塔吊基础计算书

塔吊基础施工方案

一、工程概况

本工程包含1#~6#楼、8#~12#楼，11幢多层住宅楼；7#、13#~18#楼，7幢小高层住宅楼；社区用房；地下车库及附属用房（配电间、开关站），总建筑面积100031m2。 二、塔吊布置

1、根据实际情况现场共设置七台塔吊，其中设置QTZ40型塔吊四台，QTZ63型塔吊三台。拟多层塔吊（2#、3#、4#塔吊）基础采用天然地基，高层塔吊（1#、5#、6#、7#塔吊）采用预制混凝土管桩进行地基处理。

2、塔吊安装位置及埋置深度： 塔吊安装位置如施工平面图所示。

本工程设计室外标高为3m（黄海标高），现场自然场地标高约为1.67m。根据现场自然标高及塔吊附近建筑物的影响，拟考虑塔吊埋置深度如下：

1#塔吊（QTZ40），塔吊基础顶面标高为1.7m(黄海标高)，基础底板比临近的7#楼基筏板底面高0.9m。

2#、3#、4#塔吊（QTZ40）基础顶面深度为2.3m（黄海标高）。

5#塔吊（QTZ63）基础顶面深度为顶面标高为1.7m(黄海标高)，基础底板比临近的18#楼基筏板底面高0.9m。

6#塔吊（QTZ63）基础顶面深度为-1.35（绝对标高），基础底板与临近地下室的筏板高度相同。

7#塔吊（QTZ63）基础顶面深度为-1.35（绝对标高），基础底板与临近地下室的筏板高度相同。

三、塔吊基础计算书（桩基）

1、根据现场情况，现以最不利塔吊计算（5#塔吊QTZ63型（18#楼））基础设计计算，其他塔吊基础同此布置。

2、塔吊基本参数 QTZ63型塔吊:

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安装高度H：60m和42m 塔身宽B：1.6m 自重F1=450.8KN 基础承台厚度Hc=1.35m 最大起重荷载F2：60KN 基础承台宽度Bc：5m 承台钢筋间距:φ20@165（二级钢） 承台混凝土：C35 承台保护层：50mm 桩：PHC400（90）

为了地下室大开挖要求在塔吊基础增设4根φ400预应力管桩，桩端持力层入4-1层土内，本次采用12m桩长。

在地下室开挖后，做好塔吊基础维护工作，在基础以下土体暴露部位采用细石砼喷浆处理，以更好防止塔吊抗倾覆。

3、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算 塔吊自重（包括压重）F1=450.8KN 塔吊最大其中荷载F2=60KN

作用于塔吊基础顶面的竖向力Fk=F1+F2=510.8KN; 风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：风荷载为0.55KN/M2 Mkmax=B*H*0.55*(H/2) =1.6*60*0.55*(60/2) =1584KN·M 基础自重计算：

G1=5×5×1.35×25=843.75KN 4、单桩竖向力计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。

Nik=(Fk+G1)/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2； 其中 n──单桩个数，n=4；

Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值，Fk=510.8kN； G1──桩基承台的自重标准值：G1=843.75KN Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值，取1584kN·m； xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离=2.5m； Nik──单桩桩顶竖向力标准值；

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经计算得到单桩桩顶竖向力标准值

最大压力：Nkmax=(510.8+843.75)/4+1584×2.5/(2×2.52)=655.44kN。 最大压力：Nkmax=(510.8+843.75)/4-1584×2.5/(2×2.52)=21.83kN。 不需要验算桩的抗拔！ 5、承台弯矩的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.2条。 Mx = ∑Niyi My = ∑Nixi

其中 Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取1.25m； Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=1.2×(Nkmax-G1/4)=533.4kN；

经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2×533.4×1.25=1333.5kN·m。 6、承台截面主筋的计算

依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。

αs = M/(α1fcbh02) δ = 1-(1-2αs) γs = 1-δ/2 As = M/(γsh0fy)

式中，αl──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00；

fc──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2； ho──承台的计算高度：Hc-50.00=1300.00mm； fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

经过计算得：αs=1333.5×106/(1.00×16.70×5000.00×13002)=0.0094； ξ =1-(1-2×0.0094)0.5=0.0094； γs =1-0.0094/2=0.9953；

Asx =Asy =1333.5×106/(0.9953×1300×300.00)=3435.37mm2。

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1/2

由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为: 5000.00×1350×0.15%=10125mm2。

根据基础图（见附图）配筋面积为3.14159*10*10*60=18849.54mm2＞10125mm2。

故实际配筋值满足要求。 7、承台截面抗剪切计算

依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.9条，承台斜截面受剪承载力满足下面公式：

V≤βhsβftb0h0

其中，b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm；

λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0，此处，a=0.44m；当 λ<0.25时，取λ=0.25；当 λ>3时,取λ=3，得λ=0.34；

βhs──受剪切承载力截面高度影响系数，当h0＜800mm时，取h0=800mm，h0＞2000mm时，取h0=2000mm，其间按内插法取值，

βhs=(800/1300)1/4=0.886；

β──承台剪切系数，α=1.75/(λ+1)=1.3；

0.886×1.3×1.57×5000×1300=11754.12kN≥1.2×655.44=768.53kN； 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！ 8、桩竖向极限承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.1条： 桩的轴向压力设计值中最大值Nk=640.81kN； 各土层厚度及阻力标准值如下表:

土侧阻力标准值（kPa) 2-1 2-2’ 2-2

序号 土层名称 厚度(m) 土端阻力标准值(kPa) 1198 682 1531 静止土压力系数 0.6 0.7 0.6 - 4 -

粉土夹粉质粘土 粉土夹淤泥质粉土 粉土夹粉质粘土 1.17 4.25 0 25 20 30 3-1 3-2 4-1 4-2 4-3

淤泥质粉质粘土 粉土 淤泥质粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 6.1 0 12.8 0 20 25 40 30 65 45 444 1500 676 2026 1200 0.8 0.6 0.8 0.8 0.8 设计桩的入土深度为12.00m,所以桩端是在第4-1层土层。 单桩竖向承载力验算:

Quk=Qsk+Qpk=U∑qsik*Li+qpk*（Aj+λp Ap1）

=1.257*（25*1.17+20*4.25+25*6.1+30*0.48）+676*（0.088+0.8*0.038） =1.257*281.15+676*0.118 =433.17KN

Quk——为单桩竖向极限承载力标准值； Qpk——总极限端阻力标准值； U——桩身周长u=1.257m； qsik——总极限侧阻力标准值； Li——桩周第i层土的厚度； qpk——极限桩端阻力标准值； Aj——空心桩桩端静面积Aj=0.088m2； λp——桩端土塞效应系数λp=0.8； Ap1——空心桩敞口面积Ap1=0.038m2； 单桩竖向承载力特征值：Ra=Quk/2+εfakAc

=433.17/2+0.6*110*8.874=802.23kN；

Nk=655.44kN≤1.2R=1.2×802.23=962.68kN； 桩基竖向承载力满足要求！ 四、塔吊基础计算书（天然地基）

1、塔吊基本参数 塔吊型号:QTZ40,

自重(包括压重)F1=287.83kN， 最大起重荷载F2=40.00kN，

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塔吊倾覆力距M=371.25kN.m， 塔吊起重高度H=30m， 塔身宽度B=1.60m， 混凝土强度等级:C35， 基础厚度h=1.35m， 基础宽度B=5.00m， 2、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。 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×（287.83+40）=393.40kN；

G──基础自重，G=1.2×(25.0×Bc×Bc×Hc) =1012.5kN； M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，

M=1.4×371.25=519.75kN.m。

W──基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=20.83m3；

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=5.00/2-519.75/(393.40+1012.5)=2.13m。 经过计算得到:

无附着的最大压力设计值

Pkmax=(393.40+1012.5)/5*5+519.75/20.83=81.19kPa 无附着的最小压力设计值

Pkmin=(393.40+1012.5)/5*5-519.75/20.83=31.29kPa 偏心距较大时压力设计值

Pkmax=2×(393.40+1012.5)/(3×5.00×2.13)=88kPa 3. 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:

fa= fak+εb*γ*（b-3）+εd*γm *（d -0.5） 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110.00kN/m2； εb──基础宽度地基承载力修正系数，取0.3； εd──基础埋深地基承载力修正系数，取1.60；

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γ──基础底面以下土的重度，取18.4kN/m3； γm──基础底面以上土的重度，取18.4kN/m3； b──基础底面宽度，取5.00m； d──基础埋深度,取1.60m。 解得地基承载力设计值 fa=152.48kPa

实际计算取的地基承载力设计值为:fa=153.42kPa

地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=81.19kPa，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=88kPa，满足要求！

4、本工程QTZ40塔吊基础同QTZ63塔吊，经计算QTZ63塔吊的配筋及承台冲切承载力验算均满足要求，故QTZ40塔吊也满足要求，具体计算同QTZ63塔吊。 五、塔吊基础主要技术措施

1、预应力混凝土管桩

本工程高层塔吊基础采用预应力混凝土管桩基础。 （1）作业条件

场地已经整平，周围排水措施已做好，对场地中影响施工机械进场的松软土层已进行适当碾压处理。

桩基测量控制桩、水准基点桩已经设置并复核，桩位已钉小木桩并撒白灰标志。

（2）预制钢筋混凝土管桩施工工艺：

测量桩位→桩机就位→吊桩插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→终止压接

压桩机的安装，必须按有关程序或说明书进行，由专业施工队伍进行安装与拆除。

在压桩前，使桩尖垂直对准桩为中心，缓慢插入土中，并在桩帽与桩顶间放相适应的衬垫。

当桩尖插入桩位后，启动压桩油缸，待桩入土至50cm时，再校正桩的垂直度和平台的水平度。使桩的纵横双向垂直偏差不超过0.5%，桩锤、桩帽应与应在同一条直线上。然后再继续施压。

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沉桩过程中应经常观测桩身的垂直度，若桩身垂直度偏差超过1%时，应找出原因并设法纠正；当桩尖进入硬土层后，严禁用移动桩架等强行回扳的方法纠偏。

上下节桩拼接成整桩时，采用端板焊接连接，接头连接强度不小于管桩桩身强度，且接桩时，其入土部分管桩桩头宜高出地面0.5m～１m。上下桩的桩头处设导向箍，以便于上节桩就位。接桩时上下节桩段应保持对直，错位偏差不宜大于2mm。

每一根桩应一次性连续压到底，接桩、送桩应连续进行，尽量减少中间停歇时间。

2、土方开挖

土方开挖前，应将施工区域内的地下、地上障碍物清除和处理完毕。 开挖若有地下水位的基坑槽时应根据当地工程地质资料，采取措施降低地下水位。一般要降至开挖面以下0.5m，然后才能开挖。

在开挖过程中，应随时检查槽壁和边坡的状态，根据土质变化情况，应做好基坑（槽）支撑准备，以防坍陷。

开挖基坑（槽），不得挖至设计标高以下，如不能准确地挖至设计基底标高时，可在设计标高以上暂留一层土（20cm左右）不挖，待垫层施工时再进行开挖。

修帮和清底：在距基槽（坑）底设计标高50cm槽帮处，抄出水平线，钉上小木撅，然后用人工将暂留土层挖走。同时由两端轴线（中心线）引桩拉通线（用小线或铅丝），检查距基槽（坑）边尺寸，以此修整槽边。

挖土至设计标高后，垫层混凝土应随挖随浇，以免土体受到雨水冲刷。 3、钢筋砼基础承台 钢筋绑扎

工艺流程：核对钢筋半成品→钢筋绑扎→预埋管线及铁活→绑好砂浆垫块 。

核对钢筋半成品：应先按设计图纸核对加工的半成品钢筋，对其规格、形状、型号、品种经过检验，然后挂牌堆放好。

钢筋绑扎：钢筋应按顺序绑扎，一般情况下，先长轴后短轴，由一端向另

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一端依次进行。操作时按图纸要求划线、铺铁、穿箍、绑扎，最后成型。

预埋塔吊预埋件

预埋件位置应正确，其标高、位置、搭接锚固长度等尺寸应准确。 安装模板

工艺流程：确定组装模板方案→组装模板→模板预检。

模板安装后，应对断面尺寸、标高、对拉螺栓、连杆支撑等进行预检，均应符合设计图纸和质量标准的要求。

混凝土浇注

混凝土采用商品混凝土。

混凝土的下料口距离所浇筑的混凝土表面高度不得超过2m。如自由倾落超过2m时，应采用串桶或溜槽。

混凝土的浇筑应分层连续进行，一般分层厚度为振捣器作用部分长度的1.25倍，最大不超过50cm。

用插入式振捣器应快插慢拔，插点应均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到振捣密实。移动间距不大于振捣棒作用半径的1.5倍。振捣上一层时应插入下层5cm，以清除两层间的接缝。平板振捣器的移动间距，应能保证振动器的平板覆盖已振捣的边缘。

浇筑混凝土时，应经常注意观察模板和预埋件有无走动情况。当发现有变形、位移时，应立即停止浇筑，并及时处理好，再继续浇筑。

混凝土振捣密实后，表面应用木抹子搓平。

混凝土的养护：混凝土浇筑完毕后应在12h内加以覆盖和浇水，浇水次数应能保持混凝土有足够的润湿状态，养护期一般不少于14昼夜。 六、安全措施

基坑土方开挖后，及时进行防护，并做24小时检测。

基坑边设置防护栏杆，并刷醒目的红白相间的颜色，以示警示。 施工机具、设备等使用前必须认真检查。严禁带病作业和超负荷作业。 施工机具挂操作牌，并按操作规范由专人操作。

起重设备根据其性能设置限量和限位装置，严禁超载运作。

搞好安全用电。施工用的电缆必须绝缘良好，穿越道路要采取保护措施。

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对施工用电情况要经常检查、维护，发现问题要及时处理。

塔吊基础浇筑完后，应做好成品保护，在混凝土强度达到100%才可进行塔吊安装使用。 七、附图

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