软基础情况的塔机基础设计.doc

软基础情况的塔机基础设计软基础情况的塔机基础设计以QTZ40型塔机的参数为计算依据，按照最大安装高度90m计算自重（取最不利荷栽组合）进行人工挖孔桩基础设计计算。 一、塔机基础设定（采用QTZ40型晟立塔机作为演算对象）1、QTZ40型塔机基本参数：吊臂端头至回转中心为40.80m平衡臂尾至回转中心为12.50m配重为4.5T，吊臂端头最大起吊重量1.0T2、从最不利受力考虑：塔机空载时倾覆力矩最大。（承力挖孔桩考虑为阴影面积部分）二、混凝土基础抗倾覆稳定性计算1、计算倾覆力矩M倾=F配L1（其中F配=4.5T=45KN，L1=12.50m）因此M倾=（451.2）12.5=675（KNm）2、计算抗倾覆力矩（1）M抗=FL2（F由基础自身重量F1、嵌入基岩部分嵌固力F2组成）（2）计算基础自身重量F1：承台基础自重G1=46T=460KN（不考虑挖孔桩自身重量，作为安全储备）（3）计算嵌入基岩部分嵌固力F2：F2=rfrkUrhr查DB50/50011997重庆市建筑地基基础设计规范第5.4条有：r嵌固力分布修正系数，取为0.0625；Ur嵌岩部分桩的周长，取为20.6=3.768m;hr桩的嵌岩深度，取为1.5（0.62）=1.8m;frk岩石在天然湿度条件下单轴抗压强度标准值，取为5Mpa;则F2=0.062551063.7681.8=2119.5KN因此F=F1F2=4602119.5=2579.5KN M抗=FL2=2579.50.6=1547.7（KNm）3、由M抗=1547.7（KNm），M倾=675（KNm） 可得M抗M倾且安全系数K=M抗/M倾=2.3由上验算可知混凝土基础抗倾覆稳定性满足要求。三、地基基础承载能力计算1、地基基础承载能力应满足：0N压N承（0建筑桩基重要性系数，对于柱下单桩的一级建筑桩基取0=1.2）2、计算塔机在最不利载荷情况下对地基的最大压应力N压：G1塔机自重（含配重），取为37T即370KN；G2承台基础自重，取为46T即460KN；G3挖孔桩自重（假定桩长度为15m），取为25KN/m3（150.62）=424KN；G4最大起吊重量，取为4T（在起吊臂最近点起吊），即40KN；则N压=（G113G2G3）1.2（G423）1.4（查GB/T1375292塔式起重机设计规范第4.2条，有：1当从地面提升质量时，塔式起重机结构受到的振动激励的起升冲击系数，取为1.1；2当从地面提升质量时，塔式起重机受到的动荷载作用的起升动载系数，取为1.9；3塔式起重机或其起重小车运行时，由于轨道不平整而产生冲击荷载的运行冲击系数，取为1.2；）则N压=（3701.11.2460424）1.2（401.91.2）1.4 =（488.4460424）1.291.21.4 =1646.9KN127.7KN=1774.6KN3、计算地基基础承载能力N承由DB50/50011997第5.4条可知：人工挖孔桩的单桩竖向极限承载力标准值Rk=RskRrkRpk（Rk嵌岩桩单桩竖向承载力标准值；Rsk桩侧土总摩阻力标准值；Rrk总嵌固力标准值；Rpk总端阻力标准值；）在本计算中，仅考虑Rpk作为桩的承载力，其它两项Rsk、Rrk作为安全储备，因此：地基基础的承载力N承=Rpk=pfrkAp （p桩端阻力分布修正系数，取为0.35；frk岩石在天然湿度条件下的单轴抗压强度标准值，取为6Mpa；Ap桩端截面面积,取为0.62=1.13m2)则N承=0.356106（N/m2）1.13m2=2373KN4、由N压=1774.6KN，N承=2373KN知 N承1.2N压 故满足要求。四、挖孔桩的验算：1、计算桩顶轴压力设计值NN=N压=1774.6KN2、参照JGJ9494第4.1.1条要求：由0NfcA 得N（fcA）/0；（0建筑桩基重要性系数，按柱下单桩的一级建筑桩基取为1.2； N桩顶轴向压力设计值； fc砼轴心抗压强度设计值，本计算中考虑桩身砼标号C20，且桩基施工工艺系数c=0.8，故fc=0.89.6=7.68MPa； A桩身截面面积；）有 （fcA）/0=7.68106（3.140.62）/1.2=7234.5KNN压=1774.6KN故挖孔桩承载能力满足要求。3、本计算书中挖孔桩的配筋可按JGJ9494中第4.1.3条要求进行。即：截面配筋率为0.42%，AS=（3.140.62）0.0042=4748mm2，查相关规范有16根20的AS=5026mm2，满足要求；沿桩身通长配筋且钢筋笼顶标高至承台基础顶面；箍筋采用6.5200,采用螺旋式箍筋；桩身砼强度等级为C20，主筋的砼保护层厚度为35。五、承台验算（以下的验算仅作为复核，不作为计为正式的设计计算）1、本计算书中在塔吊承台中增设两根暗梁；2、受弯计算考虑仅让暗梁承受塔机传递下的荷载和承台自重荷载（其中F为塔机标节传下的集中荷载，q为塔机基础承台1/4重量的匀布荷载）F=（G113）1.2（G423）1.4=（3701.11.2）1.2（401.91.2）1.4=586.08+127.68=713.76KNq=（460KN/2）1.875=61.3（KN/m）（注：考虑暗梁的一半承受1/2承台重量）则MA=F0.125+0.5q1.8752=713.760.425+0.561.31.8752=411.1（KNm）而M抗=1fcbx(h0x/2)+fA(h0)其中f=300N/mm2 （查GB500102002表4.2.3-1）， A=1473mm2 （查GB500102002附录B表B.1）， h0 =122525=1200mm，=25mm则M抗fA(h0)=3001473（122525）=530.3106（N/mm）MA=411.1106（N/mm）因此承台满足抗弯要求。3、承台受上部荷载的冲切、剪切破坏验算冲切破坏验算式：0FLftmh0（查JGJ9494中第5.6.6.2条）剪切破坏验算式：0Vfcb0h0（查JGJ9494中第5.6.8.2条）由以上两个验算式可知承台受上部荷载的冲切、剪切破坏能否满足要求与承台的砼强度、几何尺寸有关，在本计算书中承台的要求（砼强度、几何尺寸、构造配筋）完全与塔机说明书中要求一致，并增加了两根暗梁，故该承台应能满足上部荷载的冲切、剪切破坏验算。4、承台受挖孔桩反力的冲切破坏验算冲切破坏验算式：0FLftmh0（其中：FL作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值FL=（G113G2）1.2（G423）1.4=1265.76KN0建筑桩基重要性系数，对于柱下单桩的一级建筑桩基取0=1.2；ft承台砼抗拉强度设计值，承台砼为C25取为1.27N/mm2；h0承台冲切破坏锥体的有效高度，取为125025=1225 mm；m冲切破坏锥体一半有效高度处的周长