塔吊基础设计方案

1、由业主提供的地质勘察报告及施工图纸；

2、《建筑施工手册》（中国建筑工业出版社出版）；

3、《筑桩基技术规范JGJ 94-94》；

4、《砼结构设计规范》(GBJ50010-2002)；

5、塔吊厂家提供的塔吊使用说明书；

二、工程概况

本项目位于广东省佛山市南海区桂城61、62街区。包括9栋、11栋、13栋、15栋、17栋、16栋、18栋超高层及其地库土建工程、幼儿园以及商业2座土建工程。地下2层，地上1-44层,总建筑面积约21万平方米，其中地上建筑面积约18万平方米，地下建筑面积约3万平方米。建筑高度为6.00-137.53米。

三、塔吊布置及选型

在满足本工程施工需要的前提下，为了合理利用资源，根据我单位施工总体部署及施工总平面布置要求，本工程拟投入5台QTZ80自升塔式起重机，位置情况如下： 16、18栋南侧布置塔吊1台，为1#塔吊；工作半径55m；地库布置塔吊1台，为2#塔吊，工作半径55m；15、17栋南侧布置塔吊1台，为3#塔吊；工作半径50m；9、11、13栋西侧和南面各布置塔吊1台，为4#、5＃塔吊；4#塔吊工作半径50m，5#塔吊工作半径55m；根据塔吊安全运行要求需考虑塔吊的相互让行及防碰撞等措施。

塔吊的工作范围及示意图详见附图，塔吊附着于各栋结构，详细定位图如下。

 根据工程的建筑特点以及塔吊的附着要求，5台塔吊均需要设置于地下车库范围以内（即塔吊基础在建筑物范围内，且标准节须穿过地下室顶板）。故塔吊的定位满足以下几点原则：

1、塔吊基础不跨后浇带，若确实无法避开后浇带，需经与设计院协调同意后方能调整后浇带位置。

2、塔吊基础顶面标高不得低于底板面标高以避免基础预埋件处积水。

3、塔吊基础应尽量避开电梯井、集水井及地下剪力墙等特殊部位；如情况特殊确实无法避开地下室承台、集水井或剪力墙，应征得业主同意后进行调整。

4、由于塔吊要穿过地下室顶板，故应尽量考虑避开附近覆土荷载及行车影响。

5、尽量满足塔吊附墙与结构边缘距离和张角要求，方便安拆，详见塔吊安拆方案。

四、塔吊基础的确定

按照塔吊厂家提供的塔吊使用说明书，QTZ80型塔吊基础选用5000×5000×1500mm，塔吊的自由高度为48米。根据塔吊说明书所提供的数据显示所需要的地基承载力设计值需200KN/m2（即为200Kpa/m2）。

根据本工程地质勘察报告显示，设计标高处处于粉砂和淤泥质土层，该地层承载力特征值约为50KN/m2<200KN/m2，地基承载力无法满足塔吊天然基础的安装要求，且各塔吊基础位置处地下土层强风化岩层均在现有基坑底标高12m以下，故本工程拟将塔吊基础设计成桩基，桩基选用与本工程基础桩ZH1做法相同的4根D=800旋挖扩底灌注桩，单桩设计竖向承载力为3720KN。

旋挖扩底灌注桩的施工方法完全按桩基施工的要求进行，要求入岩层。

五、桩基础要求

1、塔基承台尺寸为5000×5000×1500mm。

2、桩基承台砼等级为C35，钢筋选用Ⅱ级，fy=300N/mm2，具体配筋见计算书。

3、桩基承台构造要求：承台最小宽度不应小于5000mm，承台边缘至桩中心的距离不宜小于桩的直径（详见建筑桩基技术规范JGJ 94-94）。

六、塔吊基础与地下室底板的连接处理方法

由于塔吊基础标高同地下室底板面标高，塔吊塔身穿过地下室顶板，鉴于塔吊基础承台先于周围地下室底板施工，底板底面筋预先插于塔吊基础承台，伸出长度不得少于500mm。为防止塔吊承台与底板间的施工缝渗水，在承台侧的地下室底板厚度范围内中心位置处预埋300mm×3mm厚止水钢板，塔吊穿顶板处钢筋断开，并保证同一截面断开的钢筋数量不超过50%，断开钢筋向上翻起，不宜割断后重焊。

塔吊桩基础计算书

1、参数信息

塔吊型号:QTZ80（TC6013－6）

自重(包括压重)F1=1180kN

最大起重力矩F2=80.00kN

塔吊倾覆力距M=2695kN.m

最大扭距：Mn=402 kN.m

塔吊起重高度H=180.00m

塔身宽度B=1.80m

混凝土强度:C35

承台边长Lc=5.00m

桩直径d=0.5m

桩间距a=3.4m

承台厚度Hc=1.50m

2、桩基承载力验算

本工程单桩承载力为372t，由塔吊安装说明书知相关参数如下：

塔基尺寸：5000×5000×1500mm

塔身垂直集中荷载：Fmax=68.45t

基础自重：G=2.5×5×5×1.5=93.75t

最大倾覆力矩Mmax=269.5t·m

塔身承受最大扭矩Mmax=40.2t·m

根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-94）第5.1.1.1条偏心竖向力作用下桩顶作用力公式进行计算。受力图示如下：

塔吊基础所受最大剪力： 

塔吊集中荷载产生跨中最大弯矩：

承台自重均布荷载产生跨中最大弯矩：

承台跨中最不利状况下最大弯矩：

，满足！

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=1345.01kN；

G――桩基承台的自重；

Mx,My――承台底面的弯矩设计值，取最不利状况下最大弯矩3004.765KN；

xi,yi――单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=1.7m；

Nmax――单桩桩顶竖向力设计值(kN)；

故塔吊桩基满足承载力要求！

3、桩基承台抗冲切验算

   根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-94）5.6.6.3条，对于柱下矩形承台受柱冲切的承载力按下列公式计算：

计算简图如下：

当承台高为1.5m时冲切角为75º，钢筋保护层厚50mm。则

冲跨aox= aoy=517mm，hc=bc=1800mm, 有效高度ho=1400mm,

λox=λoy=aox/ho=517/1400=0.37;

ox= oy=0.84/λ+0.2=0.84/（0.37+0.2）=1.474。

=1.0（按地基基础设计规范要求）,F1=F=684.5KN；C35混凝土，取=1.57N/mm2 , =16.7 N/mm2

由验算式：得

684.5KN≤2×[1.474×（1.8+0.517)＋1.474×（1.8+0.517）] ×1570×1.4=30068.KN ,满足要求！

本工程塔吊基础采用四桩承台，对其受角桩冲切的承载力按下式进行验算：

a1x=a1y=517mm,有效高度ho=1400mm,λ1x=λ1y=a1x/ho=517/1400=0.37

  则，F1＝F=684.5KN，取.0, 

= =1.082m;

=0.84×(1.082+0.517/2)×2×1570×1.4=8563.23KN>661KN,满足要求！

4、桩基承台抗剪切验算

剪切破坏面为通过柱边和桩边连线形成的斜截面。

根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）第5.6.8.2条斜截面受剪承载力验算公式进行计算。

=0.18×16700×5.0×1.4=21042KN>811KN满足！

5、抗倾覆验算

根据QTZ80型自升式塔吊使用说明书，塔身传至承台倾覆力矩为Mmax=2695KN·m

为防止塔吊倾覆，在不考虑抗拔力条件下须满足下式： ；

满足！

6、基础配筋设计

由于==0.8；＝F=684.5KN， Mx＝＝My=＝684.5×0.8＝547.6KN.m=5.476×108N.mm，

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，混凝土强度不超过C50时，1取为1.0， 

fc──混凝土抗压强度设计值， =16.7 N/mm2；

fy──普通钢筋的抗拉，抗压强度设计值, fy=300；

h0──基础的计算有效高度，h0=1400。

As──纵向钢筋的截面面积；

经过计算得：s= 5.476×108/(1.00×16.7×3.4×103×14002)=0.005

=1-(1-2×0.005)0.5=0.06

s=1-0.06/2=0.47

As=5.476×108/(0.47×1400×300)=2774.06mm2

配筋率为ρ=As/bh＝0.03%。由于ρ=0.02%＜ρmin=0.21%

若ρmin=0.21%，则Asmin=13650mm2    

基础钢筋取Φ25，则n=13650/490.6=27.8（根），取30根。

间距为（5000-50）/(30-1)=172.2mm，取150mm。配筋满足要求！

目  录

一、方案编制依据    1

二、工程概况    1

三、塔吊布置及选型    1

四、塔吊基础的确定    3

五、桩基础要求    3

六、塔吊基础与地下室底板的连接处理方法    3

塔吊桩基础计算书    4

1、参数信息    4

2、桩基承载力验算    4

3、桩基承台抗冲切验算    5

4、桩基承台抗剪切验算    7

5、抗倾覆验算    8

6、基础配筋设计    8