固定式塔式起重機基礎(chǔ)設(shè)計及計算

固定式塔式起重機樁基礎(chǔ)的設(shè)計在高層房屋建筑施工中，為解決建筑材料和物件的垂直運輸和水平運輸，固定式塔式起重機得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)《塔式起重機設(shè)計規(guī)范》GB/T13752——92第條規(guī)定：固定式塔式起重機基礎(chǔ)的設(shè)計應(yīng)滿足抗傾翻穩(wěn)定性和地基承載力的條件。塔機在獨立高度、在非工作工況受到暴風(fēng)突襲時，基礎(chǔ)所受的載荷最大，此狀態(tài)最為不利，按此狀態(tài)計算混凝土基礎(chǔ)的抗傾翻穩(wěn)定性（見下圖一）：(1)地基承載力按下列公式計算：(2)式中e——偏心距，即地面反力的合力至基礎(chǔ)中心的距離；MK——荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下作用在基礎(chǔ)頂面上的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值；FK——荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下作用在基礎(chǔ)頂面上的垂直載荷標(biāo)準(zhǔn)值；FhK——荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下作用在基礎(chǔ)頂面上的水平載荷標(biāo)準(zhǔn)值；GK——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時,混凝土基礎(chǔ)的重力標(biāo)準(zhǔn)值；Pkmax——荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓應(yīng)力；[PB]——地面許用壓應(yīng)力，由實地勘探和基礎(chǔ)處理情況確定，一般取PB=200~300KPa。按照現(xiàn)行《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007——2002,上述[PB]=1.2fa，fa為修正后的地基承載力特征值。上式（1）與抗傾翻穩(wěn)定性安全系數(shù)K=1.5是等同的，推導(dǎo)如下：抗傾翻穩(wěn)定性安全系數(shù)K=抗傾翻力矩/傾翻力矩=(對圖一中A點取矩)如果地基承載力不滿足要求，則應(yīng)對地基進(jìn)行處理，當(dāng)承載力高的土層埋置深度較淺時，可采用換填處理，當(dāng)承載力高的土層埋置深度較深時，采用樁基礎(chǔ)。下面是塔機樁基礎(chǔ)設(shè)計內(nèi)容和一個設(shè)計實例。塔機樁基礎(chǔ)及承臺（基礎(chǔ)）計算樁基豎向承載力計算應(yīng)同時滿足下列兩式：笑平均豎向力寨標(biāo)準(zhǔn)值換N嗓K子=既最大菊豎向力損標(biāo)準(zhǔn)值務(wù)N槳K揚max脖=注R旅—躺—釣單樁豎向承載憐力特征值。埋2摔樁身承載力（汽抗壓）計算埋N顏——韻相應(yīng)于罷荷載效應(yīng)場基本組合宿時嚼,朱樁頂軸向壓力穗設(shè)計值預(yù);散Ψ飲c效——男基樁成樁工藝宵系數(shù)，級對干作業(yè)非擠盾土灌注樁蠢取爆0.9喚,卡對泥漿護(hù)壁非響擠土灌注樁檢取戀0.7~0.塔8后,兄對撲混凝土纏預(yù)制樁光取差0.瀉85供；池f耽c彩——友混凝土軸心抗驗壓設(shè)計值偷;總A冤ps杜——托樁身截面面積拜。五3.閑樁基抗拔承載羽力計算費式摧中尋遣N療K親—助—綁按荷載效應(yīng)塑標(biāo)準(zhǔn)組合計算柱時的基樁拔力腸；閘λ息i謀——虧抗拔系數(shù)；雨q嗓sik殘—鏈—戀樁側(cè)表面樂第瘦i偶層土的極限側(cè)李阻力標(biāo)準(zhǔn)值；答μ砌i狠—言—辨樁周周長食；深l杏i蹄—甜—券樁身長度退；炭G褲p順—謎—府基樁自重，地勒下水位以下取款浮重力。紹4恐.多樁身承載力（式抗拔）計算煙N它—斃—槽荷載效應(yīng)基本籍組合下樁頂軸銜向拉力設(shè)計值碗；佛f勾y姨—獲—銷鋼筋抗拉強度坊設(shè)計值；沉A嗎s帖—所—怕鋼筋的截面面超積園。浮5.魚樁基水平承載辜力計算績R壁h躺—達(dá)—棗單樁水平承載濃力特征值匹；臨泳n襖—饅—全樁的根數(shù)。酬6.殘承臺受沖切承暫載力計算示7.社承臺受剪切承題載力計算行8.姓承臺受彎承載宿力計算獨二壓.癥塔機基礎(chǔ)設(shè)計撫實例始（一）設(shè)計依貓據(jù)1.塔機資料嗓根據(jù)建筑物高派度選用山東華淚夏集港團法QTZ63飽固定式塔式起體重鉤機僵,犬塔身截面主弦把桿外形尺鼓寸泡1.6獎m×聰1.6磨m渡，您獨立式起重高老度朋40艇m腔，何最大工作幅怨度替50丑m裳，最大幅度處炮額定起重扔量貴1.3浴t沒，塔機使用說五明書提供的基隨礎(chǔ)載荷表如下匯：基礎(chǔ)載荷表沈載荷缺工況衛(wèi)F訊K犧(駱KN)沿F燙hK碎（酷K喪N運）籃M李K潛（等KN爪·題m青）蝦M拆n點（哈kN漁·舒m棟）欣工作狀態(tài)尾457幕25.5驢646.4筐356.7增非工作狀態(tài)淺431踏80賺1353.6諸0寄F難K治：彎垂直載荷魯；歐F圓hK秋：孩水平載荷澆；數(shù)M撕K漆：得傾翻力矩瘦；腿M競n貞：土回轉(zhuǎn)扭矩拿2玉.旬各土層厚度及斬物理指標(biāo)（采逗用人工挖孔樁咽）見下表險序號論土層名稱辨狀態(tài)清厚度漸（寄m乳）宮土壩層地基承載給力特征值智（拍KPa毀）漸樁端柿阻力特征值認(rèn)（臉KPa敏）答1渣雜填土雁可塑敗2.0染2瓜粉質(zhì)粘土材硬塑晝2.暢5煌125逆3薯粉質(zhì)粘土澇硬文塑床~歪堅硬券2.7搏210渴4-1劫粘土作硬甜塑脖~慢堅硬爛2.8譜400桐4-2心粘土夾碎石甩硬振塑閘~適堅硬抗7.2貞45輪0儀800路5興粘土夾碎石悟7.5毀210逆（二）塔機樁腸基礎(chǔ)設(shè)獲計彎笑4戚根人工挖孔樁越，樁身直芬徑斜900龜ｍｍ竹，樁底擴大頭態(tài)直發(fā)徑炭1000統(tǒng)ｍｍ粱，樁身縱向凍采用伙9潤根２級鋼筋直劇徑帶14葛ｍｍ宵（煙A溉ｓ型=138乓7白ｍｍ魚2肆）游，沿樁周均勻子布置覽,段箍握筋桃φ日8@200,耽樁長逆9家ｍ博,擠樁端進(jìn)入持力眠層時4-誠2被層貞粘土夾碎石視0.徹9蓮ｍ慰,流基礎(chǔ)承臺尺快寸方5浪ｍ偉×鷹5嗓ｍ奏×尖1.35易ｍ洽，頂面標(biāo)陪高頂-0.550饒ｍ埋，樁中心及距秀3.2灘ｍ善，樁及承臺混咽凝土強度圍等級儲C2趣5欲。它基礎(chǔ)平面及立瘦面見下圖二、涂三。堤塔機在獨立高曾度、在非工作眼工況受到暴風(fēng)伶突襲時，基礎(chǔ)負(fù)所受的載荷最守大，此狀態(tài)最幼為不利，御塔機使用說明卵書提供的基礎(chǔ)桃載荷表即為此延狀態(tài)載荷數(shù)據(jù)采，泡按此屬作為計算依據(jù)蒜。伏F奔K命=431K四N宋；店G別K銷=5×5×1辯.35×25臘=843.7樹5KN拌；華F朽h艷k想=80K擴N舍；憂M井K有=1353.張6+80×敗1.35=1丈461.6K冊N爆·釋ｍ桂。沸1志.昏樁基豎向承載銀力計算營先根據(jù)土的物諒理指標(biāo)計算單村樁豎向承載力濱特征值勒R脹a餅：徐R久a懸=姑ψ若p僻q攝pa鍵A喉p緞=不（翼0.8/禿1治）要1/4落×斥800×3.股14×0.5崇2嬌=嗚594KN撲平均豎向力留N建K光=豐，滿足要求。涌M饅K花作用于過塔身跨對角線的豎向昨平面時，樁頂特豎向力最大薯，其值為宮N接K合max失=慰＜愛1.2R狠a張=1.2酬×令594=71孟2.8KN埋，趨滿足要求。弦2朗.炸樁身承載力（隸抗壓）計算總樁身承載力（冒抗壓）滿足要固求。潑3蘇.古樁基抗拔承載悔力計算限樁基抗拔承載縱力日=軍=冊×0斑+3.14×命0.45漫2魂×9×25=鵝143.1K支N逮（不計樁側(cè)摩完阻力）NKmin=單N密K哀min勻為播負(fù)表示樁受向赴上的拔力瓶，儀樁承受向上拔盜力鏡4.3K腐N流＜貪143.1K設(shè)N揚，樁基抗拔承殃載力滿足要求雹。亡4刺.副樁身承載力（蠢抗拔）計算系樁身（抗拔）記承載力滿足要鑄求。距5比.惹樁基水平承載匙力計算醫(yī)先計算單樁水孝平承載力特征股值叔R栗h淺：鼠樁身群混凝土牧C2命5讀抗拉強度設(shè)計架值玻f譯t寶=1.27迎N/mm杯2輪=1270痰KN/m架2構(gòu)樁截面模量塑農(nóng)性系數(shù)檢r久m礙=2剪樁身配筋率同ρ起g劫=1387躬/鈴（矩3.14緣×明450未2怕）慰=0.002曲鋼筋彈性模量睬與混凝土彈性柜模量的比值糧α墊E串=2壺×僅10忘5悉/扒（沫2.8徒×便10患4志）兵=7.14魯樁側(cè)土水平抗聽力系數(shù)的比例風(fēng)系數(shù)休m新=24000享KN/m裕4導(dǎo)樁身計算寬度早b圾0賺=0.9注×碰（左1.5掌×課0.9+0.強5儉）洲=1.665怎m竟扣除保護(hù)層厚竹度的樁直徑影d境0堡=憤0.籮9憶－戰(zhàn)2脆×錢0.05=0時.8兔m萬樁身換算截面舅受拉邊緣的截蹄面形模量株W針0壯=念m貴3薄樁身抗彎剛度拜EI=0.8尺5E殼C辟I四0施=富0.85E崇C軍樁的水平變形煮系數(shù)喬樁長蘿l基=9表m豪，萌換算長度語α艙l娛=繁0.565×勢9=5.08瓣5萌＞徹4殖，鴨v敢m桑=0.768膚樁身換算截面駁面積肌A榨n畫=源樁基受拔時濤ζ拒N新=贏1.股0棚，假因隊ρ膝g并=0.00魚2衡＜揚0.65瞎%素，沸故泄R輛h竹計算如下：岸,厚樁基水平承載苗力滿足要求。間6旨.共承臺受沖切承測載力計算指先計算荷載效佳應(yīng)基本組合值知和基樁凈反力鄉(xiāng)設(shè)計值，假設(shè)搖樁基荷載效應(yīng)閉基本組合值教為永久荷載效豐應(yīng)控制，則會F=1.35陸F謹(jǐn)K斃=1.35×睬431=58腳1.9KN鳴M=1.求35M副K想=1.35×稈1461.6參=1973.療2KN蒙·失m帝基樁最大凈反睜力設(shè)計值和平拼均值分別為Nmax=N=或（萍1方）塔身弦桿邊潑沖切剛承臺章高亭1.35悠m徑，樁頂伸入承耽臺我100m銹m干，承臺有效高芳度衰為水h序0棍=1.35透－朽0.1=1.尿25畫m叔，菠圓形樁等效為撕方樁（方樁邊其長進(jìn)=0.8×9災(zāi)00=720寧m屑m飾）灶,暖見圖四。掙α慶0x眨=惹σ朋0y究=0.440筋m友，巧λ述0x砍=話α佩0x旱/裳h湖o長=才0.440艷/1.25=圍0.35齊2森，屯λ廳0y沫=蛋α戚0見y瓣/繁h惜o窯=拔0.440踢/1.25=侮0.352桿F謹(jǐn)l界=笨581.傅9直－卡0=581.藝9KN劈=18705戲.6K克N療＞檔F婆l候=此581.9K孩N哥，塔身弦桿邊互抗沖切滿足要望求。懷（濾2荷）角樁向上沖估切刮C你1守=C句2悔=各1.260m拒，濾α茶1x衡=批α赴0x板=擺0.440m嬌,脂λ季1x泄=護(hù)λ顏0x嗽=0.352泥,哨α璃1冰y美=浴α投0貞y君=0.440百m休,湯λ撤1捕y即=陵λ胃0咱y瞞=0.352片,仆=4531不KN崖＞哪N晃max心=581.6萄KN恭,伴角樁向上抗沖割切滿足要求動。高7