TC5610塔吊基礎設計施工組織設計與對策

1、目錄第一節(jié)工程概況2一、基本概況2二、塔吊技術指標3三、塔吊基礎基本情況4四、地質堪探報告4第二節(jié)塔吊基礎設計計算書10一、塔吊的計算說明10二、塔吊的基本參數信息11三、塔吊單樁基礎計算書12四、矩形承臺截面主筋的計算14五、矩形承臺斜截面抗剪切計算15第三節(jié)塔吊樁豎向極限承載力驗算16一、樁基豎向承載力計算16二、樁基礎抗拔驗算17三、樁配筋計算18第四節(jié)、塔吊防雷施工要求19第五節(jié)、塔吊施工質量要求19第六節(jié)、附錄：20專業(yè)資料TC5610 型塔吊基礎設計方案第一節(jié)工程概況一、基本概況工程名稱：江安縣江安鎮(zhèn)南屏西區(qū)城中村改造工程工程地點：市江安縣南屏片區(qū)華夏路東側建設單位：江安縣財信建設

2、有限公司設計單位：省建筑科學研究院監(jiān)理單位：總包單位：黃金建設（集團）有限公司本工程總建筑面積： 95809.96m 2 ，容積率2.94 。其 中地上79563.27m 2，地下 16249.69m 2。由 5 棟高層住宅（ 3 棟 18 層， 2 棟25 層）、臨街 2 層商業(yè)用房和附屬一層地下室組成。建筑層數分別為：序號樓號地下 / 地上層建筑面積總高度（ m ）±0.000數（m2 ）11# 樓1/25 層16085.1580.30277.822# 樓1/25 層16120.6880.30280.333# 樓1/18 層13070.1559.30280.344# 樓1/18

3、層12039.3359.30277.855# 樓1/18 層13070.1559.30277.861# 商鋪地上2層1415.27.45276.4專業(yè)資料72# 商鋪地上 2層1832.627.45275.583# 商鋪地上 2層1063.847.45276.794# 商鋪地上 2層788.127.45279.0105# 商鋪地上 2層834.037.45280.5116# 商鋪地上 2層893.047.45282.6127# 商鋪地上 2層1415.227.45284.613地下車庫地下 1層16249.695.4280.3主樓建筑層高均為 3 米，建筑結構為框剪結構，計劃開工日期 2016

4、 年 8 月 10 日，計劃竣工日期 2018 年 8 月 9 日，總工期 730 天。其中 5 棟高層住宅各設置一臺塔吊， 1# 、2# 、3# 、5# 樓塔吊為 TC5610 ，4# 樓設置一臺 TC5010 塔吊。 1# 、4# 、5# 樓為天然地基承臺塔吊基礎， 2# 、3# 樓為樁基礎承臺塔吊基礎。二、塔吊技術指標本案塔吊主要為中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司生產QTZ80(TC5610-6) 和 QTZ63(TC5010-4) 塔吊。主要技術指標如下：序號技術指標技術數據（ QTZ80）技術數據（ QTZ63）1總功率32.8KW21.1KW2工作幅度56m50m3起升速度80m/mi

5、n65m/min4塔吊最大起重量6t4t5最大幅度起重量1.0t1.0t6起重力矩80KN/m63KN/m7回轉速度0.65 轉0.6 轉專業(yè)資料8塔吊最大獨立高度40.5m29.3m9塔吊附著高度220m.5m10標準節(jié)寬度1.60m1.30m11變幅速度25-50m/min20-40m/min12傾覆力矩1552KN/mKN/m其他技術參數祥見塔吊使用說明書。三、塔吊基礎基本情況1# 樓塔吊為 QTZ80(5610) ，其基礎尺寸為 5000 ×5000 ×1000 ，4、 5# 樓為 QTZ63(5010) 塔吊，基礎尺寸為 4400 ×4300 ×

6、;1000 ，基礎混凝土等級為 C35 。采用承臺基礎的形式作為塔吊的承重構件，地基為天然地基地基持力層為中風化泥巖，其承載力特征值fak 為 700kPa ，滿足起重機基礎承載力要求。該塔吊基礎按塔式起重機使用說明書施工。2、3# 塔吊為 QTZ80(5610) ，其基礎尺寸為 5000 ×5000 ×1000 ，該部位基礎標高土質較差，不能滿足本塔吊基礎持力層要求，故采用四樁承臺基礎的形式作為塔吊的承重構件，基礎混凝土等級為C35 。承臺基礎下澆注100 厚 C15 砼墊層。根據地基條件，塔吊基礎采用四樁承臺，樁基采用人工挖孔樁，孔樁形式為A，工程樁樁長 813m ，樁

7、徑為 800，主筋 914 ，砼標號為 C25 ，箍筋為8100/200 。四、地質堪探報告（一）工程地質本工程根據省建筑科學研究院提供的巖土工程勘察報告（工程編號：2013-001 ）進行施工。專業(yè)資料1、場地位置該建筑場地位于市江安縣，繞城公路北側，有公路直達場地，交通方便。2、地形地貌根據現(xiàn)場踏勘及勘探鉆孔現(xiàn)場鑒別，結合區(qū)域地質資料，建筑場地屬低山丘陵地帶。場地四周地形開闊，原為農用耕地及民房，地面起伏較大。地面高程（以地勘報告孔口標高為準）275.78293.78m ，高差 18.0m 。地表呈南低北高。根據場地現(xiàn)場踏勘及勘探鉆孔揭露，場地未發(fā)現(xiàn)不良地質作用，勘探鉆孔中未發(fā)現(xiàn)對工程有不

8、利影響的埋藏物。場地整體穩(wěn)定。3、氣候場地所處地區(qū)屬亞熱帶濕潤季風氣候，低丘、河谷兼有南亞熱帶的氣候屬性。具氣候溫和、熱量豐足、雨量充沛、光照適 宜、無霜期長、冬暖春早、四季分明的特點。年平均氣溫 18左右，年平均降水量 1,050-1,618mm ，510 月為雨季，降水量占全年的 81.7% ，主汛期為 79 月，降雨量更集中，占全年總降雨量的 51%。年平均日照數為 10001130 小時，無霜期 334360 天。年平均風速僅為 1.23m/s ，多為西北風和 東北風，靜風頻率較大，高達 3453% ，風速小。（二）、地層巖性及地質構造1、地層巖性勘探點深度圍地層自上而下依次為：第四系

9、全新統(tǒng)人工填土Q4ml 、第四系坡殘積粉質粘土Q4dl+el及三疊系飛仙關組（ T1f3）泥專業(yè)資料巖及粉砂巖。各地基土的分布情況詳見下表。地層土名層厚（ m ）分布特代號征耕土0.21.2普遍分布Q 4ml1.022.3素填土普遍分布dl粉質粘0.52.9較普遍分Q 4土 1布+el粉質粘較普遍分1.47.7土 2布較連續(xù)分泥巖未揭穿布T1f 3粉砂未揭穿局部分布巖2、地質構造巖性描述褐灰色，松散，稍濕，以粘性土為主，含植物根莖及粉砂巖風化碎塊。雜色，松散，稍濕。以粘性土、粉砂巖碎塊為主，其上部含植物根，部分地段為耕土。根據訪問調查，該層回填時間約為12 年?；靥詈穸容^大地段主要分布于場地南

10、側2、 3、 9、 10 、11 號樓地段。褐灰色，可塑。含鐵錳質結核，光澤反應稍有光滑，無搖振反應。褐灰色，軟塑。含鐵錳質結核，光澤反應稍有光滑，無搖振反應。紫紅、棕紅色，以粘粒顆粒為主，泥質結構。分為強風化及中風化泥巖。強風化泥巖結構大部分破壞，礦物色澤明顯變化， 風化裂隙發(fā)育， 巖芯呈短柱 碎塊狀，遇水易于軟化， 厚度 0.53.4m ，RQD 約為 30 40% 。中風化泥巖結構部分破壞，礦物色澤有變化，風化裂隙較發(fā)育，裂面一般較光滑，巖芯呈短柱 柱狀，結構少部分破壞，礦物色澤有一定變化，浸水后較易于軟化， RQD 約為 65 75% ，巖體基本質量等級IV 類，屬軟巖。該層未揭穿。場

11、地附近測得產狀NE77 °29°。棕紅色，粉砂質結構。分為強風化及中風化粉砂巖，局部分布。強風化粉砂巖風化裂隙發(fā)育，巖芯破碎，呈短柱 碎塊狀，厚度 0.63.5m ，RQD 約為 3040% 。中風化粉砂巖結構部分破壞，鉆進困難，巖芯完整，呈短柱 柱狀， RQD 約為 7085% ，巖體基本質量等級 IV 類，屬較軟巖。 。查綜合水文地質圖（幅，比例尺1：200000 ），場地上部為一套第四系坡殘積層，下伏三疊系飛仙關組下統(tǒng)（T1f3）泥巖及粉砂巖。 該區(qū)地表褶皺平緩，兩翼多不對稱，地表斷裂不發(fā)育，除納溪背斜南翼有一派生縱斷層外，未見斷裂蹤跡。區(qū)主要褶皺構造有納溪背斜、納溪

12、斷層、江安 -合江大斷裂、 -合江隱伏背斜，簡述如下：納溪背斜：位于納溪縣龍車一帶，核部由下沙溪廟組構成，兩翼不對稱，地層為上沙溪廟組，北翼緩，傾角7-15 °，南翼陡，傾角專業(yè)資料10-47 °。納溪斷層：位于納溪背斜南翼、為該背斜上的二次縱構造。走向近東西，傾向南，傾角52 °。江安 -合江大斷裂：西起江安，順長江河道經，東抵合江，走向近東西，地表無直接露頭，為推測隱伏大斷裂。-合江隱伏背斜：西起以西，中經江安、納溪，東至合江。以經過這一線的北東向褶皺均增強形成高點，并呈東西向排列為表征。區(qū)新構造運動較微弱，場地附近測得產狀NE77 ° 29

13、6;，褶皺斷裂不發(fā)育；地震活動微弱，為構造穩(wěn)定場地。（三）、地基土的物理力學性質1、土工試驗在粉質粘土、泥巖、粉砂巖層中取樣做土工試驗，試驗結果見土工試驗報告，根據土工試驗報告，粉質粘土壓縮系數0.260.45 ，屬中壓縮性土。土工試驗成果統(tǒng)計表土指標含水量密度孔隙比壓縮模量聚力 C摩擦角p 0名統(tǒng)計值WO（%）3e 0（kpa ）（ 0）（g/cm）ES（ Mpa）頻數777777最小值22.619.60.6735.522.114.7粉質最大值26.019.90.7496.638.617.124.219.80.7156.030.116粘土平均值 1標準差1.110.10.030.435.60

14、.89變異系數0.0.0050.0.07201860.標準值2615.3粉質頻數666666粘土最小值28.5190.8074.27.411.8專業(yè)資料 2最大值31.919.30.8805.316.614.3平均值30.319.20.8534.713.712.9標準差1.140.10.020.373.420.89變異系數0.0380.0050.0.080.2510.069標準值4.310.812.2巖石試驗成果統(tǒng)計表地基土項目頻數圍值平均值標準差變異系數名稱（個）天然含水量 w0(%)46.237.16.80.40.6強風化24.124.泥巖天然密度（ g/cm3）424.20.050.00

15、22天然抗壓強度 （MPa ）42.43.83.10.60.196天然含水量 w0(%)92.23.812.90.60.208中風化天然密度（ g/cm3）924.624.24.70.090.0048泥巖天然抗壓強度 （MPa ）97.010.88.71.330.153天然含水量 w0(%)34.326.05.40.970.1786強風化23.623.粉砂巖天然密度（ g/cm3）323.70.120.0058天然抗壓強度 （MPa ）33.34.03.60.360.1天然含水量 w0(%)61.062.81.90.760.3926中風化天然密度（ g/cm3）624.825.24.90.08

16、0.003粉砂巖018.620.修正標準值系數0.7762.40.8387.3天然抗壓強度 （MPa ） 619.90.910.0.93618.67（四）、 場地水文地質條件1、地下水類型及含水層場地地下水類型主要為2 種：一是上層滯水，主要埋藏于填土中和粉質粘土裂隙中，其在場地分布不均，水量一般不大，水位水量主要受大氣降水影響。由大氣降水、地表水下滲補給。另外一種為基巖專業(yè)資料裂隙水，主要接受大氣降水、地表水和遠程徑流補給，水量主要受裂隙發(fā)育程度和裂隙貫通程度影響，水位不穩(wěn)定，水量一般不大。粉質粘土層為微透水層，其滲透系數K 可按 2×10-5 cm/s 選用。2、地下水水位擬建場

17、地勘察期間屬豐水期，經現(xiàn)場量測，場地部分鉆孔有上層滯水分布，水位埋深為1.47.7m ，水位標高隨地形而變化。未測得基巖裂隙水，上層滯水水位受降雨影響顯著。3、 地基土及持力層根據室土工試驗成果，結合現(xiàn)場鉆探、原位試驗及當地建筑經驗，地基土層的埋藏分布特征等情況，綜合分析得出場地地基土的主要物理力學性質指標建議值如下表。地基土的物理力學指標建議值表巖土名稱素填土粉質粘土粉質粘土強風化泥巖中風化泥巖強風化粉砂巖中風化粉砂巖重 度壓縮 ( 變形 )模量粘聚力 C摩擦角承載力特征值基床反力系數3Es(E0)(MPa)(kPa)ofak (kPa)K（ Mn/m3 (kN/m )()）19.02.01

18、01280/119.86.0301614018219.34.013121001524.215.050152002024.7150307004023.720.0603502524.920080050地基土評價如下：1）耕土、素填土：結構松散，分布不均，力學強度低，不能作擬建物地基持力層。2）粉質粘土 1、 2：力學強度較低，較普遍分布，不宜直接作擬建物地基持力層。3）泥巖：分為強風化、中風化泥巖，承載能力較高，分布連續(xù)，專業(yè)資料可作為擬建物地基持力層。中風化泥巖可作挖孔樁（墩）樁端持力層。4）粉砂巖：分為強風化、中風化粉砂巖，承載能力較高，分布連續(xù)，但埋深大。中風化粉砂巖可作挖孔樁（墩）樁端持力

19、層。（五）、地基基礎方案（1）1、4、5 號樓（ 18、25F，地下車庫 -1F）：根據工程地質剖面圖，基底標高為272.40m ，該高程位置分布中風化泥巖層。建議清除建基高程以上土層后，以中風化泥巖做地基持力層，采用獨立基礎或筏板基礎。（2）2、3 號樓（18、25F，地下車庫 -1F）：設計± 0.00=280.30m ，車庫高度 5.4m ，基底標高 274.90m ，該建基高程處分布素填土、 粉質粘土、強風化泥巖層，局部為中風化泥巖層，基巖頂板以上土層最大厚度 10.10m 。建議開挖至高程后，采用樁基礎，樁端持力層為中風化泥巖及中風化粉砂巖。第二節(jié)塔吊基礎設計計算書一、塔吊

20、的計算說明1、根據本工程的建筑情況，擬搭設QTZ80（5610 ）塔吊，塔吊安裝高度為92m ，塔吊最大起重6t ，此型號的塔吊自由安裝高度達40.5米，所以本工程考慮使用附墻。2、建筑物的總高度為 59.3 、 80.3 米，塔吊基礎面標高與地下室底板墊層標高平齊，為 -5.75 ，塔吊安裝高度為 69 、90 米。塔吊平面布置見平面布置圖，本次取 2# 樓塔吊基礎 90 米計算。3、因本工程的地基條件很差，不考慮承臺效應。4、2# 塔吊樁基礎承載力計算依據為江安縣南屏片區(qū)第一安置點專業(yè)資料巖土工程勘察報告中的11 、14、90# 勘察點， 3# 塔吊樁基礎承載力計算依據為22、24# 勘察

21、點，本方案主要是計算2# 塔吊、 3# 塔吊基礎承載力，驗算各種技術參數，使之滿足工程施工的需要。5、基礎受力要求（獨立塔） （設計值）載 荷基礎承載工況FhFVMT工作狀況18.3511.21335269.3非工作狀況73.9464.115520Fh 基礎所受水平力 kNFV 垂直力 kNM 傾覆力矩 kN·mT 扭矩 kN ·m6、塔吊傾覆驗算按工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)驗算二、塔吊的基本參數信息塔吊型號 : TC5610塔吊起升高度 H=90.0m ，塔吊傾覆力矩設計值M=1552 kN· m，塔身寬度 B=1.60m ，基礎以上土的厚度D=0m ，基礎承臺寬度B

22、c=5.00m ，基礎承臺厚度 Hc=1.00m ，承臺鋼筋級別 : HPB335，承臺箍筋間距 S=.000mm ，承臺砼的保護層厚度 =50mm ，基礎承臺混凝土強度等級：C35 。樁直徑或者方樁邊長=800mm樁間距 a=3.0m ，塔機自重：45.6t（配重 14.6t ）專業(yè)資料三、塔吊單樁基礎計算書（一）、塔吊基礎承臺頂面的豎向力和彎矩計算作用于樁基承臺頂面的豎向力F=511.2kN ， 90 米高度時塔吊重量為1050 kN 。塔吊的傾覆力矩M=1552N 。（二）、矩形承臺彎矩及單樁樁頂豎向力的計算圖中 x 軸的方向是隨機變化的，設計計算時應按照傾覆力矩M 最不利方向進行驗算。

23、1. 樁頂豎向力的計算依據建筑樁基技術規(guī) JGJ94-2008 的第條。取最不利情況計算：專業(yè)資料其中n 單樁個數， n=4 ；F作用于樁基承臺頂面的豎向力設計值，F(xiàn)=1050kN ；G 樁基承臺的自重G=1.2 ×（ 25 ×Bc ×Bc ×Hc+20 ×Bc ×Bc ×D)=1.2 ×(25 ×5.00 ×5.00 ×1+20 ×5.00 ×5.00 ×0)= 750kN ；Mx,My 承臺底面的彎矩設計值，取1552kN.m ；xi,yi 單樁相對承

24、臺中心軸的 XY 方向距離 a /20.5=2.12 ；Ni 單樁樁頂豎向力設計值 (kN) ；經計算得到單樁樁頂豎向力設計值為：最大壓力： Ni =(1050+750)/4+15522×2.12/(2 ×2.12 )=815.87kN 。最小壓力： Ni =(1050+750)/4-15522×2.12/(2 ×2.12 )=84.13kN 。四樁均受壓力，進行下一步的驗算。2. 矩形承臺彎矩的計算依據建筑樁基礎技術規(guī)JGJ94-2008 的第條其中 M x1 ,M y1 計算截面處 XY 方向的彎矩設計值 (kN.m) ；xi,y i 垂直 Y 軸和

25、 X 軸方向自樁軸線到計算截面的距離，取 a/2-B/2=3.0/2-1.6/2=0.7m；Ni1扣除承臺自重的單樁樁頂豎向力設計值(kN) ，N i1=N i-G/n=815.87-750/4=628.37kN/m 2；經過計算得到彎矩設計值：專業(yè)資料Mx1=My1=2 ×628.37 ×。四、矩形承臺截面主筋的計算依據混凝土結構設計規(guī) (GB50010-2010) 第 6.2 條受彎構件承載力計算。式中，l系數， 當混凝土強度不超過 C50 時， 1 取為 1.0, 當混凝土強度等級為 C80 時，1 取為 0.94, 期間按線性插法得 1.00 ；fc 混凝土抗壓強度

26、設計值查表得16.7N/mm2；ho 承臺的計算高度Hc -100.00=900.00mm；fy 鋼筋受拉強度設計值，fy =300.00N/mm2 ；經過計算得：s=879.718 × 106/(1.00×16.7 × 5000.00×900.00 2 )=0.013 ； =1-(1- 2×0.013) 0.5 =0.013 ； =1-0.013/2=0.9935；sA sx =A sy =879.718 × 106 /(0.9935 ×900.00 ×300.00)=3279.53mm2 。根據混凝土結構設計規(guī)

27、(GB50010-2010) 第 8.5 條受彎構件最小配筋率為 0.2 和 45ft/fy =45 ×1.67/300=0.2505中的較大值，取0.2505最小受力鋼筋面積為： 0.2505 ×900 ×5000/100=11272.5mm2單層鋼筋為 11272.5/2=5636.25>3279.53 mm2專業(yè)資料本基礎選用： HRB335 鋼筋，規(guī)格： 25，雙層雙向，上下層縱橫向各24 根。單向鋼筋面積： 24 條× 3.14 ×12.5 2mm 2 / 條=11812.5mm 2滿足要求。五、矩形承臺斜截面抗剪切計算依據建筑

28、樁基技術規(guī) (JGJ94-2008) 的第條和第條。根據第二步的計算方案可以得到 XY 方向樁對矩形承臺的最大剪切力,考慮對稱性，記為 V=932.22 ，我們考慮承臺配置箍筋的情況，斜截面受剪承載力滿足下面公式：其中， b o 承臺計算截面處的計算寬度，b o =5000mm ；h o 承臺計算截面處的計算高度，h o =900mm ；計算截面的剪跨比， =a /h ，=a /h ，xxoyyo此處， a x，a y 為柱邊（墻邊）或承臺變階處至x, y 方向計算一排樁的樁邊的水平距離，得 (Bc /2-B/2)-(B c /2-a/2)=a/2-B/2=700.00mm，當 <025

29、. 時，取 =025.；當 3時,取 =3 ，滿足 0.25-3.0 圍。得 =078.； 受剪切承載力截面高度影響系數,當 h <800mm時，取hsoh =800mm ，當 h >2000mm時，取 h =2000mm ，得 =0.971 ；ooohsft C35 混凝土軸心抗壓強度設計值，fc =16.7N/mm2 ；承臺剪切系數，=1.75/ （0.78+1 ）=0.983則， 0.971 ×0.983 ×16.7 ×5000 ×900=7173.015KN專業(yè)資料1.2 ×815.87=979.044經過計算承臺已滿足抗剪

30、要求，只需構造配箍筋！第三節(jié)塔吊樁豎向極限承載力驗算本工程采 用人工挖孔樁，塔 吊樁基設計長度 10-12m, 直徑 D=800mm ，混泥土強度 C25 ，縱筋主筋采用工程樁配筋 914 ，箍筋為螺旋箍8200，樁頂 4000 圍8a 100，加勁鋼筋 12a 2000 。樁端錨入持力層 800mm ，持力層為中風化泥巖，樁底擴大頭為 1200mm,鍋底為 100mm.一、樁基豎向承載力計算樁承載力計算依據建筑樁技術規(guī) （JGJ94-2008 ）的第條樁的軸向壓力設計值，取其中最大值N=815.87kN ；建筑樁技術規(guī)（JGJ94-2008 ）的第條單樁豎向極限承載力標準值公式：各土層厚度及阻力標準值如下表:指標土厚度人工挖孔樁極限側阻力標人工挖孔樁極限端阻地層名稱準值 q sik(kPa)力標準值 q pk (kPa)專業(yè)資料素填土粉質粘土粉質粘土強風化泥巖12425/365/250/100/強風化粉砂巖110/中等風化泥巖1303500中風化粉砂巖1604500本工程 u=2.512,A P=1.13 。土側阻力標準值不予考慮，只考慮樁端承載力。持力層放在中風化泥巖之上：單樁豎向承載力驗算：Q UK =uq sia li+q pa Ap= 2