塔吊基础方案.pdf

塔吊基础专项施工方案一、工程概况本工程为海宁市袁花镇花溪人家安置房项目工程，建设地点：海宁市袁花镇南街路南侧、长益路西侧，建设规模：建筑34821.08 平方米，其中 1#楼建筑面积 3561.51 平方米； 2#楼面积 3790.35 平方米；3#楼 3133.25 平方米； 4#楼 3916.7 平方米； 5#楼 3580.49 平方米； 6#楼 5070.72 平方米； 7#楼 7429.46 平方米； 1#半地下汽车库774.1 平方米；2#半地下汽车库774.1 平方米； 3#半地下汽车库774.1 平方米；4#半地下汽车库597.92 平方米； 5#半地下汽车库1418.38 平方米。 计划工期： 600 日历天。工程为一般民用建筑，工程等级二级，耐火等级地上二级，地下一级，屋面防水等级为1 级，抗震设防烈度6 度，建筑耐久年限为50 年，设计单位：浙江鸿翔建筑设计有限公司，勘察单位：浙江省化工工程地质勘察院，监理单位：浙江嘉宇工程管理有限公司，施工单位：深圳中海建筑有限公司。本工程采用 QTZ63塔吊 3 台，具体位置详见施工总平面布置图。二、基础做法拟建采用桩基础方案，桩型选用PC 400 A 95 的预应力方桩，以综合层作为桩端持力层，桩端宜进入持力层3D以上，每个塔吊基础设置 4 根 18 米长预应力管桩，接桩做法参照厂房及配套用房结施02桩基总说明。三、计算书矩形板式桩基础计算书计算依据：1、塔式起重机混凝土基础工程技术规程JGJ/T187-2009 2、混凝土结构设计规范GB50010-2010 3、建筑桩基技术规范 JGJ94-2008 4、建筑地基基础设计规范GB50007-2011 5、预应力混凝土空心方桩JG197-2006 一、塔机属性塔机型号QTZ63 塔机独立状态的最大起吊高度H0(m) 40 塔机独立状态的计算高度H(m) 43 塔身桁架结构方钢管塔身桁架结构宽度B(m) 1.6 二、塔机荷载1、塔机传递至基础荷载标准值工作状态塔机自重标准值Fk1(kN) 464.1 起重荷载标准值Fqk(kN) 47.1 竖向荷载标准值Fk(kN) 511.2 水平荷载标准值Fvk(kN) 18.3 倾覆力矩标准值Mk(kN m) 1335 非工作状态竖向荷载标准值Fk(kN) 464.1 水平荷载标准值Fvk(kN) 73.9 倾覆力矩标准值Mk(kN m) 1552 2、塔机传递至基础荷载设计值工作状态塔机自重设计值F1(kN) 1.35Fk11.35 464.1626.535 起重荷载设计值FQ(kN) 1.35Fqk1.35 47.163.585 竖向荷载设计值F(kN) 626.535+63.585690.12 水平荷载设计值Fv(kN) 1.35Fvk1.35 18.324.705 倾覆力矩设计值M(kN m) 1.35Mk1.35 13351802.25 非工作状态竖向荷载设计值F(kN) 1.35Fk1.35 464.1626.535 水平荷载设计值Fv(kN) 1.35Fvk1.35 73.999.765 倾覆力矩设计值M(kN m) 1.35Mk1.35 15522095.2 三、桩顶作用效应计算承台布置桩数 n 4 承台高度 h(m) 1.2 承台长 l(m) 5 承台宽 b(m) 5 承台长向桩心距al(m) 3.6 承台宽向桩心距ab(m) 3.6 承台参数承台混凝土等级C35 承台混凝土自重C(kN/m3) 25 承台上部覆土厚度h(m) 0 承台上部覆土的重度(kN/m3) 19 承台混凝土保护层厚度(mm)50 配置暗梁否承台底标高d1(m) -4 基础布置图承台及其上土的自重荷载标准值：Gk=bl(h c+h )=5 5(1.2 25+019)=750kN承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2 750=900kN 桩对角线距离： L=(ab2+al2)0.5=(3.62+3.62)0.5=5.091m 1、荷载效应标准组合轴心竖向力作用下： Qk=(Fk+Gk)/n=(464.1+750)/4=303.525kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L =(464.1+750)/4+(1552+73.91.2)/5.091=625.785kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L =(464.1+750)/4-(1552+73.91.2)/5.091=-18.735kN 2、荷载效应基本组合荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L =(626.535+900)/4+(2095.2+99.7651.2)/5.091=816.685kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L =(626.535+900)/4-(2095.2+99.7651.2)/5.091=-53.417kN 四、桩承载力验算桩参数桩类型预应力空心方桩预应力空心方桩边长lb(mm) 400 预应力空心方桩内径dl(mm) 220 桩混凝土强度等级C60 桩基成桩工艺系数C0.75 桩混凝土自重z(kN/m3) 25 桩混凝土保护层厚度(mm)35 桩底标高 d2(m) -18 桩顶标高1#及 3#塔吊标高为绝对标高1.45 米； 2#塔吊标高为绝对标高0.95 米。桩有效长度lt(m) 18 桩端进入持力层深度hb(m) 1 桩配筋桩身预应力钢筋配筋650 1510.7桩身承载力设计值7089.221 桩裂缝计算桩裂缝计算钢筋弹性模量Es(N/mm2) 200000 法向预应力等于零时钢筋的合力Np0(kN) 100 预应力钢筋相对粘结特性系数V 0.8 最大裂缝宽度lim(mm) 0.2 裂缝控制等级三级地基属性地下水位至地表的距离hz(m) 1.33 自然地面标高d(m) 0 是否考虑承台效应是承台效应系数c0.1 土名称土层厚度 li(m) 侧阻力特征值qsia(kPa) 端阻力特征值qpa(kPa) 抗拔系数承载力特征值fak(kPa) 素填土4.71 10 150 0.6 90 淤泥5.36 8 100 0.3 50 砾砂7.32 25 3500 0.4 150 粉土7.48 35 1900 0.6 160 全风化岩12.56 70 4000 0.6 330 1、桩基竖向抗压承载力计算桩身周长： u=4lb=4 0.4=1.6m hb/lb=1 1000/400=2.55 p=0.16hb/lb=0.16 2.5=0.4 空心方桩桩端净面积： Aj=lb2-d12/4=0.42-3.14 0.382/4=0.047m2 空心方桩敞口面积： Ap1=d12/4=3.14 0.382/4=0.113m2 承载力计算深度： min(b/2,5)=min(5/2,5)=2.5m fak=(0.71 90+1.79 50)/2.5=153.4/2.5=61.36kPa 承台底净面积： Ac=(bl-n(Aj+Ap1)/n=(55-4 (0.047+0.113)/4=6.09m2 复合桩基竖向承载力特征值：Ra=uqsia li+qpa (Aj+pAp1)+cfakAc=0.8 1.6 (0.71 10+5.36 8+7.32 25+0.61 35)+1900 (0.047+0.4 0.113)+0.161.36 6.09=537.622kN Qk=303.525kNRa=537.622kN Qkmax=625.785kN1.2Ra=1.2 537.622=645.146kN 满足要求！2、桩基竖向抗拔承载力计算Qkmin=-18.735kN0 按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Qk=18.735kN 桩身位于地下水位以下时，位于地下水位以下的桩自重按桩的浮重度计算，桩身的重力标准值： Gp=lt( z-10)Aj=14 (25-10) 0.047=9.784kN Ra= uiqsiali+Gp=0.8 1.6 (0.6 0.71 10+0.3 5.36 8+0.4 7.32 25+0.6 0.61 35)+9.784=141.795kN Qk=18.735kN Ra=141.795kN 满足要求！3、桩身承载力计算纵向预应力钢筋截面面积：Aps=nd2/4=15 3.142 10.72/4=1349mm2 (1)、轴心受压桩桩身承载力荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=816.685kN 桩身结构竖向承载力设计值：R=7089.221kN Q=816.685kN7089.221kN满足要求！(2)、轴心受拔桩桩身承载力荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：Q=-Qmin=53.417kN fpyAps=(650 1348.804) 10-3=876.722kN Q=53.417kN fpyAps=876.722kN 满足要求！4、裂缝控制计算裂缝控制按三级裂缝控制等级计算。(1)、纵向受拉钢筋配筋率有效受拉混凝土截面面积：Ate=lb2-d12/4=4002-3.14 3802/4=46589mm2 Aps/Ate=1348.804/46589=0.0290.01取 te=0.029 (2)、纵向钢筋等效应力sk=(Qk-Np0)/Aps=(18.735 103-100 103)/1348.804=-60.25N/mm2 (3)、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数=1.1 -0.65ftk/( tesk)=1.1-0.652.85/(0.02960.25)=2.162 取 =1(4)、受拉区纵向钢筋的等效直径dep= nidi2/ niidi=(15 10.72)/(15 0.8 10.7)=5.229mm (5)、最大裂缝宽度max=crsk(1.9c+0.08dep/te)/Es=2.2 1 60.25 (1.9 35+0.08 5.229/0.029)/200000=0.054mm lim=0.2mm 满足要求！五、承台计算承台配筋承台底部长向配筋HRB400 20130承台底部短向配筋HRB400 20160承台顶部长向配筋HRB400 20160承台顶部短向配筋HRB400 201601、荷载计算承台有效高度： h0=1200-50-20/2=1140mm M=(Qmax+Qmin)L/2=(816.685+(-53.417)5.091/2=1942.962kNm X 方向： Mx=Mab/L=1942.962 3.6/5.091=1373.882kNm Y 方向： My=Mal/L=1942.962 3.6/5.091=1373.882kNm 2、受剪切计算V=F/n+M/L=626.535/4 + 2095.2/5.091=568.17kN 受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(800/1140)1/4=0.915 塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-lb)/2=(3.6-1.6-0.4)/2=0.8m a1l=(al-B-lb)/2=(3.6-1.6-0.4)/2=0.8m 剪跨比： b=a1b/h0=800/1140=0.702，取 b=0.702；l= a1l/h0=800/1140=0.702，取 l=0.702；承台剪切系数： b=1.75/(b+1)=1.75/(0.702+1)=1.028 l=1.75/(l+1)=1.75/(0.702+1)=1.028 hsbftbh0=0.915 1.028 1.57 103 5 1.14=8422.906kN hslftlh0=0.915 1.028 1.57 103 5 1.14=8422.906kN V=568.17kNmin( hsbftbh0， hslftlh0)=8422.906kN 满足要求！3、受冲切计算塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=1.6+2 1.14=3.88m ab=3.6mB+2h0=3.88m，al=3.6mB+2h0=3.88m 角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！4、承台配筋计算(1)、承台底面长向配筋面积S1= My/(1fcbh02)=1373.882 106/(1.0316.7 5000 11402)=0.012 1=1-(1-2S1)0.5=1-(1-2 0.012)0.5=0.012 S1=1-1/2=1-0.012/2=0.994 AS1=My/(S1h0fy1)=1373.882 106/(0.9941140 360)=3369mm2 最小配筋率： =0.15% 承台底需要配筋： A1=max(AS1, bh0)=max(3369,0.00155000 1140)=8550mm2 承台底长向实际配筋： AS1=12398mm2A1=8550mm2 满足要求！(2)、承台底面短向配筋面积S2= Mx/( 2fcbh02)=1373.882 106/(1.0316.7 5000 11402)=0.012 2=1-(1-2S2)0.5=1-(1-2 0.012)0.5=0.012 S2=1-2/2=1-0.012/2=0.994 AS2=Mx/(S2h0fy1)=1373.882 106/(0.9941140 360)=3369mm2 最小配筋率： =0.15% 承台底需要配筋： A2=max(3369, lh0)=max(3369,0.00155000 1140)=8550mm2 承台底短向实际配筋： AS2=10132mm2A2=8550mm2 满足要求！(3)、承台顶面长向配筋面积承台顶长向实际配筋： AS3=10132mm20.5AS1=0.5 12398=6199mm2 满足要求！(4)、承台顶面短向配筋面积承台顶长向实际配筋： AS4=10132mm20.5AS2=0.5 10132=5066mm2 满足要求！(5)、承台竖向连接筋配筋面积承台竖向连接筋为双向10500 。六、配筋示意图承台配筋图桩配筋图基础立面图