海军学院塔吊基础设计方案（天然基础最终）

1、海军兵种指挥学院离退休干部住房工程塔吊基础设计方案海军兵种指挥学院离退休干部住房工程塔吊基础设计方案编制人： 审核人： 审批人： 中建三局建设工程股份有限公司二八年十月二十日一、 设计依据建筑地基基础设计规范（gb 50007-2002）混凝土结构设计规范（gb 50010-2002）建筑桩基技术规范（jgj 94-2008）国家标准现行建筑机械规范大全（中国建筑出版社，1994）独立式塔吊基础抗倾覆稳定分析（世界地震工程21卷2期，2005年6月）二、 工程概况海军兵种指挥学院离退休干部住房工程基坑外围标高约为-0.300，现在离休干部住房已完成承台垫层的浇筑，准备马上安装塔吊，用于地下室结

2、构的施工，开挖面约为-3m，开挖到-7.30m的标高。三、 塔吊的选型及性能参数根据施工现场建筑物位置及材料堆放位置，选用广西建工集团建筑机械制造有限责任公司制造的牛头牌塔式起重机，型号为ntp6015,主要参数如下：起身高度（米）安装型式预埋螺栓式独立高度40(外套架式)最大附着高度100（外套架式）最大工作幅度60m最大起重量6 t电机总功率43.1kw工作速度倍率a=2a=4起重量1.232.66起身速度75343817.5回转速度0.54小车牵引速度19/38行走速度23自升速度0.52塔吊吊装起吊能力曲线图如下所示：塔吊性能参数如下四、 塔吊平面位置 桩基础、主体结构施工阶段塔吊平面

3、定位见附图一、二五、 塔吊及基础平面定位说明考虑到塔吊的臂长覆盖范围、附墙杆件的长度限制和钢筋房等主要材料堆场的位置，现场可以考虑的位置有(2-e-3-a) (3-12-3-17)区域和(2-d-2-e) (2-4-2-5)区域，如果塔吊基础放在(2-e-3-a) (3-12-3-17)区域，标准节及大臂中心与基础中心重合，考虑到塔吊拆卸降落时大臂方向只能东西方向摆，且要避开挑出阳台（1.7m）、脚手架（1.2m）、施工电梯标准节（1m）占用的位置，则大臂需要离开3-a轴线3.9m，即基础承台的中心距离3-a轴为3.9m，如果按照4800mm的边长设计承台基础，则会与天然基础重叠，且要避免与塔

4、吊基础南边的天然基础dj1（26002600），则基础尺寸只能减小为40004000mm，无法满足抗倾覆的要求。重叠区域示意如下：若放在(2-d-2-e) (2-4-2-5)区域，塔吊基础按照480048001600mm设计，则可以满足抗倾覆要求，也不会与天然基础位置重叠，虽然会与jkl58(1)400800、 jkl58(2)400800重叠，但是将基础完成面标高降低至梁底面标高-5.600，可避免重叠。处理大样图如下：六、 基础形式及基础载荷塔吊采用天然基础，承台尺寸为480048001600mm，塔吊顶面标高为-5.600，地面垫层底部标高为-7.300。承台配筋采用hrb335，直径d

5、=16,间距200mm。基础所受的荷载统计如下：荷载工况基础承载pxpypzmxmymz工作状态2929-573-1600-1617453非工作状态7171-556-172217261注：表中 px,py基础所受的水平力，pz基础所受的垂直力；mx 、my基础所受的倾覆力矩，mz基础所受的扭矩。七、 地质概况(一) 该工程主要土层分布情况如下层号时代及成 因岩 土层名称岩 土状 态地 基承载力特征值天然重度压缩模量变形模量粘聚力内摩擦角fakres0.1-0.2esockpakn/m3mpampakpa1q4ml杂填土未固结11018.0/2-1c1dc强风化泥炭质粉砂岩半岩半土状55020.

6、0/120120282-2c1dc强风化砂岩半岩半土状60022.0/130130303-1c1dc中风化泥炭质粉砂岩块短柱状120023.0/450450323-2c1dc中风化砂岩块短柱状150024.0/500500354c1dc微风化砂岩短长柱状200025.0/2200220040(二) 根据详勘地质资料及后来冲孔桩施工过程的超前钻资料，该塔吊基础附近探孔地层情况如下表所示（+0.000高程为16.300）钻孔编号zk17zk16孔口高程(m)15.9515.9钻探深度(m)60.225.91稳定水位(m)2.602.50拟采用承台底标高（m）-7.30-7.30钻孔类型一般性勘探孔

7、一般性勘探孔地质分层情况地层编号分层厚度(m)层底深度（m）地层编号分层厚度(m)层底深度（m）88.503.43.4715.53.16.544.660.128.134.63-17.241.83-212.954.745.159.8该塔吊基础最近的已做超前钻为c71,c72号桩土性揭示如下（+0.000高程为16.300）桩号层号孔口标高层底标高层底深度分层厚度岩土描述c712-112.93（-3.37）6.43（-9.87）6.506.50强风化泥炭质粉砂岩c712-24.33（-11.97）8.602.10强风化砂岩桩号层号孔口标高层底标高层底深度分层厚度岩土描述c722-112.92（-3

8、.38）9.32（-6.98）3.603.60强风化泥炭质粉砂岩c723-1-18.18（-34.487）31.1027.50中风化泥炭质粉砂岩塔吊基础承台底部标高为-7.30，高程为11.00，从以上资料可以确定，在塔吊天然基础底部深度，岩土属于强风化泥炭质粉砂岩，地基承载力特征值完全达到强风化泥炭质粉砂岩对应的数值，即fsk=550kpa。八、 塔吊基础定位及大样(一) 承台平面位置示意(二) 塔吊基础承台尺寸(三) 地脚螺栓定位示意图(四) 塔吊受力示意 (五) 塔吊基础承台配筋大样塔吊天然基础的计算书一. 参数信息 塔吊型号:ntp6015, 自重(包括压重)f1=573.00kn，

9、最大起重荷载f2=60.00kn， 塔吊倾覆力距m=1,722.00kn.m， 塔吊起重高度h=100.00m， 塔身宽度b=1.50m， 混凝土强度等级:c35， 基础埋深d=5.00m， 基础最小厚度h=1.60m， 基础最小宽度bc=4.80m，二. 基础最小尺寸计算 1 最小厚度计算 依据混凝土结构设计规范(gb50010-2002)第7.7条受冲切承载力计算。 根据塔吊基础对基础的最大压力和最大拔力，按照下式进行抗冲切计算： 其中 f塔吊基础对基脚的最大压力和最大拔力；其它参数参照规范。 计算方案：当f取塔吊基础对基脚的最大压力，将h01从0.8m开始，每增加0.01m，至到满 足上

10、式,解出一个h01；当f取塔吊基础对基脚的最大拔力时，同理,解出一个h02，最后h01与 h02相加，得到最小厚度h。经过计算得到： 塔吊基础对基脚的最大压力f=250.00kn时，得h01=0.80m； 塔吊基础对基脚的最大拔力f=200.00kn时，得h02=0.80m； 解得最小厚度 hc=h01+h02+0.05=1.65m； 实际计算取厚度为:hc=1.60m。 2 最小宽度计算 建议保证基础的偏心距小于bc/4，则用下面的公式计算： 其中 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=1.2633.00=759.60kn； g基础自重与基础上面的土的自重，g=1

11、.2(25.0bcbchc+20.0bcbcd) =2029.19kn； m倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，m=1.41722.00=2410.80kn.m。 解得最小宽度 bc=3.46m，且还应该满足:bc=2h+b=4.80m。 实际计算取宽度为 bc=4.80m。三. 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。 计算简图: 当不考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑偏心距较大时的基础设计值计算公式： 式中 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=1.2633

12、=759.60kn； g基础自重与基础上面的土的自重，g=1.2(25.0bcbchc+20.0bcbcd) =3870.72kn； bc基础底面的宽度，取bc=4.80m； w基础底面的抵抗矩，w=bcbcbc/6=18.43m3； m倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，m=1.41722.00=2410.80kn.m； 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=4.80/2-2410.80/(759.60+3870.72)=1.88m。 经过计算得到: 无附着的最大压力设计值 pmax=(759.60+3870.72)/4.802+2410.80/18.43

13、=331.76kpa 无附着的最小压力设计值 pmin=(759.60+3870.72)/4.802-2410.80/18.43=70.17kpa 有附着的压力设计值 p=(759.60+3870.72)/4.802=200.97kpa 偏心距较大时压力设计值 pkmax=2(759.60+3870.72)/(34.801.88)=342.19kpa四. 地基基础承载力验算 地基承载力设计值为:fa=550.00kpa 地基承载力特征值fa大于最大压力设计值pmax=331.76kpa，满足要求！ 地基承载力特征值1.2fa大于偏心距较大时的压力设计值pkmax=342.19kpa，满足要求！

14、五. 受冲切承载力验算 依据建筑地基基础设计规范gb 50007-2002第8.2.7条。 验算公式如下: 式中 hp受冲切承载力截面高度影响系数，取 hp=0.93； ft混凝土轴心抗拉强度设计值，取 ft=1.57kpa； am冲切破坏锥体最不利一侧计算长度: am=1.50+(1.50 +21.60)/2=3.10m； h0承台的有效高度，取 h0=1.55m； pj最大压力设计值，取 pj=342.19kpa； fl实际冲切承载力： fl=342.19(4.80+4.70)0.05/2=81.27kn。 允许冲切力： 0.70.931.5731001550=4911046.35n=49

15、11.05kn 实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！六. 塔吊基础抗倾覆验算塔吊出现倾覆最不利情况是在最大独立高度时，如果塔吊基础在该阶段满足抗倾覆要求，那么在附墙以后也会满足。抗倾覆弯矩mk=(n+g)b（cos-2hsin/b）/2为基础倾斜角度，此处不允许倾斜，为0，则抗倾覆弯矩为mk=(n+g)b/2，倾覆弯矩为mf=m+fhh,则抗倾覆稳定系数k=(n+g)b/2/（ m+fhh）=（573+1032.19）4.80.5/（1722+711.6）=3852.46/1835.6=2.1。上式中 b为垂直和平行力矩作用方向的基础地面边长m 、fh、 n 分别为作用在基础中心

16、的弯矩、水平力和垂直力g、h 分别为矩形混凝土基础自重和几何高度以上计算结果大于现行建筑机械规范大全规定的1.5，也大于独立式塔吊基础抗倾覆稳定分析里边计算的修正值2.0.故塔吊基础不存在倾覆的危险。七. 承台配筋计算 依据建筑地基基础设计规范gb 50007-2002第8.2.7条。 1.抗弯计算，计算公式如下: 式中 a1截面i-i至基底边缘的距离，取 a1=1.65m； p截面i-i处的基底反力: p=342.19(31.50-1.65)/(31.50)=216.72kpa； a截面i-i在基底的投影长度,取 a=1.50m。 经过计算得 m=1.652(24.80+1.50)(342.19+216.72-23870.72/4.802)+(342.19-216.72)4.80/12 =698.01kn.m。 2.配筋面积计算,公式如下: 依据建筑地基基础设计规范gb 50007-2002第7.2条。 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。 经过计算得 s=698.01106/(1.0016.704.80103