四桩承台塔吊基础方案

第一节、工程概况 .......................................................................................................................... 2 第二节、编制依据 .......................................................................................................................... 3 第三节、塔吊基础设计计算书....................................................................................................... 3 一、塔吊的计算说明 ................................................................................................................... 3 二、塔吊的基本参数信息 ........................................................................................................... 4 三、塔吊单桩基础计算书 ........................................................................................................... 5 四、矩形承台斜截面抗剪切计算 ............................................................................................... 8 五、桩承载力验算 ....................................................................................................................... 9 第四节、 塔吊桩竖向极限承载力验算 ......................................................................................... 9 第五节、塔吊抗倾覆验算............................................................................................................. 12 第六节、塔吊防雷施工要求......................................................................................................... 14 第七节、塔吊施工质量要求......................................................................................................... 14 第八节、附录： ............................................................................................................................ 15

四桩承台塔吊基础方案

第一节、工程概况

惠州市世福家园位于惠州市大亚湾经济技术开发区，南边为石化西路，西面为龙山一路。建筑占地面积长为190米，宽为130米左右，分为一期与二期工程，共十四栋塔楼，一层地下室，地下室面积为25315.61 ㎡，本期为一期包括一层地下室和七栋塔楼，编号为1，2，3，5，6，7，8 栋塔楼。本工程是结构类型为框支剪结构, 地下1层，地上为33层，建筑总高度98.2m，建筑面积共21.9万 ㎡，本期为14万㎡。基础挖孔桩，孔径为1.2，1.4，1.5基础地板厚度400mm，地下室侧壁厚度350 mm，承台最大厚度不超过4 m。结构形式为框支剪结构。地下室底板和顶板从西北向东南方向走低，西北角标高为–5.25m，东南角标高为–8.05m。塔楼的0.00标高1–8栋为33.5米，9–10为32.45米，11–13为32. 5，15–16为33.2米。标准层层高为2.9 m。砌体材料为200 mm的加气混凝土轻质砌块 。本工程于2009年12月开工。

建设单位: 惠州市世福房地产有限公司，设计单位: 深圳市建筑设计研究总院有限公司，监理单位: 惠州广厦工程项目管理有限公司，施工单位:贵州建工集团第六建筑工程公司。

第二节、编制依据

1、《建筑地基基础设计规范》 （GB50007-2002） 2、《广东省建筑地基基础设计规范》 （DBJ 15-31-2003） 3、《混凝土结构设计规范》 （GB 50010-2002）0 4、《建筑结构荷载规范》 （GB50009-2001） 5、《简明钢筋混凝土结构计算手册》； 6、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94） 7、《世福家园地勘报告》 8、建筑、结构设计图纸； 9、塔式起重机使用说明书；

10、《塔式起重机设计规范》GB/T 13752-92

第三节、塔吊基础设计计算书

一、塔吊的计算说明

1、根据本工程的建筑情况，拟搭设QTZ80（5610）塔吊四部，塔吊安装高度为120m，塔吊最大起重12t，此型号的塔吊自由安装高度达40米，所以本工程考虑使用附墙。

2、建筑物的总高度为98.2米，±0.00为33.5米，塔吊基础面标高与地下室底板标高平齐，塔吊安装高度为120米。塔吊平面布置见平面布置图，共有1#、2#、3#个塔吊。

3、因本工程的地基条件很差，不考虑承台效应。

4、1#塔吊桩基础承载力计算依据为《世福家园岩土工程勘察报告》

中的技25、26#勘察点，2#塔吊桩基础承载力计算依据为65、66#勘察点，3#塔吊桩基础承载力计算依据为117、119#勘察点。 本方案主要是计算1#塔吊、2#塔吊、3#塔吊基础承载力，验算各种技术参数，使之满足工程施工的需要。 5、基础受力要求（塔）（设计值）

载荷 工况 工作状况 非工作状况 PH —— 基础所受水平力kN PV —— 垂直力kN M —— 倾覆力矩kN·m MZ —— 扭矩kN·m

6、塔吊倾覆验算按工作状态和非工作状态验算 二、塔吊的基本参数信息

塔吊型号: TC5610 塔吊起升高度H=120.0m， 塔吊倾覆力矩设计值M=1552kN·m， 塔身宽度B=1.60m， 基础以上土的厚度D=0m， 基础承台宽度Bc=5.00m， 基础承台厚度Hc=1.50m， 承台钢筋级别: HPB335， 承台箍筋间距S=180.000mm， 承台砼的保护层厚度=50mm， 基础承台混凝土强度等级：C35。 桩直径或者方桩边长=1000mm 桩间距a=3.5m， 塔吊全高总重量1200 kN

PH 18.3 73.9 基础承载 PV 511.2 4.1 M 1335 1552 MZ 269 0 三、塔吊单桩基础计算书

（一）、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算

作用于桩基承台顶面的竖向力F=511.2kN， 120米高度时塔吊重量为1050 kN。

塔吊的倾覆力矩M=1552N。

（二）、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算

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《建筑桩基技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条。

其中 n──单桩个数，n=4；

F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1200kN； G──桩基承台的自重

G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc+20×Bc×Bc×D)

=1.2×(25×5.00×5.00×1.50+20×5.00×5.00×0)=1125kN； Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取1552kN.m； xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离； Ni──单桩桩顶竖向力设计值(kN)； 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值为：

最大压力：Ni =(1200+1125)/4+1552×(3.00×1.414/2)/[2×(3.00×

1.414/2)]=581.25+365.87=947.12 kN。

2

最小压力：Ni =(1200+1125)/4-1552×3.00×1.414/2)/[2×(3.50×

1.414/2)]= 581.25-365.87=215.38 kN。

2

四桩均受压力，进行下一步的验算。 2. 矩形承台弯矩的计算

依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条

其中 Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi──垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到计算截面的距离， 取a/2-B/2=3.0/2-1.6/2=0.7m；

Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-G/n=947.12-1125/4=665.87kN/m2；

经过计算得到弯矩设计值：

Mx1=My1=2×665.87×0.7=932.22kN.m。 （三）、矩形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，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16.7N/mm2； ho──承台的计算高度Hc-100.00=1400.00mm； fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2； 经过计算得：

αs=932.22×106/(1.00×16.7×5000.00×1400.002)=0.005696； ξ =1-(1-2×0.005696)0.5=0.00571； γs =1-0.00571/2=0.9971；

Asx =Asy =932.22×106/(0.9971×1400.00×300.00)=2226.1mm2。 根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第9.5条受弯构件最小配筋率为0.2 和 45ft/fy =45×1.67/300=0.2505中的较大值，取

0.2505

最小受力钢筋面积为：0.2505×1400×5000/100=17535mm2 单层钢筋为17535/2=8767.5>2226.1 mm2

按8767.5mm2配筋，选用：HRB335钢筋，规格：Ф25，间距180 单向钢筋面积：2×3.14×12.52mm2/条=13737.5 mm2 满足要求。 双层双向，见基础配筋图。 四、矩形承台斜截面抗剪切计算

依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.和第5.6.11条。 根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，记为V=932.22，我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：

其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00； bo──承台计算截面处的计算宽度，bo=5000mm； ho──承台计算截面处的计算高度，ho=1400mm； λ──计算截面的剪跨比，λx=ax/ho，λy=ay/ho，

此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处至x, y方向计算一排桩的桩边的水平距离，得(Bc/2-B/2)-(Bc/2-a/2)=a/2-B/2=700.00mm， 当 λ<0.3时，取λ=0.3；当 λ>3时,取λ=3， 满足0.3-3.0范围；在0.3-3.0范围内按插值法取值。得λ=0.42；

β──剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/(λ+0.3)；

当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/(λ+1.5)，

得β=0.17；

fc──C35混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.7N/mm2； fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2； S──箍筋的间距，S=180mm。

则，1.00×932.22KN=0.93222×106N≤0.17×16.7×5000×1400=1.987×107N；

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！ 五、桩承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1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=932.22kN；

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；

fc──C30混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； A──桩的截面面积，A=3.14×0.52×106=0.785×106mm2。 则，1.00×0.93222×106N≤14.30×0.785×106=1.123×107N； 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！

第四节、 塔吊桩竖向极限承载力验算

本工程采用人工挖孔桩，直径D=2500mm，混泥土强度C30，纵筋

a200，桩顶2000范围内Ф8○a主筋采用工程桩配筋Ф18，箍筋Ф8○

a2000。100，加劲钢筋Ф16○参照工程桩D=1400mm，特征荷载13300KN,

极限荷载26600 KN,塔吊桩应大于此荷载，也远远大于塔吊和承台的荷载。塔吊及承台重量为：

1200+5×5×1.5×25=1200+937.5=2137.5kN

塔吊桩基设计长度12-15m,桩承载力计算依据《《世福家园地勘报告》，推荐按《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)的第10.2.3式计算确定；

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=932.22kN；

单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： Ra=uΣqsiali+qpaAp 其中 Ra──单桩竖向承载力特征值； qsia──第i层土桩侧的摩阻力特征值； li──第i层土厚度；

qpa──桩端持力层端阻力特征值；

u──桩身截面周长，u=3.14159×1000=3.14m； Ap──桩端面积,取Ap=3.14×0.52=0.785m2；

各土层厚度及阻力标准值如下表: 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 10 25 18 25 90 / / / 土端阻力标准值(kPa) / / / / / 1900 4500 9000 淤泥质土 中砂 粉质粘土 粉质粘土 砾质粘土 强风化花岗岩 中风化花岗岩 微风化花岗岩 土名称 土侧阻力标准值不予考虑，只考虑桩端承载力。持力层放在中风化花岗岩之上：

Ra=uΣqsiali+qpaAp= uΣqsiali+4500Χ0.785=3532.5 kPa=3532.5kN 四桩总荷载为3532.5Χ4=14130 kN大于塔吊及承台重量。 图示如下：

第五节、塔吊抗倾覆验算

根据《塔式起重机设计规范》GB/T 13752-92 第4.6.3规定

塔吊抗倾覆验算计算简图

基础受力要求（塔）（设计值）

载荷 工况 工作状况 非工作状况 PH —— 基础所受水平力kN PV —— 垂直力kN M —— 倾覆力矩kN·m 一、塔吊抗倾覆验算

PH 18.3 73.9 基础承载 PV 511.2 4.1 M 1335 1552 MZ 169.3 0 1#塔吊桩基础承载力计算依据为《世福家园岩土工程勘察报告》中的技25、33#勘察点，2#塔吊桩基础承载力计算依据为66、67#勘察点，3#塔吊桩基础承载力计算依据为117、119#勘察点，4#塔吊桩基础承载力计算依据为212、214#勘察点；可知塔吊桩的长度不小于12米，不考虑桩身的摩擦力，仅考虑桩的桩的重量来计算桩抗拔力矩。 桩抗拔力矩：

M2= M3=（12×3.14×0.52×25）×3.0=706.5kN·m 工作状态下：

e=（1335-706.5+18.3×1.5）/（511.2+937.5）=0.453＜3/3=1.0

表示抗倾覆能力好 符合要求 非工作状态下：

e=（1552-706.5+73.9×1.5）/（4.1+937.5）=0.683＜3/3=1.0

表示抗倾覆能力好 符合要求

第六节、塔吊防雷施工要求

利用塔吊基础桩的其中2条对角桩，作为地极引下线，和基础钢筋跨接，并和塔吊螺栓连接。再将跨接的基础的钢筋引出和主体的接地系统连接为一个整体接地。要求接地电阻不大于4欧姆。

第七节、塔吊施工质量要求

1、塔吊基础按工程桩要求施工，基础钢筋按钢筋工程规范验收。 2、基础砼采用商品砼，并按规范要求做试块。

3、塔吊地脚螺栓的预埋必须符合塔吊厂家附带的塔吊资料中基础地

脚螺栓预埋要求。塔吊面同地下室底板面平齐，施工缝设置采用-3×300宽的止水钢板。如图所示：

第八节、附录：

塔吊平面位置图 塔吊基础施工图

25、26#勘察孔钻孔柱状图 65、66#勘察孔钻孔柱状图 117、119#勘察孔钻孔柱状图 塔吊资料