塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算方案(樁基礎(chǔ))

1、塔吊基礎(chǔ)方案編制人： 審核人：施工單位：日期：2011年3月25日一、工程概況1、地理位置2、設(shè)計(jì)概況本工程結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)， 人工挖孔樁承重，建筑高度為： 樓 54.15m 一、二層為地下室，正負(fù)零以上為住房，層高3.00m。為：樓18層、建筑等級(jí)：一級(jí)，耐火等級(jí)為地下室一級(jí)，主體二級(jí)，安全等級(jí)二級(jí)，抗震設(shè)防 烈度小于六度。主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為 50年。二、塔吊選型和位置確定根據(jù)施工現(xiàn)場條件及周圍環(huán)境條件和工程結(jié)構(gòu)情況，該項(xiàng)目采用一臺(tái) TC5510塔式起重機(jī)，臂長55米，用于 棟施工，塔高安裝高度72m。（塔吊安裝位置見塔吊定位平面布置圖）塔吊在此位置可滿足塔臂就位與拆除以及工程

2、施工的需要三、塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案本工程 棟±0.00相當(dāng)于絕對(duì)高程 57.6m,負(fù)二層地下室基礎(chǔ)頂面標(biāo)高 -11.9m,則相等于絕對(duì)標(biāo)高45.70m,塔吊按保用說明書基礎(chǔ)為高度1.42m,則塔 吊基礎(chǔ)底絕對(duì)標(biāo)高為44.28m,按照塔吊定位圖在確定其基礎(chǔ)附近最近地勘鉆孔 為ZK165,根據(jù)ZK165鉆孔柱狀圖顯示塔吊基礎(chǔ)底板下為回填土，一直至第巖 土層（強(qiáng)風(fēng)化巖體）方可作為持力層，基第巖土層底絕對(duì)標(biāo)高為35.80m,相差8.48m,故需采用樁基礎(chǔ)方可用于塔吊基礎(chǔ)持力。擬采用人工挖孔樁灌注樁， 樁徑800mm共4根用于塔吊基礎(chǔ)持力。由于第巖土層風(fēng)化程度高，強(qiáng)度較低 且厚度小，所以以第中風(fēng)化

3、層作為持力層，有效樁長按8.5m計(jì)算，樁身及承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30,承臺(tái)按塔吊基礎(chǔ)原圖尺寸5.0mX5.0mX 1.42m進(jìn)行設(shè)計(jì), 配筋根據(jù)受力情況進(jìn)行計(jì)算。四、塔吊樁基礎(chǔ)計(jì)算書1、設(shè)計(jì)依據(jù).建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB5001O-2002.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002.建筑機(jī)械使用安全規(guī)程JGJ33-2001.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001.本工程巖石工程勘察報(bào)告.施工圖紙.簡明施工計(jì)算手冊(cè).塔吊使用說明書2、地質(zhì)參數(shù)以本工程巖石工程勘察報(bào)告中有關(guān)資料為計(jì)算依據(jù)（以 ZK175孔為依據(jù)），其主要設(shè)計(jì)參數(shù)（見土層設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)表）指、

4、標(biāo)' 巖土層天然地基 承載力特 征值 （KP0壓縮模里（MPa土層厚 度（m凝聚力 （KPaj）樁的側(cè) 阻力特 征i隹qsia （KPaj）樁端端 阻力特 征信qpa（KPa填土/5.3/-10/耕植土80/-8/淤泥質(zhì)粘土803.80.711.88/粉質(zhì)粘土22012.1/42.7（三軸）35/全風(fēng)化巖2209.70.848.7（三軸）40/全風(fēng)化巖-21405.8/16.320/強(qiáng)風(fēng)化巖體40040（父形模 量）1.7/601000中等風(fēng)化巖體粉砂質(zhì)泥巖-R900/1200泥質(zhì)粉砂 巖22002740（父形模 量）/2800細(xì)砂巖3000/40003、塔吊基礎(chǔ)受力情況（說明書提供）

5、本工程地下2層，地上18層，地上建筑高度54.15m,標(biāo)準(zhǔn)層層高3m,地下室 從基礎(chǔ)頂向至± 0.00高度為11.9m,塔吊安裝使用高度為66.05m,則安裝高度 72m,塔吊使用說明書提供的基礎(chǔ)荷載如下表：荷載工況基礎(chǔ)福載P (kN)M(kN.m)FFhMM工作狀態(tài)7002613502004、塔吊基礎(chǔ)布置及受力簡圖r虛一/史可洋士熱直力7 一與虻二工法岸生比不中7M茶w所承受安理且力晶卜”二小比手戒受便?理但百吊柜基上受力示意的明5、樁基承載力驗(yàn)算5.1 單樁樁頂作用力的計(jì)算和承載力驗(yàn)算5.1.1 單樁豎向承載力特征值計(jì)算按地基土物理力學(xué)指標(biāo)與承載力參數(shù)計(jì)算Ap= nt 2= tt

6、X 0.4 2= 0.5024 m2(GB500LRa=qpaAp+Up!2 qsialiqpaAp =2800KPax 0.5024 m2= 1406.72KN upEqsiali =2.51 X (60X 1.7+40X 0.8+8X 0.7+5.3X-10 ) = 86.6KNR=qpaAp+up!3 qsiali = 1406.72+86.6 = 1493.32KN5.1.2 單樁豎向作用力作用下驗(yàn)算(1)軸心豎向力作用下：(GB50007-2002Qk=(Fc+GK)/n二(910.61+887.5)/4=450KNFk= (700+6X 9.80665) X 1.2 = 910.6

7、1KN式中：6X9.80665為塔吊最大起重荷載。Gk=5X 5 X 1.42 X 25=887.5KNQk=(FK+GK)/n = (748.36+843.75)/4=398KN(GB50007-2002根據(jù)計(jì)算 Gk=450KN < Ra= 1493.32KN所以中心向力作用力滿足承載力要求(2)偏心豎向力作用下：由于本樁基為對(duì)稱布置，且當(dāng)MxK為最大時(shí)其MxK為0,反正MyK為最大時(shí)其MxK為0,故?。篗xK = My k= 1.4X 1350 = 1890 KN.mQ = 450 ± (1890 X 1.7 X1.414)/2 X (1.7 X 1.414) 2=450

8、 ± 393.12(KN)Qk max = 450 + 393.12 = 843.12 KN < 1.2R = 1.2X 1493.32 = 1792 KN(GB50007-2002所以偏心豎向力作用力滿足承載力要求。5.1.3 水平力作用下驗(yàn)算:=26/4 = 6.5KN根據(jù)(GB5007 - 2002)第8.5.7條之規(guī)定,本樁基作用外力主要為豎向力，其 水平力作用很小，故無需驗(yàn)算小平力作用下的樁基承載力。5.2 抗拔力驗(yàn)算單樁抗拔力特征值計(jì)算：Tuk =匯入 iqsikUili(JGJ94 - 2008 (5.4.6 - 1)=86.6 X 0.7 =60.62 KN (

9、入按 0.7 平均取值)Gp = nx0.4 2x 8.5 X25 = 108.8 KNN< = Qik min = 450 - 393.12 = 56.88 KNQk min為正值表示本樁基單樁在最不利荷載下無拔力，則Nk相對(duì)于拔力而言為負(fù)值。即：N = -56.88 KN < Tuk+ Gp = 169.42 KN(JGJ94 - 2008所以本樁具抗拔力滿足要求。6、樁身截面強(qiáng)度計(jì)算小 c APfc=0.7X 14.3X5.03X 105 = 5035KN其中：旌工作條彳系數(shù)，取0.7fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，fc =14.3N/mm2;(GB50010-2002)(表

10、4.1.4)A樁的截面面積，A=5.03X 105mm2。本樁基為組合樁，則：Q = Qik max = 843.12 KN(GB5007-2002 (8.5.9)Q = 843.12 KN < 小 c Apfc = 5035KN所以樁身截面混凝土強(qiáng)度滿足要求7、抗傾覆驗(yàn)算由于塔吊自身設(shè)計(jì)時(shí)已進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算，而本樁基承臺(tái)對(duì)原設(shè)計(jì)塔吊基礎(chǔ)尺 寸未作改動(dòng)，并且在樁基已進(jìn)行抗拔力驗(yàn)算，故無需進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算。8、鋼筋配筋計(jì)算8.1 承臺(tái)配筋計(jì)算8.1.1、 矩形承臺(tái)彎矩計(jì)算（依據(jù)建筑樁技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008的第5.9.2條）其中：Mx1,My1-計(jì)算截面處XYJ向的彎夕!設(shè)計(jì)值（kN.m）

11、；xi,yi 單樁相對(duì)承臺(tái)中心軸的XYJ向距離取 a/2B/2 = 0.90（m）;Nii扣除承臺(tái)自重的單樁樁頂豎向力設(shè)計(jì)值 （kN）,Ni = Ni-G/n = 1493.32-887.5/4 = 1271.45 KN/m 2;經(jīng)過計(jì)算得到彎矩設(shè)計(jì)值：Mx=My=2X 1271.45 乂 0.9 = 2288.6 KN.m8.1.2、 矩形承臺(tái)截面主筋的計(jì)算依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2002)第7.2條受彎構(gòu)件承載力計(jì)算式中，ai?系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度不超過 C50寸，a 1?取為1.0 ,當(dāng)混凝土強(qiáng)度 等級(jí)為C80寸，ai?取為0.94,期間按線性內(nèi)插法得1.00;f c混凝土

12、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值查表得14.30 N/mm2;h。承臺(tái)的計(jì)算高度 H-50.00 = 1420-50 = 1370.00mm;fy 鋼筋受拉弓S度設(shè)計(jì)值，fy=300.00N/mnn;經(jīng)過計(jì)算得：2288.6 X 106/(1.00 X 14.30 乂 5000.00 乂 1370.002)=0.017;1-(1-2 X 0.017) 0.5= 0.0171=1-0.0171/2=0.9915=Asy = 2288.6 X 106/(0.9915 乂 1370.00 乂 300.00) = 5616mm2。參照原塔吊基礎(chǔ)圖配筋設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)承臺(tái)配筋上、下排縱筋為A2016取向雙層，現(xiàn)修改為B2016

13、5(As= 9740mm >5516 mrm,能滿足要求。，除其上、下排縱筋按上式驗(yàn)算結(jié)果由A20165為B20165,其余配筋均按原塔吊基礎(chǔ)圖不變。8.1.3、 矩形承臺(tái)截面抗剪切計(jì)算依據(jù)建筑樁技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)的第5.9.1條。V 三 B hsaftb0h0根據(jù)第二步的計(jì)算方案可以得到XYT向樁對(duì)矩形承臺(tái)的最大剪切力，考慮對(duì)稱性,V = (910.61/4+393.12) X2 = 462.57 X2 = 1242 KN0hsaftb0h0 = 0.874 X 1.056 X 1.43 X 5000X 1370 = 9.04 X106 N式中 ：b 0承臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算寬度，b0 = 5000mm；h0承臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算高度，h0 = 1300mm；B hs= (800/ h0) 1/4 =(800/ 1370) 1/4 = 0.874入=900/1370 = 0.657a = 1.75/(入 +1) = 1.75/(0.657 + 1) =1.056f t混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，ft = 1.430N/mm2;則，V = 1242KN < BhsaftEh