塔吊基础防补充方案

中建二局第三建筑工程有限公司天津水岸银座项目经理部塔吊基础方案补充修改 工程 名称签名栏天津水岸银座工程修改内容补（修）字第001号日 期2011.9.30外架方案补充修改审 批1、补充修改原因说明原基础方案中并未明确2#和4#塔吊在挖至设计标高的基础坑防护措施，在本补充方案中给予补充。另外在宜兴太湖施工2#塔吊桩基础时，围墙一侧有一根支承桩偏移超过400mm，改变桩间距，造成最小桩间距仅2374mm，故需要调整承台角度（塔身随承台旋转），确保桩基设计符合设计和规范要求。2、补充修改的内容2.1 2#、4#塔吊挡土墙按照下图施工4#塔吊基础坑设置重力式挡土墙，详下图。4#塔机挡土墙平面布置图审 核原编制人修 改 人中建二局第三建筑工程有限公司天津水岸银座项目经理部塔吊基础方案补充修改 工程 名称签名栏天津水岸银座工程修改内容补（修）字第001号日 期2011.9.30外架方案补充修改审 批4#塔机挡土墙剖面图2#塔机挡土墙平面布置图（剖面参4#塔机挡土墙剖面图）审 核原编制人修 改 人中建二局第三建筑工程有限公司天津水岸银座项目经理部塔吊基础方案补充修改 工程 名称签名栏天津水岸银座工程修改内容补（修）字第001号日 期2011.9.30外架方案补充修改审 批2.2 2#塔吊基础承台处理1）塔基桩偏位如下图所示（全站仪测绘结果）：2）由于上述偏移造成塔吊基础受力工况产生本质变化，故按照最小桩间距复核计算（计算书见附件一）。塔吊中心位置需要重新定位，以便满足最不利工况计算条件，并位于桩中心连线的所成多边形型心点，该型心点还需与塔吊基础承台型心点重合，如下图所示：审 核原编制人修 改 人中建二局第三建筑工程有限公司天津水岸银座项目经理部塔吊基础方案补充修改 工程 名称签名栏天津水岸银座工程修改内容补（修）字第001号日 期2011.9.30外架方案补充修改审 批故，塔基承台按照上图定位，但需要承台每边加大160mm，以便满足JGJ94-2008关于桩与承台边距的构造要求。处理措施如下：将承台改为4820 4820（计算书见附件2），如下图所示：审 核原编制人修 改 人附件1 塔吊四桩基础的计算书 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: ST70/30 塔机自重标准值:Fk1=2,126.60kN 起重荷载标准值:Fqk=120.00kN 塔吊最大起重力矩:M=2950.00kN.m 塔吊计算高度: H=160m 塔身宽度: B=2.00m 非工作状态下塔身弯矩:M1=-2000kN.m 桩混凝土等级: C35 承台混凝土等级:C35 保护层厚度: 35mm 矩形承台边长: 4.50m 承台厚度: Hc=1.300m 承台箍筋间距: S=300mm 承台钢筋级别: HRB335 承台顶面埋深: D=0.000m 桩直径: d=0.800m 桩间距: a=2.370m 桩钢筋级别: HRB335 桩入土深度: 35.00m 桩型与工艺: 泥浆护壁钻(冲)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=2126.6kN 2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=4.54.51.3025=658.125kN 承台受浮力：Flk=4.54.51.3010=263.25kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=120kN 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) =0.81.771.95.990.2=0.55kN/m2 =1.20.550.352=0.46kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.46160.00=73.48kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.573.48160.00=5878.31kN.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=0.35kN/m2) =0.81.811.95.990.35=0.98kN/m2 =1.20.980.352.00=0.82kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.82160.00=131.49kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.5131.49160.00=10519.51kN.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=-2000+0.9(2950+5878.31)=5945.48kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-2000+10519.51=8519.51kN.m三. 桩竖向力计算 非工作状态下： Qk=(Fk+Gk)/n=(2126.6+658.13)/4=696.18kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(2126.6+658.125)/4+(8519.51+131.491.30)/3.35=3289.43kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(2126.6+658.125-263.25)/4-(8519.51+131.491.30)/3.35=-1962.88kN 工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(2126.6+658.13+120)/4=726.18kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(2126.6+658.125+120)/4+(5945.48+73.481.30)/3.35=2528.83kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(2126.6+658.125+120-263.25)/4-(5945.48+73.481.30)/3.35=-1142.28kN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(2126.6+120)/4+1.35(5945.48+73.481.30)/3.35=3191.80kN 最大拔力 Ni=1.35(Fk+Fqk)/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35(2126.6+120)/4-1.35(5945.48+73.481.30)/3.35=-1675.35kN 非工作状态下： 最大压力 Ni=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.352126.6/4+1.35(8519.51+131.491.30)/3.35=4218.62kN 最大拔力 Ni=1.35Fk/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.352126.6/4-1.35(8519.51+131.491.30)/3.35=-2783.16kN 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)。 由于非工作状态下，承台正弯矩最大： Mx=My=24218.620.19=1560.89kN.m 承台最大负弯矩: Mx=My=2-2783.160.19=-1029.77kN.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=300N/mm2。 底部配筋计算: s=1560.89106/(1.00016.7004500.00012652)=0.0130 =1-(1-20.0130)0.5=0.0131 s=1-0.0131/2=0.9935 As=1560.89106/(0.99351265.0300.0)=4140.1mm2 顶部配筋计算: s=1029.77106/(1.00016.7004500.00012652)=0.0086 =1-(1-20.0086)0.5=0.0086 s=1-0.0086/2=0.9935 As=1029.77106/(0.99571265.0300.0)=2725.2mm2五. 承台剪切计算 最大剪力设计值： Vmax=4218.62kN 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=1.570N/mm2； b承台的计算宽度，b=4500mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1265mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2； S箍筋的间距，S=300mm。 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=1.353289.43=4440.74kN 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0.75 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.7N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=mm2。 桩身受拉计算，依据建筑桩基技术规范JGJ94-2008 第5.8.7条 受拉承载力计算，最大拉力 N=1.35Qkmin=-2649.89kN 经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=8832.977mm2。 由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为1005mm2 综上所述，全部纵向钢筋面积8833mm2八.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=726.18kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=3289.43kN.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=2.51m； Ap桩端面积,取Ap=0.50m2； 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 3.7 28 0 粉土或砂土 2 5.7 30 0 粉土或砂土 3 4.5 34 0 粉土或砂土 4 7 55 0 粉土或砂土 5 4.5 68 0 粉土或砂土 6 4 56 0 粉土或砂土 7 6 57 0 粉土或砂土 8 2.5 70 0 粉土或砂土 9 8.5 60 0 粉土或砂土 10 6 64 0 粉土或砂土 由于桩的入土深度为35m,所以桩端是在第7层土层。 最大压力验算: Ra=2.51(3.728+5.730+4.534+755+4.568+456+5.657)+00.50=4176.56kN 由于: Ra = 4176.56 Qk = 726.18,所以满足要求! 由于: 1.2Ra = 5011.87 Qkmax = 3289.43,所以满足要求!九.桩的抗拔承载力验算 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)的第6.3.5条 偏向竖向力作用下，Qkmin=-1962.88kN.m 桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式： 式中 Gp桩身的重力标准值，水下部分按浮重度计； i抗拔系数； Ra=2.51(0.7003.728+0.7005.730+0.7004.534+0.700755+0.7004.568+0.700456+0.7005.657)=3012.563kN Gp=0.503(3525-3510)=263.894kN 由于: 3012.56+263.89 = 1962.88 满足要求!附件2 塔吊四桩基础的计算书 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: ST70/30 塔机自重标准值:Fk1=2,126.60kN 起重荷载标准值:Fqk=120.00kN 塔吊最大起重力矩:M=2950.00kN.m 塔吊计算高度: H=148m 塔身宽度: B=2.00m 非工作状态下塔身弯矩:M1=-200kN.m 桩混凝土等级: C35 承台混凝土等级:C35 保护层厚度: 35mm 矩形承台边长: 4.82m 承台厚度: Hc=1.300m 承台箍筋间距: S=300mm 承台钢筋级别: HRB335 承台顶面埋深: D=0.000m 桩直径: d=0.800m 桩间距: a=2.370m 桩钢筋级别: HRB335 桩入土深度: 35.00m 桩型与工艺: 泥浆护壁钻(冲)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=2126.6kN 2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=4.824.821.3025=755.053kN 承台受浮力：Flk=4.824.821.3010=302.0212kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=120kN 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) =0.81.771.95.990.2=0.55kN/m2 =1.20.550.352=0.46kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.46148.00=67.97kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.567.97148.00=5029.63kN.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=0.35kN/m2) =0.81.811.95.990.35=0.98kN/m2 =1.20.980.352.00=0.82kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.82148.00=121.63kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.5121.63148.00=9000.76kN.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=-200+0.9(2950+5029.63)=6981.66kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-200+9000.76=8800.76kN.m三. 桩竖向力计算 非工作状态下： Qk=(Fk+Gk)/n=(2126.6+755.05)/4=720.41kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(2126.6+755.053)/4+(8800.76+121.631.30)/3.35=3393.76kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(2126.6+755.053-302.0212)/4-(8800.76+121.631.30)/3.35=-2028.44kN 工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(2126.6+755.05+120)/4=750.41kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(2126.6+755.053+120)/4+(6981.66+67.971.30)/3.35=2860.12kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(2126.6+755.053+120-302.0212)/4-(6981.66+67.971.30)/3.35=-1434.80kN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(2126.6+120)/4+1.35(6981.66+67.971.30)/3.35=3606.34kN 最大拔力 Ni=1.35(Fk+Fqk)/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35(2126.6+120)/4-1.35(6981.66+67.971.30)/3.35=-2089.88kN 非工作状态下： 最大压力 Ni=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.352126.6/4+1.35(8800.76+121.631.30)/3.35=4326.75kN 最大拔力 Ni=1.35Fk/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.352126.6/4-1.35(8800.76+121.631.30)/3.35=-2891.30kN 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)。 由于非工作状态下，承台正弯矩最大： Mx=My=24326.750.19=1600.90kN.m 承台最大负弯矩: Mx=My=2-2891.300.19=-1069.78kN.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=300N/mm2。 底部配筋计算: s=1600.90106/(1.00016.7004820.00012652)=0.0124 =1-(1-20.0124)0.5=0.0125 s=1-0.0125/2=0.9937 As=1600.90106/(0.99371265.0300.0)=4245.0mm2 顶部配筋计算: s=1069.78106/(1.00016.7004820.00012652)=0.0083 =1-(1-20.0083)0.5=0.0083 s=1-0.0083/2=0.9937 As=1069.78106/(0.99581265.0300.0)=2830.7mm2五. 承台剪切计算 最大剪力设计值： Vmax=4326.75kN 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=1.570N/mm2； b承台的计算宽度，b=4820mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1265mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2； S箍筋的间距，S=300mm。 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=1.353393.76=4581.58kN 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0.75 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.7N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=mm2。 桩身受拉计算，依据建筑桩基技术规范JGJ94-2008 第5.8.7条 受拉承载力计算，最大拉力 N=1.35Qkmin=-2738.40kN 经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=9127.994mm2。 由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为1005mm2 综上所述，全部纵向钢筋面积9128m