单桩塔吊基础方案

东安花园二期4#塔吊基础方案2012年11月第1页共1页目录1、工程概况....................................................................................................12、编制依据....................................................................................................13、塔吊基础形式选择...................................................................................24、塔吊基础受力验算...................................................................................25、施工要求....................................................................................................96、沉降观测..................................................................................................10东安花园二期4#塔吊基础设置方案2012年11月第1页共11页1、工程概况1.1、本工程为“东安花园二期保障性住房工程”，采用BT形式兴建。本工程由九栋塔楼（五个单体）和一个幼儿园组成。具体情况如下：1＃、2＃楼（两栋）为一单体，17层（无地下室），塔楼最高点＋58.4m，±0.000标高相当于绝对标高15.1m（塔吊基础处排污管道内底标高12.84m）；14＃、15＃楼（两栋）为一单体，17＃楼为一单体，12＃、13＃楼（两栋）为一单体，均为18层和一层地下室，塔楼最高点均为＋60m，±0.000标高相当于绝对标高分别为15.1m、15.3m、15.5m；10＃、11＃楼（两栋）为一单体，28层（无地下室），塔楼最高点＋93.9m，±0.000标高相当于绝对标高15.7m。1.2、塔吊的现场布置原则：综合考虑现场平面覆盖、材料的垂直运输需求及安装、附墙、运转、拆除的方便，满足施工工艺的要求；基础避让承台、地梁和管道。1.3、根据上述布置原则，本工程设置4台塔吊，其中4#塔吊QTZ63(5013)附着在11#楼，覆盖10#、11#楼。（详见附图2“塔吊平面布置图”）。2、编制依据2.1《塔式起重混凝土基础工程技术规程》（GB/T187-2009）；《地基基础设计规范》（GB50007-2002）；《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）；《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）本工程《岩土工程勘查报告》；本工程结构施工图纸。2.2、佛山市南海高达建筑机械有限公司提供的《QTZ63(5013|)塔式起重机使用说明书》；东安花园二期4#塔吊基础设置方案2012年11月第2页共11页2.3、工程施工现场实际情况。3、塔吊基础形式选择按照“分区布塔、全面覆盖、满足吊次、经济合理”的原则，合理布置塔吊位置，以保证施工工作面基本在塔吊的覆盖范围之内，且能满足钢筋、模板等现场材料的水平、垂直运输需求，同时应考虑安装、附臂、运转、拆除的方便和满足地基承载能力。依据佛山市南海高达建筑机械有限公司提供的塔吊资料：4#塔吊QTZ63(5013)基础标准尺寸为：长×宽×厚=4500×4500×1400mm，下设1根直径1400的钻孔灌注桩，有效桩长20m，基础顶面标高为14.80m（详见附图1-图三）。考虑后期主体结构及塔吊最大自由高度的影响，基础混凝土浇筑完毕后待混凝土强度达到90%（以同条件混凝土试块抗压强度报告为准）方可进行塔吊安装。施工期间内要充分保证塔基混凝土养护工作，以尽快进入塔吊安装，保证基础胎模施工时塔吊投入使用。4、塔吊基础受力验算4.1、4#塔吊计算书如下：1.计算参数（1）基本参数采用1台QZT63(5013)塔式起重机，塔身尺寸1.63m,基坑开挖深度-2.10m；现场地面标高0.00m,承台面标高-0.70m；采用钻（冲）孔基础，地下水位-6.00m。（2）计算参数1）塔机基础受力情况荷载工况基础荷载P(kN)M(kN.m)FkFhMMZ工作状态420.0035.001450.00200.00非工作状态240.0035.001500.000东安花园二期4#塔吊基础设置方案2012年11月第3页共11页MkFMzkF=F=M=zM=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hFh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，塔机基础按非工作状态计算如图Fk=240.00kN，Fh=35.00kN，M=1500.00+35.0×1.30=1545.50kN.mFk‘=240.00×1.35=324.00kN，Fh，=35.00×1.35=47.25kNMk=(1500.00+35.0×1.30)×1.35=2086.43kN.m2）桩顶以下岩土力学资料序号地层名称厚度极限侧阻力岩石饱和单轴抗压强度qsik*ιi抗拔系数λiqsik*ιiL(m)标准值qsik(kPa)标准值frk(kPa)(kN/m)λi(kN/m)1填土4.808.0038.400.4015.362粉质粘土0.6026.0015.600.7010.923粘性土6.0035.00210.000.70147.004粉土5.9020.00118.000.7082.605中砂2.3025.0057.500.5028.756强风化砾岩0.4080.003200.0032.000.7022.40桩长20.00∑qsik*ιi471.50∑λiqsik*ιi307.033）基础设计主要参数基础桩采用1根φ1600钻（冲）孔灌注桩，桩顶标高-2.00m，桩端不设扩大头，桩端入强风化砾岩0.40m；桩混凝土等级C30，fC=14.30N/mm2,EC=3.00×104N/mm2；ft=1.43N/mm2，桩长20.00m；钢筋HRB335,fy=300.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2承台尺寸长(a)=4.50m、宽(b)=4.50m、高(h)=1.40m；桩中心与承台中心重合,承台面标高-0.70m；承台混凝土等级C35,ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3。Gk=abhγ砼=4.50×4.50×1.40×25=708.75kN东安花园二期4#塔吊基础设置方案2012年11月第4页共11页2.桩顶作用效应计算（1）轴心竖向力作用下：Nk=(Fk＋Gk)/n=(240.00+708.75)/1=948.75kN（2）水平力作用下：Hik=Fh/n=35.00/1=35.00kN3.桩基竖向承载力验算（1）单桩竖向极限承载力标准值计算hr=0.40m,d=1.60m=1600mm,hr/d=0.40/1.60=0.25,查表得，ζr=0.55Ap=πd2/4=3.14×2.56/4=2.01m2Qsk=u∑qsiki=πd∑qsiai=3.14×1.60×471.50=2368.82kNQrk=ζrfrkAp=0.55×3200×2.01=3537.60kN，Quk=Qsk+Qsk=2368.82+3537.60=5906.42kNRa=1/KQuk=1/2×5906.42=2953.21kN4.桩基竖向承载力计算轴心竖向力作用下Nk=948.75kN＜Ra=2953.21kN,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αE=Es/Ec=2.00×105/3.00×104=6.67,γm=2,ζN=0.50ρg=0.2+(2000-1600)/(2000-300)×(0.65-0.2)=0.31%Wo=πd/32[d2＋2(ES/EC－1)ρgd02]=3.14×1.60/32×(1.602+2×(6.67-1)×0.31%×(1.60-2×0.10)2)=0.41m3Io=Wod/2=0.41×1.60/2=0.33m4EI=0.85ECIo=0.85×3.00×107×0.33=8415000kN.m2查表得:m=35.00×103kN/m4，bo=0.9(d+1)=2.34mα=(mbo/ECI)0.2=(35.00×1000×2.34/8415000)0.2=0.40αL=0.40×20.00=7.92＞4，按αL=4查表得:Vm=0.768Nk=(Fk’＋1.2Gk)/n=(324.00+1.2×708.75)/1=1174.50kN东安花园二期4#塔吊基础设置方案2012年11月第5页共11页An=πd2/4[1＋(Es/Ec-1)Pg]=2.01×(1+5.67×0.31%)=2.05m2RHa=(0.75×αγmftW0/Vm)(1.25+22ρg)(1+ζNN1k/γmftAn)=(0.75×0.40×2×1.43×1000×0.41／0.768)×(1.25+22×0.31/100)×[1+0.50×1174.50/(2×1.43×1000×2.05)]=60.58kN(2)桩基水平承载力Hik=35.00kN＜Rha=60.58kN,水平承载力满足要求。6.抗拔桩基承载力验算（1）抗拔极限承载力标准值计算Tgk=1/nu1ΣλiqsikLi=1.60×4×307.03=1964.99kNTuk=ΣλiqsikuiLi=307.03×3.14×1.60=1542.52kN(2)抗拔承载力计算Ggp=Ggp1＋Ggp2=4.50×4.50×3.90×18.80/1＋4.50×4.50×16.00×(18.80-10)/1=4335.93kNGp=Gp1＋Gp2=3.14×0.8×0.8×4.00×25＋3.14×0.8×0.8×16.00×(25-10)=683.26kNTgk/2+Ggp=1964.99/2+4335.93=5318.43kN，Tuk/2+Gp=1542.52/2+683.26=1454.52kN7.抗倾覆验算单桩承台塔吊基础在组合承台后，类似于悬臂桩故采用静力平衡法确定单桩倾覆转点，即桩身最大弯矩处：东安花园二期4#塔吊基础设置方案2012年11月第6页共11页依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.4.5条，(1)计算桩的水平变形系数(1/m):其中m──地基土水平抗力系数；b0──桩的计算宽度，b0=2.16m。E──抗弯弹性模量，E=0.67Ec=18760.00N/mm2；I──截面惯性矩，I=0.19m4；经计算得到桩的水平变形系数:=0.341/m(2)计算Dv:Dv=119.98/(0.34×5042.40)=0.07(3)由Dv查表得：Km=1.01(4)计算Mmax:经计算得到桩的最大弯矩值:Mmax=2086.43×1.01=2107kN.m。由Dv查表得：最大弯矩深度z=0.32/0.34=0.91m。bi=4.50/2=2.25m倾覆力矩M倾=M＋Fhh=1500.00+35.00×(1.3+0.91)=1549.00kN.m抗倾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）bi＋(Tuk/2+Gp)bi=(240.00+708.75)×2.25+(1542.52/2+683.26)×2.25=5407.36kN.mM抗/M倾=5407.36/1549.00=3.49抗倾覆验算3.49＞1.6,满足要求。8.桩身承载力验算(1)正截面受压承载力计算Nk=(Fk’＋1.2Gk)/n=(324.00+1.2