塔吊基础计算

1、塔吊基础方案一、工程概况1 、本工程位于松江区九亭镇，地块南临蒲汇塘河，东临沪亭路，西临横泾河，北临沪松公路并与地铁9# 线车站一墙之隔，与9# 线车站物业开发管理为一个整体。地块面积41162，由 3#、 4# 、 5# 、 6# 、 7#、 8#公寓楼及9# 酒店、 10# 办公楼组成。2 、因地块面积巨大，根据塔吊平面布置应最大程度满足施工区域吊装需要，尽可能减少吊装盲区的原则，以及地下室工程施工中能充分利用塔吊来满足施工需要，按照施工组织总设计要求拟搭设 6 台附墙式塔吊，其中 QTZ80B （工作幅度 60M ，额定起重力矩800KN.M ） 2 台， QTZ80A （工作幅度55M

2、 ，额定起重力矩800KN.M ） 4 台，平面位置详附图。3 、拟建建筑物高度及层数建筑物楼号345678910层数（层）1513131517192323建筑物高度（ m）72.562.962.972.582.191.7104.0104.04 、根据建筑物高度，1# 塔吊位于 3# 楼西北侧位置，搭设高度为86M ；2# 塔吊位于9#楼南侧位置，搭设高度为114M ； 3# 塔吊位于5#楼西北侧位置，搭设高度为77M ，设水平限位装置； 4#塔吊位于10# 楼东南侧位置，搭设高度为114M ；5# 塔吊位于6#楼西北侧位置，搭设高度为100M ， 6#塔吊位于8# 楼西北侧位置，搭设高度为1

3、00M 。其中 5# 、 6#塔吊为 QTZ80B ，其余 4 台为 QTZ80A 。5 、塔吊应在土方开挖前安装完毕，故采用型钢格构式非塔吊标准节插入钻孔灌注桩内，以保障塔吊安全、稳定和牢固可靠，且不妨碍地下室顶板混凝土的整体浇筑施工，有利于加快施工进度和确保工程质量。6 、本工程采用钻孔灌注桩筏板基础，基坑底标高为-8.000 、 -8.800 、 -9.100 ，本工程±0.000 相当于绝对标高6.150 M，自然地坪标高相对于绝对标高-1.45 M。7 、根据本工程地质勘察报告，各土层极限摩阻力、端阻力标准值指标见下表：钻孔灌注桩抗拔系埋深相对标高FsFp层号土层名称数（

4、m）（ m）（KPa（KPa（）21灰色砂质粉土夹粉质粘土13-14.45150.622灰色粉质粘土14-15.45150.6灰色粘土21-22.45200.631-1灰色粉质粘土26.5-27.95350.651-2暗绿色粘土30-31.45559000.656草黄色砂质粉土34-35.457018000.67灰黄色粉质粘土36-37.45500.61t草黄灰色粉砂47-48.457525000.572灰色粉质粘土夹粉砂53-54.45450.671灰色粉砂夹粉质粘土65-66.457520000.588灰色粉砂75-76.458025000.52灰色中粗砂100-101.459030000

5、.598 、塔式起重机主要技术性能表塔吊型号QTZ80BQTZ80A序号载荷名称单位数量单位数量1基础所受的垂直荷载KN587KN5112基础所受的水平荷载KN62KN723基础所受的倾翻力矩KN.M1642KN.M12424基础所受的扭矩KN.M310KN.M3485独立式整机重T40.83T6平衡重T13.92T14.27工作幅度M60M558最大起重量T8T69末端起重量T1T1.210额定起重力矩KN.M800KN.M80011塔身截面M1.8 ×1.8M1.6 ×1.612独立式M47M4013最大起升高度M160M140附着式14装机总容量KW48KWKW二、塔

6、吊布置原则本工程作业面积大，综合考虑塔吊的作用半径、起吊重量、基础工程桩位布置、围檩支撑结构设计、房屋结构设计、经济性比较后，作出以下布置原则。1. 塔吊布置在基坑内2. 塔吊共 6 台， 55m 臂 4 台， 60m 臂 2 台3.塔吊选型：市沪淞建筑机械厂有限公司生产的QTZ80A （ 5512 ）及 QTZ80B （ 6010 ）塔吊。4. 具体位置详见塔吊平面布置图5. 因塔吊布置在基坑内，考虑到土方开挖后安装困难。并为兼顾土方开挖垂直运输，塔吊需在基础开挖前投入正常使用。6. 塔吊桩基础采用钻孔灌注桩7.桩上部钢支柱采用H 型钢，上端标高-0.50m8. 塔吊基础采用 C30 水下混

7、凝土， 800 钻孔灌注桩，上部 H 型钢格构非标准节插入桩内 2500 。塔吊标准节与型钢格构用高强度螺栓和盖板焊接连接固定。详见附图三、计算依据1.地基基础设计规范DGJ08-11-19992.建筑桩技术规范JGJ94-943.混凝土结构设计规范GB50010-20024.建筑结构焊接规程JGJ80-915.建筑结构设计荷载规范GB50009-20016. 沪淞 建筑机械厂有限公司的 QTZ80A 、 80B 塔式起重机的使用说明书7. 本工程平面图、结构图、围檩支撑图四、塔吊分项参数计算塔吊是施工场地最重要的施工机械之一，其使用贯穿了整个工程。在这过程中间隔时间长，不可预见性因素多，为确

8、保塔吊的安全，以下计算都按极限苛刻条件下能保证塔吊正常工作计算。即：塔吊设置在最大开挖深度处；型钢柱与混凝土灌注桩连接按光滑面锚固。（计算详值见计算表格）1. 基础竖向极限承载力计算F=F1 + F2F 基础竖向极限承载力knF1 塔吊自重（包括压重）knF2 最大起吊重量kn2. 单桩抗压承载力、抗拔力计算桩顶竖向力的计算(依据建筑桩技术规范JGJ94-94 的第条 )（“+”计算结果为抗压，“-”为抗拔）其中 N i单桩桩顶竖向力设计值kNn单桩个数，n=4；F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值TG塔吊基础重量KNMx,My 承台底面的弯矩设计值kN.mxi,yi 单桩相对承台中心轴的XY

9、方向距离mM塔吊的倾覆力矩kN.m3. 桩长以及桩径计算桩采用钻孔灌注桩Rk 实际 =fpAp+U pfsli>RNi×1U P d其中 Rk 实际实际钻孔灌注桩承载能力KNfpAp桩端面承载能力KNUp fsli 桩侧摩擦阻力总和KNR单桩轴向承力安全值KN1桩安全系数取 2d桩直径m4. 桩抗拔验算Qk Rk 实际5. 桩配筋计算桩身配筋率可取0.20% 0.65% （计算取上限0.65 ） ,抗压主筋不应少于610 ，箍 筋 采 用 不 少 于 6300mm的 螺 旋 箍 筋 ， 在 桩 顶5倍 桩 身 直 径 范 围 内 箍 筋 6100mm ，每隔 2m 设一道 2

10、12 焊接加强箍筋。As S 桩截面 ×配筋率n 4As/ （2）其中 n 竖筋根数根As 钢筋总截面积m竖筋直径m6.桩上部钢支柱计算钢支柱采用h ×b ×tw ×t 350 ×350 ×12 ×19， H 型钢。A hb-（ b-tw ）（ h-2t ） 0.017 1) 四柱整体验算A 总=4A截面惯性矩Iz回转半径i（ Iz/A 总） 0.5构架长细比HIz4 Afy查 235NAf2152) 单柱验算Izi（ Iz/A ） 0.5井架长细比H查 Iz4 ANf215A7. 钢支柱上部螺栓紧固水平钢板抗拔计算H 型钢

11、上部螺栓紧固水平钢板采用500 ×500厚 20 ， Q235钢板，采用电焊与下部 H型钢焊接，焊接高度不小于6mm 。1) 焊接强度验算Nw160f1180l wt焊接强度N轴心最大拔力 , 等于塔吊拔力l w 焊缝长度等于 4478 MMf1w 焊缝的抗拉抗压强度设计值，Q235 等于 1608. 缀条计算缀条采用12# 槽钢截面面积A 0.0015700V V1+V2V1 塔吊水平力引起应力V1F4/2F4 塔吊水平力V2 塔吊扭矩引起应力V2 MN /2（D ×1.414 ）M N塔吊扭矩D桩间距fv>V/Afv槽钢的抗剪强度，厚度小于16mm ，取 125A

12、 槽钢截面积9. 螺栓计算采用 30 高强度螺栓,每肢 2 颗A 总= D 2=N 拔/ A 总<295螺栓抗剪验算Mn A 总 /（ 2 ×桩间距/1.414 ） <fv=170KN/m10.桩水平力验算由于地质报告未进行桩侧土水平抗力系数的比例系数m 试验，采用规范提供的经验值如下表所示。取8MN/m 4。序 号土的分类m（ MN/m4 ）1流塑粘性土 IL 1 、淤泥3 52软塑粘性土1 IL0.5 、粉砂5 103硬塑粘性土0.5 IL 0、细砂、中砂10204坚硬、半坚硬粘性土 IL 0 、粗砂20305砾砂、角砾、圆砾、碎石、卵石30806密实粗砂夹卵石，密实

13、漂卵石801201)基本资料：桩类型：桩身配筋率g 0.65% 的灌注桩桩顶约束情况：铰接、自由截面类型：圆形截面桩身直径d 800mm混凝土强度等级C30Ft 1.50N/mmEc 30000N/mm桩身纵筋 As 3267mm净保护层厚度c 50mm钢筋弹性模量Es 200000N/mm桩入土深度h 23.000m桩侧土水平抗力系数的比例系数m 8MN/m4桩顶竖向力N 1000.0kN设计时执行的规范：建筑桩基技术规范（JGJ 94 94 ） 以下简称桩基规范2) 单桩水平承载力设计值计算：(1) 、桩身配筋率 g ：g As / ( ×d 2 / 4) 3267/( 

14、5;800 2/4) 0.65%(2) 、桩身换算截面受拉边缘的表面模量Wo ：扣除保护层的桩直径do d - 2 ×c 800-2 ×50 700mm钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值E Es / Ec 200000/30000 6.667Wo ×d / 32 ×d 2 + 2 ×(E - 1) ×g ×do 2 ×0.800/32 ×0.800 2 +2 ×(6.667-1) ×0.65% ×0.700 2 0.053m(3) 、桩身换算截面积An ：An ×d

15、 2 / 4 ×1 + ( E - 1) ×g ×0.800 2/4×1+(6.667-1) ×0.65% 0.52m(4) 、桩身抗弯刚度 EI ：桩身换算截面惯性距Io Wo ×d / 2 0.053 ×0.800/2 0.0212m4对于钢筋混凝土桩，EI 0.85 × Ec ×IoEI 0.85 ×30000 ×1000 ×0.0212 541622.927kN/m(5) 、桩的水平变形系数 按下式确定： (m ×bo / EI) 1 / 5（桩基规范 5.

16、4.5 ）对于圆形桩，当直径d 1m 时， bo 0.9 ×(1.5 ×d + 0.5)bo 0.9 ×(1.5 ×0.800+0.5) 1.530m (8000 ×1.530/541622.927)1/5 0.4686 （ 1/m ）(6) 、桩顶（身）最大弯矩系数m：桩的换算埋深 h 0.4686 ×25.000 11.715查桩基规范表得：m 0.768(7)、其余参数：桩截面模量塑性系数m 2.00 （圆形截面）桩顶竖向力影响系数N 0.5 （竖向压力）(8)、单桩水平承载力设计值Rh ：对于桩身配筋率 g 0.65% 的灌注

17、桩，可按下列公式计算单桩水平承载力设计值Rh ×m ×ft ×Wo / m ×(1.25 + 22×g) ×(1 ±N ×N / m / ft / An)（桩基规范） 0.469 ×2 ×1500 ×0.053/0.768 ×(1.25+22 ×0.65%) ×(1+0.5 ×1000.0/2/1500/0.52)178.7kN四桩水平承载力 4 ×178.7kN 714.8 kN>62KN11 、 QTZ80B 塔式起重机基础计

18、算表符号意义公式单位计算值钻孔灌注桩计算G桩上部钢支架总重KN60.0m标准节重KN9.3b标准节边长M1.8N标准节数量节20.0F1塔吊自重（包括平衡重）KN587.0F2最大起吊重量KN80.0F3标准节总重KN186.0Mn基础承受扭矩F3=m ×NKN.m310.0M倾覆力矩KN.m1642.0F4水平荷载KN62.0钻孔灌注桩桩顶标高m-9.051桩安全系数取2.0d桩直径m0.80D桩间距D=9d/4m1.800取桩有效长度（最大开挖深度至桩23l底）mNi单桩承力设计值KN1177.090抗拔力设计值KN-629.290N 拔R单桩轴向承力安全值KN2354.181U

19、pqsili桩侧总极限摩擦阻力KN1666.301qpAp桩端点极限承载力KN904.779Rk实际取桩长度后实际承载力Rk 实际 =fpAp+Up fsliKN2571.079Qk取桩长度后实际抗拔力Qk RkKN1542.648桩配筋计算根据桩径按内插法计算工程桩桩身配筋率 (0.20% 0.65%)取0.65%As截面钢筋面积m20.003267竖筋直径mm20.000n竖筋数量n=4As/ （2）根10.4箍筋取8200mm 的螺旋箍筋符合满足桩上部钢立柱计算H 型钢规格350 ×350 ×12 ×1930H桩顶到钢构件上端长度m9.9A横截面面积0.01

20、7I 合四根立柱组合极惯性距外部参照 CAD 自动计算m40.056284I 单柱单柱极惯性矩外部参照 CAD 自动计算m40.000068i 合四根立柱组合回转半径i=(I/4A)0.5M0.908611i 单柱单柱回转半径i=(I/A)0.50.062942合四根立柱组合长细比H/i10.8407240.984单柱单柱长细比H/i23.8315760.848Ni/A N/mm满足270.184816合最大应力N/mm满足Ni/A 281.441单柱最大应力钢构件插入桩深度（不计钢柱顶端阻力）钢筋和混凝土的粘结应力（光面钢筋取1.5 3.5 ）kN/m21.5E+03d型钢等截面圆钢直径m0

21、.147h插入桩长度h=Ni/ （××d）m1.696型钢上部水平钢板焊接强度验算NwN/mmf1180223.422焊接强度l w t满足N塔吊拔力N629290.319lw焊缝长度mm4478.000t焊缝高度，等于 6mm6.000缀条计验算规格C12 槽钢面积 (A)mm21570V1塔吊水平力引起剪力V1 F4/2KN31.000V2扭矩引起的剪力V2 Mn/2 （D ×1.414 ）KN60.899V水平力和扭矩组合作用剪力VV1+V2KN91.899N/mm满足fv槽钢抗剪强度fv>V/A258.534螺栓计算塔吊每肢螺栓数颗3d螺栓直径mm3

22、0A螺栓截面积m 2121N/mm满足N 拔 /A2297螺栓应力N/mm剪力Mn/ （2×D×1.414 ） /A228.718满足12 、 QTZ80A 塔式起重机基础计算表符号意义公式单位计算值钻孔灌注桩计算G桩上部钢支架总重KN60.0m标准节重KN9.3b标准节边长M1.6N标准节数量节20.0F1塔吊自重（包括平衡重）KN587.0F2最大起吊重量KN60.0F3标准节总重KN186.0Mn基础承受扭矩F3=m ×NKN.m348.0M倾覆力矩KN.m1242.0F4水平荷载KN72.0钻孔灌注桩桩顶标高m-9.051桩安全系数取2.0d桩直径m0.8

23、0D桩间距D=2dm1.600取桩有效长度（最大开挖深度23l至桩底）mNi单桩承力设计值KN1036.464抗拔力设计值KN-500.664N 拔R单桩轴向承力安全值KN2072.929Upqsili桩侧总极限摩擦阻力KN1666.301qpAp桩端点极限承载力KN904.779Rk实际取桩长度后实际承载力Rk 实际 =fpAp+Up fsliKN2571.079Qk取桩长度后实际抗拔力Qk RkKN1542.648桩配筋计算根据桩径按内插法计算工程桩桩身配筋率 (0.20% 0.65%)取0.65%As截面钢筋面积m20.003267竖筋直径mm20.000n竖筋数量n=4As/ （2）根

24、10.4箍筋取8200mm 的螺旋箍筋桩上部钢立柱计算H 型钢规格350 ×350 ×12 ×1930符合满足H桩顶到钢构件上端长度m9.9A横截面面积0.017I 合四根立柱组合极惯性距外部参照 CAD 自动计算m40.044694I 单柱单柱极惯性矩外部参照 CAD 自动计算m40.000675i 合四根立柱组合回转半径i=(I/4A)0.5M0.809675i 单柱单柱回转半径i=(I/A)0.50.199039合四根立柱组合长细比H/i12.165374H/i7.536206单柱单柱长细比合最大应力Ni/A N/mm262.179037单柱最大应力Ni/A

25、 N/mm261.425钢构件插入桩深度（不计钢柱顶端阻力）钢筋和混凝土的粘结应力（光面钢筋取1.5 3.5 ）kN/m21.5E+03d型钢等截面圆钢直径m0.147h插入桩长度h=Ni/ （××d）m1.493型钢上部水平钢板焊接强度验算Nw180f1焊接强度l w tN/mm218.634N塔吊拔力N500664.356lw焊缝长度mm4478.000t焊缝高度，等于 6mm6.000缀条计验算规格C12 槽钢面积 (A)mm21570V1塔吊水平力引起剪力V1 F4/2KN36.000V2扭矩引起的剪力V2 Mn/2 （D ×1.414 ）KN76.909V水平力和扭矩组合作用剪力VV1+V2KN112.909fv槽钢抗剪强度fv>