塔吊基础设计(单桩)

塔吊基础施工方案

一、工程概况：

某工程位于梅县府前大道西侧，框剪结构，地下1层，地上17层，其中A、B、C栋建筑面积地上28259.60M2，地下4888.76M2，地下室层高4.2米，建筑标高60.5米，首层层高4.8米，2层层高4.2米，3～17层层高3米，梯间4.5米。D栋总建筑面积12319.4m2（地上面积10846.4m2，地下室面积为1473m2），地上14层，地下一层，建筑高度49.75m，地下室层高4.2m，首层5.4m，2～3层层高3.6m，4～13层层高3.35m，14层层高3.45m。由兴建，勘察，设计、监理、公司承建。

工程采用钻孔灌注桩，地下室底板为-4.2米（标高77.1米）。

塔吊位置在1-28～1-29/1-N～1-M轴之间。

二、地质状况

依据广东宏图建筑设计有限公司提供的《岩土工程勘察报告》，在场地勘探深度内地层分布如下：

第1层人工素填土层：杂色，由粘土、少量碎石组成，层厚约0.80米～3.2米。

第2层耕土层：灰色，湿，松软、可塑，粉质粘土；埋深标高77.46米～79.1米，层厚约0.5米～0.9米。

第3层淤泥质粉质粘土：灰色，软塑。标高77.4米～78.86米，层厚0.5米～3.1米。

第4层粉质粘土层：褐黄色、暗黄色，湿，可塑。埋深标高75.6米～79.05米，层厚1.0米～6.0米，埋深和厚度变化较大，地基承载力特征值fak=155kPa。

第5层淤泥质粘土层：灰色，饱和，软塑，含较多腐殖质。埋深标高72.95米～74.96米，层厚1.0米～2.5米，地基承载力特征值fak=50kPa。

第6层细中砂层：褐黄色，灰白色，饱和，稍密。不均匀，含粘土。埋深标高71.3米～76.8米，层厚0.6米～2.5米，埋深和厚度变化较大，地基承载力特征值fak=86.8kPa。

第7层中粗砂层：褐黄色，饱和，稍密。不均匀，含少量粘土、少量砾石、卵石。埋深标高71.6米～76.1米，层厚1米～3米，地基承载力特征值fak=180kPa。

第8层卵石层：褐黄色，饱和，中密。亚圆，不均匀，卵石含50%左右，粒径2～4cm 居多，埋深标高70米～74.4米，层厚1.6米～6.1米，地基承载力特征值fak=400kPa。

第9层白垩系强风化泥岩：紫红色、棕红色，埋深标高67.6米～69.96米，层厚0.9米～17.2米，地基承载力特征值fak=500kPa。

第10层白垩系中风化泥岩：紫红色，埋深标高51.9米～67.6米，层厚0.6米～23.73米，

埋深和厚度变化较大，岩石饱和单轴抗压强度标准值建议采用frk=4.0MPa。

第11层白垩系中风化泥质砂岩：灰紫、紫红色，埋深标高52.08米～61.96米，层厚2.3米～8.51米，岩石饱和单轴抗压强度标准值，建议采用frk=4.0MPa。

第12层白垩系中风化粉砂质泥岩：棕红色、紫红色，埋深标高47.98米～67米，层厚

2.82米～21.9米，埋深和厚度变化较大。岩石饱和单轴抗压强度标准值，建议采用frk=6.0MPa。

三、地下水概况：

根据《岩土工程勘察报告》所知，上部人工填土，含水量少，属上层滞水，主要受大气降水的影响，含水量与季节有关。耕作土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、淤泥质粘土为弱透水层，水赋存于其孔隙间。细中砂、中粗砂层、卵石层，含水量丰富，透水性，涌水量大，属孔隙型潜水，微承压。稳定水位为78.26m～79.1m。场地地下水环境类型属Ⅱ类。

四、编制依据

1、施工图纸；、

2、《岩土工程勘察报告》；

3、机械设备有限公司提供的TC6013-6塔式起重机说明书；

4、建设工程施工安全辅助设计系统2012 V4.00；

五、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QTZ80塔式起重机，塔身尺寸1.70m,基坑开挖深度-4.20m；现场地面标高0.00m,承台面标高-4.20m；采用钻（冲）孔基础，地下水位-5.30m。

（2）计算参数

1）塔机基础受力情况

某某工程

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M

基础顶面所受垂直力基础顶面所受水平力基础所受扭矩

基础顶面所受倾覆力矩塔吊基础受力示意图

比较桩基础塔机的工作状态和非工作状态的受力情况，塔机基础按工作状态计算如图 F k =684.50kN ，F h =22.80kN ，M=2152.00+22.8×1.25=2180.50kN .m F k ‘=684.50×1.35=924.08kN ，F h ，=22.80×1.35=30.78kN M k =(2152.00+22.8×1.25)×1.35=2943.68kN .m 2）桩顶以下岩土力学资料

基础桩采用1根φ1400钻（冲）孔灌注桩，桩顶标高-5.45m ，桩端不设扩大头，桩端入卵石 4.70m ；桩混凝土等级C30，f C =14.30N/mm 2 ,E C =3.00×104N/mm 2；f t =1.43N/mm 2，桩长13.10m ；钢筋HRB335,f y =300.00N/mm 2 ,E s =2.00×105N/mm 2

承台尺寸长(a)=5.50m 、宽(b)=5.50m 、高(h)=1.35m ；桩中心与承台中心重合,承台面标高-4.20m ；承台混凝土等级C35,f t =1.57N/mm 2,f C =16.70N/mm 2,γ砼=25kN/m 3。

G k =abh γ砼=5.50×5.50×1.35×25=1020.94kN

2.桩顶作用效应计算

（1）轴心竖向力作用下：N

k =(F

k

＋G

k

)/n=(684.50+1020.94)/1=1705.44kN

（2）水平力作用下：H

ik =F

h

/n=22.80/1=22.80kN

3.桩基竖向承载力验算

（1）单桩竖向极限承载力标准值计算

h r =4.70m,d=1.40m=1400mm,h

r

/d=4.70/1.40=3.36,查表得，ζ

r

=1.01

A

p

=πd2/4=3.14×1.96/4=1.54m2

Q sk =u∑q

sik i

=πd∑q

sia i

=3.14×1.40×1092.40=4802.19kN

Q rk =ζ

r

f

rk

A

p

=1.01×400×1.54=622.16kN，Q

uk

=Q

sk

+Q

sk

=4802.19+622.16=5424.35kN

R a =1/KQ

uk

=1/2×5424.35=2712.18kN

4.桩基竖向承载力计算轴心竖向力作用下

N

k =1705.44kN＜R

a

=2712.18kN,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

α

E =E

s

/E

c

=2.00×105/3.00×104=6.67,γ

m

=2,ζ

N

=0.50

ρ

g

=0.2+(2000-1400)/(2000-300)×(0.65-0.2)=0.36%

W o =πd/32[d2＋2(E

S

/E

C

－1)ρ

g

d

2]

=3.14×1.40/32×(1.402+2×(6.67-1)×0.36%×(1.40-2×0.10)2)=0.28m3

I o =W

o

d/2=0.28×1.40/2=0.19m4

EI=0.85E

C I

o

=0.85×3.00×107×0.19=kN.m2

查表得:m=35.00×103kN/m4 ，b

o

=0.9(d+1)=2.16m

α=(mb

o /E

C

I)0.2=(35.00×1000×2.16/)0.2=0.44

αL=0.44×13.10=5.70＞4，按αL=4 查表得: V

m

=0.768

N k =(F

k

’＋1.2G

k

)/n=(924.08+1.2×1020.94)/1=2149.21kN