塔吊基础设计方案.doc

广州港南沙汽车码头商品汽车库工程广州港南沙汽车码头商品汽车库工程 QTZ100(TC6513-6)QTZ100(TC6513-6) 1#1#塔吊基础设计方案塔吊基础设计方案 【协安建设协安建设】 目目 录录 一、工程概况一、工程概况 .1 二、编制依据二、编制依据 .1 三、塔吊基础设计计算书三、塔吊基础设计计算书 .1 四、防雷措施四、防雷措施 .9 五、附图五、附图 .9 1.塔吊基础平面布置图.10 2.钻孔柱状图.10 3. 岩土承载力参数表.10 广州港南沙汽车码头商品汽车库工程广州港南沙汽车码头商品汽车库工程 QTZ100(TC6513-6)QTZ100(TC6513-6) 1#1#塔吊基础设计方案塔吊基础设计方案 【协安建设协安建设】 第第 1 1 页，共页，共 1313 页页 QTZ100(TC6513-6)QTZ100(TC6513-6) 1#1#塔吊基础设计方案塔吊基础设计方案 一、工程概况一、工程概况 本工程位于广州市南沙区黄阁镇沙仔岛广州港南沙汽车码头内，该工程由广州港南沙汽车码 头有限公司投资，由广东省建筑设计研究院设计。 本工程总建筑面积为 82976.16 平方米，为地上 6 层，无地下室，框架结构。采用 500 预 制管桩基础，首层层高 6 米，2 层层高 3.5 米，35 层层高 3.4 米，6 层层高 3.85 米，建筑高度 为 23.5 米。 据本工程现场情况及施工需要，共需塔吊 3 台，其中臂长 56m 的 QTZ80(TC5613-6) 2 台，臂 长 65m 的 QTZ100(TC6513-6) 1 台，可以满足本施工范围的材料运输要求，具体布置详见总平面 布置图。 二、编制依据二、编制依据 1、建筑地基基础设计规范 （GB50007-2011） 2、广东省建筑地基基础设计规范 （DBJ 15-31-2003） 3、混凝土结构设计规范 （GB 50010-2011） 4、建筑结构荷载规范 （GB50009-2012） 5、简明钢筋混凝土结构计算手册 6、建筑桩基技术规范（JGJ94-2008） 7、本项目岩土工程勘察报告中的KZ87#勘察点 8、建筑、结构设计图纸； 9、塔式起重机使用说明书； 10、塔式起重机设计规范GB/T 13752-92 三、塔吊基础设计计算书三、塔吊基础设计计算书 1 1、塔吊基础的计算说明、塔吊基础的计算说明 本工程塔吊将采用 QTZ100(TC6513-6) ，臂长 65m，塔吊最大起重 6t，自由高度 46m。建 筑物高度为 23.5 米，塔吊安装高度为 40.4 米，自编号 1#。 塔吊基础承载力计算依据选取本项目岩土工程勘察报告中的 HZ6#勘察点。 塔吊安装位置：塔机安装位置于-轴上侧 2.50 米轴右则 3.0 米轴左侧 G G 13 14 3.0 米。（塔机中心至建筑外边线 3.0 米）(如下图) 广州港南沙汽车码头商品汽车库工程广州港南沙汽车码头商品汽车库工程 QTZ100(TC6513-6)QTZ100(TC6513-6) 1#1#塔吊基础设计方案塔吊基础设计方案 【协安建设协安建设】 第第 2 2 页，共页，共 1313 页页 2 2、计算参数、计算参数 （1）基本参数 QTZ100(TC6513-6)塔式起重机，塔身尺寸 1.80m,开挖深度为-1.3m；现场地面标高为 0.00m，承台面标高为 0.1m，承台高度 1.3m；地下水位-1.4m。采用预应力管桩基础，本工 程管桩选用摩擦型桩，桩端土选在入强风化岩 1 米，桩长约 21.6 米，桩型同工程桩 PHC500，壁厚 125mm。 塔吊基础设计塔吊基础设计( (四桩四桩) )计算书计算书 工程名称：广州港南沙汽车码头商品汽车库工程 编制单位： 1.计算参数 （1）基本参数 采用 1 台 QTZ100 塔式起重机，塔身尺寸 1.80m,地下开挖深度为-1.30m；现场地面标高 0.00m，承台面标高 0.10m；采用预应力管桩基础，地下水位-1.40m。 1）塔吊基础受力情况 基础荷载 P(kN) M(kN.m) 荷载工况 Fk F h MMZ 工作状态 639.9021.601851.30460.20 非工作状态 532.7086.601794.300 广州港南沙汽车码头商品汽车库工程广州港南沙汽车码头商品汽车库工程 QTZ100(TC6513-6)QTZ100(TC6513-6) 1#1#塔吊基础设计方案塔吊基础设计方案 【协安建设协安建设】 第第 3 3 页，共页，共 1313 页页 hF h 基础顶面所受倾覆力矩 基础所受扭矩 基础顶面所受水平力 基础顶面所受垂直力 M = z M = F = F =k zM F k 塔吊基础受力示意图 M 比较桩基础塔吊的工作状态和非工作状态的受力情况，塔吊基础按工作状态计算如图 Fk=639.90kN,Fh=21.60kN M=1851.30+21.601.20=1877.22kN.m Fk，=639.901.35=863.87kN,Fh，=21.601.35=29.16kN Mk=(1851.30+21.601.20)1.35=2534.25kN.m 2）桩顶以下岩土力学资料 序 号 地层名称 厚度 L (m) 极限侧阻力标 准值 qsik(kPa) 极限端阻力标准 值 qpk(kPa) qsik i (kN/m) 抗拔系数 i iqsik i (kN/m) 1 填土 3.608.0028.800.5014.40 2 淤泥质土 6.008.0048.000.5024.00 3 粉质粘土 3.0030.0090.000.6054.00 4 粉细土 2.6012.0031.200.5015.60 5 粉质粘土 4.2045.00189.000.70132.30 6 粉质粘土 2.3045.00103.500.7072.45 7 强风化硬质 岩 1.00100.003500.00100.000.6060.00 桩长 22.70qsik*Li590.50iqsik*Li372.75 3）基础设计主要参数 基础桩采用 4 根 500 预应力管桩,桩顶标高-1.10m；桩混凝土等级 C80,fC=35.90N/mm2 ,EC=3.80104 N/mm2；ft=2.22N/mm2,桩长 22.70m,壁厚 125mm；钢筋 HRB400，fy=360.00N/mm2,Es=2.00105N/mm2 承台尺寸长(a)=4.80m,宽(b)=4.80m,高(h)=1.30m；桩中心与承台中心 1.90m,承台面标高 0.10m；承台混凝土等级 C35，ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,砼=25kN/m3 Gk=abh砼=4.804.801.3025=748.80kN 广州港南沙汽车码头商品汽车库工程广州港南沙汽车码头商品汽车库工程 QTZ100(TC6513-6)QTZ100(TC6513-6) 1#1#塔吊基础设计方案塔吊基础设计方案 【协安建设协安建设】 第第 4 4 页，共页，共 1313 页页 塔吊基础尺寸示意图 2.桩顶作用效应计算 （1）竖向力 1）轴心竖向力作用下 Nk=(FkGk)/n=(639.90+748.80)/4=347.18kN 2）偏心竖向力作用下 按照 Mx 作用在对角线进行计算，Mx=Mk=1877.22kN.m，yi=1.9020.5=2.69m Nk =(FkGk)/nMxyi/yi2=(639.90+748.80)/4(1877.222.69)/(22.692)=347.18348.93 Nkmax=696.11kN, Nkmin=-1.76kN (基桩承受竖向拉力) (2)水平力 Hik= =Fh/n=21.60/4=5.40kN 3.单桩允许承载力特征值计算 管桩外径 d=500mm=0.50m，内径 d1=500-2125=250mm=0.25m，hb=1.00 hb/d=1.00/0.50=2.00,p =0.162.00=0.32 （1）单桩竖向极限承载力标准值计算 Aj=(d2-d12)/4=3.14(0.502-0.252)/4=0.15m2,Apl=d12/4=3.140.252/4=0.05m2 Qsk=uqsik i=dqsiki=3.140.50590.50=927.09kN Qpk=qpk(Aj+pApl)=3500.00(0.15+0.320.05)=581.00kN，Quk= QskQpk=927.09+581.00=1508.09kN Ra=1/KQuk=1/21508.09=754.05kN (2)桩基竖向承载力计算 1）轴心竖向力作用下 Nk=347.18kNRa=754.05kN,竖向承载力满足要求。 2）偏心竖向力作用下 Nkmax=696.11kNRa=1.2754.05=904.86kN,竖向承载力满足要求。 4.桩基水平承载力验算 (1)单桩水平承载力特征值计算 I=(d4-d14)/64=3.14(0.504-0.254)/64=0.0029m4 EI=EcI=3.801070.0029=110200kN.m2 查表得:m=6.00103kN/m4, Xoa=0.010m bo=0.9(1.5d+0.5)=1.13m=1130mm =(mbo/ ECI)0.2=(6.0010001.13/110200)0.2=0.57 广州港南沙汽车码头商品汽车库工程广州港南沙汽车码头商品汽车库工程 QTZ100(TC6513-6)QTZ100(TC6513-6) 1#1#塔吊基础设计方案塔吊基础设计方案 【协安建设协安建设】 第第 5 5 页，共页，共 1313 页页 L=0.5722.70=12.944,按 L=4,查表得:x=2.441 RHa=0.75(3EI/x)oa=0.75(0.573110200/2.441)0.01=62.70kN （2）桩基水平承载力计算 Hik=5.40kNRha=62.70kN,水平承载力满足要求。 5.抗拔桩基承载力验算 （1）抗拔极限承载力标准值计算 Tgk=1/nu1iqsikLi=1/4(1.902+0.50)4372.75=1602.83kN Tuk=iqsikuiLi=372.753.140.50=585.22kN (2)抗拔承载力计算 Ggp=Ggp1Ggp2=4.804.800.2018.80/44.804.8022.60(18.80-10)/4=1167.21kN Gp=Gp1Gp2=0.150.30250.1522.60(25-10)=51.98kN Tgk/2+Ggp=1602.83/2+1167.21=1968.63kNNkmin=1.76kN,基桩呈整体性破坏的抗拔承载力满足 要求。 Tuk/2+Gp=585.22/2+51.98=344.59kNNkmin=1.76kN,基桩呈非整体性破坏的抗拔承载力满足要 求。 6.抗倾覆验算 a1=4.80/2=2.40m,bi=4.80/2+1.90=4.30m 倾覆力矩 M倾=MFhh=1851+21.60(1.20-0.10)=1874.76kN.m 抗倾覆力矩 M抗= =（FkGk）ai2(Tuk/2+Gp)bi =(639.90+748.80)2.40+2(585.22/2+51.98)4.30=6296.35kN.m M抗/M倾=6296.35/1874.76=3.36 抗倾覆验算 3.361.6,满足要求。 广州港南沙汽车码头商品汽车库工程广州港南沙汽车码头商品汽车库工程 QTZ100(TC6513-6)QTZ100(TC6513-6) 1#1#塔吊基础设计方案塔吊基础设计方案 【协安建设协安建设】 第第 6 6 页，共页，共 1313 页页 7.桩身承载力验算 (1)正截面受压承载力计算 按照 Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=2534.25kN.m，yi=1.9020.5=2.69m Nk=(Fk1.2Gk)/nMxyi/yi2=(863.87+1.2748.80)/4(2534.252.69)/(22.692) =440.61471.05 Nkmax=911.66kN，Nkmin=-30.44kN c=0.85,cfcAj=0.8535.9010000.15=4577.25kN 正截面受压承载力=4577.25kNNkmax=911.66kN,满足要求。 (2)预制桩插筋受拉承载力验算 插筋采用 HRB400，fy=360.00N/mm2，取 620，As=6314=1884mm2 fyAs=3601884=678240N=678.24kN fyAs=678.24kNNkmin=30.44kN,正截面受拉承载力满足要求。 M倾/(4x1As)=2205.241000/(41.901884)=154.01N/mm2 M倾/(4x1As)=154.01N/mm2360.00N/mm2,满足要求。 (3)承台受冲切承载力验算 1）塔身边冲切承载力计算 F=F1.2Qik=Fk，=863.87kN，ho=1.30-0.10=1.20m=1200mm hp=1.0+(2000-1300)/(2000-800)(0.9-1.0)=0.94 0=1.90-0.50/2-1.80/2=0.75m,=0/ho=0.75/1.20=0.63 0=0.84/(+0.2)=0.84/(0.63+0.2)=1.01 um=4(1.80+1.20)=12.00m hp0umftho=0.941.0112.001.5710001.20=21464.04kN 承台受冲切承载力=21464.04kNF=863.87kN,满足要求。 2)角桩向上冲切力承载力计算 N1=Nk，=Fk，/n+ Mxyi/yi2=863.87/4+2534.252.69/(22.692)=687.02kN 1x=1y=0/ho=0.75/1.20=0.63,c1=c2=0.50+0.25=0.75m V=2Nk，=2687.02=1374.04kN 1x=1y=0.56/(1x+0.2)=0.56/(0.63+0.2)=0.67 1x(c2+1y/2)+1y(c1+1x/2)hpftho =0.67(0.75+0.75/2)20.941.5710001.20=2669.72kN 角桩向上冲切承载力=2669.7kNV=1374.04kN,满足要求。 3)承台受剪切承载力验算 Nk，=Fk，/n+ Mxyi/yi2=863.87/4+2534.252.69/(22.692)=687.02kN V=2Nk，=2687.02=1374.04kN hs=(800/ho)1/4=(800/1200)0.25=0.90,=0/ho=0.75/1.20=0.63 =1.75/(+1)=1.75/(0.63+1)=1.07,b0=4.80m=4800mm hsftb0ho=0.901.071.5710004.801.20=8708.60kN 承台受剪切承载力=8708.60kNV=1374.04kN,满足要求。 (4)承台抗弯验算 1)承台弯矩计算 Ni=Fk，/n+ Mxyi/yi2=863.87/4+2534.252.69/(22.692)=687.02kN,Xi=1.90m 广州港南沙汽车码头商品汽车库工程广州港南沙汽车码头商品汽车库工程 QTZ100(TC6513-6)QTZ100(TC6513-6) 1#1#塔吊基础设计方案塔吊基础设计方案 【协安建设协安建设】 第第 7 7 页，共页，共 1313 页页 M=NiXi=2687.021.90=2610.68kN.m 2)承台配筋计算 承台采用 HRB400，fy=360.00N/mm2 As=M/0.9fyho=2610.68106/(0.93601200)=6715mm2 取 2420 197mm (钢筋间距满足要求),As=24314=7536mm2 承台配筋面积 7536mm26715mm2,满足要求。 8.计算结果 （1）基础桩 4 根 500 预应力管桩,桩顶标高-1.10m,桩长 21.60m；桩混凝土等级 C80,壁厚 125mm,桩顶 插筋 620。 （2）承台 长(a)=4.80m，宽(b)=4.80m，高(h)=1.30m ，桩中心与承台中心 1.90m，承台面标高 0.10m； 混凝土等级 C35，承台底钢筋采用双向 2420197mm。 （3）基础大样图 塔吊基础平面图 广州港南沙汽车码头商品汽车库工程广州港南沙汽车码头商品汽车库工程 QTZ100(TC6513-6)QTZ100(TC6513-6) 1#1#塔吊基础设计方案塔吊基础设计方案 【协安建设协安建设】 第第 8 8 页，共页，共 1313 页页 5003800500 1300 4800 40d 塔吊基础剖面图 广州港南沙汽车码头商品汽车库工程广州港南沙汽车码头商品汽车库工程 QTZ100(TC6513-6)QTZ100(TC6513-6) 1#1#塔吊基础设计方案塔吊基础设计方案 【协安建设协安建设】 第第 9 9 页，共页，共 1313 页页 四、防雷四、防雷措施措施 1) 本工程按二类防雷建筑物考虑，利用基础钢筋作接地体引下线，单桩承台利用桩内 4 条 主钢筋与承台内接地用钢筋焊接，多桩承台利用桩内 2 条主钢筋与承台内接地用钢筋焊接。基础 钢筋组成的接地装置用 216 圆钢电焊焊通， 2) 所有连接电焊处理采用圆钢搭接：单面焊长度=12D、双面焊（长度=6D（圆钢直径） ， 外露于外面的接闪器焊接后必需作防腐处理。避雷带明装时必需采用专用的支架，不准采用焊接。 3) 保护接地与塔吊塔基连接，在塔基底座上焊一只 M12 的螺栓，保护接地一端固定在螺栓 上，另一端固定在开关箱内保护接地端子板上，该线采用直径 16mm2多股铜线。 4) 塔顶防雷接闪器采用塔吊最顶部焊接式接闪器，避雷针采用直径 20 镀锌园钢磨尖，安装 长度高于塔顶 1 米，上下连接成一个闭合通路。 本工程接地电阻小于 1 欧母。 五、附图五、附图 广州港南沙汽车码头商品汽车库工程广州港南沙汽车码头商品汽车库工程 QTZ100(TC6513-6)QTZ100(TC6513-6) 1#1#塔吊基础设计方案塔吊基础设计方案 【协安建设协安建设】 第第 1010 页，共页，共 1313 页页 1.塔吊基础平面布置图 2.钻孔柱状图 3. 岩土承载力参数表 广州港南沙汽车码头商品汽车库工程广州港南沙汽车码头商品汽车库工程 QTZ100(TC6513-6)QTZ100(TC6513-6) 1#1#塔吊基础设计方案塔吊基础设计方案 【协安建设协安建设】 第第 1111 页，共页，共 1313 页页 附图附图 1 1：塔吊基础平面布置图：塔吊基础平面布置图 危险品 仓库 男浴室 M1000X2000M1000X2000M1000X2000 M1000X2000M1000X2000 男浴室男厕所男厕所 女卫浴间 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 口 900X2000 C 900cm口 口 口 口 C 口 口 口 口 C C 口 1200X2000 现场灯塔 3#塔吊1#塔吊2#塔吊 现场灯塔 施工出入口 机修、电工房、工具房材料仓库 工人食堂 工人卫生间、冲凉房 施工人员办公室 162 平方米 会议室 5