塔机基础设计方案

万国汽车城工程塔吊基础施工方案1塔吊基础施工方案一、工程概况G-1、G-2、G-3、H-1、H-2为万国汽车城工程的5栋建筑物，其基础采用浅基础形式，设计等级为一级，结构重要性等级二级，抗震设防类别丙类。二、场地条件及土质情况根据万国汽车城《岩土工程勘察报告》【20050106】，G-1、G-2、G-3、H-1、H-2拟建场地位于岗地～岗前洼地地貌单元，其中，G-1、G-2、G-3位于岗地地带，H-2位于洼地，H-1位于岗地、洼地交接部位；岗地部位的拟建建筑物以③层为浅基础持力层，洼地部位建筑物以②层为浅基础持力层，岗地与洼地交接部位以②、③层共同作为浅基础持力层，各土层承载力及特征值见下表：1.土的物理性指标（平均值）层号名称含水量土重度孔隙比液限塑限塑性指数液性指数WreWLWPIPIL%KN/m3－％％％％②粉质粘土25.219.40.71532.019.612.40.46③1粉质粘土22.319.60.66235.820.914.90.09③2粉质粘土24.819.50.71134.720.414.30.31③3粉质粘土22.719.70.66435.720.814.80.122.土的压缩指标（平均值）层号名称压缩系数（α1-2）压缩模量（αs1-2）Mpa-1Mpa②粉质粘土0.247.29③1粉质粘土0.179.89③2粉质粘土0.208.61③3粉质粘土0.179.853.地基岩土承载力特征值层号名称承载力特征值fakKpa②粉质粘土130③1粉质粘土270③2粉质粘土220③3粉质粘土2604.土的抗剪强度指标（平均值、标准值）万国汽车城工程塔吊基础施工方案2层号名称直接快剪固结快剪三轴快剪粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角CqФqCcqФcqCuuФuuKpa度Kpa度Kpa度②粉质粘土平均值4514.04517.8658.7标准值41.013.2597.8③1粉质粘土平均值6015.95919.1829.8标准值57.915.65418.4799.3③2粉质粘土平均值5315.05718.0698.5标准值49.414.54917.1607.7③3粉质粘土平均值5816.06719.9759.1标准值5615.86319.3708.6三、塔吊型号的选择根据G-1、G-2、G-3、H-1、H-2拟建建筑物的平面布置及现场材料垂直运输的需要，拟配备两台QTZ40塔吊。其中，G-1、G-2、G-3栋在G-1与G-2之间靠G-2栋侧布置一台臂长48米的塔吊（1＃塔吊），负责G-1、G-2、G-3栋材料垂直运输；H-1、H-2栋在H-1与H-2栋之间靠H-2栋侧布置一台臂长36米的塔吊（2＃塔吊），负责H-1、H-2栋的材料垂直运输。塔吊定位见本方案后附图1《塔吊平面布置图》。1＃塔吊选取③1层作为塔吊基础持力层，2＃塔吊选取②层作为塔吊基础持力层。根据万国汽车城《岩土工程勘察报告》，1＃塔吊③1层位于现场自然地面下约0.5米左右，2＃塔吊②层位于现场自然地面下约1.3米左右，本工程塔吊基础拟在基坑土方开挖时一起开挖，塔吊基础应进入持力层500mm。考虑到建筑物高度不大，塔吊垂直力暂按自由高度计算，倾覆弯矩按最大自由高度下的弯矩组合考虑，经查《塔式起重机安装说明书》并计算得该塔机的主要技术参数如下:MMeP2P1基础力学指标示意图垂直力：320.00KN(工作状态)286.00(非工作状态)倾覆弯矩：620.00(工作状态)414.60(非工作状态)万国汽车城工程塔吊基础施工方案3最近点最大起重量：4T最远点最大起重量：0.71T最大起重幅度:48M自由安装高度：27M标准节尺寸：1.45×1.45×2.2重量4.97KN四、基础形式选择该塔吊采用现浇钢筋砼承台基础，尺寸为5.0M（长）×5.0M（宽）×1.2M（高），砼标号、钢筋规格及其它参数详见塔吊基础计算数有关内容。G＝5.0×5.0×1.2×25＝750KN五、塔吊基础计算书（一）1＃塔吊计算书1.参数信息塔吊型号:QTZ40,自重(包括压重)F1=286.00kN，最大起重荷载F2=40.00kN，塔吊倾覆力距M=620.00kN.m，塔吊起重高度H=27.00m，塔身宽度B=1.45m，混凝土强度等级:C35，基础埋深D=1.00m，基础最小厚度h=1.20m，基础最小宽度Bc=5.00m，2.基础最小尺寸计算基础的最小厚度取:H=1.20m基础的最小宽度取:Bc=5.00m3.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：万国汽车城工程塔吊基础施工方案4当考虑偏心距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=326.00kN；G——基础自重与基础上面的土的自重，G=25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D=1250.00kN；Bc——基础底面的宽度，取Bc=5.00m；W——基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=20.83m3；M——倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M=620.00kN.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=5.00/2-620.00/(326.00+1250.00)=2.11m。经过计算得到:无附着的最大压力设计值Pmax=(326.00+1250.00)/5.002+620.00/20.83=92.80kPa无附着的最小压力设计值Pmin=(326.00+1250.00)/5.002-620.00/20.83=33.28kPa有附着的压力设计值P=(326.00+1250.00)/5.002=63.04kPa偏心距较大时压力设计值Pkmax=2×(326.00+1250.00)/(3×5.00×2.11)=99.75kPa4.地基基础承载力验算地基承载力设计值为:fa=270.00kPa地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=92.8kPa，满足要求！地基承载力特征值1.2×fa大于偏心距较大时的压力设计值Pkmax=99.75kPa，满足要求！5.受冲切承载力验算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。验算公式如下:式中hp——受冲切承载力截面高度影响系数，取hp=0.97；ft——混凝土轴心抗拉强度设计值，取ft=1.57kPa；am——冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:am=[1.45+(1.45+2×1.20)]/2=2.65m；h0——承台的有效高度，取h0=1.15m；Pj——最大压力设计值，取Pj=99.75kPa；Fl——实际冲切承载力：Fl=99.75×(5.00+3.85)×0.58/2=253.80kN。万国汽车城工程塔吊基础施工方案5允许冲切力：0.7×0.97×1.57×2650×1150=3248726.43N=3248.73kN实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！6.承台配筋计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。(1)抗弯计算，计算公式如下:式中a1——截面I-I至基底边缘的距离，取a1=1.78m；P——截面I-I处的基底反力:P=99.75×(3×1.45-1.78)/(3×1.45)=59.05kPa；a'——截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.45m。经过计算得M=1.782×[(2×5.00+1.45)×(99.75+59.05-2×1250.00/5.002)+(99.75-59.05)×5.00]/12=230.19kN.m。(2)配筋面积计算,公式如下:经过计算得As=230.19×106/(0.9×300.00×1150)=741.36mm2。由于最小配筋率为0.3%,所以最小配筋面积为:18000mm2。故取As=18000mm2。（二）2＃塔吊计算书1.参数信息塔吊型号:QTZ40,自重(包括压重)F1=286.00kN，最大起重荷载F2=40.00kN，塔吊倾覆力距M=620.00kN.m，塔吊起重高度H=27.00m，塔身宽度B=1.45m，混凝土强度等级:C35，基础埋深D=1.80m，基础最小厚度h=1.20m，基础最小宽度Bc=5.00m，2.基础最小尺寸计算基础的最小厚度取:H=1.20m基础的最小宽度取:Bc=5.00m3.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:万国汽车城工程塔吊基础施工方案6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：当考虑偏心距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=326.00kN；G——基础自重与基础上面的土的自重，G=25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D=1650.00kN；Bc——基础底面的宽度，取Bc=5.00m；W——基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=20.83m3；M——倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M=620.00kN.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=5.00/2-620.00/(326.00+1650.00)=2.19m。经过计算得到:无附着的最大压力设计值Pmax=(326.00+1650.00)/5.002+620.00/20.83=108.80kPa无附着的最小压力设计值Pmin=(326.00+1650.00)/5.002-620.00/20.83=49.28kPa有附着的压力设计值P=(326.00+1650.00)/5.002=79.04kPa偏心距较大时压力设计值Pkmax=2×(326.00+1650.00)/(3×5.00×2.19)=120.51kPa4.地基基础承载力验算地基承载力设计值为:fa=130.00kPa地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=108.8kPa，满足要求！万国汽车城工程塔吊基础施工方案7地基承载力特征值1.2×fa大于偏心距较大时的压力设计值Pkmax=120.51kPa，满足要求！5.受冲切承载力验算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。验算公式如下:式中hp——受冲切承载力截面高度影响系数，取hp=0.97；ft——混凝土轴心抗拉强度设计值，取ft=1.57kPa；am——冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:am=[1.45+(1.45+2×1.20)]/2=2.65m；h0——承台的有效高度，取h0=1.15m；Pj——最大压力设计值，取Pj=120.51kPa；Fl——实际冲切承载力：Fl=120.51×(5.00+3.85)×0.58/2=306.63kN。允许冲切力：0.7×0.97×1.57×2650×1150=3248726.43N=3248.73kN实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！6.承台配筋计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。（1）抗弯计算，计算公式如下:式中a1——截面I-I至基底边缘的距离，取a1=1.78m；P——截面I-I处的基底反力:P=120.51×(3×1.45-1.78)/(3×1.45)=71.34kPa；a'——截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.45m。经过计算得M=1.782×[(2×5.00+1.45)×(120.51+71.34-2×1650.00/5.002)+(120.51-71.34)×5.00]/12=244.47kN.m。（2）配筋面积计算,公式如下:经过计算得As=244.47×106/(0.9×300.00×1150)=787.35mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:18000mm2。万国汽车城工程塔吊基础施工方案8故取As