QTZ80塔式起重机基础设计方案

1、XXXXXX塔机基础设计方案建设单位：XXXXXX 设计单位：XXXXXX监理单位：XXXXXX施工单位：XXXXXX二0一四年十二月二十日目 录一、 工程概况 3二、 塔机布置 3三、 塔吊荷载 4四、 工程地质条件及土层物理力学指标 4五、 塔机基础设计 4塔式起重机基础设计一、 工程概况拟建XXXX，。该工程设计标高0.000为黄海高程169.0m，XXXX地上建筑面积为39737，半地下室建筑面积为20935，音乐厅建筑高度33.0m，群艺馆、科技馆展览馆建筑高度23.8m,博物馆、城市规划展览馆23.8建筑高度。结构型式为钢筋混凝土框架结构。由于工期紧、任务重，施工场地受地形限制，合

2、理布置垂直运输塔式起重机尤为重要。为确保工程按计划完成，解决主体结构施工中各种材料的垂直运输及转运，需设置安装六台塔机，塔机型号选定为（QTZ80）TC6010型塔式起重机（佛山佛宇重工实业有限公司生产），臂长半径为60米，起吊重量1.05 t，安装高度最高66米，能够满足整个工程垂直运输的需要。二、塔机布置根据设计图纸和现场情况，在满足施工及进度要求的情况下，按建筑物投影面积及场地的布置，选用6台6010塔式机重机，分别安装在距离建筑物外沿5米处，按建筑物的处轮廓逆时针分布，自编号为1#6#塔机；其中1、6#塔机安装在群艺馆、科技展览馆外侧、2、5#塔机安装在音乐厅外侧，3、4#塔机安装在博

3、物馆、城市规划展览馆外侧具体位置见附图。三、塔吊荷载（QTZ80）TC6010-6塔吊基础所受的荷载如下：M荷载情况P（KN）M（KNM）P1P2MMK工作 状态684.522.82152402非工作状态624.5972695.10 P2 MK P1P1基础所受垂直力；P2基础所受水平力。 固定基础塔机基础M基础所受倾翻力矩；MK基础所受扭矩。四、工程地质条件及土层物理力学指标根据郴州市文化艺术中心岩土工程施工勘察报告选取地质资料中岩土设计参数值作为工程塔机基础设计的参考资料，地质情况及土层物理力学指标如下表：指标地层人工挖孔桩冲（钻）孔灌注桩qsik(KPa)qpk(KPa)qsik(KPa

4、)qpk(KPa)素填土未完成自重固结未完成自重固结粉质粘土30/35/冲洪积粉质粘土65/70/卵石150/160/微风化石灰岩6001400060014000注： 1) 人工填土的负摩阻力按10KPa考虑；2) 采用上表数值时宜进行试桩校核；3）钻、冲孔灌注桩桩底沉渣厚度小于100mm。五、塔机基础设计1 计算依据(1)郴州市文化艺术中心岩土工程施工勘察报告；(2)塔机地基超前钻岩土勘察报告；(3)国家标准建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）；(4)行业标准建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）；(5)建筑地基基础设计规范（DBJ15-31-2011）；(6)（QTZ80）T

5、C6010-6塔式起重机使用说明书；(7)本方案采用PKPM塔吊基础工程计算软件主计算。2.塔吊基础桩选型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=1422.50kN 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； Ap桩端面积； li第i层土层的厚度,取值如下表； 以入土最小厚度计算，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)

6、端阻力特征值(kPa) 地质名称 1 5 22 35 粉土或砂土 2 0.5 1200 14000 微风化石灰岩 单桩直径为1200mm时，u=3.77，Ap=1.13最大压力验算:Ra=3.77(522+0.51200)+140001.13=18496.7kN由于：Ra = 18496.7kN Qk = 24223.50kN,所以不满足要求!单桩直径为1500mm时，u=4.71，Ap=1.77最大压力验算:Ra=4.71(522+0.51200)+140001.77=28124.1kN由于：Ra = 28124.1 Qk = 24223.50kN,所以满足要求!单桩直径为1800mm时，u

7、=5.65，Ap=2.54最大压力验算:Ra=5.65(522+0.51200)+140002.54=39571.5kN 由于：Ra = 39571.5 Qk = 24223.50kN,所以满足要求!综上所述，直径1500mm与直径1800mm都满足要求，但从安全、经济、合理的角度，应选择1500mm桩。3塔机基础设计因场地上层土质为杂填土，土质松软，承载力达不到0.21MPa，故塔机基础采用单桩承台，拟采用机械冲孔灌注桩，根据计算确定桩径为1500，桩端持力层入微风化岩不小于0.5米，桩长5m，桩身C35混凝土，配筋24C18、螺旋箍筋A10100/200、加劲箍筋B162000。塔机基础承

8、台为5.5m5.5 m1.40 m（平建筑物基础承台标高，详见塔机承台大样图），配筋为上层双向双层为C20200，下层双向双层为C25200钢筋；距建筑物外边缘五米，具体位置及坐标详见总平面布置图。1#塔吊单桩基础的计算书 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: QT80A 塔机自重标准值:Fk1=1033.90kN 起重荷载标准值:Fqk=60.00kN 塔吊最大起重力矩:M=2195.7kN.m 塔吊计算高度: H=42m 塔身宽度: B=1.80m 非工作状态下塔身弯矩:M1=1515.44kN.m 承台混凝土等级:C35 矩形承台

9、边长: 5.5m 5.5m 承台厚度: Hc=1.400m 承台顶面标高: 171.2m 承台钢筋级别: HRB400 承台顶面埋深: D=1.500m 桩混凝土等级: C35 保护层厚度: 50mm 桩直径 d=1.500m 桩钢筋级别: HRB400 桩入土深度: 10.00m（入岩不少于0.5M） 二. 荷载计算 1. 自重荷载及起重荷载 1) 塔机自重标准值 Fk1=1033.9kN 2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=5.55.5(1.6025+1.517)=2358kN 承台受浮力：Flk=5.55.51.1010=396kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=60kN 2. 风荷载计

10、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) =0.81.481.951.6660.2=0.77kN/m2 =1.20.770.351.8=0.58kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.5842.00=24.43kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.524.4342.00=512.96kN.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) =0.81.511.951.666

11、0.35=1.37kN/m2 =1.21.370.351.8=1.04kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=1.0442.00=43.61kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.543.6142=915.87kN.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=1515.44+0.9(2195.7+512.96)=3953.23kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=1515.44+915.87=2431.31kN.m三. 承台计算 承台尺寸:5500mm5500mm1400mm 单桩承台的承台弯矩

12、两个方向都为0(kN.m)，所以承台只需采用构造配筋，不需要进行抗剪和其它的验算！四. 桩身最大弯矩计算 计算简图： 1. 按照m法计算桩身最大弯矩： 计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-94)的第5.4.5条，并参考桩基础的设计方法与施工技术。 (1) 计算桩的水平变形系数(1/m): 其中 m地基土水平抗力系数； b0桩的计算宽度，b0=2.34m。 E抗弯弹性模量，E=0.67Ec=20100.00N/mm2； I截面惯性矩，I=0.32m4； 经计算得到桩的水平变形系数: =0.311/m (2) 计算 Dv: Dv=43.61/(0.313953.23)=0.04 (3) 由 D

13、v查表得：Km=1.01 (4) 计算 Mmax: 经计算得到桩的最大弯矩值: Mmax=3953.231.01=3979.26kN.m。 由 Dv查表得：最大弯矩深度 z=0.23/0.31=0.75m。五.桩配筋计算 依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.3.8条。 沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载力计算： (1) 偏心受压构件，其偏心矩增大系数按下式计算： 式中 l0桩的计算长度，取 l0=5.00m； h 截面高度，取 h=1.50m； h0截面有效高度，取 h0=1.45m； 1偏心受压构件的截面曲率修正系数： 解得：1=1.0

14、0 A构件的截面面积，取 A=1.77m2； 2构件长细比对截面曲率的影响系数,当l0/h0.625时，取 t=0： 构造配筋详大样图。六.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= 24223.50kN 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=4.71m； Ap桩端面积,取Ap=1.77m2； li第i层土层的厚度,取值如下表；

15、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) 地质名称 1 9 22 35 粉土或砂土 2 7 1200 14000 微风化石灰岩 由于桩的入土深度为12.7m,所以桩端是在第2层地质层。 最大压力验算: Ra=4.71(922+31200)+140001.77=42668.58kN 由于：Ra = 42668.58 Qk = 24223.50kN,所以满足要求! 3#塔吊单桩基础的计算书 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: QT80A 塔机自重标准值:Fk1=1033.90kN 起

16、重荷载标准值:Fqk=60.00kN 塔吊最大起重力矩:M=2195.7kN.m 塔吊计算高度: H=42m 塔身宽度: B=1.80m 非工作状态下塔身弯矩:M1=1515.44kN.m 承台混凝土等级:C35 矩形承台边长: 5.5m 5.5m 承台厚度: Hc=1.400m 承台顶面标高: 171.2m 承台钢筋级别: HRB400 承台顶面埋深: D=1.500m 桩混凝土等级: C30 保护层厚度: 50mm 桩直径 d=1.500m 桩钢筋级别: HRB400 桩入土深度: 10.00m（入岩不少于2M） 二. 荷载计算 1. 自重荷载及起重荷载 1) 塔机自重标准值 Fk1=10

17、33.9kN 2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=5.55.5(1.6025+1.517)=2358kN 承台受浮力：Flk=5.55.51.1010=396kN 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) =0.81.481.951.6660.2=0.77kN/m2 =1.20.770.351.8=0.58kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.5842.00=24.43kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5Fvk

18、H=0.524.4342.00=512.96kN.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) =0.81.511.951.6660.35=1.37kN/m2 =1.21.370.351.8=1.04kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=1.0442.00=43.61kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.543.6142=915.87kN.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=1515.44+0.9(2195.7+5

19、12.96)=3953.23kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=1515.44+915.87=2431.31kN.m三. 承台计算 承台尺寸:5500mm5500mm1400mm 单桩承台的承台弯矩两个方向都为0(kN.m)，所以承台只需采用构造配筋，不需要进行抗剪和其它的验算！四. 桩身最大弯矩计算 计算简图： 1. 按照m法计算桩身最大弯矩： 计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-94)的第5.4.5条，并参考桩基础的设计方法与施工技术。 (1) 计算桩的水平变形系数(1/m): 其中 m地基土水平抗力系数； b0桩的计算宽度，b0=2.34m。 E抗弯弹性模量，E=0.67Ec=20100.00N/mm2； I截面惯性矩，I=0.32m4； 经计算得到桩的水平变形系数: =0.311/m (2) 计算 Dv: Dv=43.61/(0.313953.23)=0.04 (3) 由 Dv查表得：Km=1.01 (4) 计算 Mmax: 经计算得到桩的最大弯矩值: Mmax=3953.231.01=3979.26kN.m。 由 Dv查表得：最大弯矩深度 z=0.23/0.31=0.75m。五.桩配筋计算 依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.3.8条。 沿周边均匀配置纵向钢筋