塔吊基础设计计算方案桩基础

塔吊基础

专

项

施

工

方

案

编制人：

审核人：

施工单位：

日期：2011年3月25日

一、工程概况

1、地理位置

2、设计概况

本工程结构形式为框架剪力墙结构，人工挖孔桩承重，建筑高度为：楼54.15m 一、二层为地下室，正负零以上为住房，层高3.00m。为：楼18层、建筑等级：一级，耐火等级为地下室一级，主体二级，安全等级二级，抗震设防烈度小于六度。主体结构设计使用年限为50年。

二、塔吊选型和位置确定

根据施工现场条件及周围环境条件和工程结构情况，该项目采用一台TC5510塔式起重机，臂长55米，用于栋施工，塔高安装高度72m。（塔吊安装位置见塔吊定

位平面布置图）塔吊在此位置可满足塔臂就位与拆除以及工程施工的需要。

三、塔吊基础设计方案

本工程栋±0.00相当于绝对高程57.6m，负二层地下室基础顶面标高-11.9m，则相等于绝对标高45.70m，塔吊按保用说明书基础为高度1.42m，则塔吊基础底绝对标高为44.28m，按照塔吊定位图在确定其基础附近最近地勘钻孔为ZK165，根据ZK165钻孔柱状图显示塔吊基础底板下为回填土，一直至第⑥岩土层（强风化岩体）方可作为持力层，基第⑥岩土层底绝对标高为35.80m，相差8.48m，故需采用桩基础方可用于塔吊基础持力。拟采用人工挖孔桩灌注桩，桩径800mm共4根用于塔吊基础持力。由于第⑥岩土层风化程度高，强度较低且厚度小，所以以第⑦中风化层作为持力层，有效桩长按8.5m计算，桩身及承台混凝土强度等级C30，承台按塔吊基础原图尺寸5.0m×5.0m ×1.42m进行设计，配筋根据受力情况进行计算。

四、塔吊桩基础计算书

1、设计依据

.《建筑桩基技术规范》JGJ94—2008

.《混凝土结构设计规范》GB50010—2002

.《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002

.《建筑机械使用安全规程》JGJ33—2001

.《建筑结构荷载规范》GB50009—2001

. 本工程《岩石工程勘察报告》

. 施工图纸

. 简明施工计算手册

. 塔吊使用说明书

2、地质参数以本工程《岩石工程勘察报告》中有关资料为计算依据（以ZK175孔为依据），其主要设计参数（见土层设计计算参数表）。

3、塔吊基础受力情况（说明书提供）

本工程地下2层，地上18层，地上建筑高度54.15m，标准层层高3m，地下室从基础顶向至±0.00高度为11.9m，塔吊安装使用高度为66.05m，则安装高度72m，塔吊使用说明书提供的基础荷载如下表：

4、塔吊基础布置及受力简图

5、桩基承载力验算

5.1单桩桩顶作用力的计算和承载力验算

5.1.1单桩竖向承载力特征值计算

按地基土物理力学指标与承载力参数计算A

P

=πr2= π×0.42= 0.5024 m2

R

a =q

pa

A

p

+up∑q

sia

l

i

(GB5007—

q pa A

p

＝2800KPa×0.5024 m2＝1406.72KN

up∑q

sia l

i

=2.51×（60×1.7+40×0.8+8×0.7+5.3×-10）= 86.6KN

R a =q

pa

A

p

+up∑q

sia

l

i

= 1406.72+86.6 = 1493.32KN

5.1.2单桩竖向作用力作用下验算（1）轴心竖向力作用下：

Q

k =(F

K

+G

K

)/n （GB50007-2002）

=(910.61+887.5)/4=450KN

F

K

=（700+6×9.80665）×1.2 = 910.61KN 式中：6×9.80665为塔吊最大起重荷载。

G

K

=5×5×1.42×25=887.5KN

Q k =(F

K

+G

K

)/n = (748.36+843.75)/4=398KN

根据计算G

K =450KN ＜ R

a

= 1493.32KN （GB50007-2002）

所以中心向力作用力满足承载力要求（2）偏心竖向力作用下：

由于本桩基为对称布置，且当M

xK 为最大时其M

XK

为0，反正M

yK

为最大时其M

xK

为0，故取：

M xK = M

y K

= 1.4×1350 = 1890 KN.m

Q ik = 450 ± (1890×1.7×1.414)/[2×(1.7×1.414)2]

= 450 ± 393.12(KN)

Q ik max = 450 + 393.12 = 843.12 KN＜ 1.2R a= 1.2×1493.32 = 1792 KN

（GB50007-2002）所以偏心竖向力作用力满足承载力要求。

5.1.3水平力作用下验算：

H ik=H k n

=26/4 = 6.5KN

根据（GB5007 – 2002）第8.5.7条之规定，本桩基作用外力主要为竖向力，其水平力作用很小，故无需验算小平力作用下的桩基承载力。

5.2 抗拔力验算

单桩抗拔力特征值计算：

T uk = ∑λi q sik u i l i（JGJ94 - 2008）(5.4.6 - 1) = 86.6 ×0.7 =60.62 KN (λ按0.7平均取值)

Gp = ∏×0.42×8.5×25 = 108.8 KN

N k = Q ik min= 450 - 393.12 = 56.88 KN

Q ik min为正值表示本桩基单桩在最不利荷载下无拔力，则N k相对于拔力而言为负值。即：N k= -56.88 KN ＜T uk+ Gp = 169.42 KN （JGJ94 - 2008）

所以本桩其抗拔力满足要求。

6、桩身截面强度计算

φc A P f c=0.7×14.3×5.03×105 = 5035KN

其中：φc——工作条件系数，取0.7

f c——混凝土轴心抗压强度设计值，fc =14.3N/mm2;

（GB50010-2002）（表4.1.4）

A P——桩的截面面积，A=5.03×105mm2。

本桩基为组合桩，则：Q = Q ik max = 843.12 KN

Q = 843.12 KN ＜φc A P f c = 5035KN （GB5007-2002）（8.5.9）

所以桩身截面混凝土强度满足要求。