建筑塔吊基础方案.docx
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建筑塔吊基础方案
QTZ63塔吊基础方案
目录
一、编制依据………………………………………………………………….2
二、工程概况………………………………………………………………..2
三、QTZ63塔式起重机简介.............................................................................3
四、地基基础……………………………………………………………………………………………...3
五、QTZ63塔吊基础技术参数及计算书………………………………………………………4
六、注意事项………………………………………………………………………………………………4
七、附图………………………………………………………………………………………………………10
一、编制依据
《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2011）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）、《起重用钢丝绳检验和报废实用规范》（GB5972-2009）、《塔式起重机安全规程》（GB5144-2006）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）等编制。
二、工程概况
绿地XX花园位于常州市武进区聚湖路南侧,长沟路西侧,南侧紧邻大通河,西侧紧邻长沟河。
由常州XX置业有限公司投资开发的二期工程,江苏筑森建筑设计有限公司设计,常州建工项目管理有限公司监理,上海绿地建设（集团）有限公司承建；计划在2013年7月28日开工,2015年4月30日竣工。
本工程为二期工程的A块,由A1#、A2#、A3#、A4#楼四栋单体住宅楼及地下车库（人防工程）组成,属群体建筑。
总建筑面积为65077.51㎡。
±0.00黄海标高4.500米。
室内外高差0.30米。
其中A1#楼为桩-筏基础,剪力墙结构,地下一层,地上二十三层,建筑高度66.700米,建筑面积11362.28㎡；设计安全等级二级,建筑防火一类,耐火一级,防水一级；抗震防烈七度,抗震三级；使用年限50年。
A1#楼及部分地下车库结构施工垂直运输采用一台QTZ63塔吊,塔吊位置如下：
A1#楼：
1#塔吊,基础面标高-2.80米,基础厚1400mm,管桩桩顶标高-4.10米。
三、QTZ63塔式起重机简介
1#塔吊QTZ63是由上海吴淞建筑机械厂有限公司生产的新型建筑用塔吊,出厂编号0429,产权登记编号：
浙AJ-T00754,计划在2013年8月20日安装。
该塔机为水平臂架,小车变幅,上回转自升式多用途塔机,臂长55米,其工作幅度为2～55米,最大起重量6KN,起重力矩为610KNm。
1#塔吊基础为固定式钢筋混凝土基础,塔机采用附着式,独立起升高度为35米,附着式的最大起升高度可达140米,第一附着装置距离基础面25米,第二附着装置距离第一附着装置为23米,第三附着装置距离第二附着装置为21米；附着点的高度可允许现场楼层的高度做±1米适当调整。
安装高度为81米,总高度83.80米。
采用三道附墙。
1#塔机的调速性能好,工作平稳可靠,效率高。
安全装置齐全,各机构均设有制动器,具有起升高度限位器、小车变幅限位器、回转限位器、力矩限制器、起重量限位器等安全装置及电气保护装置。
吊臂采用刚性双拉杆支承,结构轻巧,整机布置合理,外形美观。
塔机采用液压顶升法来增加或减少标准节,承重能力不随塔机升高而减小,安装拆卸方便。
塔机自身参数及各种技术性能见厂家说明书。
四、地基基础
附着式塔式起重机的地基基础是保证塔机安全使用的必要条件,项目部根据塔吊说明书、塔吊基础埋深、塔吊基础土质情况、现场施工使用要求对该塔吊基础进行了设计：
4.1、本工程塔吊基础承台选用5.6×5.6×1.35m砼承台。
基础承台基底标高为-4.20m（相当于黄海高程-0.3m）,与A1#主体基底同标高。
承台底土层为粉质粘土③1,根据勘探报告,该处地基承载力为0.09Mpa,满足不了塔吊厂家要求的0.203Mpa要求,为保证塔机的安全,增加四根15米长预应力管桩（PHC-500）,承载塔吊荷载的方案。
4.2、在基础承台上做四根700*700的钢筋混凝土立柱,顶标高-1.0m（相当于黄海高程3.50m）。
塔吊基础节固定在立柱顶部。
立柱顶部位置做四根700*700的连系梁,以增加立柱稳定性。
塔吊基础配筋见计算书。
4.3、砼标号C35,在基础混凝土强度达到设计标号的80%后方可进行塔吊的安装,如要提早进行安装,混凝土标号可提高一~二级,并可适当添加早强剂。
4.4、该塔机安装预埋地脚螺栓由安装单位进行。
4.5、塔吊基础施工必须严格执行国家规范标准进行,各种材料必须有质量保证书,钢筋必须经过复试。
钢筋必须进行隐蔽验收,并形成验收记录。
混凝土施工留置三组试块,两组同条件,一组标准养护试块,在安装前一组同条件试块的试压,以该试块的抗压强度确定能否安装塔机。
五、注意事项
5.1、作业前技术负责人向作业人员做好安全技术交底。
5.2、塔吊基础施工钢筋隐蔽工程需进行验收,并有验收记录。
5.3、基础砼施工时需留置标养及同条件试块。
施工完成后对砼进行养护不少于14d。
5.4、安装基础混凝土达到设计强度值的80%（以试块报告为准）后方可安装塔吊,不可提前安装。
5.5、塔吊安装完成后必须由专业单位检测合格、总包单位验收合格方可使用。
5.6、本工程塔吊基础埋深2.700m,基础开挖采用机械分层开挖,按1：
1自然放坡,并百基坑底预留不小于200mm的土层,采用人工开挖,且做好基坑排水,防止浸泡地基土层,基坑边采取临时防护措施。
六、塔吊基础技术参数及计算书
6.1、塔吊的基本参数信息
塔吊型号：
QTZ63,塔吊起升高度H：
81.000m,
塔身宽度B：
1.6m,基础埋深D：
2.700m,
自重F1：
658.5kN基础承台厚度Hc：
1.350m,
最大起重荷载F2：
0kN,基础承台宽度Bc：
5.600m,
桩间距a：
4.6m,桩直径或者方桩边长：
0.500m,
承台混凝土的保护层厚度：
50mm,空心桩的空心直径：
0.50m。
6.2、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算
塔吊自重（包括承台上部砼柱、梁）F1=658.5kN；
塔吊最大起重荷载F2=0.00kN；
作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=658.5kN；
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：
Mkmax＝2288.38kN·m；
6.3、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算
1.桩顶竖向力的计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.1.1条,在实际情况中x、y轴是随机变化的,所以取最不利情况计算。
Nik=（Fk+Gk）/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2；
其中n──单桩个数,n=4；
Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值,Fk=658.5kN；
Gk──桩基承台的自重标准值：
Gk=25×Bc×Bc×Hc=25×5.60×5.60×1.35=1058.40kN；
Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值,取2288.38kN·m；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=3.25m；
Nik──单桩桩顶竖向力标准值；
经计算得到单桩桩顶竖向力标准值
最大压力：
Nkmax=（658.5+1058.40）/4+2288.38×3.25/（2×3.252）=781.28kN。
最小压力：
Nkmin=（658.5+1058.40）/4-2288.38×3.25/（2×3.252）=77.17kN。
不需要验算桩的抗拔！
2.承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.2条。
Mx=∑Niyi
My=∑Nixi
其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=1.50m；
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值,Ni1=1.2（Nkmax-Gk/4）=620.02kN；
经过计算得到弯矩设计值：
Mx=My=2×620.02×1.50=1860.05kN·m。
6.4、承台截面主筋的计算
依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）进行受弯构件承载力计算。
αs=M/（α1fcbh02）
ζ=1-（1-2αs）1/2
γs=1-ζ/2
As=M/（γsh0fy）
式中,αl──系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00；
fc──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2；
ho──承台的计算高度：
Hc-50.00=1300.00mm；
fy──钢筋受拉强度设计值,fy=210.00N/mm2；
经过计算得：
αs=1860.05×106/（1.00×16.70×5600.00×1300.002）=0.012；
ξ=1-（1-2×0.012）0.5=0.012；
γs=1-0.012/2=0.994；
Asx=Asy=1860.05×106/（0.994×1300.00×210.00）=6853.39mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:
5600.00×1350.00×0.15%=11340.00mm2。
建议配筋值：
HRB400钢筋,Φ20@150,承台配筋双层双向。
6.5、承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.9条,承台斜截面受剪承载力满足下面公式：
V≤βhsαftb0h0
其中,b0──承台计算截面处的计算宽度,b0=5600mm；
λ──计算截面的剪跨比,λ=a/h0,此处,a=1.25m；当λ<0.25时,取λ=0.25；当λ>3时,取λ=3,得λ=0.962；
βhs──受剪切承载力截面高度影响系数,当h0＜800mm时,取h0=800mm,h0＞2000mm时,取h0=2000mm,其间按内插法取值,βhs=（800/1300）1/4=0.886；
α──承台剪切系数,α=1.75/（0.962+1）=0.892；
0.886×0.892×1.57×5600×1300=9031.48kN≥1.2×781.28=937.54kN；
经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋！
6.6、桩竖向极限承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.2.1条：
桩的轴向压力设计值中最大值Nk=781.28kN；
单桩竖向极限承载力标准值公式：
Quk=u∑qsikli+qpk（Aj+λpAp1）
u──桩身的周长,u=1.571m；
Aj──空心桩桩端净面积,Aj=0.126m2；
λp──桩端土塞效应系数,λp=0.8；
Ap1──空心桩敞口面积,Ap1=0.071m2；
各土层厚度及阻力标准值如下表:
序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）抗拔系数土名称
16.0828.00.000.75粉质粘土③1
22.3058.00.000.75粉质粘土③2
34.5032.00.000.75粉质粘土③3
49.3080.038000.70粉砂夹粉土⑦2
由于桩的入土深度为15.00m,所以桩端是在第4层土层。
单桩竖向承载力验算:
Quk=1.571×621.24+3800×（0.126+0.8×0.071）＝1670.6kN；
Nk=781.28kN≤1.2R=1.2×1670.6=2005kN；
桩基竖向承载力满足要求！
6.7、立柱配筋计算：
1、柱顶竖向力的计算
a、自由高度：
按最不利状态考虑。
Nik=1.2Fk/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2；
其中n──立柱个数,n=4；
Fk──作用于框架顶面的竖向力标准值,Fk=523.75kN；
Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值,取2288.38kN·m；
xi,yi──单柱相对框架顶面中心轴的XY方向距离1.600*1.414/2=1.13m；
Nik──单柱柱顶竖向力标准值；
经计算得到单柱柱顶竖向力设计值：
最大压力：
Nmax=1.2×523.75/4+1.4×2288.38/1.13=2992.28kN；
最小压力：
Nmin=1.2×523.75/4-1.4×2288.38/1.13＝-2678.04kN。
b、最终安装高度：
Nik=1.2Fk/n
经计算得到单柱柱顶竖向力设计值：
最大压力：
Nmax=1.2×635.55/4=190.67kN；
2、立柱配筋计算
分别按受压、受拉计算配筋,取大值。
a、按受压柱计算：
混凝土:
C35fc=16.70N/mm2
主筋:
HRB400fy=360N/mm2箍筋:
HPB235fy=210N/mm2
截面尺寸:
b×h=700mm×700mm
一级抗震结构：
min=1%
1）、纵向受力钢筋
构件截面面积A=b×h=700×700=490000mm2
As=（N-fcA）/fy=（2992.28×1000+33.69×1000-16.7×490000）/360=-14325mm2
采用最小配筋率配筋：
As=A×min=490000×0.01=4900.00mm2
实配钢筋:
12
25,实际纵向配筋率=As/A=5891/490000.00=1.2%,满足要求。
2）、箍筋
当纵向受力钢筋配筋率小于3％时,箍筋直径不小于6mm及主筋最小直径的四分之一,即25/4mm。
但同时箍筋间距不应大于截面的短边尺寸,即700mm。
实配箍筋实配箍筋Φ8@200（4）,满足要求。
满足使用要求。
b、按受拉柱计算：
混凝土:
C35ft=1.570N/mm2
主筋:
HRB400fy=360N/mm2箍筋:
HPB235fy=210N/mm2
截面尺寸:
b×h=700mm×700mm
一级抗震结构：
min=1%
1）、纵向受力钢筋
构件截面面积A=b×h=700×700=490000mm2
As=N/fy=2678.04×1000/360=7439mm2>A×min=490000×0.01=4900.00mm2
实配钢筋:
16
25,实际纵向配筋率=As/A=7854/490000.00=1.6%,满足要求。
2）、箍筋
当纵向受力钢筋配筋率小于3％时,箍筋直径不小于6mm及主筋最小直径的四分之一,即25/4mm。
但同时箍筋间距不应大于截面的短边尺寸,即700mm。
实配箍筋Φ8@200（4）,满足要求。
6.8、立柱稳定性计算：
按一端自由、一端固定考虑进行计算,计算简图如下。
Pcr=Π2EcI/（µl）2
惯性矩I=b*h3/12=700*700*700*700/12=2.0*1010mm4；
长度系数µ取2.0；
弹性模量Ec＝3.15×104；
压杆的长度l＝1850mm；
Pcr=Π2EI/（µl）2=3.14*3.14*3.15*104*2.0*1010/（2*1850）2
=4.54*108N>Nmax=2.99*106N
稳定性满足要求。
6.9、连梁配筋计算
主筋:
HRB400fy=360N/mm2箍筋:
HPB235fy=210N/mm2
截面尺寸:
b×h=700mm×700mm
一级抗震结构：
min=1%
1、纵向受力钢筋
采用最小配筋率配筋：
As=A×min=490000×0.01=4900.00mm2
实配钢筋:
10
25,实际纵向配筋率=As/A=4906/490000.00=1%,满足要求。
2、箍筋
当纵向受力钢筋配筋率小于3％时,箍筋直径不小于6mm及主筋最小直径的四分之一,即25/4mm。
但同时箍筋间距不应大于截面的短边尺寸,即700mm。
实配箍筋实配箍筋Φ8@150/100（4）mm,满足要求。
七、附图
7.1、塔吊安装立面示意图
7.2、塔吊基础详图
注：
1.承台配筋双层双向
20@150,马凳、拉钩采用
16,拉钩间距450mm梅花型布置。
2.柱配筋采用16
25,箍筋采用四肢箍,Φ8@100/150mm。
3.梁配筋采用10
25,箍筋采用四肢箍,Φ8@100/150mm。
4.垫层采用C15等级砼,尺寸为5800mm×5800mm。
5.桩顶与承台连接要求见国标图集《预应力混凝土管桩》（10G409）第41~43页。
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