塔吊基础设计方案 格力5标.doc
一、塔吊的基本参数信息及基础设计环境1.1 塔吊的基本参数信息塔吊型号：TC5610， 塔吊起升高度H：30.000m，自重F1：535kN， 最大起重荷载F2：60Kn塔吊型号：QTZ125， 塔吊起升高度H：30.000m，自重F1：876kN， 最大起重荷载F2：60Kn1.2 基础设计环境场地平整已施工完毕，本工程东西方向外轮廓长265.5m，南北方向外轮廓长207.9m。根据施工需要，需配置8台塔吊（东侧塔吊为3台QTZ5610塔吊，中间为1台QTZ6313型塔吊,1台QTZ6016型塔吊东侧塔吊为3台QTZ5610型塔吊）。根据现场目前情况及考虑塔吊安拆技术要求，对塔吊平面布置进行合理选择，最终确定8台塔吊分别放置在2324×CD轴、2627×RQ轴、2324×ab轴、1314×C×D轴、1314×ab轴、45×ab轴、45×CD轴。基础底标高为-3m，。本工程塔吊基础设置在基础承台之间，即塔吊基础底标高同为-4m，根据岩土工程勘察报告，塔吊基础座落于第3层粉土层，地基承载力特征值为200.000kN/m2。二、基础设计TC5610塔吊基础底标高为-4m，平面尺寸5600×5600，高度1350， QTZ125塔吊基础底标高为-4m，平面尺寸6200×6200，高度1350具体位置见图1。基础平面图QTZ5610塔吊基础采用100mm厚C15素混凝土垫层，C35混凝土基础。基础钢筋：双层双向HRB40020250，竖向支撑钢筋为HRB40016500梅花型布置。基础具体做法见图2。图TC5610基础施工图三、塔吊基础计算TC5610塔吊 3.1参数塔吊型号:TC5610， 塔吊起升高度H=41.00m，塔吊倾覆力矩M=710kN.m， 混凝土强度等级:C35，塔身宽度B=1.7m， 基础埋深D:=2.65m，自重F1=535kN， 基础承台厚度h=1.35m，最大起重荷载F2=60kN， 基础承台宽度Bc=5.60m，钢筋级别:III级钢。3.2塔吊基础承载力计算依据建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。计算简图: 当不考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑偏心矩较大时的基础设计值计算公式： 式中 F塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重和最大起重荷载,F=595.00kN； G基础自重与基础上面的土的自重： G=25.0×Bc×Bc×Hc+m ×Bc×Bc×(D-h) =1873.76kN； m土的加权平均重度 Bc基础底面的宽度，取Bc=5.600m； W基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=29.269m3； M倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=710.00kN.m； e偏心矩，eM / (F + G)0.288 m,故e承台宽度/6=0.933 m；经过计算得到:无附着的最大压力设计值 Pmax=(595.000+1873.760)/5.6002+710.000/29.269=102.981kPa；无附着的最小压力设计值 Pmin=(595.000+1873.760)/5.6002-710.000/29.269=54.466kPa；有附着的压力设计值 P=(595.000+1873.760)/5.6002=78.723kPa；3.3地基承载力验算地基承载力特征值计算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第5.2.3条。计算公式如下: fa-修正后的地基承载力特征值(kN/m2)； fak-地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定；取145.000kN/m2； b、d-基础宽度和埋深的地基承载力修正系数; -基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3； b-基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取5.600m； m-基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3； d-基础埋置深度(m) 取2.000m；解得地基承载力设计值：fa=194.800kPa；实际计算取的地基承载力设计值为:fa=200.000kPa；地基承载力特征值fa大于有附着时压力设计值Pmax=78.723kPa，满足要求！地基承载力特征值1.2×fa大于无附着时的压力设计值Pkmax=102.981kPa，满足要求！3.4基础受冲切承载力验算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.2.7条。验算公式如下: 式中 hp - 受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，hp取1.0.当h大于等于2000mm时，hp取0.9，其间按线性内插法取用； ft - 混凝土轴心抗拉强度设计值； ho - 基础冲切破坏锥体的有效高度； am - 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度； at - 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽； ab - 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的基础有效高度。 pj - 扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力； Al - 冲切验算时取用的部分基底面积 Fl - 相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。 则，hp - 受冲切承载力截面高度影响系数，取 hp=0.95； ft - 混凝土轴心抗拉强度设计值，取 ft=1.57MPa； am - 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度: am=1.70+(1.70 +2×1.35)/2=3.05m； ho - 承台的有效高度，取 ho=1.30m； Pj - 最大压力设计值，取 Pj=102.98KPa； Fl - 实际冲切承载力： Fl=102.98×(5.60+4.40)×(5.60-4.40)/2)/2=308.94kN。 其中5.60为基础宽度，4.40=塔身宽度+2h；允许冲切力：0.7×0.95×1.57×3050.00×1300.00=.65N=4157.81kN；实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！3.5承台配筋计算1.抗弯计算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.2.7条。计算公式如下: 式中：MI - 任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值； a1 - 任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离；当墙体材料为混凝土时， 取a1=b即取a1=1.95m； Pmax - 相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取102.98kN/m2； P - 相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值； P=102.98×(3×1.70-1.95)/(3×1.70)=63.61kPa； G-考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重，取1873.76kN/m2； l - 基础宽度，取l=5.60m； a - 塔身宽度，取a=1.70m； a' - 截面I - I在基底的投影长度, 取a'=1.70m。 经过计算得MI=1.952×(2×5.60+1.70)×(102.98+63.61-2×1873.76/5.602) +(102.98-63.61)×5.60/12=262.35kN.m。2.配筋面积计算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.7.2条。公式如下: 式中，l - 当混凝土强度不超过C50时， 1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，取为0.94,期间按线性内插法确定，取l=1.00； fc - 混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70kN/m2； ho - 承台的计算高度，ho=1.30m。经过计算得： s=262.35×106/(1.00×16.70×5.60×103×(1.30×103)2)=0.002； =1-(1-2×0.002)0.5=0.002； s=1-0.002/2=0.999； As=262.35×106/(0.999×1.30×300.00)=673.24mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:5600.00×1350.00×0.15%=11340.00mm2。故取 As=11340.00mm2。3.6 QTZ125塔吊计算塔吊型号:QTZ125， 塔吊起升高度H=45.00m，塔吊倾覆力矩M=1000kN.m， 混凝土强度等级:C35，塔身宽度B=1.83m， 基础埋深D:=2.65m，自重F1=876kN， 基础承台厚度h=1.35m，最大起重荷载F2=80kN， 基础承台宽度Bc=6.00m，钢筋级别:II级钢。3.7塔吊基础承载力计算依据建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。计算简图: 当不考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑偏心矩较大时的基础设计值计算公式： 式中 F塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重和最大起重荷载,F=956.00kN； G基础自重与基础上面的土的自重： G=25.0×Bc×Bc×Hc+m ×Bc×Bc×(D-h) =2151.00kN； m土的加权平均重度 Bc基础底面的宽度，取Bc=6.000m； W基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=36.000m3； M倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=1000.00kN.m； e偏心矩，eM / (F + G)0.322 m,故e承台宽度/6=1 m；经过计算得到:无附着的最大压力设计值 Pmax=(956.000+2151.000)/6.0002+1000.000/36.000=114.083kPa；无附着的最小压力设计值 Pmin=(956.000+2151.000)/6.0002-1000.000/36.000=58.528kPa；有附着的压力设计值 P=(956.000+2151.000)/6.0002=86.306kPa；3.8地基承载力验算地基承载力特征值计算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第5.2.3条。计算公式如下: fa-修正后的地基承载力特征值(kN/m2)； fak-地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定；取145.000kN/m2； b、d-基础宽度和埋深的地基承载力修正系数; -基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3； b-基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取6.000m； m-基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3； d-基础埋置深度(m) 取2.000m；解得地基承载力设计值：fa=196.000kPa；实际计算取的地基承载力设计值为:fa=200.000kPa；地基承载力特征值fa大于有附着时压力设计值Pmax=86.306kPa，满足要求！地基承载力特征值1.2×fa大于无附着时的压力设计值Pkmax=114.083kPa，满足要求！3.9基础受冲切承载力验算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.2.7条。验算公式如下: 式中 hp - 受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，hp取1.0.当h大于等于2000mm时，hp取0.9，其间按线性内插法取用； ft - 混凝土轴心抗拉强度设计值； ho - 基础冲切破坏锥体的有效高度； am - 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度； at - 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽； ab - 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的基础有效高度。 pj - 扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力； Al - 冲切验算时取用的部分基底面积 Fl - 相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。 则，hp - 受冲切承载力截面高度影响系数，取 hp=0.95； ft - 混凝土轴心抗拉强度设计值，取 ft=1.57MPa； am - 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度: am=1.83+(1.83 +2×1.35)/2=3.18m； ho - 承台的有效高度，取 ho=1.30m； Pj - 最大压力设计值，取 Pj=114.08KPa； Fl - 实际冲切承载力： Fl=114.08×(6.00+4.53)×(6.00-4.53)/2)/2=441.48kN。 其中6.00为基础宽度，4.53=塔身宽度+2h；允许冲切力：0.7×0.95×1.57×3180.00×1300.00=.97N=4335.03kN；实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！3.10承台配筋计算1.抗弯计算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.2.7条。计算公式如下: 式中：MI - 任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值； a1 - 任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离；当墙体材料为混凝土时， 取a1=b即取a1=2.09m； Pmax - 相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取114.08kN/m2； P - 相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值； P=114.08×(3×1.83-2.09)/(3×1.83)=70.76kPa； G-考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重，取2151.00kN/m2； l - 基础宽度，取l=6.00m； a - 塔身宽度，取a=1.83m； a' - 截面I - I在基底的投影长度, 取a'=1.83m。 经过计算得MI=2.092×(2×6.00+1.83)×(114.08+70.76-2×2151.00/6.002) +(114.08-70.76)×6.00/12=421.54kN.m。2.配筋面积计算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.7.2条。公式如下: 式中，l - 当混凝土强度不超过C50时， 1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，取为0.94,期间按线性内插法确定，取l=1.00； fc - 混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70kN/m2； ho - 承台的计算高度，ho=1.30m。经过计算得： s=421.54×106/(1.00×16.70×6.00×103×(1.30×103)2)=0.002； =1-(1-2×0.002)0.5=0.002； s=1-0.002/2=0.999； As=421.54×106/(0.999×1.30×300.00)=1082.22mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:6000.00×1350.00×0.15%=12150.00mm2。故取 As=12150.00mm2。四、施工注意事项1、由于承台基坑距离较完成，基础土方开挖时要按原设计要求进行放坡。2、若塔吊基础开挖过程中，发现土质有异常情况，与岩土勘察报告不符，土质不符合塔吊基础持力层要求，应立即联系监理、业主协调设计单位出处理方案。3、在基础砼浇筑时留置同条件试块4组，分别在3天、7天、14天、28天时间试压，待达到20MPa时开始安装，达到30MPa时且经有关部门验收后方可进行施工吊运工作。
