三桩、天然地基塔吊基础方案

重庆市南岸区茶园新区公共租赁住房6、7、8组团项目塔吊基础设计方案中国建筑第七工程局有限公司CHINA CONSTRUCTION SEVENTH ENGINEERING DIVISION. CORP. LTD重庆茶园公共租赁住房（城南家园）塔吊基础设计方案工程名称:重庆茶园公共租赁房6、7、8组团施工单位:中国建筑第七工程局有限公司目 录一、工程概况 1二、主要编制依据 1三、塔吊平面布置 2四、塔吊基础设计 3附：塔吊基础计算书 5附：塔吊三桩承台计算书 913一、工程概况南岸区茶园公共租赁住房6、7、8组团项目，拟建场地位于重庆市南岸区茶园镇总建筑面积100万平方米，其中6组团高层住宅14栋，部分有1层地下室，商业裙楼5段，4层地下车库1座；7组团高层住宅9栋，4层地下车库1座，3层幼儿院1座；8组团高层住宅19栋，商业裙楼1段，单层地上设备房3座，3层幼儿院1座，3层地下车库1座高层住宅层数23—32层，部分有1层地下室住宅标准层高均为3米，地下室-1F层高3.9米，其他层高3.6米，幼儿院层高3.6米高层住宅为剪力墙结构，商铺、幼儿园及车库均为框架结构，抗震设防烈度6度，结构抗震等级分别为剪力墙三级和四级，框架三级和四级。

基础为挖方区或桩长在15米以内时采用人工挖孔桩、桩长在15米以上时采用机械悬挖桩基础,上部是承台钢筋混凝土独立柱基、条形基础南岸区茶园公共租赁住房项目工程位于南岸区长生桥镇花红村一带，属丘陵斜坡地貌，纵横冲沟发育呈树枝状展布，地形起伏较大，但总体地势北部和南部高，多为山丘，中部为一近东西向的冲沟,地势较低, 场地最高点位于南部山顶，标高为316.29m，最低点位于场地中部偏东的丘间凹地,标高为218.62m，相对高差100.67m场地最北部地段为一近东西展布的冲沟,底部宽缓,两侧地形较平缓，地形坡度一般在3～15°，多分布为农田，并分布2处鱼塘,其间分布村属企业3处,施工时已部分搬迁,场地中部为一近东西向的深沟,地形切割较大，，两侧地形坡度一般5～25°，局部为30～35°或为陡坎斜坡上多种植花卉林木,有少量耕地，植被发育底部冲沟现多分布为农田和鱼塘，场地内现有自然斜坡稳定二、主要设计依据2.1《QTZ63塔式起重机说明书》厂家提供2.2《起重机械安全规程》GB6067-852.3《起重机械用钢丝绳检查和报废实用规范》GBT5972-20062.4《起重机械超载保护装置安全技术规范》GB12602-902.5《建筑塔式起重机性能试验规范和方法》GB5201-852.6《塔式起重机设计规范》GB-T 13752-19922.7《建筑地基基础设计规范》GB  50007---20022.8《南岸区茶园公共租赁房项目工程岩土工程详细勘察报告》2.9南岸区茶园公共租赁房项目施工图纸三、塔吊平面布置 3.1塔吊的布置原则：（1）基于现场的实际情况，在总体布置时，根据不同的施工位置和工作量，既要保证各楼栋的进度，又不影响相邻楼栋的施工，合理布置才能提高工作效率，在综合考虑的基础上制定合理可行的塔吊布置方案和安装平衡方案。

2）根据现场实际情况，使塔吊吊运范围尽可能覆盖整个施工面，不产生或少产生盲点3）塔吊在垂直方向需避免穿越主梁、基础承台（或工程桩），同时避开施工范围内的重要构筑物4）低位塔臂端部与高位塔身距离不小于2m，高位塔吊钩与低位塔垂直距离不小于2m5）布置塔吊的同时，还考虑拆塔方便6）塔吊的稳定性就是塔吊抗倾覆的能力，塔吊最大的事故就是倾翻倒塌做塔吊基础时，一定要确保地耐力符合设计要求，钢筋混凝土的强度至少达到设计值的80%有地下室工程的塔吊基础要采取特别的处理措施：有的要在基础下打桩，并将桩端的钢筋与基础地脚螺栓牢固的焊接在一起混凝土基础底面要平整夯实，基础底部不能作成锅底状基础的地脚螺栓尺寸误差必须严格按照基础图的要求施工，地脚螺栓要保持足够的露出地面的长度，每个地脚螺栓要双螺帽预紧在安装前要对基础表面进行处理，保证基础的水平度不能超过1/1000同时塔吊基础不得积水，积水会造成塔吊基础的不均匀沉降在塔吊基础附近内不得随意挖坑或开沟3.2塔吊高度协调措施　　因各楼栋建筑高度不一致，塔吊型号不同，其塔吊臂长和塔身标准节都不一样，因此其附墙锚固标高不相同，塔机布置协调要充分考虑塔机在有限自由高度中作业，调整锚固附墙位置，详细计算每阶段各塔的高度，既要保证施工需要的高度，又要适时顶升塔身，如不能及时按计划顶升，则平衡格局被打乱，势必造成施工混乱，影响整个工程。

为此在工程施工初根据工程现场的实际情况，制定塔吊安装协调方案高差控制要求：高位塔吊钩与低位塔垂直距离不小于2m四、塔吊基础设计结合本工程图纸、地勘报告和现场实际情况，对处于挖方区天然地基的塔机采用天然基坑钢筋混凝土基础，处于回填区的塔机采用旋挖桩单桩钢筋混凝土基础本方案仅为各个栋号提供参考，各个栋号要根据现场实际情况编写塔吊基础方案塔吊天然地基基坑基础塔吊三桩承台基础1、混凝土强度等级：C35；钢筋级别HRB335; 基础表面平整度允许偏差1/1000；埋设件的位置、标高和垂直度以及施工工艺符合出厂说明书要求2、起重机的混凝土基础周围应修筑边坡和排水设施，并应与基坑保持一定安全距离计算书：QTZ63塔吊天然基础计算书塔吊天然基础的计算书一. 参数信息塔吊型号: QTZ63 自重(包括压重):F1=788.00kN 最大起重荷载: F2=60.00kN 塔吊倾覆力距: M=1200.00kN.m 塔吊起重高度: H=120.00m 塔身宽度: B=1.60m 混凝土强度等级:C35 钢筋级别: Ⅱ级 地基承载力特征值: 500.00kPa 基础最小宽度: Bc=5.00m 基础最小厚度: h=2.00m 基础埋深: D=2.00m 预埋件埋深: h=0.5m 二. 基础最小尺寸计算 基础的最小厚度取:H=2.00m基础的最小宽度取:Bc=5.00m三. 塔吊基础承载力计算依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。

计算简图: 由于偏心距 e=M/(F×1.2+G×1.2)=1680.00/(1017.60+2700.00)=0.45≤B/6=0.83所以按小偏心计算，计算公式如下： 当考虑附着时的基础设计值计算公式： 式中 F──塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载,F=848.00kN； G──基础自重与基础上面的土的自重，G=25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D =2250.00kN； Bc──基础底面的宽度，取Bc=5.00m； W──基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=20.83m3；M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M=1.4×1200.00=1680.00kN.m； 经过计算得到:最大压力设计值 Pmax=1.2×(848.00+2250.00)/5.002+1680.00/20.83=229.34kPa最小压力设计值 Pmin=1.2×(848.00+2250.00)/5.002-1680.00/20.83=68.06kPa 有附着的压力设计值 Pk=1.2×(848.00+2250.00)/5.002=148.70kPa四. 地基基础承载力验算地基基础承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第5.2.3条。

计算公式如下: 其中 fa──修正后的地基承载力特征值(kN/m2)； fak──地基承载力特征值，取500.00kN/m2； b──基础宽度地基承载力修正系数，取0.00； d──基础埋深地基承载力修正系数，取0.00； ──基础底面以下土的重度，取20.00kN/m3； γm──基础底面以上土的重度，取20.00kN/m3； b──基础底面宽度，取6.00m； d──基础埋深度,取0.00m 解得修正后的地基承载力特征值 fa=500.00kPa 实际计算取的地基承载力特征值为:fa=500.00kPa 由于 fa≥Pk=148.7kPa 所以满足要求！ 偏心荷载作用：由于1.2×fa≥Pkmax=229.34kPa 以满足要求！五. 受冲切承载力验算依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第8.2.7条验算公式如下: 式中 hp──受冲切承载力截面高度影响系数，取 hp=0.90； ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，取 ft=1.57kPa； am──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度: am=(1.60+5.00)/2=3.30m； h0──承台的有效高度，取 h0=1.45m； Pj──最大压力设计值，取 Pj=229.34kPa； Fl──实际冲切承载力： Fl=229.34×(5.002-4.502)/4=272.35kN。

允许冲切力： 0.7×0.90×1.57×3300×1450=4732843.50N=4732.84kN 实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！六. 承台配筋计算依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第8.2.7条1.抗弯计算，计算公式如下: 式中 a1──截面I-I至基底边缘的距离，取 a1=1.70m； P──截面I-I处的基底反力: P=(5.00-1.70)×(229.34-68.06)/5.00+68.06=174.51kPa； a'──截面I-I在基底的投影长度,取 a'=1.60m经过计算得: M=1.702×[(2×5.00+1.60)×(229.34+174.51-2×2250.00/5.002)+(229.34-174.51)×5.00]/12 =691.40kN.m 2.配筋面积计算,公式如下: 依据《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002 式中 1──系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时， 1取为0.94,期间按线性内插法确定； fc──混凝土抗压强度设计值； h0──承台的计算高度。

经过计算得 s=691.40×106/(1.00×16.70×5.00×103×19502)=0.002 =1-(1-2×0.002)0.5=0.002 s=1-0.002/2=0.999 As=691.40×106/(0.999×1950×300.00)=1183.17mm2 由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:15000mm2 故取 As=15000mm2计算书：塔吊三桩承台基础计算书塔吊桩基础的计算书一. 参数信息 塔吊型号: QTZ63 自重(包括压重):F1=788.00kN 最大起重荷载: F2=60.00kN 塔吊倾覆力距: M=1200.00kN.m 塔吊起重高度: H=120.00m 塔身宽度: B=1.60m 桩混凝土等级: C35 承台混凝土等级:C35 保护层厚度: 50mm 边长: 6.00m 承台厚度: Hc=1.20m 承台箍筋间距: S=200mm 承台钢筋级别: Ⅱ级 承台预埋件埋深:h=0.50m 承台顶面埋深: D=1.50m 桩直径: d=0.80m 桩间距: a=4.00m 桩钢筋级别: Ⅱ级 桩入土深度: 30.00 桩型与工艺: 干作业钻孔灌注桩(d<0.8m)二. 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算 1. 塔吊自重(包括压重)F1=788.00kN 2. 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN 作用于桩基承台顶面的竖向力 F=F1+F2=848.00kN 塔吊的倾覆力矩 M=1.4×1200.00=1680.00kN.m三. 承台弯矩的计算 计算简图： 图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。

1. 桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩基础技术规范》GJ94-2008的第5.1.1条) 其中 Fk──作用于承台顶面的竖向力，Fk=848.00kN； Gk──桩基承台和承台上土自重标准值，Gk=25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D=935.28kN； Mxk,Myk──荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的 x、y 轴的力矩 xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)； Nik──荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力(kN) 经计算得: 桩顶竖向力最大压力设计值： N=1.2×(848.000+935.280)/3+(1680.000×4.00×1.732 / 3)/[(4.000×1.732/3)2+2×(4.000×1.732/6)2]=1198.300kN 没有抗拔力! 桩顶竖向最大压力标准值: N=(848.000+935.280)/3+(1200.000×4.00×1.732 / 3)/[(4.000×1.732/3)2+2×(4.000×1.732/6)2]=940.847kN 没有抗拔力! 2. 承台弯矩的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条) 其中 M──通过承台形心至各边缘正交截面范围内板带的弯矩设计值(kN.m)； Nmax──不计承台及其上土重，三桩中最大基桩竖向力设计值(kN) sa──桩中心矩 c──塔身宽度 经过计算得到弯矩设计值： M=(1198.300-935.280/3)×(4.00-1.732×1.60/4)/3=977.322kN.m四. 承台截面主筋的计算 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。

式中 1──系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时， 1取为0.94,期间按线性内插法确定； fc──混凝土抗压强度设计值； h0──承台的计算高度 fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2 承台底面配筋: s=977.322×106/(1.000×16.700×6000.000×1150.0002)=0.007 =1-(1-2×0.007)0.5=0.007 s=1-0.007/2=0.996 Asx= Asy=977.322×106/(0.996×1150.000×300.000)=2843.342mm2 满足顶面和底面配筋要求的同时还应该满足构造要求!五. 承台截面抗剪切计算 依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.10条 根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对承台的最大剪切力,考虑对称性，记为V=1198.300kN 斜截面受剪承载力满足下面公式： 其中 hs──受剪切承载力截面高度影响系数hs=0.913； ──计算截面的剪跨比，取2.783； b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=6000mm； h0──承台计算截面处的计算高度，h0=650mm； ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.57N/mm2； 由于 V=1198.300<0.913×2.783×6000×1.57×650/1000=2587.074kN 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!六.桩身承载力验算 桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.8.2条 根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1198.300kN 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中 c──基桩成桩工艺系数，取0.900 fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2； Aps──桩身截面面积，Aps=0.503m2。

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋! 构造规定：灌注桩主筋采用6～12根直径12m～14m,配筋率不小于0.2%!七.桩抗压承载力计算 桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.5和5.3.5条 根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1198.300kN 桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式： 最大压力: 其中 R──基桩竖向承载力特征值； Ra──单桩竖向承载力特征值； K──安全系数，取2.0； fak──承台下土的地基承载力特征值加权平均值； c──承台效应系数 qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值； qpk──极限端阻力标准值，按下表取值； u──桩身的周长，u=2.5133m； Ap──桩端面积,取Ap=0.503m2； li──第i层土层的厚度,取值如下表； 厚度及侧阻力标准值如下: 土厚度30 m，土侧阻力标准值24kPa，土端阻力标准值4750 (kPa)，粉土或砂土。

由于桩的入土深度为30m,所以桩端是在第1层土层 最大压力验算: Ra=2.513×(30×24)+4750.000×0.503=4197.168kN R=4197.168/2.0+0.240×105.000×8.497=2312.717kN 上式计算的R值大于等于最大压力940.847kN,所以满足要求!。