塔吊基础设计方案二十一冶

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目 录

一、编制依据 ................................................................................................................................1 二、工程概况 ................................................................................................................................1 三、塔吊选择及布置 .....................................................................................................................3 四、塔吊基础设计 .........................................................................................................................4 五 、质量、安全注意事项.............................................................................................................5

豪进新世纪花园（一期）工程塔吊基础设计方案

二十一冶建设有限公司 豪进新世纪花园一期工程

豪进新世纪花园（一期）工程塔吊基础设计方案

一、编制依据

1、 QTZ63、QTZ80塔式起重机使用说明书

2、香港华艺设计顾问（深圳）有限公司提供的本工程基础设计图

3、华南理工大学建筑设计研究院勘察工程有限公司提供的本工程地质勘测报告

二、工程概况

1、建筑概况

工程总建筑面积约120000m2，占地面积约40000m2，为一群体建筑工程。拟建的建筑场地位于广州市增城新塘镇新塘大道北侧、东江大道西侧，工程拟建若干栋低层别墅及若干栋高层住宅楼，其中F-1、F-2栋为21层，E栋为32层，D-3栋、D-2为28层，B-3、A-2栋为31层，G-8～15栋为8层，I-1～12栋为5层，商铺（M-1～2栋）为3层，除商铺外其它各栋均设1层地下室，局部设2层地下室。工程长向约为240m，短向约190m。

2、工程地质概况

根据华南理工大学建筑设计研究院勘察工程有限公司提供的《广州新塘豪进半岛花园（一期）岩土工程详细勘察报告》显示，拟建场地属剥蚀残丘地貌和山前冲积地貌单元，场地西侧、南侧为山前冲积地貌，场地北部在小山包上，植被较发育，现状为果林地，南侧主要为菜地。场地高差较大，呈北高南低地势。与基坑开挖有关的地层岩性及野外特征自上而下依次描述为：

1、第四系人工填土

本次勘探揭示的地层按其物质组成和特征分为耕植土和素填土：

1）耕植土:灰褐色，深灰色，湿，可塑状，成份为粉质粘土，粘性差，见少量植物根系，平均厚度为0.61m。建议承载力特征值?ak=70kPa

2）杂填土:棕红色，杂色，结构松散，主要由建筑垃圾等堆填而成，孔隙间充填中

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粗砂，为近期堆填而成，层厚为2.7m。建议承载力特征值?ak=100kPa

2、第四系坡积土

1）粉质粘土:灰黄色，棕红色，浅黄色，湿，可塑状，粘性好，含少量中粗砂颗粒。为坡积土，平均厚度为3.64m。建议承载力特征值?ak=150kPa

3、第四系冲积土

1）淤泥质粉质粘土:深灰色，灰色，很湿，流～软塑状，粘性较好，含少量粉细砂及有机质，稍经固结，有腥臭味，平均厚度为3.25m。建议承载力特征值?ak=55kPa

2）粉质粘土:浅灰色，浅黄色，湿，可塑状，粘性好，含少量粉细砂粒，平均厚度为2.26m。建议承载力特征值?ak=150kPa

3）中砂:灰黄色，黄色，饱和，稍密状为主，局部地段呈中密状，成份为石英，级配良好，呈次棱角状，成份为石英，含少量粘粒，平均厚度为2.47m。建议承载力特征值?ak=160kPa

4）粗砂:灰黄色、灰白色，饱和，稍密～中密状，级配良好，呈次棱角状，成份为石英，含少量粘粒，平均厚度为3.19m。建议承载力特征值?ak=200kPa

4、第四系残积土

1）砂质粘性土:灰黄色，黄褐色，稍湿，可塑状，粘性差，韧性一般，为花岗岩风化残积土，泡水易软化，平均厚度为3.28m。建议承载力特征值?ak=180kPa

2）砂质粘性土:灰黄色，黄褐色，稍湿，硬塑状，粘性差，韧性一般，为花岗岩风化残积土，泡水易软化，平均厚度为3.90m。建议承载力特征值?ak=260kPa

5、燕山期花岗岩

勘探孔揭露范围内按其风化程度划分为：全风化、强风化、中等风化、微风化岩。 1）全风化花岗岩:灰黄色，岩石风化剧烈，岩芯呈坚硬土柱状，泡水易软化，部分钻孔底部为中风化花岗岩，平均厚度为4.04m。建议承载力特征值?ak=380kPa

2）强风化花岗岩:灰黄色，岩石风化强烈，原岩结构已基本破坏，岩芯呈半岩半土状，泡水易软化，平均厚度为3.00m。建议承载力特征值?ak=600kPa

3）中等风化花岗岩:灰色，中粗粒结构，块状构造，裂隙发育，岩芯呈块状为主，岩质坚硬。岩体完整程度为破碎，岩体基本质量等级属Ⅳ类，平均厚度为1.56m。建议承载力特征值?ak=20MPa

4）微风化花岗岩:灰色、灰白色，中粗粒结构，块状构造，裂隙发育，岩芯呈短柱状为主，个别为长柱状，节长3～40cm不等，岩质坚硬，锤击声脆，RQD=15～60%，平均厚度为4.62m。建议承载力特征值?ak=55MPa

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2、地下水特征 场地地下水主要赋存在冲积砂层和基岩裂隙中，受大气降水及地表水的补给。本场地地下水不丰富。地下水位埋深为0.15～4.30m，平均为1.44m；地下水位标高3.07～10.99m，平均为5.80m。地下水对钢筋砼结构中的钢筋和砼结构具微腐蚀性。

三、塔吊选择及布置

1、塔吊选择

本工程拟配置五台塔吊，塔吊型号为QTZ63（4台）、QTZ80（1台），臂长55m～60m，塔吊主要性能及参数如下：

QTZ63、QTZ80型塔吊均为上回转自升式，有重、中、轻三档，最大起升速度为80m/min，最大起重量分别为6T、8T，最大幅度处起重量分别为1.3T、1.5T，起重臂长分别为55m、60m，平衡臂长为14m，起重力矩为650kN·m、800kN·m，独立式起升高度为38m，附着高度可达120m。初次安装自由高度为30m，安装总高度约38m～100m。该型号塔吊具有起升、变幅、回转机构，有起升高度限位，最大和最小幅度限位，回转限位，重量限位，力矩限位。视野开阔，操作简单。

2、塔吊布置：五台塔吊分别布置于F-2（1#）、D-3栋（2#）、B-3栋（3#）、地下室东北角（4#）、I-5栋（5#），以确保能满足本工程施工期间的材料运输。具体定位如下，后附平面位置布置图。

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四、塔吊基础设计

根据场地的工程地质条件、水文地质条件及现场平面布置要求进行塔吊安装位置的定位，另考虑到塔吊基础对土承载力的要求及基础的稳定性要求，1#、2#、3#、5#塔吊定位安装处土层均为粉质粘土层，不能满足塔吊基础承载力要求，因此塔吊基础均采用预应力高强管桩（φ500）基础，桩基受力均为端承受力。4#塔吊定位安装处土层为全风化岩，能满足塔吊基础承载力要求，塔吊基础拟采用天然基础。塔吊基础承台尺寸均采用5000×5000×1350mm，其中1#、2#塔吊基础承台面标高为4.65m，3#塔吊基础承台面标高为3.75m，4#塔吊基础承台面标高为7.70m，5#塔吊基础承台面标高为4.70m，预应力管桩伸入承台内100mm，基础桩平面布置图及桩头截桩后做法如下图示：

根据设计提供的预应力管桩桩基工程施工说明，本工程端承桩按设计要求收锤后，

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最大压力验算:

R=1.57×(2.9×25×1+4.8×40×1+4.5×80×1+1.2×110×1)/1.65+1.10×4500.00×0.15/1.65+0.42×906.25/1.70=1388.90kN

上式计算的R的值大于最大压力1102.15kN，所以满足要求!

1#、2#、3#、5#塔吊基础平面及剖面图如下：

基底Φ16＠170双向基顶Φ16＠170双向基础平面图基础面筋Φ16＠

170双向61Φ124.6516Φ25基底Φ16＠170双向剖面

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附件2：塔吊天然基础承载力计算书 一. 参数信息

塔吊型号:QTZ63，自重(包括压重)F1=450.80kN，最大起重荷载F2=60.00kN 塔吊倾覆力距M=1395.08kN.m，塔吊起重高度H=40.00m，塔身宽度B=1.80m 混凝土强度等级:C35，基础埋深D=0.00m，基础最小厚度h=1.35m，基础最小宽度Bc=5.00m，

二. 基础最小尺寸计算

基础的最小厚度取:H=1.35m，基础的最小宽度取:Bc=5.00m 三. 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=1.2

×510.8=612.96kN；

G──基础自重与基础上面的土的自重，G=1.2×(25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D) =1012.50kN；

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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=1.4×1395.08=1953.11kN.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=5.00/2-1953.11/(612.96+1012.50)=1.30m。

经过计算得到:

无附着的最大压力设计值

Pmax=(612.96+1012.50)/5.002+1953.11/20.83=158.77kPa

无附着的最小压力设计值

Pmin=(612.96+1012.50)/5.002-1953.11/20.83=0.00kPa

有附着的压力设计值 P=(612.96+1012.50)/5.002=65.02kPa 偏心距较大时压力设计值 Pkmax=2×(612.96+1012.50)/(3×5.00×1.30)=166.92kPa 四. 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:

其中 fa──修正后的地基承载力特征值(kN/m2)；

fak──地基承载力特征值，取380.00kN/m2； b──基础宽度地基承载力修正系数，取0.00； d──基础埋深地基承载力修正系数，取0.00； ──基础底面以下土的重度，取20.00kN/m3； γm──基础底面以上土的重度，取20.00kN/m3；

b──基础底面宽度，取5.00m；

d──基础埋深度,取0.00m。

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解得地基承载力设计值 fa=380.00kPa

实际计算取的地基承载力设计值为:fa=380.00kPa

地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=158.77kPa，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=166.92kPa，满足要求！

五. 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

hp──受冲切承载力截面高度影响系数，取 hp=0.95；

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=[1.80+(1.80 +2×1.30)]/2=3.10m；

h0──承台的有效高度，取 h0=1.3m； Pj──最大压力设计值，取 Pj=166.92kPa； Fl──实际冲切承载力：

Fl=166.92×(5.00+4.40)×0.30/2=235.35kN。

允许冲切力：

0.7×0.95×1.57×3100×1300=4207521.50N=4207.52kN 实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！ 六. 承台配筋计算

依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002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=1.60m；

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P──截面I-I处的基底反力:

P=166.92×(3×1.30-1.60)/(3×1.30)=98.35kPa；

a'──截面I-I在基底的投影长度,取 a'=1.80m。 经过计算得 M=1.602×[(2×5.00+1.80)×(166.92+98.35-2×1012.50/5.002)+(166.92-98.35)×5.00]/12=537.00kN.m。 2.配筋面积计算,公式如下:

依据《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002

式中

1──系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为

C80时，1取为0.94,期间按线性内插法确定； fc──混凝土抗压强度设计值； h0──承台的计算高度。

经过计算得 s=537.00×106/(1.00×16.70×5.00×103×13002)=0.004 =1-(1-2×0.004)0.5=0.004 s=1-0.004/2=0.998

As=537.00×106/(0.998×1300×300.00)=1379.56mm2。 由于最小配筋率为0.15%，所以最小配筋面积为:10125mm2。 故取 As=10125mm2。

配Φ22@185=27×380.1=10262.7 mm2（双层双向配筋）能满足要求。 4#塔吊基础平面及剖面图如下：

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基底Φ22＠185双向基顶Φ22＠185双向基础平面图基础面筋Φ22＠

185双向61Φ127.716Φ25基底Φ22＠185双向剖面4、1#、2#、3#塔吊基础与地下室底板连接处理

1#、2#、3#塔吊基础需结合本工程地下室结构设计，拟将塔吊基础与周边承台及地下室底板结合施工。根据上述计算，1#、2#、3#基础尺寸均采用5000×5000×1350mm。基础厚度为1.35m，基础面标高为4.65m、3.75m，基础底标高定为3.25m、2.35m，即基础面高出地下室底板面50mm。由于塔吊基础须先于地下室底板施工，基础周边与底板结合处施工缝均采用快易收口网做模板，同时采用钢板止水带止水。

基础平面及剖面见下图。

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基底Φ16＠200双向基顶Φ16＠200双向基础平面图

基础面筋Φ16＠200双向底板面筋底板面筋Φ16＠20061Φ12-4.8Φ16＠200底板厚止水钢板16Φ25底板底筋止水钢板Φ16＠200底板底筋Φ16＠200基底Φ16＠200双向剖面3、1#、2#、3#塔吊穿地下室顶板留洞处理

由于塔吊标准节需穿过地下室顶板安装，因此需在地下室顶板对应位置预留2000×2000mm孔洞，洞口四周按设计要求进行结构加强，并安装快易收口网模板和钢板止水带进行止水。洞口处板钢筋按设计和规范要求进行预留。见下图。

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