TC6012塔吊基础设计计算方案临西世纪大观11.12#gd

1、临西世纪大观一期工程12#住宅楼及地库工程（TC6012）施工塔吊基础设计计算书设计 校对 审批 设计单位（签章）：二零一四年七月五日塔吊基础设计计算书设计依据建筑桩基础技术规范JGJ8494混凝土结构设计规范GB500402002建筑地基基础设计规范GB500072002建筑地基基础设计规范DB33/10012003建筑机械使用安全规程JGJ332001建筑结构荷载规范GB500092002本工程岩石工程勘察报告施工图纸简明施工计算手册塔吊使用说明书塔吊选型：QTZ80（TC6012）本工程11、12#住宅楼剪力墙结构，总建筑面积24800.86；地上26+1层，结构高度82.60m,地下二

2、层；地下车库（一层）为框剪结构，建筑面积9606；根据本工程特点、布局，拟选用1台QTZ80（TC6012）型液压自升塔式起重机（简称塔吊），其相关技术参数适用于本工程垂直运输需要。塔吊位置的确定：具体详见施工平面布置图。塔吊基础的确定地质参数以本工程岩石工程勘察报告中有关资料为计算依据，其主要设计参数（见土层设计计算参数表）。工程地质层及其特征各土层工程地质特征分述如下：1层 耕土（ml）；黄褐色,主为粉粒,含植物根系,松散。场区普遍分布，厚度:0.20-0.50m,平均0.34m;层底标高:32.83-33.22m,平均33.03m;层底埋深:0.20-0.50m,平均0.34m。2层 黏

3、土（Q42(al+pl)）；黄褐色,主为粉粒、粘粒,干强度韧性中等,稍有光泽,锈染,可塑-硬塑。场区普遍分布，厚度:2.10-2.70m,平均2.29m;层底标高:30.39-31.01m,平均30.75m;层底埋深:2.40-3.00m,平均2.62m。3层 粉土（Q42(al+pl)）；黄褐色,湿,主为粉粒,干强度韧性低,摇振反应迅速,中密。场区普遍分布，厚度:1.10-1.80m,平均1.53m;层底标高:28.88-29.54m,平均29.22m;层底埋深:3.80-4.50m,平均4.15m。4层 粉质黏土（Q41(al+pl)）；黄褐色,主为粉粒、粘粒,干强度韧性中等,稍有光泽,锈

4、染,可塑-硬塑。场区普遍分布，厚度:0.90-2.60m,平均1.54m;层底标高:26.76-28.12m,平均27.68m;层底埋深:5.30-6.60m,平均5.69m。5层 粉土（Q41(al+pl)）；黄褐色,湿,主为粉粒,干强度韧性低,摇振反应迅速,中密。场区普遍分布，厚度:0.70-1.90m,平均1.08m;层底标高:25.68-27.12m,平均26.60m;层底埋深:6.30-7.70m,平均6.77m。6层 粉质黏土（Q41(al+pl)）；黄褐色,主为粉粒、粘粒,干强度韧性中等,稍有光泽,锈染,可塑-硬塑。场区普遍分布，厚度:0.60-1.70m,平均1.09m;层底标

5、高:24.78-26.16m,平均25.51m;层底埋深:7.20-8.60m,平均7.86m。7层 粉土（Q41(al+pl)）；黄褐色,湿,主为粉粒,干强度韧性低,摇振反应迅速,中密。场区普遍分布，厚度:2.00-3.50m,平均2.81m;层底标高:22.03-23.37m,平均22.70m;层底埋深:10.00-11.30m,平均10.67m。8层 黏土（Q41(al+pl)）；灰黑色,主为粉粒、粘粒,干强度韧性中等,灰褐色条带渲染,稍有光泽,锈染,可塑-硬塑。场区普遍分布，厚度:4.20-5.10m,平均4.65m;层底标高:17.53-18.58m,平均18.05m;层底埋深:14

6、.80-15.80m,平均15.32m。9层 粉土（Q41(al+pl)）；灰黑色,湿,主为粉粒,干强度韧性低,摇振反应迅速,中密。场区普遍分布，厚度:0.70-1.60m,平均1.16m;层底标高:16.51-17.18m,平均16.77m;层底埋深:16.20-16.90m,平均16.60m。10层 粉质黏土（Q41(al+pl)）；黄褐色,主为粉粒、粘粒,干强度韧性中等,稍有光泽,锈染,可塑-硬塑。场区普遍分布，厚度:4.90-6.50m,平均5.75m;层底标高:10.34-11.85m,平均11.02m;层底埋深:21.50-23.00m,平均22.35m。11层 细砂（Q41(al

7、+pl)）；灰黄色,湿，主为石英、长石,级配一般,磨圆度一般,砂质较纯,中密。场区普遍分布，厚度:4.50-6.40m,平均5.42m;层底标高:4.96-6.38m,平均5.60m;层底埋深:27.00-28.40m,平均27.77m。12层 粉质黏土（Q41(al+pl)）:棕黄色,主为粉粒、粘粒,干强度韧性中等,稍有光泽,含姜石,锈染,可塑-硬塑。场区普遍分布，厚度:1.90-3.40m,平均2.74m;层底标高:1.86-3.70m,平均2.86m;层底埋深:29.70-31.50m,平均30.51m。地基土承载力特征值表 表4.2.1层号岩土名称压缩模量（MPa）标贯击数修正标准值（

8、击）原位测试确定承载力特征值（Kpa）室内物理力学指标确定承载力特征值（Kpa）结合当地经验综合确定承载力特征值（Kpa）Es1-2Es2-4Es4-6Es6-8Es8-10Es10-12Es12-142粘土6.518.410.312.313.216.818.57.51801301003粉土11.1212.814.916.319.922.425.54.11201101004粉质粘土6.789.110.713.015.218.222.75.91601901205粉土11.3912.814.916.319.922.425.54.81201501206粉质粘土6.719.110.812.214.11

9、6.620.36.01601801307粉土12.0013.314.517.419.324.828.97.21501701408粘土6.719.410.512.614.517.221.07.01801801509粉土11.3112.414.517.419.321.824.97.516017016010粉质粘土8.0810.312.514.615.919.421.87.919020016011细砂20*-12.1150-15012粉质粘土8.5710.212.414.417.319.221.67.919021017013粉土12.6214.315.619.121.524.628.77.91801

10、9018014粉质粘土9.7711.413.115.519.021.424.48.3200220190注：压缩模量Es1-2采用物理力学指标标准值，Es2-4、Es4-6、Es6-8、Es8-10、 Es10-12、 Es12-14详见综合固结试验成果图。砂层压缩模量数据根据该层标贯击数，并结合当地工程经验确定。修正后的地基土承载力特征值1、 根据建筑地基基础设计规范GB50007-2011有关规定，对拟建9#-12#住宅楼及地下车库的地基持力层的承载力特征值采用如下公式进行修正： fa=fak + b (b-3) + d m (d-0.5)其中： fak地基承载力特征值，取值根据持力层选择，

11、第7层粉土地基土承载力特征值为,120KPa，详见表4.2.1，b、 d地基承载力修正系数，取值根据GB50007-2011(b =0.3， d=1.5)； 基础底面以下土的重度 地下水位以下取浮重度第7层为8.86kN/m3；m基础底面以上土的重度 地下水位以下取浮重度 第7层为8.86kN/m3；b 基础底面宽度，（取6.0m计算）；d 基础埋置深度（9#-12#楼需要减去地下车库的净空，基础埋深取1.5m）经计算，结果见表4.5.1。2、依据建筑地基基础设计规范GB50007-2011有关规定，根据土的抗剪强度指标采用如下公式计算地基承载力特征值：fa = Mbb + Mdmd + Mc

12、ck 各层岩土的粘聚力标准值Cuu和内摩擦角标准值uu参见表4.8，计算结果见表4.5.1。 修正后的地基承载力表 表4.5.1序号建筑物名称持力层层号深宽修正fa抗剪强度计算fafa综合取值预估单位荷重天然地基是否满足19#141.26150.6141.26470（预估）不满足210#141.26150.6141.26300（预估）不满足311#141.26150.6141.26470（预估）不满足412#141.26150.6141.26470（预估）不满足5车库141.26150.6141.26-满足4.6 地基方案1、拟建的9#12#住宅楼，根据该建筑物的估算荷载及基础形式，经假设条件

13、估算深宽修正后的地基土承载力不满足有关设计要求，建议进行地基处理，地基处理方法建议采用复合地基方案或采用桩基础方案，以提高地基承载力，减小总沉降量，控制倾斜值。根据拟建建筑物结构及荷载特征，结合场地土条件，经经济、技术、施工经验等综合分析对比，建议优先选用长螺旋泵压混凝土桩复合地基处理方案，该方案必须经专家论证审图通过后方可实施，采用长螺旋泵压混凝土桩复合地基处理方案，桩端持力层可选用第12层粉质粘土；桩基础方案桩端持力层可选用第12层粉质粘土。以上建议的具体方案和施工方法应委托有资质的单位进行专题设计，并应进行现场试桩，进行现场成桩可行性分析；建议设计选用的单桩承载力特征值应根据现场试桩结果

14、综合确定。其设计参数可按表4.7.1采用 设计参数一览表 表4.7.1土层编号土层名称长螺旋钻孔泵压混凝土桩泥浆护壁水下钻孔桩极限侧阻力标准值qsik（Kpa）极限端阻力标准值qpk（Kpa）极限侧阻力标准值qsik（Kpa）极限端阻力标准值qpk（Kpa）7粉土40388粘土45509粉土404010粉质粘土455011细砂50150050100012粉质粘土4512005080013粉土4511004080014粉质粘土50120050900注：根据各土层物理力学性质指标及结合当地建筑经验综合确定拟建地下车库可采用天然地基方案，以第7层粉土层作为地基持力层。基础类型可采用独立基础，各持力层

15、强度指标见报告中强度评价部分。塔吊基础受力情况（说明书提供）荷载工况基础荷载P（kN）M(kN.m)FFhMMZ工作状态511218313352693非工作状态464173915520所定的塔吊位根据建筑结构条件、地质条件以及塔吊各项技术参数确定：塔吊基础桩采用机械钻孔混凝土灌注桩，桩径400mm，桩长16 M（有效桩长），桩身混凝土C25，桩顶伸入承台400，桩数8根。桩顶标高为-9.00m,桩位布置及基础承台平面尺寸详见附图。采用钢筋混凝土承台，尺寸为680068001350mm，内配钢筋双层双向A25200，承台混凝土强度C35，承台顶标高-8.00m,在地库基础（底标高：-7.95m）

16、下100。塔身穿防水底板、楼板处，底板及楼板预留洞四周比塔身外围大500mm(26002600),该处梁板后浇带处理方法同地下室顶板后浇带。塔吊基础施工塔吊基础采用长螺旋钻孔泵压混凝土桩，将由在现场施工工程桩的施工队伍施工，并按其专项施工方案进行操作。考虑到今后塔吊安装方便，施工中有关预埋件需同步进行埋设，并要确保其位置准确性。塔吊基坑土方开挖时间随同本工程地下室，并预先施工。由于塔吊基础在地下室底板以下，故在塔吊基础施工前，要对基础处挖基坑。开挖时注意事项：对作业人员做好安全、技术交底、每个人员分工明确。基坑开挖时由施工人员指挥人、机作业、安全员现场协调安全工作。划定作业范围、存土、转土地点

17、、挖机行走路线，作业半径内严禁人员行走。在土方边坡顶设置沉降观测点，开挖中与开挖后定时观测，发现异常，立即采取措施。基坑设置专用扶梯，以供人员上下，工人在基坑内作业时，设专人在上面指挥，以免上面物体落入坑内，同时一且发现支护异常，立即通知人员撤出。基坑周边设立警戒线，围护设置，防止与基坑施工无关人员误伤，同时保护基坑内作业人员安全。制定应急措施：挖掘机随时待命，一旦沉降异常难以控制，即用挖机将支护周围土方挖低御载。准备工字钢、松木（6M）、边坡发生鼓肚变形、有塌方迹象时，进行水平加固。第一部分：QTZ80（TC6012）型塔吊桩基础计算书一参数信息 塔吊型号: QTZ80（TC6012）主要部

18、件重量如下表：序号名称重量（kg）序号名称重量1塔顶23009回转总成32002平衡臂总成450010塔身830（602。8）=174303司机室5004起重臂总成62505平衡重117006载重小车2387爬升架33008固定基节1020自重(包括压重)F1=504389.806651000=496.63kN,最大起重荷载F2=69.80665=58.84kN 塔吊倾覆力距M=1552.00kN.m,塔吊起重高度H=84.1m,塔身宽度B=1.60m混凝土强度:C35,钢筋级别:级,承台长度Lc或宽度Bc=6.80m 桩直径d=0.40m,桩间距a=2.40m,承台厚度Hc=1.00m 基础

19、埋深D=1.00m,承台箍筋间距S=200mm,保护层厚度:50mm二塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算塔吊自重(包括压重)F1=496.63kN塔吊最大起重荷载F2=58.84kN作用于桩基承台顶面的竖向力 F=(F1+F2)1.2=665.56Kn塔吊的倾覆力矩 M=1.41552=2172.80kN.m三. 矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算计算简图：图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。单桩允许承载力特征值计算单桩竖向承载力特征值计算按地基土物理力学指标与承载力参数计算AP=r2=0.1257Ra=qpaAp+upqsiali(DB33/100120

20、03)(9.2.3-1)qpaAP=0upqsiali=1.88（5.587.001.02+10.28.001.02+9.713.001.02+4.123.001.02+4.115.001.02+3.216.001.02+1.526.001.02+4.440.001.02）=1282.414KN 即Ra=1282.41KN桩身截面强度计算0.711.91.257105=1047.08KN 其中工作条件系数，取0.7；fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=11.90N/mm2; Ap桩的截面面积，A=1.257105mm2。单桩抗拔力特征值计算Ra=up6iqsiali+GPK (DB33/100

21、12003)(9.2.71)=1282.414+429.552=1711.966KNup6iqsiali=1.88(5.887.001.02+10.28.001.02+9.713.001.02+4.123.001.02+4.115.001.02+3.216.001.02+1.526.001.02+4.440.001.02)=1282.41KN0.9Gpk=0.90.423825=429.552KN单桩桩顶作用力的计算和承载力验算轴心竖向力作用下：Qk=(FK+GK)/n （DB33/10012003）(9.2.1-1)=(666.56+608.35)/6=212.49KN偏心竖向力作用下：按照

22、Mx=Mk=2172.8+73.91.0=2246.7KNm （DB33/10012003）（9.2.1-2）= (666.56+750)/62246.71.7/8.02 =236.09476.25水平作用下：73.9/6=12.32KN 图2其中n单桩个数，n=6；F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值F=666.56kN；G桩基承台的自重G=1.2(25BcBcHc+20BcBcD)=1.2(254.604.601.15+204.804.800.00)=608.35kN； Mx,My承台底面的弯矩设计值(kN.m)；取2172.80KN.m; xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=

23、1.70m; Ni单桩桩顶竖向力设计值(kN)。桩数选择及平面布置塔式起重机桩承受最大荷载为自重、配重、吊重之和。桩身截面积面积=(0.20.2)=0.126m2桩身自重=0.1261625=50.4KN钢筋砼承台自重：G2=5.85.81.3525=1135.35KN塔式起重机自重G3=716KN（取工作状态时）最大吊重为80KN桩基承受的最大总重量为（按四根桩计算）：G=50.44+1135.35+71680=2132.95KN桩数选择及平面布置：桩数n=G/R=2132.95KN852.54KN=2.5根考虑到塔机吊物各个方向的随意性，采用对称布置6根桩，桩距取1.4m，此时1.42.5

24、d=1.00m，符合最小中心距的要求，桩身砼强度等级为C25，fc=11.9Mpa, ft=1.57Mpa。1.1640.78KN=705KN11.90.1261000=1500KN，符合要求所以单桩承受的最大轴向压力取Qx与Qx1中的大值，即R（F+G）=1146.56KN。而单桩容许承载力R=2246.7KNR=1146.56KN，满足要求。经过假设6桩（单桩长度11m）计算和验算：桩轴心竖向作用力+桩偏心竖向作用力=1274.91KN3088.59mm2,满足要求。为了增加安全系数，基础承台配筋为A25250双向双层布置五、矩形承台截面抗剪切计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-94)的第

25、5.6.8条和第5.6.11条。根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性， 记为V=673.67kN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： 其中 0建筑桩基重要性系数，取1.0； b0承台计算截面处的计算宽度，b0=4000mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1000mm；剪切系数当0.31.6 (抗倾覆满足要求)七、桩配筋计算根据DB33/10012003中的9.1.10的要求，本方案设计中的桩不属于抗拔桩及承受水平力为主的桩，所以桩身不配筋。第二部分：塔吊附着计算塔机安装位置至建筑物距离超过使用说明规定，需要增长附着杆或附着杆与建

26、筑物连接的两支座间距改变时，需要进行附着的计算。主要包括附着杆计算、附着支座计算和锚固环计算。一、支座力计算塔机按照说明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。附着式塔机的塔身可以简化为一个带悬臂的刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如下：风荷载标准值应按照以下公式计算：WK=W0uzusz=0.6001.1701.3500.700=0.633KN/M2;其中W0基本风压（KN/m2）,按照建筑结构荷载规范（GBJ9）的规定采用：W0=0.600KN/m2;uz风压高度变化系数，按照建筑结构荷载规范（GBJ9）的规定采用：uz=1.

27、350;us风荷载体型系数：us=1.170;z高度Z处的风振系数，z=0.700;风荷载的水平作用力： Q=WKBKS=0.6631.6000.200=0.212KN/m;其中WK风荷载水平压力，WK=0.663KN/m2;B塔吊作用宽度，B=1.600m; KS迎风面积折减系数，Ks=0.200;实际取风荷载的水平作用力 q=0.212KN/m;塔吊的最大倾覆力矩：M=882.00KN/m;弯矩图变形图剪力图计算结果：NW=77.7189KN二、附着杆内力计算计算简图：计算单元的平衡方程：FX=0T1COS1+T2COS2-TCOS3=-NWCOSFY=0T1sin1+T2sin2+T3s

28、in3=-NWsinM0=0T1(b1+c/2)cos1-(1+c/2)sin1+T2(b1+c/2)cos2-(1+c/2)sin2+T3-(b1+c/2)cos3+(2-1-c/2)sin3=MW其中：1=rctgb1/1 2=rctgb1/(1+c)3=rctgb1/(2-1-c)第一种工况的计算塔机满载工作，风向垂直于起重重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩合风荷载扭矩。将上面的方程组求解，其中从0360循环，分别取正负两种情况，求得各附着最大的。塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩合。杆1的最大轴向压力为：88.29KN;杆2的最大轴

29、向压力为：1.47KN;杆3的最大轴向压力为：75.87KN;杆1的最大轴向拉力为：43.37KN;杆2的最大轴向拉力为：43.62KN;杆3的最大轴向拉力为：85.08KN;第二种工况的计算：塔机非工作状态，风向顺着着起重臂，不考虑扭矩的影响。将上面的方程组求解，其中=45，135，225，315，MW=0，分别求得各附着最大的轴压和轴拉力。杆1的最大轴向压力为：65.83KN;杆2的最大轴向压力为：15.94KN;杆3的最大轴向压力为：79.34KN;杆1的最大轴向拉力为：65.83KN;杆2的最大轴向拉力为：15.94KN;杆3的最大轴向拉力为：79.34KN;附着杆强度验算杆件轴心受拉强度难验算验算公式：=N/Anf其中：为杆件的受拉应力； N为杆件的最大轴向拉力，取N=85.084KN; An为杆件的截面面积，