1#高层塔吊基础施工方案

中洲置业靖江阳光国际花园1#高层住宅楼塔吊基础施工方案编制人：审核人：审批人：南京海外建筑工程有限公司日期：2010年6月2日阳光国际花园1#高层住宅楼塔吊基础施工方案一、概况：工程名称：靖江阳光国际花园1#高层住宅楼工程地址：江洲路与晨阳路地块建设单位：靖江中洲置业有限公司设计单位：江阴市建筑设计研究院有限公司施工单位：南京海外建筑工程有限公司该工程高16+1层，建筑面积9678㎡塔吊型号：QTZ400-1基础尺寸：见平面图基础类型：十字交叉梁梁下设五根400毫米预应力桩基础基础砼等级：C50垫层砼等级C10二、塔吊造型根据工程实际情况，经过慎重考虑，选择由江苏通联有限公司生产的QTZ400-1型塔式起重机。三、塔吊定位：塔吊基础选用5000X5000mm方形基础，板厚500mm,基础梁高1400mm，垫层100mm基础下选用5根400mm预应力混凝土预制桩单桩承载力55吨，桩长20m与1#地下车库同规格，灌桩及插筋深度2000mm,桩顶埋深与1#地下室桩基相同为-4m。详见平面图。四、塔吊基础变换方案本工程所使用的塔吊为QTZ40型，生产厂家提供的基础图（后附）要求地耐力不小于125KN/m2。方案设计塔基础坐落在2层粉土上。根据地质勘察报告中描述，2号粉土承载力为95KPa,不能满足塔吊要求的地耐力要求，针对以上情况，采取地基承载力与接触面积换算，即增大塔基与土的接触面积。原塔基础的承压面积A1=8.15m2。换算后的塔基础的承压面积A2：A1/9.5=A2/12.5A2=A1×12.5/8=10.7m2换算后本工程塔基承压面积达到25m2，完全能满足塔吊设计要求。对塔基保留原设计图纸，增大与土的接触面积（见下图）五、塔吊计算一、塔吊对交叉梁中心作用力的计算1、塔吊竖向力计算塔吊自重：G=260.000kN；塔吊最大起重荷载：Q=40.000kN；作用于塔吊的竖向力：F=1.2×G+1.2×Q=1.2×260.000+1.2×40.000=360.000kN；2、塔吊弯矩计算总的最大弯矩值Mmax=1.4×571.04=799.46kN·m二、塔吊抗倾覆稳定验算基础抗倾覆稳定性按下式计算：e=M/(F+G)≤20.5Bc/3式中e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；M──作用在基础上的弯矩；F──作用在基础上的垂直载荷；G──混凝土基础重力，G=25×1.2×14.871=446.13kN；Bc──为基础的底面宽度；计算得：e=799.456/(360.000+446.130)=0.992m20.5×5.000/3=2.357m；基础抗倾覆稳定性满足要求！三、地基承载力验算e=M/(F+G)=799.456/(360+446.13)=0.992≥Bc/6=5/6=0.833地面压应力计算：Pmax=[a(F+G)]/(20.5Bc3/18-Bc2a+3×20.5Bca2-3a3)式中F──作用在基础上的垂直载荷；G──混凝土基础重力；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/20.5-Mmax/(F+G)=5.000/20.5-799.456/(360.000+446.130)=2.540m；不考虑附着基础设计值：Pmax=[2.54(360+446.13)]/(20.5×53/18-52×2.54+3×20.5×5×2.542-3×2.543)=60.189kPa；地基承载力设计值为:fa=125.00kPa；地基承载力特征值fa大于不考虑附着时压力设计值Pmax=60.189kPa，满足要求！四、基础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:F1≤0.7βhpftamho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，其间按照线性内插法取用；取βhp=0.99；ft--混凝土轴心抗拉强度设计值，取ft=1.57N/mm2；ho--基础冲切破坏锥体的有效高度，取ho=0.35m；am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度，am=[21/2×(Bc-a1)-t]/2=[21/2(5-2.1)-0.65]/2=1.726m；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，Fl=Pmaxam2=60.19×1.732=179.23kN；允许冲切力：0.7×0.99×1.57×1725.61×350.00=658224.460N=658.224kN≥Fl=179.23kN；实际冲切力小于允许冲切力设计值，满足要求！五、桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-2008的第5.1.1条)其中n——单桩个数，n=5；F——作用于桩基承台顶面的竖向力设计值；G——桩基承台的自重Fg；Mx,My——承台底面的弯矩设计值(KN•m)；xi,yi——单桩相对承台中心轴的X、Y方向距离(m)；Ni——单桩桩顶竖向力设计值(KN)。经计算可得到单桩桩顶竖向力设计最大值：N=(717.47+912.6)/5+2100.52×2.1/（2×2.12）=757.64KN设计中，承台桩选用5根φ400（PHC-A）预应力管桩，单根桩的承载力特征值为2300KN（＞757.64KN）。由于设计桩长为20m，打入第7土层，该层承载力为185Kpa。单桩承载力主要由桩侧摩擦力和桩端承载力提供。故需验算单桩摩擦力及桩端承载力。根据《岩土工程补充勘察报告》（2010-kc-j001）所提供各层土桩侧摩阻力及端阻力，按照上海市《地基基础设计规范》公式6.2.4-1估算单桩竖向极限承载力标准值。即：Rk=Up∑fsili+fpAp式中：Rk－单桩竖向极限承载力标准值（kN）Up－桩身截面周长（m）fsi—桩侧第i层土极限摩阻力标准值（kPa）fp—桩端处土的极限端阻力标准值（kPa）li－第i层土的厚度（m）Ap－桩端横截面面积（m2）Rk=1.256×（20×2.1＋40×1＋20×3＋20×8.9）＋1170×0.1256=486＋147=633KN＜757.64KN但考虑到实际受力状态是管桩与地基共同受力，根据《岩土工程补充勘察报告》（0612K11）桩承台下地基能够提供的反力为：60×5×5＝1500KN如平均等价到管桩上，则单桩实际承载力为：633＋1500/5=933KN（＞757.64KN）故在考虑桩与地基共同作用下，单桩承载力满足要求。即塔吊基础稳定性和强度满足要求。六、交叉梁截面主筋的计算1、梁弯矩计算MI＝Pmax(mS3/3-S4/6)/m式中Pmax--基础设计值，取Pmax＝60.189kPa；m--基础梁底部应力最大处与应力为0处的距离，m＝7.071m；s--基础边缘至最近塔吊脚的距离，s=2.828m；经计算得：MI=60.189×(7.071×2.8283/3-2.8284/6)/7.071=363.179kN·m；2、截面配筋计算As=M/(γsh0fy)αs=M/(α1fcbh02)ζ=1-(1-2αs)1/2γs=1-ζ/2式中，αl──系数，当混凝土强度等级不超过C50时，αl取为1.0，当混凝土强度等级为C80时，αl取为0.94，其间按线性内插法确定；取α1=1.00；fc──混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70N/mm2；ho──有效计算高度；fy──钢筋受拉强度设计值；(1)、梁上部配筋计算单筋距形截面所能承受的最大弯矩：M=αlfctho2ζb(1-0.5ζb)=3010340.677kN·mMI=363.179kN·m梁上部只需构造配筋。配筋值：HRB335钢筋，420。(2)、梁底配筋计算：αs=363.179×106/(1.00×16.70×650.00×850.002)=0.046；ξ=1-(1-2×0.046)0.5=0.047；γs=1-0.047/2=0.976；As=363.179×106/(0.976×850.00×300)=1458.830mm2。由于最小配筋率为0.15%，所以最小配筋面积为:900×650×0.15%=877.5mm2。配筋值：HRB335钢筋，420。(3)、梁箍筋计算：Fl=179.23kN,选择Φ8，4肢箍，Asv1=50.27mm2；s≤(1.25nfyvh0Asv1)/(V-0.7Ftbh0)ρsv=nAsv1/bsρsvmin=0.24ft/fyvs=170mm最小配箍率:ρsv=nAsv1/bs=4×50.265/(650.00×170.00)=0.0018ρsvmin=0.24ft/fyv=0.24×1.57/210=0.0018，配筋值：HPB235钢筋，A8@150(4)、梁腰筋计算：十字交叉梁高度h1=900mm450mm，所以需要配置腰筋。As≥t×ho×0.1%=650×850×0.1%=552.5mm故取As=552mm2。配筋值：HRB335钢筋，412。(5)、板底配筋计算：最小配筋率为0.15%，所以最小配筋面积为:5000×400×0.15%=3000mm2。故取As=3522.54mm2。配筋值：HRB33512@150mm。基础配筋如下图所示：﹫塔吊基础图见附图：