塔吊格构式基础计算案例参考.docx
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塔吊格构式基础计算案例参考
·目录
附图：
1、塔吊布置图
2、塔吊基础详图
一、编制说明
1、工程概况
本工程为杭州市江干区天城路，分为1、2号楼及地下二层地下室，现浇钢筋砼框剪结构，建筑物最高点+64.15m，塔吊搭设高度70m。
本工程地下二层结构，坑底标高-6.50—9.90m，最大挖土深度约9.50m，基础采用钻孔灌注桩。
塔吊安装将提前进行，在地下室土方开挖施工阶段即开始使用。
2、编制依据
建质【2009】87号《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的通知；
杭建监总【2011】57号《关于调整建筑起重机械安装、拆卸告知和使用登记备案程序的通知》；
浙江华坤建筑设计研究院有限公司设计的建筑总平面图及地下室结构平面图；
杭建监总【2012】13号《关于加强组合式塔基基础制作、安装和使用的若干规定》
杭建监总【2010】33号《关于加强建筑起重机械租赁、安装拆卸和使用安全管理的若干意见》
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011
《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012
《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012
《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005
《钻孔灌注桩施工图集》2004浙23
《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《固定式塔式起重机基础技术规程》DB33/T1053-2008
浙江虎霸建机QTC63C自升式起重机使用说明书
二、地质情况
现场塔吊布置位置范围内的土层，自上而下根据地质勘察报告，各土层的土质特点如下：
第1层：
素填土
黄灰色，稍湿，呈松散状态。
以粘性土为主，含少量碎石块与植物根系。
该层分布于全场地，层厚0.70～2.60m。
第2-1层：
粘质粉土
灰、灰黄色，稍密，很湿，含少量氧化铁斑点及云母碎屑。
中压缩性，摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。
该层局部缺失，层厚0.00～3.10m。
第2-2层：
砂质粉土
灰、灰黄色，稍密，很湿，含少量云母碎屑。
中压缩性，摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低。
该层分布于全场地，层厚1.60～4.30m。
第2-3层：
粉砂
灰色，稍密～中密，饱和，含少量云母碎屑，局部粉土含量较高。
中偏低压缩性。
本层全场分布，层厚4.30～8.10m。
第2-4层：
砂质粉土
灰色，稍密，局部稍密～中密很湿，很湿。
含少量云母碎屑。
中压缩性，摇振反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低。
本层局部分布，层厚0.00～2.00m。
第3-1层：
淤泥质粉质粘土
灰色，流塑，饱和。
含粉土、粉砂、贝壳碎屑与少量植物腐殖质。
高压缩性，摇振无反应，光滑，干强度中等，韧性高。
本层全场稳定分布，层厚13.00～15.80m。
第3-2层：
淤泥质粉质粘土
灰色，流塑，饱和。
含粉土、粉砂、贝壳碎屑与少量植物腐殖质。
高压缩性，摇振无反应，光滑，干强度中等，韧性高。
本层全场稳定分布，层厚10.50～14.70m。
第4-1层：
粉质粘土
褐灰色，湿，可塑，中压缩性。
摇振无反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。
本层局部缺失，层厚0.00～5.10m。
第4-2层：
粉质粘土细砂
浅灰色，饱和，中密，含粉质粘土，局部含量较高。
本层全场分布，层厚0.70～4.90m。
第4-3层：
粉质粘土
黄灰色，可塑，湿。
中压缩性，摇振无反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。
本层全场分布，层厚1.90～6.70m。
第6层：
圆砾
灰色、中密，饱和。
圆砾含量约占40%左右，全场分布，层2.60～4.10m。
第7-2层：
强风化安山玢岩
灰绿色、青灰色，岩芯破碎，呈砂土状、碎块状。
该层局部缺失，层厚0.00～5.70m。
第7-3层：
中风化安山玢岩
青灰色，呈短柱状、长柱状，最大揭露厚度6.40m。
场地的工程地质条件及基坑支护设计参数如下所示：
各土层物理力学性质指标
层
号
岩性名称
钻孔灌注桩
承载力特征值fak
内摩擦角
（度）
压缩模量
（MPa）
桩周摩擦力
特征值
桩端土承载力
特征值
1
素填土
——
——
——
2-1
粉质粘土
9
80
17.2
12.4
2-2
砂质粉土
10
100
18
9
2-3
粉砂
18
140
17.8
15
2-4
砂质粉土
12
110
17.5
9.20
3-1
淤泥质粉质粘土
6
——
60
11.2
2.70
3-2
淤泥质粉质粘土
7
——
65
11.0
3.30
4-1
粉质粘土
20
130
15.3
6.30
4-2
含粉质粘土细砂
22
150
16.3
8.50
4-3
粉质粘土
20
130
15.2
5.40
6
圆砾
35
——
220
7-2
强风化安山玢岩
45
——
300
7-3
中风化安山玢岩2-2
100
4500
700
本工程±0.000标高相当于黄海高程6.300m，场地地面标高-0.400m，勘探期间测得场地稳定地下水位埋深为0.50～1.28m，属空隙型潜水类型，以大气降水补给为主。
深部空隙承压水在圆砾层中。
根据分析资料判定，地下水及土对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。
四、塔式起重机基础设计
1、布置原则
尽可能的满足覆盖工作面，不留死角的原则；满足最大材料和构建重量的吊运要求；便于安装和拆除。
2、塔吊选型及布置
综合整体布局，拟选用2台QTZ63塔吊。
1#塔吊布置1#楼南侧，2#塔吊布置在2#北侧。
其中1#塔吊基础位置有后浇带，拟将该处后浇带扩大宽度（与设计单位联系）。
位置详见附图《塔吊位置详图》。
塔吊在地下室土方开挖前安装完成，并在土方开挖及基础施工阶段投入使用。
塔吊采用钻孔灌注桩+钢格构柱+钢筋砼承台基础。
3、基坑内塔吊穿地下室楼板的处理
本工程塔吊垂直向上穿过地下室底板时，不留设预留洞口，采用对钢格构柱作钢板止水带焊接处理，结构砼浇捣时特别注意该部位的浇捣质量。
在穿越地下室二层楼板及顶板时，留设洞口。
1）塔吊基础桩参数设计：
四根钻孔灌注桩，桩径800mm，桩嵌入7-3中风化安山玢岩1m，桩顶标高为-9.40m。
桩配筋：
20Ф20（HRB335），箍筋为螺旋筋Ф10@150（Q235），上部加密部位为螺旋筋Ф10@100（Q235），定位箍为Ф14@2000（HRB335），钢筋笼全长配制。
桩身砼强度等级C30，混凝土要求超灌至格构柱顶。
2）为了保证钢格构柱的稳定，在四根支撑桩的基础底板下-9.00m处设置构造承台，厚度为500mm，长、宽为4000mm正方，承台配筋同底板，混凝土等级为C35.
3）格构柱：
钢格构柱截面为“□450×450mm”，单肢格构柱由四根L140×L140×14（长9.0m，整根配制，不得另行接长）角钢组成，格构柱缀板400×250×10@600，缀板间净距350mm。
总长9000mm格构柱锚入桩内深度为2500mm，格构柱间横腹杆和斜腹杆采用L140×L140×14角钢，肢间距为2000mm，组成四肢缀条式结构。
横腹杆和格构柱侧焊处的连接板加强，支撑角钢应尽量位于连接板中部。
4）上部转换承台：
转换承台面标高-2.35m，承台厚度1350mm，长、宽为3300mm正方，格构柱锚入承台100mm。
承台配筋为Φ20@160双层双向，混凝土等级为C35。
附：
塔式起重机基础计算书
1、QTZ63C起重机整体技术参数:
QTZ63C塔式起重机机械性能表
机构工作级别
起升机构
M5
回转机构
M4
牵引机构
M4
起升高度（m）
倍率
独立
附着
a=2
40
140
a=4
40
70
最大起重量（t）
6
幅度（m）
最大幅度（m）
55、50、45
最小幅度（m）
2
起升机构
速度
倍率
a=2
a=4
起重量（t）
3
3
1.5
6
6
3
速度（m/min）
8.6
40
80
4.3
20
40
电机型号、功率、转速
YZTD225L2—4/8/32—24/24/5.4KW—1388/700/130r/min
回转机构
转速
电机型号
功率
转速
0.6r/min
YZR132M1-6
2×2.2KW
908r/min
牵引机构
速度
电机型号
功率
转速
40/20m/min
YDEJ132S—4/8—B5
3.3/2.2KW
1400/700r/min
顶升机构
速度
电机型号
功率
转速
0.5m/min
Y112M--4
4KW
1440r/min
额定压力
16MPa
平衡重
臂长
重量（t）
45m
11
50m
12
55m
13.5
总功率
31.7KW（不包括顶升电机）
工作温度
-20℃～40℃
整机重量
独立式
附着式
31.1t
61.1t
2、塔吊基本参数
根据QTZ63C自升式塔式起重机使用说明书：
塔机固定在基础上，在塔机未采用附着装置前，对基础产生的荷载值最大。
塔号机型
吊钩高度
固定方式
砼基础承受的荷载（标准值）
工作方式
非工作方式
H1
H2
M1
M2
M3
P
H1
H2
M1
M2
M3
P
630
40
b
24.5
1252
67
513
73.5
1796
452
（1）塔吊基本参数
塔吊型号：
QTZ63；标准节长度b：
2.5m；
塔吊自重Gt：
513kN；塔吊起升高度H：
70m；
塔身宽度B:
1.6m；
（2）格构柱基本参数
格构柱计算长度lo：
9.0m；格构柱缀件类型：
缀板；
格构柱缀件节间长度a1：
0.6m；格构柱分肢材料类型：
L140x14；
格构柱基础缀件节间长度a2：
2m；格构柱钢板缀件参数:
宽250mm，厚10mm；
格构柱截面宽度b1：
0.45m；
（3）基础参数
桩中心距a：
2.4m；桩直径d：
0.8m；
桩有效深度l：
46m；桩型与工艺：
泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩；
桩混凝土等级：
C30；桩钢筋型号：
HRB335；
桩钢筋直径：
20mm；
（4）构造承台参数
上部承台尺寸：
3300×3300×1350mm（采用钢筋混凝土承台，禁止使用钢平台）
下部构造承台尺寸：
4000×4000×500mm
承台混凝土等级为：
C35；（桩身承台混凝土不应小于C25）
承台钢筋等级：
HRB335；承台保护层厚度:
25mm；
承台钢筋直径：
20承台箍筋间距：
250mm；
3、塔基荷载计算
取最不利非工作状态参数计算：
计算基桩的桩顶效应（塔式起重机混凝土基础工程JGJT187-20096.3.2）
4、单桩竖向承载力验算：
（计算单桩竖向承载力特征值）
1）本工程±0.00为黄海高程6.30m，塔基钻孔桩桩顶标高为-9.40m，桩涉及各土层的厚度及侧阻力特征值如下（Z13孔）（Z9孔）
埋深（M）
（括号内为z9孔）
土层测阻力特征值（kpa）
土层端阻特征值（kpa）
土名称
1
4.30（4.52）
18
——
2-3粉砂
2
14.30（13.10）
6
——
3-1淤泥质粉质粘土
3
12.20（13.90）
7
——
3-2淤泥质粉质粘土
4
2.80（3.00）
20
4-1粉质粘土
5
4.90（3.10）
22
4-2含粉质粘土细砂
6
1.90（2.80）
20
4-3粉质粘土
7
4.10（2.90）
35
6圆砾
8
2.50（1.60）
45
7-2强风化安山玢岩
9
1.0（1.0）
100
4500
7-3中风化安山玢岩
（以上公式考虑桩侧摩阻力和桩端承载力两个部分）
基桩竖向承载力能满足要求。
2）单桩竖向抗拔承载力计算：
（由于在上述计算中桩分配到的Q值存在负值的情况，也就表示桩需要抵抗拔力）
在桩土摩擦力作用下桩的抗拔承载力计算：
基桩钢筋抗拔承载力计算：
桩身承载力满足要求
抗拔桩身承载力能满足要求。
5、格构式钢柱整体稳定性验算
（1）格构柱力学参数
钢立柱断面450×450mm，选用∟140×14肢柱，缀板选用400×250×10钢板，间距600。
∟140×14角铁参数：
（2）整根格构柱构件长细比：
其中：
HZ—格构式钢柱整体长度为9000mm
（3）根据塔式起重机混凝土基础工程JGJT187-20097.3.2
格构柱一个主肢对最小刚度轴1-1的长细比
（4）格构柱换算长细比：
49.02
根据构件的换算长细比49.02，按Q235钢查GB50017-2003，按b类截面表C-2得到轴心受压构件稳定系数，
稳定性满足要求。
6、缀板设计计算
（1）缀板强度计算
缀板强度满足要求。
7、型钢斜撑计算
型钢斜撑采用1根∟140×14，截面积37.56cm2。
根据基础缀件长度2.0米，其最大计算长度为1.414×2.0=2.828m，其最大长细比
型钢斜撑满足要求。
8、承台配筋验算
承台混凝土采用C35，承台配筋按两种模式进行计算配筋。
1）计算配筋
承台弯矩
2）构造配筋
配筋按双层双向Ⅱ级钢21根，Φ20@160时，
可满足要求。
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