某高層塔吊基礎(chǔ)方案

1、某高層工程塔吊選用方案根據(jù)B標(biāo)段工程特點(diǎn)，在該工程的垂直運(yùn)輸機(jī)械的選用上，我公司優(yōu)先考慮了采用由建設(shè)部長沙建設(shè)機(jī)械研究院設(shè)計(jì)的QTZ63（5013）型與南京第一建筑機(jī)械廠生產(chǎn)的QTZ60A型兩種新型自升附著式建筑塔式起重機(jī)。QTZ63（5013）型與QTZ60A型起重機(jī)均為水平臂架，小車變幅，上回轉(zhuǎn)自升式多用途塔式起重機(jī)。其中QTZ63（5013）型臂長為50M，最大起重量為6噸,自重62T（100M）；QTZ60A型臂長為45M，最大起重量為6噸，自重53.8T(100M)。此兩款機(jī)械主要的共同特點(diǎn)如下：1、上部采用液壓自頂升，利用自身進(jìn)行增加或減少塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，使建筑物能隨建筑物高度遞增而升

2、高，同時塔機(jī)的起重能力不會因塔機(jī)的升高而降低。2、工作速度高，調(diào)速性能好，工作平穩(wěn)，效率高。起升機(jī)構(gòu)采用帶制動的三速電機(jī)和單速比減速箱，實(shí)現(xiàn)重載低速，輕載高速。（其中QTZ63(5013)型最高速度80m/min，QTZ60A型最高速度75m/min。）小車牽引機(jī)構(gòu)在水平臂上變幅，具有良好的安裝就位性能。回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用減速機(jī)械，配置液力偶合器，承載能力高，起、制動平穩(wěn)，工作可靠。3、工作范圍廣、方式多、適用對象廣，安全可靠。通過增加輔助裝置，塔機(jī)可附著與建筑物上，以滿足高層建筑施工的需求。（其中QTZ63(5013)型附著高度140M，QTZ60A型附著高度100M。）1、02幢QTZ63(50

3、13)型塔式起重機(jī)的布置:1>根據(jù)塔吊的安裝要求,結(jié)合基坑支護(hù)、地質(zhì)勘探的結(jié)果，擬將QTZ63(5013)型塔式起重機(jī)的固定砼基礎(chǔ)布置于02幢H軸外側(cè)，02-28軸與02-32軸之間,塔吊鋼筋混凝土基礎(chǔ)底面埋深-4.5M（相對標(biāo)高）。2>根據(jù)使用手冊的要求，QTZ63(5013)塔式起重機(jī)的固定式混凝土基礎(chǔ)為鋼筋混凝土基礎(chǔ)5000×5000×1300(基礎(chǔ)長度×寬度×高度) ,混凝土標(biāo)號C30，基礎(chǔ)的承拉能力0.2MPa，基礎(chǔ)總重量80噸；混凝土基礎(chǔ)地面的承壓能力0.2MPa，且要求基礎(chǔ)表面平整，確保塔身安裝后的垂直度。3>根據(jù)地質(zhì)勘察

4、報告的結(jié)果，擬定布置塔式起重機(jī)部位的土層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，且該土層分布較厚，綜合特征值僅有55Kpa。其土層的綜合特征值不符合該設(shè)備基礎(chǔ)承壓能力0.2Mpa(200Kpa)的要求。根據(jù)地質(zhì)勘探的結(jié)果，該地基土層的綜合特征比較弱，而且基礎(chǔ)下存在的較厚軟弱土層中，無較硬的土層作為持力層。故根據(jù)地質(zhì)勘探結(jié)果及從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的角度，選用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁，樁端進(jìn)入2-5層土，為摩擦型樁，即樁在極限荷載的作用下，樁頂?shù)暮奢d由樁側(cè)的阻力承受。針對02#幢工程塔基所處位置的土質(zhì)對應(yīng)的土孔JC30的有關(guān)數(shù)據(jù)整理如下: 代 表土 層土層厚度（M）土層綜合特征值(Kpa)灌注樁側(cè)壁阻力極限標(biāo)準(zhǔn)值(Kpa) 注:已

5、乘系數(shù)22-2淤泥粉質(zhì)粘土1.2855182-3淤泥粉質(zhì)粘土7.865202-4淤泥粉質(zhì)粘土10.575262-5淤泥粉質(zhì)粘土夾粉土23.59530塔吊基礎(chǔ)選用700鉆孔灌注樁。有效樁長30.0m，樁身混凝土強(qiáng)度C30，樁頂標(biāo)高-4.4M（相對標(biāo)高），n=4。根據(jù)混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范：混凝土：fc=14.3N/mm²，ft=1.43N/mm²，fck=20.1N/mm²,樁心距Sa=2.2m。級鋼筋：HRB335，fy=300N/mm²。承臺: 3600 ×3600×1350；埋置深度-4.5m（承臺底面標(biāo)高）。塔吊自重：683.9KN（H

6、=112M）；最大吊重：60KN ；抗傾覆力矩：1651KN·M；水平載荷：Fv=76KN。<一>、樁基礎(chǔ)計(jì)算。單樁軸心豎向承載力計(jì)算根據(jù)作用于復(fù)合樁基上的水平荷載Fv=76KN，則相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，作用于任一單樁的水平荷載Hik=Hk/n=76/4=16KN。則arctanHik/G=1.34°< 5°。故根據(jù)JGJ94-94的規(guī)定，樁頂?shù)暮奢d由樁側(cè)的阻力承受，不考慮水平荷載的影響。根據(jù)擬定的塔吊布置方案，復(fù)合樁基豎向承載力設(shè)計(jì)值R 計(jì)算表達(dá)式為：R=sQsk/s +pQpk/p +cQck/c因根據(jù)樁的類型，無需考慮樁端阻力與地基阻力

7、，故R=sQsk/s。根據(jù)前述擬定方案：Bc/L=3.6/30.0=0.12 Sa/d=2200/700=3.143 查表得：s=0.9 s= 1.67Qsk=qsik·li=3.14×0.7×（1.28×18+7.8×20+10.5×26+10.42×30）=1680.68KNR=sQsk/s =0.9×1680.68/1.67=905.39KN承臺重量:Gk=1.2×25×3.6×3.6×1.35=524.88KN塔吊重量:Fk=1.2×(683.9+60)=8

8、92.68KN Qk=(Fk+Gk)/n=(892.68+524.88)/4=354.39故單樁軸心豎向作用力小于單樁軸心豎向承載力，Qk<R， 滿足要求。驗(yàn)算樁基礎(chǔ)中各樁荷載承臺底面的彎矩Mx=My。Mx=My=M+H·D=1651+1.35×16=1672.6KN·M邊樁所受最大荷載為：Nimax=(F+G)/n+M·xi/xi²=(892.68+524.88)/4+(1672.6×1.1)/(4×1.1²)=734.53KN0=1.0 0 Nimax=1.0×734.53=734.53KN1.

9、2R=1.2×905.39=1086.47KN0 Nimax1.2R；滿足要求。樁基的混凝土與配筋計(jì)算根據(jù)鋼筋的最小配筋率：Ag=·A=0.8%×3.14×3502=2501.49采用級HRB335（20MnSi）18 ， Sn=254.47mm2 ng= Ag/Sn=2501.49/254.47=9.8310根，鋼筋通長配置，8200螺旋箍筋。樁身的允許承載力(k值取1.55):R=1/k (fcA+ f´yA´s)=(1/1.55)×(14.3×3.14×700²/4+300×10

10、×254.47)=4041.23KN>905.39KN(單樁軸心承載力) (可行)<二>、承臺計(jì)算。承臺: 3600 ×3600×1350；埋置深度-4.5m(相對承臺底標(biāo)高)；有效高度ho=1200。樁采用對稱布置，n=4，xa=ya=0.5根據(jù)混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范，查得:砼C30，fck=20.1N/mm2，ftk=2.01N/mm2，fc=14.3N/mm2，ft=1.431N/mm2，級鋼筋HRB335，fy= f´y =300N/mm²。單樁的最大沖切反力:V=Nimax-G/n=734.53-(1.2×25&#

11、215;3.6×3.6×1.35)/4=209.66KN根據(jù)樁基平面布置及承臺設(shè)計(jì)與設(shè)備安裝后樁的受力情況分析，承臺下每根樁都在沖切破壞的錐體范圍內(nèi)，因此，根據(jù)規(guī)定，可以不進(jìn)行沖切驗(yàn)算。承臺受剪計(jì)算：0=1.0；=0.2(剪跨比<0.3)；k=1.50=1.0 0V=2Vk=2×209.66KN×1.5=628.98 KN。fcboho=0.2×14.3×3600×1200=1235.52 KN有0V<fcboho，符合規(guī)定要求。 承臺的混凝土與配筋計(jì)算:單樁軸心豎向作用力Qk=(Fk+Gk)/n=(892.68

12、+524.88)/4=354.39 KNMx=My=XiYiQki=2×0.5×354.39×1.2=425.27KN則根據(jù)配筋要求Ag=KMy/(0.9 hof´y)=1.75×425.27/(0.9×1200×300)=22972結(jié)合廠家對塔吊基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要求，配筋為20160。 故S=22×314.15=6911.302>Ag，符合要求。由于要考慮塔吊基礎(chǔ)的對稱受力，故設(shè)置雙層雙向20160鋼筋網(wǎng)；同時，仍按照原設(shè)計(jì)設(shè)置14320間隔梅花式拉筋,將承臺的上、下層鋼筋網(wǎng)片連成整體。如果采用4根與02幢工程相

13、同的工程樁效果更好。4>該塔式起重機(jī)是附著于建筑物，為減少塔身計(jì)算長度以保持其設(shè)計(jì)的起重能力，設(shè)有五套附著裝置(附著裝置直接從廠家購買)，第一附著裝置距基礎(chǔ)面33米(擬設(shè)10層樓面處)，第二附著裝置距第一附著裝置30米(擬設(shè)20層樓面處)，第三附著裝置距第二附著裝置27米(擬設(shè)28層樓面處)，同時，結(jié)合該附著要求，應(yīng)提交設(shè)計(jì)院對建筑物附著點(diǎn)的強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，如果不滿足要求，應(yīng)對建筑物的該部位進(jìn)行加固。建筑物附著點(diǎn)受力及附著尺寸如下：建筑物附著點(diǎn)X1Y1X2Y2載荷 KN58.3241.353.0177.02、03幢QTZ60A型塔式起重機(jī)的布置:1>根據(jù)塔吊的安裝要求,結(jié)合基坑支護(hù)、

14、地質(zhì)勘探的結(jié)果，擬將QTZ60A型塔式起重機(jī)的固定砼基礎(chǔ)布置于03幢G軸外側(cè)，03-22軸與03-19軸之間。塔吊鋼筋混凝土基礎(chǔ)底面埋深與地下室底板墊層標(biāo)高相一致。具體平面布置附圖所示： 2>根據(jù)使用手冊的要求，QTZ60A塔式起重機(jī)的固定式混凝土基礎(chǔ)為鋼筋混凝土基礎(chǔ)6300×6300×1200(基礎(chǔ)長度×寬度×高度) ,混凝土標(biāo)號C25，混凝土基礎(chǔ)的地耐力8.0T/M2，且要求基礎(chǔ)表面平整，確保塔身安裝后的垂直度。固定基礎(chǔ)見附圖。3>根據(jù)地質(zhì)勘察報告的結(jié)果，擬定布置塔式起重機(jī)部位的土層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層，且該土層分布較厚，綜合特征值僅有55Kpa。其土層的綜合特征值不符合該設(shè)備基礎(chǔ)對地耐力8T/M2的要求，故需要增設(shè)樁基礎(chǔ)。根據(jù)地質(zhì)勘探的結(jié)果，該地基土層的綜合特征比較弱，從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的角度，選用鉆孔灌注樁，樁端進(jìn)入2-5層土，為摩擦型樁。塔吊基礎(chǔ)選用700鉆孔灌注樁，純摩擦樁。采用上述的方法進(jìn)行計(jì)算,同樣符合要求。4>該塔式起重機(jī)是附著于建筑物，為減少塔身計(jì)算長度以保持其設(shè)計(jì)的起重能力，設(shè)有五套附著裝置(