1.塔吊基础施工方案

塔吊基础施工方案（征求意见稿）

第一节  编制依据    2

第二节  工程概况    2

一、设计概况    2

二、地质概况    2

三、现场情况    3

第三节  QTZ5012型塔吊概述    3

第四节  塔吊设计    4

一、塔吊规格型号选择    4

二、塔吊位置设计    4

三、塔吊基础施工设计    4

四、塔吊基础地基验算    4

1、参数信息    4

2、塔吊基础承载力计算    4

3、地基基础承载力验算    6

4、基础受冲切承载力验算    6

5、承台配筋计算    8

第一节  编制依据

1、“五洲工程设计研究院”设计的“XX工程”和重点XX平板显示器生产能力建设项目建筑、结构施工图；

2、《军用加固板显示器生产能力建设项目岩土工程勘察报告》；

3、《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）；

4、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

5、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；

6、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）；

7、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；

8、相关法律法规及施工技术规范。

第二节  工程概况

一、设计概况

设计概况见下表。

1、1层素填土地：灰褐色、黄褐色，主要以粉质粘土为主，软塑，夹少量碎石、碎砖等，本场地原土已被挖取，现为后期回填土，填龄小于5年。场地内普遍分布，厚度2.3~7.8m，平均4.92m；层顶标高22.6~23.67m，平均2~3m。

2、3层粉质粘土：黄褐色，硬塑，稍有光泽，无摇震反应，中等干强度，中等韧劲性，夹有铁质锈斑、铁锰质结核等。场地内局部分布，厚度1.9~5.4m，平均3.65m；层顶标高18.35~21.37m，平均19.98m；层顶埋深2.3~4.4m，平均3.13m。

三、现场情况

1、桩基单位正在施工1~5轴人工挖孔桩；

2、本工程西侧有一条混凝土面临时道路。但计划放置塔吊的位置，需要损坏切断此道路。

第三节  QTZ5012型塔吊概述

1、型号规格：QTZ5012（QTZ63）；2、生产厂家：安徽省建筑机械厂；3、制作完成日期：2003年12月；4、技术性能见下表。

一、塔吊规格型号选择

1、塔吊选型参数：(1)建筑混凝土结构外框尺寸为75.08×37.08m；(2)总高度为32.45m(设计室外标高至顶层女儿墙)；(3)主要结构型式为钢筋混凝土框架结构。

2、综合以上参数，本工程采用TQZ63（R=50m）型塔吊能满足本工程施工使用需求。

二、塔吊位置设计

1、塔吊平面位置设计详见附图1；

2、塔吊基础平面位置设计详见附图2。

三、塔吊基础施工设计

1、根据地质勘察报告，塔吊基础以3层土或5层土为持力层；

2、根据地质勘察报告，3层土或5层土开挖深度达到3~6m(相对自然地面)；

3、为保证安全施工，基础直接开挖至老土层(3层土或5层土)，立即组织砂石回填(厚度达至2~4m，即回填面标高达到自然地面向下2m以内)保证土方基坑安全；

4、砂石回填后开始施工塔吊基础；

5、具体设计详见附图3。

四、塔吊基础地基验算

1、参数信息

塔吊型号：QTZ63，                  塔吊起升高度H=40.00m，

塔吊倾覆力矩M=630.0kN.m，         混凝土强度等级：C35，

塔身宽度B=1.60m，                  基础以上土的厚度D=2.00m，

自重F1=422.80kN，                  基础承台厚度h=1.25m，

最大起重荷载F2=60.0kN，             基础承台宽度Bc=4.85m，

钢筋级别：Ⅲ级钢。

2、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：

当不考虑附着时的基础设计值计算公式：

当考虑附着时的基础设计值计算公式：

当考虑偏心矩较大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=304.30kN；

     G──基础自重与基础上面的土的自重：

          G=1.2×(25.0×Bc×Bc×Hc+γm ×Bc×Bc×D) =2011.17kN；

          γm──土的加权平均重度

     Bc──基础底面的宽度，取Bc=4.850m；

     W──基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=19.014m3；

     M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=1.4×630.00=882.00kN·m；

     a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m)，按下式计算：

     a= Bc /2-M/(F +G)=4.850/2-882.0/(579.360+2011.174)=2.085m。

经过计算得到：

    无附着的最大压力设计值Pmax=(579.360+2011.174)/4.8502+882.0/19.014=156.517kPa；

    无附着的最小压力设计值Pmin=(579.360+2011.174)/4.8502-882.0/19.014=63.743kPa；

    有附着的压力设计值 P=(579.360+2011.174)/4.8502=110.130kPa；

    偏心矩较大时压力设计值 Pkmax=2×(579.360+2011.174)/(3×4.850×2.085)=170.824kPa。

3、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： 

    fa--修正后的地基承载力特征值(kN/m2)；

    fak--地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定；取240.0kN/m2；

    ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数;

    γ--基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20.0kN/m3；

    b--基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取4.850m；

    γm--基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.0kN/m3；

    d--基础埋置深度(m) 取2.0m；

解得地基承载力设计值：fa=287.550kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为：fa=287.550kPa；

地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=156.517kPa，满足要求！

地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力设计值Pkmax=170.824kPa，满足要求！

4、基础受冲切承载力验算

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 

    βhp——受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，

βhp取1.0.当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；

    ft——混凝土轴心抗拉强度设计值；

    ho——基础冲切破坏锥体的有效高度；

    am——冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；

    at——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，

取柱宽（即塔身宽度）；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；

    ab——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面

落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效

高度；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的基础有效高度。

    pj——扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏

心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；

    Al——冲切验算时取用的部分基底面积

    Fl——相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。

    则，βhp——受冲切承载力截面高度影响系数，取 βhp=0.96；

        ft——混凝土轴心抗拉强度设计值，取 ft=1.57MPa；

        am——冲切破坏锥体最不利一侧计算长度：

               am=[1.60+(1.60 +2×1.25)]/2=2.85m；

        ho——承台的有效高度，取 ho=1.20m；

        Pj——最大压力设计值，取 Pj=170.82KPa；

        Fl——实际冲切承载力：

              Fl=170.82×(4.85+4.10)×((4.85-4.10)/2)/2=286.66kN。

        其中4.85为基础宽度，4.10=塔身宽度+2h；

允许冲切力：0.7×0.96×1.57×2850.0×1200.0=3617633.25N=3617.63kN；

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

5、承台配筋计算

（1）抗弯计算

依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第8.2.7条。计算公式如下：

式中：MI——任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值；

      a1——任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离；当墙体材料为混凝土时，

             取a1=b即取a1=1.62m；

      Pmax——相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取170.82kN/m2；

      P——相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值；

          P=170.82×(3×1.60-1.62)/(3×1.60)=112.99kPa；

      G---考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重，取2011.17kN/m2；

      l——基础宽度，取l=4.85m；

      a——塔身宽度，取a=1.60m；

      a'——截面I - I在基底的投影长度, 取a'=1.60m。

  经过计算得MI=1.622×[(2×4.85+1.60)×(170.82+112.99-2×2011.17/4.852)+(170.82-112.99)×4.85]/12=342.25kN·m。

（2）配筋面积计算

依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第8.7.2条。公式如下： 

式中，αl——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，

取为0.94,期间按线性内插法确定，取αl=1.00；

      fc——混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70kN/m2；

      ho——承台的计算高度，ho=1.20m。

经过计算得：αs=342.25×106/(1.00×16.70×4.85×103×(1.20×103)2)=0.003；

            ξ=1-(1-2×0.003)0.5=0.003；

            γs=1-0.003/2=0.999；

            As=342.25×106/(0.999×1.20×300.00)=952.09mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为：4850.0×1250.0×0.15%=9093.75mm2。

故取 As=9093.75mm2。

建议配筋值：RRB400钢筋， 16@100mm。承台底面单向根数46根。实际配筋值9250.6 mm2。

故设计配筋满足要求！