建筑工程规范之塔吊基础施工方案

（1）、塔吊的竖向力计算Fk
a)塔机竖向力计算
塔机机身自重：61.95t×10N/㎏×1.2=743.4KN
平衡重（配重）：15.5t×10N/㎏×1.2=186.5KN
最大起重荷载：8t×10N/㎏×1.4＝112KN
竖向力FK＝743.4+186.5+112＝1041.9 KN
b）塔吊基础承台的自重及上部覆土或挡土墙重量
+1800×0.502=1994.813kN＞Nk=1485.97kN；
满足要求!经计算得桩端进入中砂层5米，桩总长为2.9+3.3+5.4+5＝16.2m
第八章、桩基础抗拔验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.4.5条。
群桩呈非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力特征值：
N≤fyAs
式中：N──轴向拉力设计值，N=122485N；
fy──钢筋强度抗压强度设计值，fy=300.00N/mm2；
As──纵向普通钢筋的全部截面积。
As=N/fy=122485/300.00=408.28mm2
建议配筋值：HRB335钢筋，1712。实际配筋值1922.7 mm2。实为10根
第一章、工程概况…………………………………………（3）
一、工程简介…………………………………………（3）
二、塔吊参数信息……………………………………（3）
第二章、编制依据及基础方案……………………………（3）
一、编制依据………………………………………… （3）
二、基础方案…………………………………………（3）
Tgk+Ggp=1459.584+469.8=1929.384kN >122.485kN；
Tuk+Gp=872.97+203.31=1076.28kN >122.485kN；
桩抗拔满足要求。
第九章、桩配筋计算
一、桩构造配筋计算
As=πd2/4×0.65%=3.14×8002/4×0.65%=3295.6mm2；
V≤βhsαftb0h0其中，
b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm；
λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0，此处，a= －0.04m；当 λ<0.25时，取λ=0.25；当 λ>3时,取λ=3，得λ=0.25；
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=(800/1250)1/4=0.894；
桩的轴向压力设计值中最大值Nk=1485.97kN；
单桩竖向极限承载力特征值公式：
Quk=u∑qsikli+qpkAp
u──桩身的周长，u=2.512；
Ap──桩端面积,Ap=0.502m2；
根据地质勘查报告数据计算如下：
单桩竖向承载力验算: Quk=2.512×(18×2.9+34×3.3+50×5.4)
ω=0.7×βz×µs×µz×ω0=0.7×1.00×2.354×0.84×0.45=0.623kN/m2
b) 塔吊的弯矩计算
1）Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=0.623×0.39×1.85×105×105×0.5=2477.838kN·m
H：塔吊现场安装高度105米
2）起重力矩：800 KN.m
li──第i层土层的厚度。
经过计算得到：Tuk=Σλiqsikuili
=2.512×(18×2.9+34×3.3+50×5.4)×0.8=872.97kN；
群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力特征值：
Tgk=（ulΣλiqsikli）/4=1459.584kN
ul──桩群外围周长，ul= 4×（3.4+0.8)=16.8m；
桩基抗拔承载力公式：
Nk≤Tgk+Ggp
Nk≤Tuk+Gp
其中Nk-桩基上拔力设计值，Nk=122.485kN；
Ggp-群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数，
Ggp=[（1.8×1.8+0.8×0.8×4）×20KN/m3×16.2]/4=469.8kN；
Gp-基桩自重设计值，Gp=25KN/m3×16.2×0.502=203.31kN；
塔吊基础施工方案
第一章、工程概况
1)工程简介:
计划配置一台QTZ80(ZJ5710)塔吊，满足垂直及水平运输需要。
2）塔吊参数信息：QTZ80(ZJ5710)
公称起重力矩600 KN.m起升速度7/32/64 0～40/80m/min
最大起重量6t回转速度0～0.6 r/min
工作幅度57m变幅速度8/27/54 0～42(8/27/54)m/min
A──桩的截面面积，A=282743.339mm2；
fy──钢筋强度抗压强度设计值，fy=300.00N/mm2；
As──全部纵向钢筋截面面积。
经过计算得到:
As=(1485970/(0.9×1.00)-14.30×502400)/400.00=-13833.11mm2。
三、桩受拉钢筋计算
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.4条正截面受拉承载力计算。
最大弯矩值Mkmax＝2477.838+800＝3277.838KN.m
第四章、桩顶竖向承载力和承台的弯矩计算
一、桩顶竖向承载力
1、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；
由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为: 5000.00×1300.00×0.15%=9750mm2。 建议配筋值：HRB335钢Baidu Nhomakorabea，有18@300。承台底面单向根数16根。实际配筋值4069.44mm2。
第六章、承台的抗剪计算
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：
G承＝5m×5m×1.3m×25KN/m3＝812.5 KN
上部覆土重量：5m×5m×2m土厚×20 KN/m3＝1000KN
Gk=1.2×（1000+812.5）=2175 KN
（2）、塔吊的弯矩计算
a)塔吊风荷载计算：经查南昌市50年一遇的风压为0.45KN/m2，风荷载高度变化系数：μz＝0.84，
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=(1041.9+2175)/4+3277.838×2.404/(2×2.4042)=1485.97kN。
最小压力：
Nkmin=(1041.9+2175)/4-3277.838×2.404/(2×2.4042)= -122.485kN。
Ni1=1.2×(Nkmax-Gk/4)=1130.664kN
经过计算得到弯矩设计值：
Mx=My=2×1130.664×0.90=2035.2kN·m。
第五章、承台截面的主筋计算
1、依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。
αs = M/(α1fcbh02)
二、桩抗压钢筋计算
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.3条正截面受压承载力计算。
N≤0.9φ(fcA+fy'As')
其中N──桩轴向压力设计值，N=1485970N；
φ──钢筋混凝土构件的稳定系数，φ =1.00；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=345N/mm2；
经过计算得：
αs=2035.2×106/(1.00×11.90×5000.00×1250.002)=0.022； ξ =1-(1-2×0.022)0.5=0.022；
γs =1-0.022/2=0.989；
Asx =Asy =2035.2×106/(0.989×1250.00×345)=4771.79mm2。
依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-2008)，
箍筋采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200~300mm；受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内箍筋应加密；间距不应大于100mm；当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密；当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m设一道直径不小于12mm
挡风系数计算：
ψ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/(Bb)=[(3×1.85+2×2.5+(4×1.852+2.52)0.5)×0.12]/(1.85×2.5)=0.39；
其中：B：塔身标准节的宽度，1.85m
b：塔身标准节的高度 ，2.5m
c：塔身标准节角钢的宽度，0.12m
因为是角钢/方钢，体型系数µs=2.354； 高度z处的风振系数取：βz=1.0； 所以风荷载设计值为：
二、桩抗压钢筋计算……………………………………（8）
三、桩受拉钢筋计算……………………………………（8）
第十章、主要工艺流程……………………………………（8）
第十一章、施工要点………………………………………（8）
第十二章、质量控制………………………………………（9）
第十三章、附图……………………………………………（9）
独立式高度40.5m塔机自重31.6~67.23t
附着式高度160 m平衡重15.55 t
塔身宽度：1.6m主弦材料：角钢、方钢；宽度0.12m
塔吊正常工作环境：20-40度，风力应小于六级
第二章、编制依据和基础方案
一、编制依据：
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002及塔吊基础的技术要求，塔吊承台自重不小于80吨，砼标号为C35，先根据构造要求，设定基础尺寸5000×5000×1300，再进行配筋计算。
二、基础方案
砂质土承载力不能满足0.2MPa要求，且基坑易积水，不适合深基础及高层建筑施工对塔吊基础的要求，我方拟采用泥浆护壁反循环钻孔灌注桩基础，桩长约16.2米，进入中风化岩层不小于2米，设置4根￠800桩，上部浇捣钢筋砼承台。塔吊通过预埋件支承于承台基础上。详附图。
第三章、塔吊的竖向力和弯矩计算
第三章、塔吊竖向力和弯矩计算…………………………（4）
一、竖向力计算………………………………………（4）
二、弯矩计算…………………………………………（4）
第四章、桩顶竖向承载力和承台弯矩计算………………（4）
一、桩顶竖向承载力计算………………………………（4）
二、承台弯矩计算………………………………………（5）
需要验算桩的抗拔
二、承台的弯矩计算
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=3.4/2-1.6/2=0.90m；
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，
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=1041.9kN； Gk──桩基承台的自重标准值：Gk=2175 KN；
Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值，取3277.838kN·m；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离
a√2/2=3.4×1.414/2=2.404m；
第五章、承台截面的主筋计算……………………………（5）
第六章、承台的抗剪计算…………………………………（6）
第七章、桩竖向承载力验算………………………………（6）
第八章、桩基础抗拔验算…………………………………（6）
第九章、桩配筋计算 ………………………………………（7）
一、桩构造钢筋计算……………………………………（7）
α──承台剪切系数，α=1.75/(0.25+1)=1.4；
0.894×1.4×1.27×5000×1250=9934.575kN≥1.2×1485.97=1783.164kN；
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！
第七章、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：
Tuk=Σλiqsikuili
其中：Tuk──桩基抗拔极限承载力特征值；
ui──破坏表面周长，取ui=πd=3.142 ×0.8=2.512m；
qsik──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力特征值；
λi──抗拔系数，砂土取0.50～0.70，粘性土、粉土取0.70～0.80，桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值；
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11.90N/mm2；
ho──承台的计算高度：Hc-50.00=1250.00mm；