QTZ63塔吊基础设计方案

QTZ63塔吊基础设计方案

一、方案编制依据

　　参数信息

　　塔吊型号: 我公司生产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=630.00kN.m,塔吊起重高度H=55.00m,塔身宽度 B=2.5m 混凝土强度:C25,钢筋级别:Ⅱ级,承台长度Lc或宽度Bc=4.50m 桩直径或方桩边长 d=0.50m,桩间距a=3.50m,承台厚度Hc=1.40m 基础埋深D=1.50m,承台箍筋间距S=200mm,保护层厚度:50mm

　　1、XX 勘察设计有限公司堪察的《岩土工程堪察报告》。
　　2、我司为本设计所进行的现场堪察。
　　3、《建筑施工手册》（第四版）。
　　4、佛山市南海高达建筑机械有限公司 QTZ63塔吊使用说明书。

二、塔吊布置

　　根据总体施工部署和施工现场总平面布置规划，本 1#塔吊设置在银辉酒店主楼5 轴交D-E 轴处。

三、塔吊基础的确定

　　本1#塔吊拟选用4500×4500×1400 的塔吊基础，塔吊的自由高故为55m，根据塔吊说明书所提供的数据显示需要的地基承载力设计值为20t/m 2 。塔吊基础持力层地基拟采用桩基础，桩基选用型号用相同桩径的4 根￠400 预应力管桩，单桩承载力为1200KN，桩基础承台尺寸为4500×4500×1400。

四、桩基设计

1、承台尺寸 1#塔吊承台尺寸为4500×4500×1400。
2、桩基承台混凝土等级 C25，钢筋选用Ⅱ级，fy=310N/mm 2 ，具体配筋与塔吊说明书相同。
3、桩基承台构造要求：承台最小宽度不应小于 500m，承台边缘  至桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长，且边缘挑出部分不应小于 150mm（详见建筑桩基技术规范 JGJ94-94）。本 1#塔吊布置如附图

五、桩基承载力验算

(一). 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算

1. 塔吊自重(包括压重)F1=450.80kN
2. 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN 作用于桩基承台顶面的竖向力 F=1.2×(F1+F2)=612.96kN 塔吊的倾覆力矩 M=1.4×630.00=882.00kN.m

(二). 矩形承台弯矩的计算

计算简图：图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。

1. 桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94 的第5.1.1条) 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，F=1.2× 510.80=612.96kN； G——桩基承台的自重，G=1.2×（25.0×Bc×Bc×Hc+20.0 ×Bc×Bc×D)=1579.50kN； 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XY方向距离(m)； Ni——单桩桩顶竖向力设计值(kN)。 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值: 最大压力： N=(612.96+1579.50)/4+882.00×(3.50×1.414/2)/[2× (3.50×1.414/2) 2 ]=726.33kN  没有抗拔力!

2. 矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94 的第5.6.1条) 其中 Mx1,My1——计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi——单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)； Ni1——扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)， Ni1=Ni-G/n。 经过计算得到弯矩设计值： N=(612.96+1579.50)/4+882.00×(3.50/2)/[4× (3.50/2) 2 ]=674.12kN Mx1=My1=2×(674.12-1579.50/4)× (1.75-1.25)=279.24kN.m

(三). 矩形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。 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。 fy——钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm 2 。 经过计算得 s=279.24×10 6 /(1.00×11.90×4500.00× 1350.00 2 )=0.003 =1-(1-2×0.003) 0.5 =0.003 s=1-0.003/2=0.999 Asx= Asy=279.24×10 6 /(0.999×1350.00× 300.00)=690.47mm 2 。

(四). 矩形承台截面抗剪切计算

　　依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11 条。 根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性， 记为V=726.33kN我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式： 其中 0——建筑桩基重要性系数，取1.0； ——剪切系数, =0.20； fc——混凝土轴心抗压强度设计值，fc=11.90N/mm 2 ；  b0——承台计算截面处的计算宽度，b0=4500mm； h0——承台计算截面处的计算高度，h0=1350mm； fy——钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm 2 ； S——箍筋的间距，S=200mm。 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!

(五).桩承载力验算

　　桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1 条 根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=726.33kN 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中 0——建筑桩基重要性系数，取1.0； fc——混凝土轴心抗压强度设计值，fc=11.90N/mm 2 ； A——桩的截面面积，A=0.126m 2 。 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋!

(六).桩竖向极限承载力验算及桩长计算

　　桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第 5.2.2-3条 根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=726.33kN 桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：  最大压力: 其中 R——最大极限承载力；Qsk——单桩总极限侧阻力标准值: Qpk——单桩总极限端阻力标准值: Qck——相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值: qck——承台底1/2承台宽度深度范围(≤5m)内地基土极限阻力标准值； s, p——分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数； c——承台底土阻力群桩效应系数；按下式取值： s, p, c——分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数； qsk——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值； qpk——极限端阻力标准值，按下表取值； u——桩身的周长，u=1.571m； Ap——桩端面积,取Ap=0.13m 2 ；  li——第i层土层的厚度,取值如下表； 厚度及侧阻力标准值表如下: 序号 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称 1 12.32 20 800 粉土或砂土 2 10.75 45 1500 粘性土 由于桩的入土深度为22m,所以桩端是在第2层土层。 最大压力验算: R=1.57×(12.32×20×1+9.68×45×1)/1.65+1.06× 1500.00×0.13/1.65+0.38×531.56/1.70=888.50kN 上式计算的R的值大于最大压力726.33kN,所以满足要求!