塔吊基础方案(最终).doc

＊＊**＊＊一期工程一标段
塔
吊
基
础
方
案
编制人：
审核人：
审批人：
编制单位： ＊*＊**＊＊＊＊＊＊＊集团有限公司
编制日期: 二0一0年八月二十日
第一章 工程概况
***＊＊＊建筑场地位于＊＊＊＊*＊政务新区，***＊与***交叉口的西北侧,交通便利。该项目由*＊＊＊＊置业投资兴建，总占地面积约158193.39㎡，为高层住宅。商业街区组成的较大规模的房地产开发项目。拟建场地西部区域原多为耕地,东部区域分布有水塘.场地西部区域地表平坦，在东部与沟塘交接区域起伏较大.
第二章 编制依据
本方案依据如下施工图纸和有关的施工规范进行编制.
1、＊＊＊＊＊施工图纸；
2、现场施工总平面布置图；
3、《TC5013塔吊使用说明书》；
4、《地基与基础工程施工质量验收规范》；
5、《混凝土结构工程施工质量验收规范》；
6、《建筑施工高处作业安全技术规范》；
7、《建筑机械使用安全技术规范》;
8、《施工现场临时用电安全技术规范》;
9、《建设工程安全生产管理条例》；
10、《塔式起重机操作使用规程》;
11、《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》
第三章 塔吊的选用
根据现场施工要求,考虑到场地实际情况，本工程1＃、2＃楼施工的垂直运输机械需要两台附着式塔式起重机。塔吊型号均为TC5013，最大起升高度140M，标准臂长50m,最大起重量6t，总功率39KW。两台塔吊可以满足施工现场水平运输和垂直运输的需要.
第四章 塔吊位置的选择
综合现场平面布置，按尽量减少二次搬运原则与最大化覆盖原则，并参照《TC5013塔吊使用说明书》.吊钢筋加工区的钢筋满足现在施工需求。2台塔吊其桩位具体位置布置如下图：
1#楼塔吊桩位图
2＃楼塔吊桩位图
1#、2#楼塔吊整体平面位置图
第五章 塔吊的基础选择
第一节 塔吊基础选择
参照《TC5013塔吊使用说明书》，TC5013塔吊基础拟采用固定支腿钢筋混凝土基础。该类别基础形式为：承载地基(预应力管桩）＋钢筋混凝土承台＋预埋支座，该基础相应的钢筋混凝土承台对地基承载力（预应力管桩)要求（考虑TC5013塔吊各种情况下的最大荷载）分别如下：
（1)地基承载力220Kpa,承台规格5000×5000×1500；
(2)地基承载力170Kpa,承台规格5500×5500×1500；
(3)地基承载力110Kpa，承台规格6000×6000×1500；
参照芜湖柏庄领地一期工程地质勘察报告，该处土质不能满足上述TC5013塔吊基础要求的最低承载力。故需要增加适量的桩基以补充相应的最低承载力要求（所选的承台规格为《TC5013塔吊使用说明书》提供的标准承台，故不需另行验算承台抗冲切），塔吊基础选用4根PHC-AB500（100)静压管桩作为持力基础，桩长30m，与工程桩相同。
 塔吊说明提供的参数资料：(TC5013按不利因数计算即可）
工作状态下有:
M＝1650KN M, Fh=29KN， Fv＝420KN
非工作状态下有：
M＝2200KN M， Fh =79KN, Fv＝350KN
由于塔吊工作状态与非工作状态的垂直荷载非常接近，但非工作状态弯矩非常大，故按最不利因素非工作状态进行验算。现选用《TC5013塔吊使用说明书》提供的标准承台,承台规格5000×5000×1350.
荷载计算:
塔吊使用说明书提供受力数据的设计值，由荷载规范（GBJ9—87）2。2。6条当恒载对结构不利时分享系数取1。2,当恒载力对结构有利时分项系数取0.9，现取h=1350计算，Fg1(承台自重）=5。0×5。0×1。35×25=843.75（KN)
G= 1。2Fg1 =1012。5KN）（管桩自身摩擦力较大自重不做考虑）
1、塔吊基础的抗倾翻稳定性计算:
根据《塔式起重机设计规范》按下列公式初步进行抗倾翻稳定性计算.
e=（M+ Fh×H）/(Fv+ Fg）≤L
式中：
e--偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离(M);
h——承台基础高度（M)；
b——承台基础底面宽度（M）；
M—-作用在基础上的顷翻力矩（KN M）；
Fh—-作用在基础上的水平载荷（KN);
Fv——作用在基础上的垂直载荷（KN)；
Fg-—混凝土承台基础的重力（KN）；
L——桩基中心线与基础中心线之间的距离
e=(2200+79×1。35)/（350+5×5×1。35×25）=1.93〈L=2。83
满足抗倾翻要求。
2、单桩承载力的验算:
当塔臂位于基础对角线位置上时,对角线上受压及受拉处于最大，此时基础桩处于最不利受力状态:
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
塔吊自重（包括压重)F1=852.60kN,
塔吊最大起重荷载F2=80。00kN，
作用于桩基承台顶面的竖向力F=1。2×（F1+F2)=1119.12kN
G──桩基承台的自重:G=1。2×(25×Bc×Bc×Hc)
经计算的单桩竖向承载力特征值：
最大压力：
最大拔力:
，不受拔力。
考虑施工便捷，选用静压管桩同工程桩施工，根据工程地质报告给定的摩阻力和端阻力特征值，仅靠摩阻力的桩不能满足相应受力要求，故选择摩阻力和端阻力结合桩。根据工程地质勘察报告推荐的选用第⑦或⑧层为持力层及给定的摩阻力和端阻力特征值，选择PHC—AB 500(100）管桩，桩长为30m,与工程桩相同.
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94—94）第4。1。1条。
桩所受最大轴向压力设计值为

桩顶轴向压力设计值应该满足公式:
其中，——建筑桩基重要性系数，=1.0;
混凝土局部受压面积 Ac＝ π ＊ d2 / 4 ＝ 196250mm
承台在角桩局部受压时的计算底面积按下列公式计算:　
Ab ＝ (bx + 2 ＊ c） * (by + 2 ＊ c）
圆桩 bx ＝ by ＝ Sqr（Al） ＝ 443mm
c ＝ Min｛Cx， Cy， bx， by｝ ＝ Min｛250，250,443，443} ＝ 250mm
Ab ＝ （443+2＊250）＊(443+2＊250） ＝ 889463mm
bx ＝ by ＝ Sqr（Al) ＝ 443mm
Ab ＝ (bx + 2 ＊ c) ＊ (by + 2 ＊ c）=(443+2*250）＊（443+2*250） ＝ 889463mm
βl ＝ Sqr（Ab / Ac） ＝ Sqr(889463/196350） ＝ 2。128
——预应力管桩轴心抗压强度设计值
——柱截面面积.
故桩顶轴向压力设计值满足要求.
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94—94）第5。2。2—3条。
单桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：
为方便计算，设计中忽略承台底地基土阻力，结构偏安全，可以忽略。
式中，R──单桩竖向承载力特征值；
Qsk──单桩总极限侧阻力标准值;
Qpk──单桩总极限端阻力标准值;
（详见勘察报告第7页）
，──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，按照规范5.2。3条，取1；
，──分别为桩侧阻力分项系数,桩端阻抗力分项系数,按规范5。2。2条,都取1。67；
qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值,由岩土测试参数及建议取值表；
qpk──极限端阻力标准值,qpk =5500kN·m（见勘察报告第7页);
u──桩身的周长，u=3.14×0。5=1.57m；
Ap──桩端面积；Ap=3。14×0。252=0。19625 m2
li──第i层土层的厚度
将各数值代入得：
.故桩极限承载力满足设计要求.
1#楼塔吊桩基础立面图
2#楼塔吊桩基础立面图
注：上述塔吊基础静压管桩桩结构桩参数相同,桩须锚入承台内100mm，桩顶标高如上图所示。由于参照《TC5013塔吊使用说明书》进行承台构造设计，故有关塔吊抗冲切验算可省略。
3、承台配筋计算：
1、承台底弯矩:M(底）= ×2×1。35=2279。02（kN·m）
选32ф20@160（双向）As=32×314=10048mm2> As0(底）
故满足承台底弯矩的要求.
基础桩不受拉力,桩承台面不受负弯矩，故按32ф20＠160(双向)配筋。满足承台底的负弯矩的要求。
4、承台混凝土的强度
承台混凝土的强度等级为C35，塔吊传来水平荷载为79KN,承台要有一定的抗侧力，需要进行验算，过程如下：
Fh=79KN（塔吊使用说明提供的资料）
其水平力由四根人工挖孔桩分担，故每根挖孔桩承台的水平力为
79KN/4=19。75KN
根据公式：V≤1.75ftbh./(λ+1）+fyvAsvh。/S+0。07N
其水平剪力全部由预应力管桩承担，容许承载剪力（保守起见,不考虑内配筋的作用）考虑最不利的情况:
［1.75/（3+1)］×1。71×5000×1350=25328.52KN〉19.75KN
满足安全要求。
结论：通过上述计算后，各项指标均满足要求,所以，本基础按如下要求施工:
（1）塔吊基础采用4根PHC—AB500(100）预应力管桩，桩上5000×5000×1350承台基础，桩长30m。
(2）承台基础混凝土为C35，钢筋采用二级钢，32ф20＠160双层双向。
（3)施工项目基础开挖后,定期对塔吊基础进行沉降观测，在进行塔吊安装前应对承台的水平度进行校核.
5、预应力管桩施工要求
1、预应力管桩接桩时要注意上下管桩端板要紧密结合，连接销要安装准确连接牢固,焊接严格分三次焊满，并用4块100×100mm大小6mm厚的钢板沿桩端外围均布焊接(满焊）在2根桩端衔接处，以保证桩端接头处的连接强度，如下图所示：
2、桩顶与承台承台连接：①号筋为6Φ20，长度1m，应与端板焊牢，双面焊，焊缝长度＞5d，②号筋为4Φ20，长度=35d+1000=1700mm，应与桩端板可靠焊接,保证浇灌填芯混凝土时托板不下沉，如下图所示：