塔吊基础方案.doc

南翔东方伟业广场工程 塔吊基础施工方案1. 工程概况南翔东方伟业广场工程地处上海市嘉定区南翔镇众仁路和银翔路交叉口，基地东起众仁路，西至黄泥泾，南临翔二河，北抵银翔路，总用地面积约为16874。拟建工程为一幢22层办公楼和一组23层商业用房，办公楼主体建筑高度79.95m，采用钢筋混凝土框架筒体结构，商业用房建筑总高19.3m，采用钢筋混凝土框架结构，工程总建筑面积为73348（其中地上建筑面积42184，地下建筑面积30976）。办公楼和商业用房下设一个2层整体地下室，采用桩筏基础。基坑占地面积约15827，东西方向长约151.2m，南北方向宽约90.8m，呈长方形。围护结构周长约528m，基坑开挖深度8.959.65m。本工程0.000相当于绝对标高5.300m。2. 塔吊的选用根据工程施工和楼层作业运输的需要，按施工总体方案和结合本企业的设备情况，并根据建筑物的形状和现场实际情况，拟共投入二台臂长为50m的QTZ63塔吊用于本工程垂直运输。3. 位置的确定为了尽早能使用塔吊配合围护支撑施工，拟定土方开挖前先在北侧基坑外安装一台塔吊，该塔吊在挖土结束后，于施工大底板前移位至西侧地下室部位。与此同时，在东侧地下室部位安装另一台塔吊，具体位置见塔吊平面布置图。此两台塔吊基本可覆盖地下室基坑区域并满足地上办公楼和商业用房主体的施工要求。4. 塔吊基础及承台方案确定4.1. 基坑外塔吊基坑外塔吊最大安装自由高度为30m。塔吊基础采用四根钻孔灌注桩直接与塔吊基础承台连接，桩径600，桩顶标高为-2.20m（相对标高），桩长10m。承台采用钢筋混凝土承台，尺寸为500050001200mm，承台顶标高为-1.10m（相对标高）。具体施工详见附图4.2. 基坑内塔吊办公楼东侧塔吊最大高度100m（最大自由高度32m），商业用房东侧塔吊最大高度40m（最大自由高度32m）。基础埋设于地下室底板以下，即塔吊基础承台顶标高为-10.8m（相对标高），塔身穿过地下室二层和地下室一层顶板。塔吊基础采用4根500的PHC管桩，桩顶标高-11.9m（相对标高），桩长15m。塔吊基础承台采用钢筋混凝土承台，尺寸同基坑外塔吊。 具体施工详见附图5. 计算书坑内1#塔吊（商业用房东侧）四桩基础计算书 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)。一. 参数信息塔吊型号:QTZ63 塔机自重标准值:Fk1=450.80kN 起重荷载标准值:Fqk=60.00kN 塔吊最大起重力矩:M=733.7kN.m 塔吊计算高度:H=35m（独立状态）塔身宽度:B=1.60m 非工作状态下塔身弯矩:M1=-356.86kN.m 桩混凝土等级:C80 承台混凝土等级:C30 保护层厚度:40mm 正方形承台边长:5.0m 承台厚度:Hc=1.200m 承台箍筋间距:S=200mm 承台钢筋级别:HPB235 承台顶面埋深:D=0.250m 桩直径:d=0.500m 桩间距:a=3.000m 桩钢筋级别:HPB235 桩入土深度:15.00m 桩型与工艺:PHC预应力管桩 桩空心直径:0.300m 计算简图如下： 二. 荷载计算 1. 自重荷载及起重荷载 1) 塔机自重标准值 Fk1=450.8kN 2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=55(1.2025+.2517)=856.25kN 承台受浮力：Flk=550.7010=175kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=60kN 2. 风荷载计算 1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2) =0.81.591.551.2450.2=0.49kN/m2 =1.20.490.351.6=0.33kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.3335.00=11.55kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.511.5535.00=202.07kN.m 2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.55kN/m2) =0.81.671.551.2450.55=1.42kN/m2 =1.21.420.351.60=0.95kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.9535.00=33.35kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.533.3535.00=583.64kN.m 3. 塔机的倾覆力矩 工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-356.86+0.9(733.7+202.07)=485.33kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-356.86+583.64=226.78kN.m三. 桩竖向力计算 非工作状态下： Qk=(Fk+Gk)/n=(450.8+856.25)/4=326.76kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(450.8+856.25)/4+(226.78+33.351.20)/4.24=389.66kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(450.8+856.25-175)/4-(226.78+33.351.20)/4.24=220.12kN 工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(450.8+856.25+60)/4=341.76kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(450.8+856.25+60)/4+(485.33+11.551.20)/4.24=459.44kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(450.8+856.25+60-175)/4-(485.33+11.551.20)/4.24=180.34kN四. 承台受弯计算 1. 荷载计算 不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值： 工作状态下： 最大压力 Ni=1.35(Fk+Fqk)/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35(450.8+60)/4+1.35(485.33+11.551.20)/4.24=331.26kN 非工作状态下： 最大压力 Ni=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35450.8/4+1.35(226.78+33.351.20)/4.24=237.05kN 2. 弯矩的计算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程第6.4.2条 其中 Mx,My1计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)； Ni不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值(kN)。 由于工作状态下，承台正弯矩最大： Mx=My=2331.260.70=463.76kN.m 3. 配筋计算 根据混凝土结构设计规程GB50010-2002第7.2.1条 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承台的计算高度； fy钢筋受拉强度设计值，fy=210N/mm2。 底部配筋计算: s=463.76106/(1.00014.3005000.00011602)=0.0048 =1-(1-20.0048)0.5=0.0048 s=1-0.0048/2=0.9976 As=463.76106/(0.99761160.0210.0)=1908.4mm2五. 承台剪切计算 最大剪力设计值： Vmax=331.26kN 依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)的第7.5.7条。 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： 式中 计算截面的剪跨比,=1.500 ft混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.430N/mm2； b承台的计算宽度，b=5000mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1160mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=210N/mm2； S箍筋的间距，S=200mm。 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!六. 承台受冲切验算 角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩 冲切承载力验算七.桩身承载力验算 桩身承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第5.8.2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=1.35459.44=620.24kN 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中 c基桩成桩工艺系数，取0.85 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35.9N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=125664mm2。 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求 由于桩的最小配筋率为0.50%，计算得最小配筋面积为628mm2 综上所述，全部纵向钢筋面积628mm2八.桩竖向承载力验算 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)的第6.3.3和6.3.4条 轴心竖向力作用下，Qk=341.76kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=459.44kN.m 桩基竖向承载力必须满足以下两式： 单桩竖向承载力特征值按下式计算： 其中 Ra单桩竖向承载力特征值； qsik第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值； qpa桩端端阻力特征值，按下表取值； u桩身的周长，u=1.57m； Ap桩端面积,取Ap=0.20m2； 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 土层厚度(m) 侧阻力特征值(kPa) 端阻力特征值(kPa) 土名称 1 1.16 24 0 粘性土 2 13.84 40 650 粘性土 由于桩的入土深度为15m,所以桩端是在第2层土层。 最大压力验算: Ra=1.57(1.1624+13.8440)+6500.20=1040.95kN 由于: Ra = 1040.95 Qk = 341.76,所以满足要求! 由于: 1.2Ra = 1249.14 Qkmax = 459.44,所以满足要求!坑内2#塔吊（办公楼东侧）四桩基础计算书 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)。一. 参数信息塔吊型号:QTZ63 塔机自重标准值:Fk1=450.80kN 起重荷载标准值:Fqk=60.00kN塔吊最大起重力矩:M=733.7kN.m 塔吊计算高度:H=35m 塔身宽度:B=1.60m非工作状态下塔身弯矩:M1=-356.86kN.m 桩混凝土等级:C80 承台混凝土等级:C30保护层厚度:40mm 正方形承台边长:5.0m 承台厚度:Hc=1.200m 承台箍筋间距:S=200mm 承台钢筋级别:HPB235 承台顶面埋深:D=0.250m桩直径:d=0.500m 桩间距:a=3.000m 桩钢筋级别:HPB235桩入土深度:15.00m 桩型与工艺:PHC预应力管桩 桩空心直径:0.300m 计算简图如下： 二. 荷载计算 1. 自重荷载及起重荷载 1) 塔机自重标准值 Fk1=450.8kN 2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=55(1.2025+.2517)=856.25kN 承台受浮力：Flk=550.7010=175kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=60kN 2. 风荷载计算 1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2) =0.81.591.551.2450.2=0.49kN/m2 =1.20.490.351.6=0.33kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.3335.00=11.55kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.511.5535.00=202.07kN.m 2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.55kN/m2) =0.81.671.551.2450.55=1.42kN/m2 =1.21.420.351.60=0.95kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.9535.00=33.35kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.533.3535.00=583.64kN.m 3. 塔机的倾覆力矩 工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-356.86+0.9(733.7+202.07)=485.33kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-356.86+583.64=226.78kN.m三. 桩竖向力计算 非工作状态下： Qk=(Fk+Gk)/n=(450.8+856.25)/4=326.76kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(450.8+856.25)/4+(226.78+33.351.20)/4.24=389.66kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(450.8+856.25-175)/4-(226.78+33.351.20)/4.24=220.12kN 工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(450.8+856.25+60)/4=341.76kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(450.8+856.25+60)/4+(485.33+11.551.20)/4.24=459.44kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(450.8+856.25+60-175)/4-(485.33+11.551.20)/4.24=180.34kN四. 承台受弯计算 1. 荷载计算 不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值： 工作状态下： 最大压力 Ni=1.35(Fk+Fqk)/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35(450.8+60)/4+1.35(485.33+11.551.20)/4.24=331.26kN 非工作状态下： 最大压力 Ni=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35450.8/4+1.35(226.78+33.351.20)/4.24=237.05kN 2. 弯矩的计算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程第6.4.2条 其中 Mx,My1计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)； Ni不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值(kN)。 由于工作状态下，承台正弯矩最大： Mx=My=2331.260.70=463.76kN.m 3. 配筋计算 根据混凝土结构设计规程GB50010-2002第7.2.1条 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承台的计算高度； fy钢筋受拉强度设计值，fy=210N/mm2。 底部配筋计算: s=463.76106/(1.00014.3005000.00011602)=0.0048 =1-(1-20.0048)0.5=0.0048 s=1-0.0048/2=0.9976 As=463.76106/(0.99761160.0210.0)=1908.4mm2五. 承台剪切计算 最大剪力设计值： Vmax=331.26kN 依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)的第7.5.7条。 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： 式中 计算截面的剪跨比,=1.500 ft混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.430N/mm2； b承台的计算宽度，b=5000mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1160mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=210N/mm2； S箍筋的间距，S=200mm。 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!六. 承台受冲切验算 角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩 冲切承载力验算七.桩身承载力验算 桩身承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第5.8.2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=1.35459.44=620.24kN 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中 c基桩成桩工艺系数，取0.85 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35.9N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=125664mm2。 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求 由于桩的最小配筋率为0.50%，计算得最小配筋面积为628mm2 综上所述，全部纵向钢筋面积628mm2八.桩竖向承载力验算 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)的第6.3.3和6.3.4条 轴心竖向力作用下，Qk=341.76kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=459.44kN.m 桩基竖向承载力必须满足以下两式： 单桩竖向承载力特征值按下式计算： 其中 Ra单桩竖向承载力特征值； qsik第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值； qpa桩端端阻力特征值，按下表取值； u桩身的周长，u=1.57m； Ap桩端面积,取Ap=0.20m2； 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 土层厚度(m) 侧阻力特征值(kPa) 端阻力特征值(kPa) 土名称 1 1.44 24 0 粘性土 2 13.56 40 650 粘性土 由于桩的入土深度为15m,所以桩端是在第2层土层。 最大压力验算: Ra=1.57(1.4424+13.5640)+6500.20=1033.91kN 由于: Ra = 1033.91 Qk = 341.76,所以满足要求! 由于: 1.2Ra = 1240.70 Qkmax = 459.44,所以满足要求!坑外3#塔吊四桩基础计算书 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)。一. 参数信息塔吊型号:QTZ63 塔机自重标准值:Fk1=450.80kN起重荷载标准值:Fqk=60.00kN 塔吊最大起重力矩:M=733.7kN.m塔吊计算高度:H=33m（独立状态） 塔身宽度:B=1.60m非工作状态下塔身弯矩:M1=-356.86kN.m 桩混凝土等级:C35承台混凝土等级:C30 保护层厚度:40mm 正方形承台边长:5.0m承台厚度:Hc=1.200m 承台箍筋间距:S=200mm 承台钢筋级别:HPB235承台顶面埋深:D=0.000m 桩直径:d=0.600m 桩间距:a=3.000m桩钢筋级别:HRB335 桩入土深度:10.00m 桩型与工艺:泥浆护壁钻孔灌注桩 计算简图如下： 二. 荷载计算 1. 自重荷载及起重荷载 1) 塔机自重标准值 Fk1=450.8kN 2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=551.2025=750kN 承台受浮力：Flk=550.7010=175kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=60kN 2. 风荷载计算 1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2) =0.81.591.951.2270.2=0.61kN/m2 =1.20.610.351.6=0.41kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.4133.00=13.50kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.513.5033.00=222.72kN.m 2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.55kN/m2) =0.81.671.951.2270.55=1.76kN/m2 =1.21.760.351.60=1.18kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=1.1833.00=38.99kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.538.9933.00=643.30kN.m 3. 塔机的倾覆力矩 工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-356.86+0.9(733.7+222.72)=503.92kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-356.86+643.30=286.44kN.m三. 桩竖向力计算 非工作状态下： Qk=(Fk+Gk)/n=(450.8+750.00)/4=300.20kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(450.8+750)/4+(286.44+38.991.20)/4.24=378.75kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(450.8+750-175)/4-(286.44+38.991.20)/4.24=177.90kN 工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(450.8+750.00+60)/4=315.20kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(450.8+750+60)/4+(503.92+13.501.20)/4.24=437.81kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(450.8+750+60-175)/4-(503.92+13.501.20)/4.24=148.84kN四. 承台受弯计算 1. 荷载计算 不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值： 工作状态下： 最大压力 Ni=1.35(Fk+Fqk)/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35(450.8+60)/4+1.35(503.92+13.501.20)/4.24=337.92kN 非工作状态下： 最大压力 Ni=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35450.8/4+1.35(286.44+38.991.20)/4.24=258.19kN 2. 弯矩的计算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程第6.4.2条 其中 Mx,My1计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)； Ni不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值(kN)。 由于工作状态下，承台正弯矩最大： Mx=My=2337.920.70=473.09kN.m 3. 配筋计算 根据混凝土结构设计规程GB50010-2002第7.2.1条 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承台的计算高度； fy钢筋受拉强度设计值，fy=210N/mm2。 底部配筋计算: s=473.09106/(1.00014.3005000.00011602)=0.0049 =1-(1-20.0049)0.5=0.0049 s=1-0.0049/2=0.9975 As=473.09106/(0.99751160.0210.0)=1946.9mm2五. 承台剪切计算 最大剪力设计值： Vmax=337.92kN 依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)的第7.5.7条。 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： 式中 计算截面的剪跨比,=1.500 ft混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.430N/mm2； b承台的计算宽度，b=5000mm； h0