塔吊基础设计

1、 塔吊基础设计一、基础选型n1、塔吊基础类型：n（1）天然基础n（2）桩承台基础：一般为四桩承台（受力较好）n2、选型原则：n（1）根据场地地质资料，选择适用该工程的塔吊基础；n（2）天然基础：地耐力要求一般为大于20KPa（具体应根据塔吊说明书的要求），如场地土质较好，可优先选用天然基础；n（3）桩承台基础：如场地土质较差、上部土层承载力达不到要求，则应考虑选用桩承台基础，桩类型选用可参照工程桩。二、基础定位n基础定位原则基础定位原则n（1）根据建筑物外形及施工平面布置，塔吊半径应尽可能覆盖拟建建筑及各种材料加工场范围，来满足垂直运输效益最大化的要求；n（2）如拟建建筑物为高层建筑，塔吊安装

2、高度大于最大独立安装高度时，定位时则应考虑满足附着长度及设置点的要求（附着长度可见说明书要求）；n（3）有地下室的建筑物，塔吊基础如设置在基坑边外侧，则基础边离基坑边应至少大于3米；n（4）如受场地限制，塔吊基础在基坑内，可选择设置在底板上或与底板相连接，但应有防水措施（设置钢板止水带或橡胶止水环），同时应考虑穿越楼板时楼板的预留尺寸；n（5）禁止利用支护桩作为塔吊基础桩；n（6）基础定位时应考虑日后塔吊降机是否受建筑物阻碍；三、天然基础计算n1、首先确定基础尺寸、首先确定基础尺寸n 基础最小尺寸应满足说明书要求。n2、计算参数、计算参数n塔吊荷载：n塔吊荷载参数取值应根据说明书取非工况时的参

3、数，主要包括自重、倾覆力矩及水平力；如说明书中倾覆力矩较大时（大于2000KN.M），则应咨询厂家该值是否已包含1.4安全系数）；如下表中M分为Mx和My，则倾覆力矩应为 （Mx2+ My2）1/2 。荷载工况基础荷载P(kN)M(kN.m)FkFhMMZ工作状态500.0018.501225.00205.00非工作状态425.0065.001605.000三、天然基础计算n3、塔吊天然基础承载力计算、塔吊天然基础承载力计算n不考虑附着按下列公式nF塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重F=1.2塔吊自重；nG基础自重，G=1.2(25.0BcBcHc）；nBc基础底面的宽度；n W基础

4、底面的抵抗矩，W=BcBcBc/6；n M倾覆力矩，M=1.4倾覆力矩；nPmax为最大压力值，小于持力层土质承载力则满足要求；nPmin为最小压力值，该值不能为负数，出现负数则基础整体抗倾覆安全性降低。n注：如果注：如果Pmax不满足要求，则应考虑增大承台边长或考虑进行地基处理；不满足要求，则应考虑增大承台边长或考虑进行地基处理；n 如果如果Pmin出现负值，则应考虑增大承台自重或者采取基础面压重措施。出现负值，则应考虑增大承台自重或者采取基础面压重措施。n由于该验算安全富余值较大，计算时一般能满足要求，因此不详细介绍n5、承台配筋计算（应参照说明书中的配筋要求）、承台配筋计算（应参照说明书

5、中的配筋要求） n公式三、天然基础计算n4、塔吊天然基础受冲切承载力验算、塔吊天然基础受冲切承载力验算 n公式n该公式计算结果一般能满足要求，除满足上式外，还应满足最小配筋率（单层钢筋总面积应大于0.15%要求，即：单根钢筋面积单层数量塔吊边长承台有效高度0.15%三、天然基础计算n6、塔吊天然基础抗倾覆验算、塔吊天然基础抗倾覆验算 n公式：e=(Mk+Fvh)/Fk+Gkb/4ne为偏心距，如eb/6时， Pmax=2（Fk+Gk）/3bana为合力点至基础底面最大压力边缘的距离。四、四桩承台基础计算1、桩承台构造要求、桩承台构造要求（1）承台边缘至桩中心距离不宜小于桩的直径，且边缘挑出部位

6、不应小于150mm；（2）桩顶嵌入承台的长度不宜小于100mm；（3）混凝土灌注桩桩顶主筋应伸入承台内，其锚固长度不宜小于30倍d，对于抗拔桩不应小于40倍d（塔吊基础桩大部分为抗拔桩）；（4）预制桩在桩顶2m范围内应填筑同承台等强度的桩芯砼，并设置4根插筋锚入承台40倍d。四、四桩承台基础计算n2、计算参数、计算参数n（1）塔吊荷载：n同天然基础荷载hF h基础顶面所受倾覆力矩基础所受扭矩基础顶面所受水平力基础顶面所受垂直力M =zM =F =F =kzM F k塔吊基础受力示意图M四、四桩承台基础计算n（2）基础设计参数n1）承台边长一般应大于5m，厚度应能满足地脚螺栓的锚固长度要求（具体

7、可参照说明书要求；n2）在承台尺寸确定的情况下，应尽可能调大桩距（桩距调大则单桩受力较小），但应满足“承台边缘至桩中心距离不宜小于桩的直径，且边缘挑出部位不应小于150mm”的要求；n3）桩顶标高：桩开始穿越的第一层土层顶标高（一般为承台垫层底的标高）四、四桩承台基础计算n（3）桩有效长度内土层地质参数n1）桩有效长度：桩顶（承台垫层底开始计算）至桩端持力层的长度，不应从不应从原地面算起；原地面算起；n2）有效长度内土层地质参数n参照工程地质资料，选取离桩最近的钻孔点参数作为单桩受力的计算依据，并根据土质各项力学指标绘制计算表格(举例如下）：序号地层名称厚度L(m)极限侧阻力标准值qsik(k

8、Pa)极限端阻力标准值qpk(kPa)抗拔系数i1淤泥质土0.498.000.402粉质粘土4.7025.000.60.n强风化硬质岩3.0085.003200.000.80四、四桩承台基础计算n3、桩顶作用效应计算（单桩压力及拔力）、桩顶作用效应计算（单桩压力及拔力）n计算公式：nNmax =(FkGk)/n+Mxyi/yi2 ; Nmin =(FkGk)/n-Mxyi/yi2 n或Nmax =(FkGk)/n+M/2S; Nmin =(FkGk)/n-M/2SnS=1/2 (dd+dd)1/2（d为桩径）nNmax为单桩最大压力； Nmin 如为负值则是单桩的最大拔力。n4、单桩允许承载力

9、特征值计算、单桩允许承载力特征值计算 nQsk=uQsikL+AQpanu桩周长nQsik桩侧土摩阻力nL桩穿越的各层土层厚度（应分别计算）nA 桩底部面积nQpa 桩端土层端阻力n计算结果Qsk必须大于Nmax。四、四桩承台基础计算n5、单桩抗拔桩基承载力验算、单桩抗拔桩基承载力验算 nRta=UiQsia.L+0.9G0ni各层土质抗拔折系减数nG0 单桩自重n计算结果Rta必须大于Nmin的绝对值。n6、桩身配筋验算（适用于灌注桩）桩身配筋验算（适用于灌注桩）n（1）应满足最小配筋率要求，截面配筋可取0.2%0.65%（小桩径取高值，大桩径取低值）；n（2）抗拔桩钢筋应通长设置；n（3）

10、桩身构造配筋可参照工程桩做法。n7、承台配筋验算、承台配筋验算n可参照天然基础满足最小配筋率要求。n8、抗拔桩管内桩芯砼及插筋验算（适用于预制管桩）、抗拔桩管内桩芯砼及插筋验算（适用于预制管桩）n（1）填芯砼长度：LaQa/fnUm，一般取2米以上n （2）抗拔钢筋面积：As=Qa/ fy，一般设置4根16号以上钢筋（可参照工程桩做法）nQa相应于荷载效应基本组合时单桩竖向抗拔承载力设计值nfn填芯砼与管桩内壁的粘结强度设计值，取0.3MPanUm管桩内孔圆周长度nfy钢筋抗拉强度设计值n注：如单桩无抗拔力，则同样按以上方法构造设置。注：如单桩无抗拔力，则同样按以上方法构造设置。四、四桩承台基

11、础计算箍筋交叉钢筋12C35桩芯混凝土416（l40d)3厚圆钢板与钢筋焊接壁厚塔身基础1.0m（l2D)n9、管桩焊缝强度验算nQaLw hefwt=400-2+(400-25) 10-30.750.005170106=1777.55KN nLw焊缝长度，Lw=（d1+d2），（d1为焊缝外径，d1=d-2，d2=d-25，d为桩径）nhe焊缝计算厚度，he=0.75s（s通常取5mm）nfwt焊结抗拉强度设计值,取170MPan管桩接桩焊缝厚度不少5mm，取厚度为10mm。四、四桩承台基础计算n1、混凝土强度不低于C35。为了保证强度，满足提前安装的要求，混凝土可提高等级。n2、塔机安装，基础混凝土强度不应低于90%，并做好基础的排水工作。n3、基础必须做好接地措施，要求接地电阻4。n4、浇注前，先将螺