温州鹿城区七都镇老涂等六村
三产安置地块
塔 吊 基 础 设 计 方 案
编制人： 审核人： 审批人： 日 期： 2011年8月23日
浙江泰舜建设有限公司
华侨花园三产地块塔机基础设计计算方案
一、工程概况
本工程为七都华侨花园六期三产地块工程，工程位于七都镇，场地东侧为河道，南侧、西侧为规划道路（现为农田），北侧为六期工程用地。本工程由1幢24层住宅、1幢6层住宅及一层的地下室组成。其中设置塔吊基础位置的地下室底板标高为-5.25米，底板厚度为400mm，垫层厚为300，地下室顶板面标高为-1.40米（塔机位置），自然地面标高约为-2.00米。
本工程根据现场实际施工需要计划安装塔机1台，安装位置为：塔吊放于地下室内，详细塔吊基础轴线位置后附图说明。 二、本工程塔机基础做法
1）、本工程安放塔机承台高出地下室底板面1.1米（按承台底计）,承台采用板式，承台尺寸为4.6米×4.6米，承台厚度为1.2米，塔机基础的承台下采用4Ф700钻孔灌注桩，桩间距为2.8米，钻孔灌注桩桩顶标高：为-3.35米，各桩内均放4根主肢为∟125×10角铁、缀条为100×10扁铁、截面尺寸为425×425格构式型钢柱（缀条间距为500-600）；塔吊型钢柱总长为6米（设置在桩标高的-3.35米～-9.35米处），塔吊基础桩标高在-3.35米～-5.65米间高度部分桩砼在做底板前要凿掉，等砼凿掉后格构柱支撑及时用125×10的角铁设置斜撑，砼凿掉后承台与底板间实际是由型钢柱来支撑，每只型钢柱顶部80CM锚入塔机承台内。其余部分保留在钻孔桩内，留在钻孔桩内的型钢柱长度为3.7米。
2）本工程塔机基础实际桩长根据地质资料布孔BK3/3.56孔计，需要桩总长为（加灌长度1米+底板底以上部分长度2.3米+底板底以下部分桩长37.5米=40.8米）； 钻孔钻配筋为主筋10Ф18、箍筋为Ф8＠200（其中塔机桩有格构柱伸入部位处高度箍筋为Ф8＠100）、Ф12＠2000加强箍的钢筋笼，钢筋笼通长设置。所用塔机为QTZ63T.M塔机。根据地质资料所有塔机基础桩均进入第7层，桩砼强度为C30。 三、桩位地质情况：
桩侧摩阻力土层名称 层号 KPa 2 3-1 3-2 3-3 3-4 4-1 4-2 5 6 7
四、设计桩承载力计算
塔机基础Ø700钻孔灌注桩
桩身有效面积:Ap=πD2/4=3.14×0.72/4=0.385m2 桩身周长：μp=πR=3.14×0.7=2.198M
4号塔吊基础桩标准承载力值为
Rk=2.198(5.1×9+9.5×7+11×10＋6.9×16+1.8×12+2.2×27)+0.385X1500 =1487KN
五、设计桩受荷验算
塔机桩基在最高自由高度非工作状态下为最不利受荷考虑计算 根据说明书塔有关计算参数为:
塔机自重:G=431KN 最大弯矩:Mmax=1669KN.M 最大剪力:Fv=76KN
桩端阻力qpa qsia KPa 10 5 9 6 7 10 16 12 27 40 700 1500 土层厚度 M 5.1 0 9.5 11 6.9 1.8 2.2 粘土 含砂淤泥 含淤泥中砂 含砂淤泥 含砂淤泥 含砂淤泥质粘土 含淤泥质粘土中砂 粘土 中砂 圆砾
1、塔吊受力计算 1.1、塔吊竖向力计算
承台自重：Gc=25×Bc×Bc×h=25×4.60×4.60×1.20=634.80kN； 作用在基础上的垂直力：Fk=Gt+Gc=431.00+634.80=1065.80kN； 1.2、塔吊倾覆力矩
总的最大弯矩值Mkmax=1669.00kN〃m； 1.3、塔吊水平力计算 挡风系数计算：
φ = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb) 挡风系数Φ=0.87；
水平力：Vk=ω×B×H×Φ+P=0.50×1.60×101.00×0.87+76.00=146.00kN；
1.4、每根格构柱的受力计算
作用于承台顶面的作用力：Fk=1065.80kN； Mkmax=1669.00kN〃m； Vk=146.00kN；
图中x轴的方向是随时变化的，计算时应按照倾覆力矩Mmax最不利方向进行验算。
（1）、桩顶竖向力的计算 Nik=(Fk+Gk)/n±Mxkxi/Σxj2 式中：n－单桩个数，n=4；
Fk－作用于桩基承台顶面的竖向力标准值； Gk－桩基承台的自重标准值； Mxk－承台底面的弯矩标准值；
xi－单桩相对承台中心轴的X方向距离； 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=Fk/4+(Mkmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=1065.80/4+(1669.00×2.80×2-0.5)/(2×(2.80×2-0.5)2)=687.94kN；
最小压力：Nkmin=Fk/4-(Mkmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=1065.80/4-(1669.00×2.80×2-0.5)/(2×(2.80×2-0.5)2)=-155.04kN；
（2）、桩顶剪力的计算
V0=1.2Vk/4=1.2×146.00/4=43.80kN；
而以上4台塔吊最小单桩标准承载力855KN， 故R=855KN>Qmax=668KN
故塔机在偏心荷载作用下边缘桩受力安全 六、承台验算
根据以上计算承台配筋为上下部均为双向Φ18ф＠200一根。上下层钢筋用Φ14支撑间距 为600一根均能满足要求。具体参见说明书及后附图。桩及承台砼强度均为C30。
1、承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008 ）的第5.9.1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-B)/2=(2.80-1.60)/2=0.60m；
Ni1－单桩桩顶竖向力设计值；
经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2×0.60×529.24×1.2=762.10kN〃m。 2、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。 αs = M/(α1fcbh02) 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ho=1200.00-50.00=1150.00mm； fy－钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2；
经过计算得：αs=762.10×106/(1.000×11.900×4.600×103×(1150.000)2)=0.011；
ξ=1-(1-2×0.011)0.5=0.011； γs =1-0.011/2=0.995；
Asx =Asy=762.10×106/(0.995×1150.000×300)=2220.737mm2；
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为: 1200×4600×0.15%=8280mm2；
建议配筋值：HRB335钢筋，二级钢筋18@165。承台双层双向配筋,单层根数48根。其配筋值12208mm2。
4、承台斜截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.10条。
桩对矩形承台的最大剪切力为V=825.52kN。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：
V≤βhsαftb0h0
其中，b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=4600.00mm； λ－计算截面的剪跨比，λ=a/ho，此处，a=(2800.00-1600.00)/2=600.00mm，
当 λ<0.25时，取λ=0.25；当 λ>3时,取λ=3，得λ=0.52； 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，β
hs
=(800/1150)1/4=0.913；
α──承台剪切系数，α=1.75/(0.522+1)=1.15；
ho－承台计算截面处的计算高度，ho=1200.00-50.00=1150.00mm； 825.52kN≤0.91×1.15×1.27×4600×1150/1000=7055.95kN； 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！
七、单肢格构柱截面验算 1、格构柱力学参数 L125x10
A =24.37cm2 i =3.85cm I =361.67cm4 z0 =3.45cm 每个格构柱由4根角钢L125x10组成，格构柱力学参数如下： Ix1=[I+A×（b1/2－z0）2] ×4=[361.67+24.37×(42.00/2-3.45)2]×4=31470.76cm4；
An1=A×4=24.37×4=97.48cm2；
W1=Ix1/(b1/2-z0)=31470.76/(42.00/2-3.45)=1793.21cm3； ix1=(Ix1/An1)0.5=(31470.76/97.48)0.5=17.97cm； 2、格构柱平面内整体强度
Nmax/An1=825.52×103/(97.48×102)=84.69N/mm2 Ady1=4×10.00×1.00=40.00cm2； λ0x1=(λx12+40×An1/Ady1)0.5=(33.392+40×97.48/40.00)0.5=34.82； 查表：Φx=0.92； Nmax/(ΦxA)=825.52×103/(0.92×97.48×102)=92.18N/mm2 单肢长细比：λ1=lo1/i1=60/3.85=15.58<0.7λmax=0.7×34.82=24.38； 因截面无削弱，不必验算截面强度。 分肢稳定满足要求。 八、整体格构柱基础验算 1、格构柱基础力学参数 单肢格构柱力学参数： Ix1=31470.76cm4 An1=97.48cm2 W1=1793.21cm3 ix1=17.97cm 格构柱基础是由四个单肢的格构柱组成的，整个基础的力学参数： Ix2=[Ix1+An1×(b2×102/2-b1×102/2)2]×4=[31470.76+97.48×(2.80×102/2-0.42×102/2)2]×4=5647540.17cm4； An2=An1×4=97.48×4=389.92cm2； W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=5647540.17/(2.80×102/2-0.42×102/2)=47458.32cm3； ix2=(Ix2/An2)0.5=(5647540.17/389.92)0.5=120.35cm； 2、格构柱基础平面内整体强度 1.2N/An+1.4Mx/(γx×W)=1278.96×103/(389.92×102)+2336.60×106/(1.0×47458.32×103)=82.04N/mm2 λx2=L0x2/ix2=6.00×102/120.35=4.99； An2=389.92cm2； Ady2=2×24.37=48.74cm2； λ0x2=(λx22+40×An2/Ady2)0.5=(4.992+40×389.92/48.74)0.5=18.57； 查表：φx=0.94； NEX = πEAn2/1.1λ0x2 NEX=208983.94N； 1.2N/(φxA) + 1.4βmxMx/(Wlx(1-1.2φxN/NEX)) ≤f 1.2N/(φxA)+1.4βmxMx/(Wlx(1-1.2φxN/NEX))=24.52N/mm2≤f=300N/mm2； 格构式基础整体稳定性满足要求。 4、刚度验算 ' 2 2 λmax=λ0x2=18.57<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l02=a2=190.00cm； 单肢回转半径：ix1=17.97cm； 单肢长细比：λ1=l02/ix1=190/17.97=10.57<0.7λmax=0.7×18.57=13 因截面无削弱，不必验算截面强度。 刚度满足要求。 九、桩配筋计算 1、桩构造配筋计算 按照构造要求配筋。 As=πd2/4×0.65%=3.14×7002/4×0.65%=2501mm2 2、桩抗压钢筋计算 经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋！ 3、桩受拉钢筋计算 经过计算得到桩抗拔满足要求，只需构造配筋！ 建议配筋值：HRB335钢筋，1018。实际配筋值2543 mm2。 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8mm，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的焊接加劲箍筋。 十、格构柱施工要求 1、格构柱端锚入混凝土承台长度不小于800mm和1/2承台厚度；混凝土强度等级不小于C30； 2、格构柱锚入桩基中的长度不小于2000mm，并需增加箍筋和主筋数量，确保焊接质量桩混凝土等级不小于C30； 3、吊（插）入桩孔时，应控制钢构柱的垂直与水平二个方向的偏位。特别 需防止浇捣混凝土后钢构柱的偏位，施工方案中必须有防偏位措施（采用模具等定位方法）。 4、钢构柱在现场制作必须持有电焊焊接上岗证。 5、单肢钢构柱内部需留有足够空间，浇捣混凝土中应采取有效手段保证混凝土的填充率达到95%以上。 6、开挖土方时，塔机钢构柱周围的土方应分层开挖，钢构柱之间的水平与斜撑杆（或柱间支撑），连接板等构件，必须跟随挖土深度而及时设置并焊接。 7、塔机使用中，要经常观察钢筋混凝土连接块的变形情况；经常观察地脚螺栓松动情况，随时拧紧；经常观察塔机的垂直度，发现超差及时纠正。 华侨花园六期三产地块工程 塔 吊 基 础 设 计 方 案 编制人： 审核人： 批准人： 职务（称）： 职务（称）： 职务（称）： 批准部门： 批准日期： 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容