广东高层商业中心塔吊基础方案

目录HYPERLINK\l"_Toc383345998"第1章编制依据2HYPERLINK\l"_Toc383345999"第2章工程概况2HYPERLINK\l"_Toc383346000"§2.1项目概况2HYPERLINK\l"_Toc383346001"§2.2塔吊选型2HYPERLINK\l"_Toc383346002"第3章塔机基础的设计及制作3HYPERLINK\l"_Toc383346003"§3.1塔吊位置选择3HYPERLINK\l"_Toc383346004"塔吊基础选择3HYPERLINK\l"_Toc383346005"塔吊位置选择4HYPERLINK\l"_Toc383346006"§3.2塔吊基础设计4HYPERLINK\l"_Toc383346007"桩基承载力特征值估算及有关岩土设计参数4HYPERLINK\l"_Toc383346008"塔吊基础设计6HYPERLINK\l"_Toc383346009"§3.3塔吊基脚螺栓预埋6HYPERLINK\l"_Toc383346010"§3.4塔吊基础的防雷接地引接7HYPERLINK\l"_Toc383346011"§3.5塔吊基础与底板接头处理7HYPERLINK\l"_Toc383346012"§3.6塔吊立架处与地下室顶板（裙楼）主、次梁接头处理8HYPERLINK\l"_Toc383346013"§3.7地下室顶板预留孔洞围护9HYPERLINK\l"_Toc383346014"第4章QTZ80A(6010)塔吊桩基础的计算书10编制依据1、《QTZ80A6010型塔吊使用说明书》；2、《塔式起重机设计规范》GB/T13752-1999;3、《地基基础设计规范》GB50007-2011）;4、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012）;5、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010）;6、《建筑桩技术规范》JGJ94-2008；7、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》--GB50202-2002）;8、《塔式起重机混凝土基础工程技术规范》--JGJ/T187-20099、本工程《岩土工程勘察报告》；10、本工程项目的施工图纸、施工组织设计。工程概况项目概况xx商业中心更新项目3#地块由深圳市金洪实业投资发展有限投资兴建，华森院设计，深圳市特发工程建设监理有限公司监理，深圳泛华工程集团有限公司发4承建，为RC结构的商住建筑物一栋，地上31层，地下2层，其中有3层裙楼。总建筑面积约为35417.82平方米，建筑物高度：从±0.000起计至屋面高96.50m，梯屋、电梯机房顶、构架顶高100.70m，地下室底板面标高为-9.45m。塔吊选型根据施工需要，计划安装一台型号为:xx市xx区xx建设机械有限公司生产的塔机QTZ80A(6010)。1、塔身横截面尺寸1.65×1.65m2、起重臂最大安装幅度为60.0m3、平衡臂长度13.32m4、塔机独立高度为41.5m,在该工地使用高度为115.0m5、标准节高度为2.8m6、额定起重为6t(16.3m内)--1.2t(60.0m处)7、塔机额定功率为40.2KW8、基础形式为预埋螺栓式。9、主要结构件外形尺寸及重量名称尺寸（长、宽、高高）(m)重量(kg)基础节1.665×1..665×2..81976塔身标准节1.665×1..665×2..8992爬升架.液压泵3.7×3.4××6.43400上下支座总成4200司机室430回转塔身1.4×1.4××2.01420塔顶6.6×1.4××1.41411平衡臂(含起升机机构)13.32×1..22850起重臂61.39×1..4×1.225432平衡重1.6+2.1××2+2.558×41612010、塔机的总体结构详见产品说明书。塔机基础的设计及制作塔吊位置选择塔吊基础选择塔吊基础采用1根φ1600人工挖孔灌注桩，桩长约14.7.0m，桩端支承在中风化岩层300mm，桩身混凝土强度为C35，塔吊基础承台尺寸是4300×4300×1200，混凝土强度等级C35。塔吊位置选择本工程使用一部塔吊，塔机的安装位置设于于6轴--7轴/J轴--K轴之间，中心点距建筑物J轴外边线为2.6米，距6轴--7轴分别为2.95米，承台为4.3×4.3×1.2米，混凝土强度等级为C35；塔吊基础采用一根Ф1.6米的人工挖孔灌注桩（参数见桩图），塔基承台面低于地下室底板面650mm。塔吊桩定位如下图塔吊基础设计桩基承载力特征值估算及有关岩土设计参数根据拟建场区建筑物规模(31层)，结合场地工程地质情况，设计采用人工挖孔灌注桩，以连续完整的中风化岩作桩端持力层。单桩竖向承载力特征值（见桩设计图）Ra可按《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011式-1式DBJ15-31-2003式10.2.3或10.2.4估算。公式eq\o\ac(○,1)Ra=qsaAp+up∑qsiaLi[摩擦桩公式]eq\o\ac(○,2)Ra=Rsa+Rra+Rpa[嵌岩桩公式]桩基的设计施工还需符合《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)有关要求。各岩土层桩周摩阻力特征值、桩端土承载力特征值等参数详见下表1表1地层代号岩土名称状态层号地基承载力特征值值fak(kPa)压缩模量Es(MMpa)桩周摩阻力特征值值qsa(kPa)钻(冲)孔灌注桩桩端承载力特征值值qsa(kPa)岩石抗压强度fr(Mpa)Qml素填土松散eq\o\ac(○,1)\\10Qal淤泥质土流塑eq\o\ac(○,2)1502.56粉砂松散-稍密eq\o\ac(○,2)3110\15K粉砂质土岩强风化eq\o\ac(○,3)1700751000fr=1.5MPa中风化eq\o\ac(○,3)212001601500fr=4.4MPa微风化eq\o\ac(○,3)330003303500fr=10.0MPaa岩石抗压强度统计表表2地层时代风化程度岩性地层序号指标天然抗压强度fr(Mpa)备注K强风化粉砂质泥岩eq\o\ac(○,3)1参加统计组数3最大值2.9最小值0.65平均值1.5中风化粉砂质泥岩eq\o\ac(○,3)2参加统计组数28其中9组微风化夹层样未未参与数理统统计最大值8.7最小值2.8平均值5.0标准差1.81变异系数0.36标准值4.4微风化粉砂质泥岩eq\o\ac(○,3)3参加统计组数42最大值19.4最小值8.4平均值12.9标准差2.98变异系数0.23标准值12.1塔吊基础设计1、塔吊基础承台设计采用人工挖孔灌注桩D1600mm,配筋用三级钢筋为25φ20箍筋为三级钢筋φ10@250；桩端要求穿过粉质粘土、全风化、强风化，进入中风化岩层≥0.3m。2、考虑工程承台受力作用，桩基础承台设计为4.3m(长)×4.3m(宽)×1.2m(厚),桩承台混凝土为C35、P6抗渗砼,上下配筋为三级钢23φ20mm＠190mm双层双向钢筋,内肢三级钢筋φ14mm＠400mm双向筋。塔吊基脚螺栓预埋塔吊基脚螺栓预埋为16根φ42mm长=1100mm，螺栓为原厂产品。安装预埋螺栓时用固定模具套入，模具上下螺母固定定型，采用水平仪校核准确，与承台钢筋焊接牢固。塔吊基础的防雷接地引接塔吊基础的防雷接地引接；承台桩留出约500mm钢筋焊接头与承台钢筋连通焊接，并直接连出承台面约500mm的2处引头，作为连焊接于塔架至塔尾防雷针。接地电阻值小于4Ω。基础制作后，等其强度达到80%并检查合格方可安装塔机。塔吊基础与底板接头处理塔吊承台与工程结构承台地板分界接头处理：由于先做塔吊承台，在塔吊承台与K轴交6－7轴上的承台相交叉，塔吊承台与工程承台相邻的承台砖模必须同时施工，先浇塔吊承台砼，结构承台与塔吊承台相邻处用快易收口网收口，塔吊承台与地下室承台用MU7.5灰砂砖，M5水泥砂浆砌筑厚度为240mm,砖模布置如下图塔吊承台面底于地下室底面650mm，先施工塔吊承台，工程底板施工缝处设置钢板止水片。（做法如下）。底板后浇部分如下图塔吊立架处与地下室顶板（裙楼）主、次梁接头处理对立架处顶板主、次梁、板断开位置如下图处理方法如下：1、梁板砼施工缝接头为梁长的1/3L位置处，在原设计的配筋中各加大一级配筋预留搭接，钢筋搭接应错开为1/2倍数。2、施工缝搭接头钢筋加焊接；单面焊接为10倍D，双面焊接为5倍D。预留钢筋用钢刷进行清锈。3、预留孔洞砼接头处理；先浇砼接头必须凿毛，清洗干净，二次浇筑的砼加渗5-10%UEA澎胀水泥。地下室顶板预留孔洞围护预留孔洞口处四周采用Φ48mm钢管搭设高1.5m,并用18厚木胶合板密封围，防止杂物下落伤人。在地下室楼板及裙房楼板和屋面楼板预留洞口四周用水泥砖砌100高挡水坎。塔吊附墙示意图塔吊附墙立面示意图（见附图）根据塔吊附墙计算，主体剪力墙砼最低强度为C30，已满足附墙要求，因考虑不影响主体施工进度，尽快安装附墙装置，附墙部位的剪力墙砼采用C50砼，并在附墙部位的剪力墙增加4Φ20钢筋，长度为2800m的，锚入下层1400mm，剪力墙暗柱箍筋加密。附着设计与施工的注意事项3.8.1、锚固装置附着杆在建筑结构上的固定点要满足以下原则:1）附着固定点应设置在丁字墙（承重隔墙和外墙交汇点）和外墙转角处，切不可设置在轻质隔墙与外墙汇交的节点处；2）对于框架结构，附着点宜布置在靠近柱根部；3）在无外墙转角或承重隔墙可利用的情况下，可以通过窗洞使附着杆固定在承重内墙上；4）附着固定点应布设在靠近楼板处，以利于传力和便于安装。3.8.2、塔吊的附着的安装1）起重机附着的建筑物其锚固点的受力强度满足起重机的设计要求。附着杆高的布置方式、相互间距和附着距离等，应按出厂使用说明书规定执行。2）装设附着框架和附着杆件，应采用经纬仪测量塔身垂直度，并应采用附着杆进行调整，在最高锚固点以下垂直度允许偏差为2/1000。3）在附着框架和附着支座布设时，附着杆倾斜角度不得超过10度4）附着框架宜设置在塔身标准节连接处，箍紧塔身。塔架对角处在无斜撑时应加固。5）塔身顶升节高到规定锚固间距时，应及时增设支建筑物的锚固装置。塔身高出锚固装置的自由端高度，应符合出厂说明书规定。6）起重机作业过程中，应经常检查锚固装置，发现松动或异常情况时，应立即停止作业。故障未排除不得继续作业。7）拆卸起重机时，应随着降落塔身的进程拆卸相应的锚固装置。严禁在落塔之前先拆锚固装置。8）遇有六级及以上大风时，严禁安装或拆卸锚固装置。9）锚固装置的安装、拆卸、检查和调整，均应有专人负责，工作时应系安全带和戴安全帽，并应遵守高处作业有关安全操作的规定。QTZ80A(6010)塔吊桩基础的计算书塔吊基础设计(单桩)计算书1.计算参数（1）基本参数采用1台QZT80A(6010)塔式起重机，塔身尺寸1.65m,基坑开挖深度-8.05m；现场地面标高0.00m,承台面标高-8.70m；采用人工挖孔基础，地下水位-9.00m。（2）计算参数1）塔机基础受力情况荷载工况基础荷载P(kN)M(kN.m)FkFhMMZ工作状态532.0074.001665.00420.00非工作状态619.0031.001866.000比较桩基础塔机的工作状态和非工作状态的受力情况，塔机基础按非工作状态计算如图Fk=619.00kN，Fh=31.00kN，M=1866.00+31.0×1.10=1900.10kN.mFk‘=619.00×1.35=835.65kN，Fh，=31.00×1.35=41.85kNMk=(1866.00+31.0×1.10)×1.35=2565.14kN.m2）桩顶以下岩土力学资料序号地层名称厚度极限侧阻力岩石饱和单轴抗压压强度qsik*ιi抗拔系数λiqsik*ιiL(m)标准值qsik((kPa)标准值frk(kkPa)(kN/m)λi(kN/m)1粉质粘土5.1035.00178.500.4071.402全风化粉砂岩2.9055.00159.500.6095.703强风化粉砂岩6.4088.00563.200.70394.244中风化粉砂岩0.30100.0015.0030.000.8024.00桩长14.70∑qsik*ιi931.20∑λiqsik**ιi585.343）基础设计主要参数基础桩采用1根φ1600人工挖孔灌注桩，桩顶标高-9.80m，桩端设扩大头，桩端入中风化粉砂岩0.30m；桩混凝土等级C35，fC=16.70N/mm2,EC=3.15×104N/mm2；ft=1.57N/mm2，桩长14.70m；钢筋HRB400,fy=300.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2承台尺寸长(a)=4.30m、宽(b)=4.30m、高(h)=1.20m；桩中心与承台中心重合,承台面标高-8.70m；承台混凝土等级C35,ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3。Gk=abhγ砼=4.30×4.30×1.20×25=554.70kN2.桩顶作用效应计算（1）轴心竖向力作用下：Nk=(Fk＋Gk)/n=(619.00+554.70)/1=1173.70kN（2）水平力作用下：Hik=Fh/n=31.00/1=31.00kN3.桩基竖向承载力验算（1）单桩竖向极限承载力标准值计算hr=0.30m,d=1.60m=1600mm,hr/d=0.30/1.60=0.19,查表得，ζr=0.53Ap=πD2/4=3.14×(1.60+2×0.40)2/4=4.52m2Qsk=u∑qsiki=πd∑qsiai=3.14×1.60×931.20=4678.35kNQrk=ζrfrkAp=0.53×15×4.52=35.93kN，Quk=Qsk+Qsk=4678.35+35.93=4714.28kNRa=1/KQuk=1/2×4714.28=2357.14kN4.桩基竖向承载力计算轴心竖向力作用下Nk=1173.70kN＜Ra=2357.14kN,竖向承载力满足要求。5.桩基水平承载力验算（1）单桩水平承载力特征值计算αE=Es/Ec=2.00×105/3.15×104=6.35,γm=2,ζN=0.50ρg=0.2+(2000-1600)/(2000-300)×(0.65-0.2)=0.31%Wo=πd/32[d2＋2(ES/EC－1)ρgd02]=3.14×1.60/32×(1.602+2×(6.35-1)×0.31%×(1.60-2×0.10)2)=0.41m3Io=Wod/2=0.41×1.60/2=0.33m4EI=0.85ECIo=0.85×3.15×107×0.33=8835750kN.m2查表得:m=35.00×103kN/m4，bo=0.9(d+1)=2.34mα=(mbo/ECI)0.2=(35.00×1000×2.34/8835750)0.2=0.39αL=0.39×14.70=5.76＞4，按αL=4查表得:Vm=0.768Nk=(Fk’＋1.2Gk)/n=(835.65+1.2×554.70)/1=1501.29kNAn=πd2/4[1＋(Es/Ec-1)Pg]=2.01×(1+5.35×0.31%)=2.04m2RHa=(0.75×αγmftW0/Vm)(1.25+22ρg)(1+ζNN1k/γmftAn)=(0.75×0.39×2×1.57×1000×0.41／0.768)×(1.25+22×0.31/100)×[1+0.50×1501.29/(2×1.57×1000×2.04)]=75.84kN(2)桩基水平承载力Hik=31.00kN＜Rha=75.84kN,水平承载力满足要求。6.抗拔桩基承载力验算（1）抗拔极限承载力标准值计算Tgk=1/nu1ΣλiqsikLi=1.60×4×585.34=3746.18kNTuk=ΣλiqssikuiLi=585.334×3.114×1.660=29440.75kkN(2)抗拔承载力计计算Ggp=4.30××4.30××14.600×(18..80-100)/1=22375.660kNGp=3.14×1.22×1.2××14.700×(25--10)=9997.011kNTgk/2+Ggpp=37466.18/22+23755.60=44248.669kN，Tuk/2+GGp=29400.75/22+997..01=24467.399kN7.抗倾覆验算bi=4.30/2=22.15m倾覆力矩M倾=MM＋Fhh=18666.00+331.00××(8.055-8.700)=18445.85kkN.m抗倾覆力矩M抗==（Fk＋Gk）bi＋(Tuk/2+Gp)bi=(619.00+5554.700)×2.115+(29940.755/2+9997.01))×2.155=78288.33kNN.mM抗/M倾=78288.33/11845.885=4.224抗倾覆验算4.224＞1.6,满足要求。8.桩身承载力验算(1)正截面受压压承载力计算算Nk=(Fk’＋11.2Gk)/n=(835.665+1.22×554..70)/11=15011.29kNNΨc=0.90,ΨcffcAp=0.90××16.700×10000×2.011=302110.30kkN正截面受压承载力力=302110.30kkN＞NK=15011.29kNN,满足要求。（2）配筋计算采用HRB4000钢筋,fy=300.000N/mmm2,按照配筋率ρ=ρg=0.31%计算：As1=ρA=0..31%×33.14×11.602/4×1006=6230mmm2桩身钢筋抗拔计算算As2=2M倾/ddfy=2×18445.85××106/(16000×3000)=76991mm2比较As1和Ass2,按As2配筋，取取2520，As=25×3114=78550mm2>AS2=76991mm2(满足要求)9.承台受冲切承载力力验算只考虑塔身边冲切切承载力计算算Fι=F－1.2ΣQik==Fk’=835.665kN，ho=1.20--0.10==1.10mm=1100mmβhp=1.0+((2000--1200//(20000-800))×(0.99-1.0))=0.933а0=(4.30-1.665)/2==1.33mm,λ=а0/ho=1.33//1.10==1.21β0=0.84/(1..21+0..2)=0..60um=4×(1.65++1.33))=11.992mβhpβ0umfttho=0.93××0.60××11.922×1.577×10000×1.100=114886.90kkN承台受冲切承载力力=114886.90kkN＞Fk=835..65kN,,满足要求。10.承台受剪切切承载力计算算V=Nk’=Fkk’/n=835.665/1=8835.655kNβhs=(800//ho)1/4=(800/11100)00.25=00.92,λλ=а0/ho=1.33//1.10==1.21α=1.75/(λλ+1)=1..75/(11.21+11)=0.779,b0=4.30mm=43000mmβhsαftb0hho=0.92××0.79××1.57××1000××4.30××1.10==5397..29kN承台受剪切承载力力=53977.29kNN＞V=8355.65kNN,满足要求。11.承台配筋计计算（1）承台弯矩计算Ni=Fk=835..65kN，xi=0.80mM=Nixi=8835.655×0.800=668..52kN.m（2）承台配筋计算基础采用HRB4400钢筋，fy=300N/mm2,最小配筋率ρ=0.155%计算配筋As1=M/0.99fyho=668.552×1066/(0.99×300××1100))=22511mm2As2=ρbho==0.00115×43000×11000=70995mm2比较As1和As2，按按As2配筋,取2320@1992mm((钢筋间距满满足要求)As=23×314=77222mmm2承台配筋面积=77222mmm2＞7095mmm2,满足要求。12.计算结果（1）基础桩1根φ1600人工挖孔孔灌注桩，桩桩端设扩大头,桩顶标高-99.80m，桩长14..70m，桩端入中风风化粉砂岩00.30m；桩混凝土土等级C355,桩身钢筋采采用2520,箍筋采用φ10mm@250mmm。（2）承台长(a)=4.30mm、宽(b)=4.330m、高(h)=1.220m；桩中心与与承台中心重重合，承台面面标高-8..70m；混凝土等等级C35,承台底钢筋筋采用双向2320@1922mm。附着计算计算书一、支座力计算塔机按照说明书与与建筑物附着着时，最上面面一道附着装装置的负荷最最大，因此以以此道附着杆杆的负荷作为为设计或校核核附着杆截面面的依据。附附着式塔机的的塔身可以简简化为一个带带悬臂的刚性性支撑连续梁梁，其内力及及支座反力计计算如下:风荷载标准值应按按照以下公式式计算：ωk=ω0×μz×μs×βz=0.4550×1.1170×1..450×00.700=0.5334kN//m2；其中ω0──基本本风压(kN/m2)，按照《建建筑结构荷载载规范》(GBJ9))的规定采用用：ω0=0..450kkN/m2；μz──风压高度变化系数数，按照《建建筑结构荷载载规范》(GBJ9))的规定采用用：μz=1..450；；μs──风荷载体型系数：：μs=1..170；βz──高度Z处的风振系系数，βz=0..700；风荷载的水平作用用力：q=Wk×B×Ks=0..534×1.6500×0.2000=0..176kkN/m；其中Wk───风荷载水平平压力，Wk=0.5534kNN/m2；B───塔吊作用宽宽度，B=1.6500m；Kss──迎风面积折折减系数，KKs=0.2200；实际取风荷载的水水平作用力q=0.1711kN/mm；塔吊的最大倾覆力力矩：M==16655.000kN·m；弯矩图变形图剪力图计算结果:NNw=1336.75555kN；；二、附着杆内力计计算计算简图:计算单元的平衡方方程:ΣFx=0T1cosα1+T22cosα2-T3cosα3=-NwcosθΣFy=0T1sinα1+T22sinα2+T3sinα3=-NwsinθΣM0=0T1[(b1+c/22)cosαα1-(α1+c/2))sinα1]+T2[(b1+c/2))cosα2-(α1+c/2))sinα2]+T3[-(b1+c/2))cosα3+(α2-α1-c/2))sinα3]=Mw其中:α1=arctan[[b1/a1]α2=arcttan[b11/(a1+c)]α3=arcttan[b11/(a2-a1-c)]2.1