厚度：50mm， 空心桩的空心直径：0.30m。 额定起重力矩是：600knm， 基础所受的水平力：30kn，标准节长度：2.8m，主弦杆材料：角钢/方钢, 宽度/直径c：120mm，所处城市：广东广州市， 基本风压w0：0.5kn/m2，地面粗糙度类别为：c类 有密集建筑群的城市郊区，风荷载高度变化系数z：1.13 。二、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=433.00kn， 塔吊最大起重荷载f2=60.00kn， 作用于桩基承台顶面的竖向力f=1.2(f1+f2)=591.60kn， 塔吊倾覆力矩m=1.41020.65=1428.91knm三、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算 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技术规范（jgj94-94）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。 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=591.60kn； g桩基承台的自重：g=1.2(25bcbchc)=1.2(205.005.001.35)=1012.50kn； mx,my承台底面的弯矩设计值，取1428.91knm； xi,yi单桩相对承台中心轴的xy方向距离a/20.5=2.40m； ni单桩桩顶竖向力设计值；经计算得到单桩桩顶竖向力设计值， 最大压力：nmax=(591.60+1012.50)/4+1428.912.40/(2549.612)=549.61kn。最小压力：nmin=(591.60+1012.50)/4-1428.912.40/(2252.442)=252.44kn。不需要验算桩的抗拔2. 承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范（jgj94-94）的第5.6.1条。 其中 mx1,my1计算截面处xy方向的弯矩设计值； xi,yi单桩相对承台中心轴的xy方向距离取a/2-b/2=0.80m； ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，ni1=ni-g/n=296.49kn；经过计算得到弯矩设计值：mx1=my1=2296.490.80=474.38knm。四、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，l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=1300.00mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.00n/mm2；经过计算得：s=474.38106/(1.0016.705000.001300.002)=0.003； =1-(1-20.003)0.5=0.003； s =1-0.003/2=0.998； asx =asy =474.38106/(0.9981300.00300.00)=1218.41mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:5000.001300.000.15%=9750.00mm2。建议配筋值：hpb235钢筋，25200mm。承台底面单向根数24根。实际配筋值11775.00mm2。五、承台斜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=549.61kn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，o建筑桩基重要性系数，取1.00； bo承台计算截面处的计算宽度，bo=5000mm； ho承台计算截面处的计算高度，ho=1300mm； 计算截面的剪跨比，=a/ho此处，a=(5000.00/2-1800.00/2)-(5000.00/2-3400.00/2)=800.00mm；当 3时,取=3，得=0.62； 剪切系数，当0.31.4时，=0.12/(+0.3)；当1.43.0时，=0.2/(+1.5)，得=0.13； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70n/mm2；则，1.00549.61=5.50105n0.1316.7050001300=14111500n；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！六、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=549.61kn；桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中，o建筑桩基重要性系数，取1.00； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35.90n/mm2； a桩的截面面积，a=1.26105mm2。则，1.00549612.05=5.50105n35.901.26105=4.51106n；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！七、桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据建筑桩基技术规范(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=549.61kn；单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： 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； s, p分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数； qsik桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； qpk极限端阻力标准值； u桩身的周长，u=1.571m； ap桩端面积,取ap=0.126m2； li第i层土层的厚度；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 1 3.30 24.00 1800.00 0.80 粉质粘土 2 1.20 53.00 2550.00 0.70 粉质粘土3 5.80 127.00 8400.00 0.80 砂质粘土4 8.40 127.00 8400.00 0.80 全风化花岗岩由于桩的入土深度为15.00m,所以桩端是在第4层土层。单桩竖向承载力验算: r=1.57(3.3024.001.00+1.2053.001.00+5.80127.001.00+4.70127.001.00)/1.65+1.128400.000.126/1.65=2.12103knn=549.612kn；上式计算的r的值大于最大压力549.61kn,所以满足要求!五、2#tc5613-6）塔吊基础的计算书（四桩承台）（一）、塔吊的基本参数信息塔吊型号：tc6013a-6， 塔吊起升高度h：35.000m，塔身宽度b：2m， 基础埋深d：1.500m，自重f1：450.8kn， 基础承台厚度hc：1.350m，最大起重荷载f2：60kn， 基础承台宽度bc：5.000m，桩钢筋级别:ii级钢， 桩直径或者方桩边长：0.500m，桩间距a：3.4m， 承台箍筋间距s：200.000mm，承台混凝土的保护层厚度：50mm， 空心桩的空心直径：0.30m。 额定起重力矩是：630knm， 基础所受的水平力：30kn，标准节长度：2.8m，主弦杆材料：角钢/方钢, 宽度/直径c：120mm，所处城市：广东广州市， 基本风压w0：0.5kn/m2，地面粗糙度类别为：c类 有密集建筑群的城市郊区，风荷载高度变化系数z：1.13 。二、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=450.80kn， 塔吊最大起重荷载f2=60.00kn， 作用于桩基承台顶面的竖向力f=1.2(f1+f2)=612.96kn， 塔吊倾覆力矩m=1.41062.98=1488.17knm三、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算 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技术规范（jgj94-94）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。 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=612.96kn； g桩基承台的自重：g=1.2(25bcbchc)=1.2(205.005.001.35)=1012.50kn； mx,my承台底面的弯矩设计值，取1488.17knm； xi,yi单桩相对承台中心轴的xy方向距离a/20.5=2.40m； ni单桩桩顶竖向力设计值；经计算得到单桩桩顶竖向力设计值， 最大压力：nmax=(612.96+1012.50)/4+1488.172.40/(2561.112)=561.11kn。最小压力：nmin=(612.96+1012.50)/4-1488.172.40/(2251.622)=251.62kn。不需要验算桩的抗拔2. 承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范（jgj94-94）的第5.6.1条。 其中 mx1,my1计算截面处xy方向的弯矩设计值； xi,yi单桩相对承台中心轴的xy方向距离取a/2-b/2=0.70m； ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，ni1=ni-g/n=307.99kn；经过计算得到弯矩设计值：mx1=my1=2307.990.70=431.19knm。四、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，l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=1300.00mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.00n/mm2；经过计算得：s=431.19106/(1.0016.705000.001300.002)=0.003； =1-(1-20.003)0.5=0.003； s =1-0.003/2=0.998； asx =asy =431.19106/(0.9981300.00300.00)=1107.30mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:5000.001300.000.15%=9750.00mm2。建议配筋值：hpb235钢筋，25200mm。承台底面单向根数24根。实际配筋值11775.00mm2。五、承台斜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=561.11kn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，o建筑桩基重要性系数，取1.00； bo承台计算截面处的计算宽度，bo=5000mm； ho承台计算截面处的计算高度，ho=1300mm； 计算截面的剪跨比，=a/ho此处，a=(5000.00/2-2000.00/2)-(5000.00/2-3400.00/2)=700.00mm；当 3时,取=3，得=0.54； 剪切系数，当0.31.4时，=0.12/(+0.3)；当1.43.0时，=0.2/(+1.5)，得=0.14； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70n/mm2；则，1.00561.11=5.61105n0.1416.7050001300=15197000n；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！六、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=561.11kn；桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中，o建筑桩基重要性系数，取1.00； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35.90n/mm2； a桩的截面面积，a=1.26105mm2。则，1.00561114.49=5.61105n35.901.26105=4.51106n；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！七、桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据建筑桩基技术规范(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=561.11kn；单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： 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； s, p分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数； qsik桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； qpk极限端阻力标准值； u桩身的周长，u=1.571m； ap桩端面积,取ap=0.126m2； li第i层土层的厚度；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1 3.80 24.00 1800.00 0.80 素填土 2 1.80 53.00 2550.00 0.70 粉质粉土3 4.00 127.00 8400.00 0.80 砂质粘性土 4 10.40 127.00 8400.00 0.80 全风化花岗岩由于桩的入土深度为15.00m,所以桩端是在第4层土层。单桩竖向承载力验算: r=1.57(3.8024.001.00+1.8053.001.00+4.00127.001.00+5.40127.001.00)/1.65+1.128400.000.126/1.65=2.03103knn=561.114kn；上式计算的r的值大于最大压力561.11kn,所以满足要求!六、3#tc6013a-6塔吊基础计算书（天然基础）（一）、塔吊的基本参数信息塔吊型号：tc6013a-6， 塔吊起升高度h：37.70m，塔身宽度b：2m， 基础埋深d：2.00m，自重f1：390kn， 基础承台厚度hc：1.35m，最大起重荷载f2：60kn， 基础承台宽度bc：6.00m，混凝土强度等级：c35， 钢筋级别：ii级钢，额定起重力矩：600knm， 基础所受的水平力：30kn，标准节长度a：2.8m，主弦杆材料：角钢/方钢, 宽度/直径c：120mm，所处城市：广东广州市， 基本风压w0：0.5kn/m2，地面粗糙度类别：b类 田野乡村， 风荷载高度变化系数z：1.56 。（二）、塔吊基础承载力及抗倾翻计算依据建筑地基基础设计规范(gb50007-2002)第5.2条承载力计算。计算简图: 当不考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑偏心矩较大时的基础设计值计算公式： 混凝土基础抗倾翻稳定性计算：e=m/(f+g)=2000.19/(540.00+1458.00)=1.00m bc/3=2.00m根据塔式起重机设计规范（gb/t 13752-92）第4.6.3条，塔吊混凝土基础的抗倾翻稳定性满足要求。式中 f塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重和最大起重荷载,f=540.00kn； g基础自重：g=25.0bcbchc1.2 =1458.00kn； bc基础底面的宽度，取bc=6.000m； m倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，m=1.4 1428.71=2000.19knm； e偏心矩，em/(f + g)1.001 m,故ebc/6=1 m； a合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m)，按下式计算： a= bc / 2 - m / (f + g)=6.000/2-2000.194/(540.000+1458.000)=1.999m。经过计算得到:有附着的压力设计值 p=(540.000+1458.000)/6.0002=55.500kpa；偏心矩较大时压力设计值 pkmax=2(540.000+1458.000)/(36.0001.999)=111.061kpa。（三）、地基承载力验算实际计算取的地基承载力设计值为:fa=153.000kpa；地基承载力特征值fa大于有附着时压力设计值p=55.500kpa，满足要求！地基承载力特征值1.2fa大于偏心矩较大时的压力设计值pkmax=111.061kpa，满足要求！（四）、基础受冲切承载力验算依据建筑地基基础设计规范（gb 50007-2002）第8.2.7条。验算公式如下: 式中 hp - 受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，hp取1.0.当h大于等于2000mm时，hp取0.9，其间按线性内插法取用；取 hp=0.95； ft - 混凝土轴心抗拉强度设计值；取 ft=1.57mpa； ho - 基础冲切破坏锥体的有效高度；取 ho=1.30m； am - 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度； am=2.00+(2.00 +21.30)/2=3.30m； at - 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；取at2m； ab - 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；ab=2.00 +21.30=4.60； pj - 扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；取 pj=111.06kpa； al - 冲切验算时取用的部分基底面积；al=6.00(6.00-4.60)/2=4.20m2 fl - 相应于荷载效应基本组合时作用在al上的地基土净反力设计值。 fl=111.064.20=466.46kn。允许冲切力：0.70.951.573300.001300.00=4498619.13n=4498.62kn fl= 466.46kn；实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！（五）、承台配筋计算1.抗弯计算依据建筑地基基础设计规范（gb 50007-2002）第8.2.7条。计算公式如下: 式中：mi - 任意截面i-i处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值； a1 - 任意截面i-i至基底边缘最大反力处的距离；当墙体材料为混凝土时，取a1=(bc-b)/2(6.00-2.00)/2=2.00m； pmax - 相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取111.06kn/m2； p - 相应于荷载效应基本组合时在任意截面i-i处基础底面地基反力设计值；p=pmax(3a-al)/3a p=111.06(32.00-2.00)/(32.00)=74.04kpa； g-考虑荷载分项系数的基础自重，取g=1.3525bcbchc=1.35256.006.001.35=1640.25kn/m2； l - 基础宽度，取l=6.00m； a - 塔身宽度，取a=2.00m； a - 截面i - i在基底的投影长度, 取a=2.00m。 经过计算得mi=2.002(26.00+2.00)(111.06+74.04-21640.25/6.002)+(111.06-74.04)6.00/12=512.60kn.m。2.配筋面积计算依据建筑地基基础设计规范gb 50007-2002第8.7.2条。公式如下: 式中，l - 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，取为0.94,期间按线性内插法确定，取l=1.00； fc - 混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70kn/m2； ho - 承台的计算高度，ho=1.30m。经过计算得： s=512.60106/(1.0016.706.00103(1.30103)2)=0.003； =1-(1-20.003)0.5=0.003； s=1-0.003/2=0.998； as=512.60106/(0.9981.30300.00)=1316.35mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:6000.001350.000.15%=12150.00mm2。故取 as=12150.00mm2。建议配筋值：ii级钢筋，25235mm。承台底面单向根数25根。实际配筋值12272.5 mm2。七、塔吊基础施工7.1基础施工（1）在基础位置定位放线，定出桩位后，由专业桩基础施工队按本施工方案要求打桩，塔吊基础桩的要求和其它设计工程桩相同。（2）按照塔机基础图要求，制作并绑扎好钢筋，砌好砖模、预埋地脚螺栓并安装好止水刚板，自检后报监理验收合格后方可浇灌砼。 基础砼的浇筑安排专人负责跟踪，基础所用的材料是甲方指定的合格厂家。 7.2塔吊基础细部处理（1）与塔吊基础相连接的地下室底板配筋仍按设计图纸中配置，其施工缝留设在塔吊基础边。施工缝处预留钢