上海某商品房高塔基础设计方案

**工程高塔基础设计方案**工程有限公司2007．07．30一、方案说明根据**201-A1地块工程施工总平面布置要求，需选用6台高塔作为垂直运输机械，高塔位置分别为：2号高塔位于地下车库的南侧偏西，地处地质勘察报告中的20-20’剖面位置，型号为国产R5416，臂长50米；1号高塔位于地下车库的南侧偏东，地处地质勘察报告中的23-23’剖面位置，型号为国产R5416，臂长为50米；3号高塔设在24号楼东南侧，地处地质勘察报告中的3-1-3-1’剖面位置，型号为国产ZJ5311S，臂长53米；4号塔位于22号楼西南侧，型号为国产ZJ5311S，地处地质勘察报告中的3-1-3-1’剖面位置，臂长50米，设置附墙；5号高塔设在21号楼和16号楼中间，地处地质勘察报告中的3-2-3-2’剖面位置，型号为国产ZJ5311S，臂长50米；6号塔位于15号楼南侧，型号为国产ZJ5311S，臂长53米,地处地质勘察报告中的28-28’剖面位置，设置附墙；7号塔位于1号楼西北侧地处地质勘查报告中的45-2-45-2’剖面位置，臂长47米。8号塔设在4号楼东北角，地处地质勘查报告中的45-1-45-1’剖面位置，臂长32米。根据地质勘察报告及工程实际情况本工程高塔基础拟采用桩基，即预制钢砼方桩加钢砼承台。其中1、2号高塔的承台顶面标高均为-4.75M（以小区室外路面为±0点），3、4、5、6、7、8号高塔的承台顶面标高为-0.8M（以小区室外路面为±0点）。1、2号高塔因位于地下车库范围内，所以承台顶面标高为-4.75M，处于地下室底板顶标高相同的高度。且因该高塔基础埋深较深，挖深约5.5M，故在高塔基础土方开挖之前，采取轻型井点降低地下水位，沿基坑四周布设成环状（见附图），降水时间为一周，基坑开挖前拔除。由于承台处于地下室底板暗梁底标高以下，所以在施工完地下室底板后，承台内塔身节将永久埋在底板及承台内。而该处底板的防水做法为，在浇筑地下室底板前，在塔身四周焊接环状止水钢板（见附图）。高塔基础的费用应上海市93定额进行计取，开办费中不含此项。二、根据地质勘察报告各高塔所处位置土层分布情况20-20’剖面：第①层埋深0.7米，第②层埋深2.1米，第③1层埋深1.7米，第③2层埋深2米，第③3层埋深1.7米，第④层埋深9.2米，第⑤1-1层埋深4.8米，第⑤1-2层埋深3.4米，第⑥层埋深6.4米。23-23’剖面：第①层埋深1.7米，第②层埋深1.6米，第③1层埋深1.1米，第③2层埋深1.6米，第③3层埋深2米，第④层埋深9米，第⑤1-1层埋深5.3米，第⑤1-2层埋深2.9米，第⑥层埋深5.7米。因为1号高塔所处位置土层分布情况与2号高塔所处位置相近，而高塔形式也相同，且高塔起重高度比2号高塔还要低3米，为此1号高塔基础形式同2号高塔基础，计算从略。3-1-3-1’剖面：第①层埋深1米，第②1层埋深0.9米，第②2层埋深1.1米，第③1层埋深1.2米，第③2层埋深2米，第③3层埋深2米，第④层埋深9.2米，第⑤1-1层埋深4.8米，第⑤1-2层埋深2.9米，第⑥层埋深6.3米。因为3号高塔所处位置土层分布情况与3号高塔所处位置相近，而高塔形式也相同，且高塔起重高度比3号高塔还要低3米，为此4号高塔基础形式同3号高塔基础，计算从略。3-1-3-1’剖面：第①层埋深1.2米，第②1层埋深0.9米，第②2层埋深0.9米，第③1层埋深1.1米，第③2层埋深1.3米，第③3层埋深2.6米，第④层埋深9.1米，第⑤1-1层埋深5米，第⑤1-2层埋深2.9米，第⑥层埋深5.7米，⑦1层埋深6.5米。3-2-3-2’剖面：第①层埋深2.2米，第②2层埋深0.4米，第③1层埋深1.4米，第③2层埋深1.7米，第③3层埋深2.7米，第④层埋深8.5米，第⑤1-1层埋深5.4米，第⑤1-2层埋深3.1米，第⑥层埋深5.4米，⑦1层埋深6.5米。28-28’剖面：第①层埋深1.3米，第②1层埋深0.7米，第②2层埋深0.7米，第③1层埋深1.2米，第③2层埋深2米，第③3层埋深2米，第④层埋深9米，第⑤1-1层埋深5.1米，第⑤1-2层埋深2.9米，第⑤3层埋深4.6米，第⑥层埋深2.2米，⑦1层埋深6.9米。45-2-45-2’剖面：第①层埋深0.9米，第②1层埋深0.8米，第②2层埋深0.9米，第③1层埋深1.4米，第③2层埋深1米，第③3层埋深2.3米，第④层埋深9.7米，第⑤1-1层埋深5.1米，第⑤1-2层埋深4.4米，第⑥层埋深4.6米，⑦1层埋深7米。45-1-45-1’剖面：第①层埋深1.5米，第①2层埋深2.3米，第③1层埋深0.6米，第③2层埋深1.4米，第③3层埋深1.7米，第④层埋深9.5米，第⑤1-1层埋深5米，第⑤1-2层埋深4米，第⑥层埋深4.8米。三、高塔基础设计：1、2号高塔基础计算：1）1#高塔技术资料如下表：名称技术资料配重重11.4T塔节1.02T*155节=15.3T套架总成重5.8T塔头总成重2.23T回转支座总成重3.422T平衡臂总成重7.033T起重臂总成重7.918T起重力矩840KN.m因为2号高塔所在小高层区最高为11层即使再考虑上地下车库的深度，为此考虑塔身采用15节标准节，15节×3m/节=45m＞35.5+5.2=40.7m（提升高度），且小于46.35M的自由高度。根据以上数据可知高塔结构总重量为531KN。2）桩型及承台尺寸选择拟采用350*350截面，桩长24米，桩顶标高为-4.75米（以小区室外路面为±0点），桩顶自第③1层进入0.58米,桩端进入第⑥层4.08米。初选承台为5000×5000×1500MM。3）预制方桩承载力验算：单桩竖向承载力设计值计算：Rd=Rsk/γs+Rpk/γp=Up∑fsiLi/γs+fpAp/γpUp——桩身截面周长γs——总侧摩阻力分项系数，可按端阻比ρp查表（ρp=Rpk/（Rpk+Rsk））γp——桩端阻力分项系数，可按端阻比ρp查表Rd=Rsk/γs+Rpk/γp=Up∑fsiLi/γs+fpAp/γp=[0.35×4×（15×0.58+15×2+15×1.7+20×9.2+30×4.8+45×3.4+70×4.08]/γs+0.352×2000/γp=1163.12/γs+245/γpρp=Rpk/（Rpk+Rsk）=245/（245+1163.12）=0.174查地基与基础设计规范中表-2分项系数γs、γp，使用内插法得：γs=1.770γp=1.100∴Rd=1163.12/1.770+245/1.100=879.86KNQd=（Fd+Gd）/n≤RdFd+Gd=531+5×5×1.5×25×1.2=1656KN1656KN/4=414KN≤879.86KN满足要求。Qdmax=（Fd+Gd）/n+MxYimax/∑Yi2+MyXimax/∑Xi2=1656/4+840×1.4×(2.5-0.425)/（2.0752+2.0752+2.0752+2.0752）=555.7KN1.2Rd=1.2×879.86=1055.83KNQdmax＜1.2Rd则所选桩型满足要求。4）预制桩身配筋计算从略，配筋按标准图集04G361中B组别。(混凝土强度等级为C30)2、4号高塔基础计算：4号高塔技术资料名称技术资料配重重10.22T塔节0.78T*144节=10.992T套架总成重3.53T塔头总成重2.51T回转支座总成重3.56T平衡臂总成重4.2T起重臂总成重5.525T起重力矩1575KN.mm因为4号高塔所处单体最高为11层，为此考虑塔身采用14节标准节，14节×3m/节=42m＞35.5+1.25=36.75M（提升高度）。3号高塔结构自重为405KN，起重力矩为1575KN.m2）桩型及承台尺寸选择拟采用300*300截面，桩长26米，桩顶标高为-0.8M（以小区室外路面为±0点），桩顶自第①层进入0.97米，桩端进入⑥层1.23米。初选承台为5000×5000×1500MM。3）预制方桩承载力验算：单桩竖向承载力设计值计算：Rd=Rsk/γs+Rpk/γp=Up∑fsiLi/γs+fpAp/γp=[0.30×4×（15×0.97+15×0.9+15×0.9+15×1.1+15×1.3+15×2.6+20×9.1+30×5+45×2.9+70×1.23）]/γs+0.302×2000/γp=798.18/γs+180/γpρp=Rpk/（Rpk+Rsk）=180/（180+798.18）=0.184查地基与基础设计规范中表-2分项系数γs、γp，使用内插法得：γs=1.777γp=1.107∴Rd=798.18/1.777+180/1.107=611.77KNQd=（Fd+Gd）/n≤RdFd+Gd=405+937.5×1.2=1530KN1530KN/4=382.5KN＜611.77KN符合要求。Qdmax=（Fd+Gd）/n+MxYimax/∑Yi2+MyXimax/∑Xi2=1530KN/4+1575×1.4×（2.5-0.4）/（2.12+2.12+2.12+2.12）=645KN1.2Rd=1.2×611.77=734.12KNQdmax＜1.2Rd则所选桩型满足要求。4）预制桩身配筋计算从略，配筋按标准图集04G361中的B组别。3、6号高塔基础计算：6号高塔技术资料：名称技术资料配重重10.22T塔节0.78T*144节=10.992T套架总成重3.53T塔头总成重2.51T回转支座总成重3.56T平衡臂总成重4.2T起重臂总成重5.525T起重力矩1575KN.mm因为6号高塔所处单体最高为11层，为此考虑塔身采用14节标准节，14节×3m/节=42m＞35.5+1.25=36.75M（提升高度），但大于4.05M的自由高度，因此在中间加设扶墙。根据以上数据可知高塔结构总重量为405KN，起重力矩为1575KN.m。2）桩型及承台尺寸选择初选300*300截面桩，桩长26米，承台尺寸为5000×5000，厚度为1.5米。桩顶标高为-0.8米（以小区室外路面为±0点），桩顶自第①层进入0.97米，桩端进入⑤3层1.43米。查地基与基础设计规范表-1可知预制桩桩侧极限摩阻力标准值fs及对应的桩端极限端阻力标准值fp。3）预制方桩承载力验算：单桩竖向承载力设计值计算：Rd=Rsk/γs+Rpk/γp=Up∑fsiLi/γs+fpAp/γpRd=[0.30×4×（15×0.97+15×0.7+15×0.7+15×1.2+15×2+15×2+20×9+30×5.1+45×2.9+50×1.43）]/γs+0.302×2000/γp=648.55/γs+180/γpρp=Rpk/（Rpk+Rsk）=180/（180+648.55）=0.217查地基与基础设计规范中表-2分项系数γs、γp，使用内插法得：γs=1.800γp=1.14∴Rd=648.55/1.8+180/1.14=518.2KN桩基竖向承载力计算应符合下列要求：轴心竖向力作用时：Qd=（Fd+Gd）/n≤RdFd+Gd=405+937.5×1.2=1530KN1530/4=382.5KN＜518.2KN符合要求Qdmax=（Fd+Gd）/n+MxYimax/∑Yi2+MyXimax/∑Xi2=1530/4+1575×1.4×（2.5-0.4）/（2.12+2.12+2.12+2.12）=645KN1.2Rd=1.2×518.2=621.84KN基本满足Qdmax＜1.2Rd因为该高塔设有附墙，以上计算是在不考虑附墙的情况下得到的结论，如果考虑附墙对抗倾覆具有加强性所有可以认为满足要求。则所选桩型满足要求。4）预制桩身配筋计算从略，配筋按标准图集04G361中的B组别。4、5号高塔基础计算：5号高塔技术资料：名称技术资料配重重10.22T塔节0.78T*133节=10.14T套架总成重3.53T塔头总成重2.51T回转支座总成重3.56T平衡臂总成重4.2T起重臂总成重5.525T起重力矩1575KN.mm因为5号高塔所处单体最高为11层，为此考虑塔身采用13节标准节，13节×3m/节=39m＞35.5+1.25=36.75M（提升高度），且小于4.05M的自由高度。根据以上数据可知高塔结构总重量为397KN，起重力矩为1575KN.m。2）桩型及承台尺寸选择初选300*300截面桩，桩长26米，承台尺寸为5000×5000，厚度为1.5米。桩顶标高为-0.8米（以小区室外路面为±0点），桩顶自第①层进入2.13米，桩端进入⑥层0.67米。查地基与基础设计规范表-1可知预制桩桩侧极限摩阻力标准值fs及对应的桩端极限端阻力标准值fp。3）预制方桩承载力验算：单桩竖向承载力设计值计算：Rd=Rsk/γs+Rpk/γp=Up∑fsiLi/γs+fpAp/γpRd=[0.30×4×（15×2.13+15×0.4+15×1.4+15×1.7+15×2.7+20×8.5+30×5.4+45×3.1+70×0.67）]/γs+0.302×2000/γp=772.02/γs+180/γpρp=Rpk/（Rpk+Rsk）=180/（180+772.02）=0.189查地基与基础设计规范中表-2分项系数γs、γp，使用内插法得：γs=1.781γp=1.111∴Rd=772.02/1.781+180/1.111=595.49KN桩基竖向承载力计算应符合下列要求：轴心竖向力作用时：Qd=（Fd+Gd）/n≤RdFd+Gd=397+937.5×1.2=1522KN1522/4=380.5KN＜595.49KN符合要求Qdmax=（Fd+Gd）/n+MxYimax/∑Yi2+MyXimax/∑Xi2=1522/4+1575×1.4×（2.5-0.4）/（2.12+2.12+2.12+2.12）=643KN1.2Rd=1.2×595.49=714.59KNQdmax＜1.2Rd则所选桩型满足要求。4）预制桩身配筋计算从略，配筋按标准图集04G361中的B组别。5、7号高塔基础计算：7号高塔技术资料：名称技术资料配重重8.2T塔节0.78T*9节节=7.02T套架总成重3.53T塔头总成重2.51T回转支座总成重3.56T平衡臂总成重3.2T起重臂总成重4.5T起重力矩650KN.m因为7号高塔所处单体最高为6层，为此考虑塔身采用9节标准节，9节×3m/节=27m＞18.55+1.25=19.8M（提升高度），且等于27M的自由高度。根据以上数据可知高塔结构总重量为319KN，起重力矩为878KN.m。2）桩型及承台尺寸选择初选300*300截面桩，桩长16米，承台尺寸为5000×5000，厚度为1.5米。桩顶标高为-0.8米（以小区室外路面为±0点），桩顶自第①层露出0.08米，桩端进入层④8.62米。查地基与基础设计规范表-1可知预制桩桩侧极限摩阻力标准值fs及对应的桩端极限端阻力标准值fp。3）预制方桩承载力验算：单桩竖向承载力设计值计算：Rd=Rsk/γs+Rpk/γp=Up∑fsiLi/γs+fpAp/γpRd=[0.30×4×（15×0.9+15×0.8+15×0.9+15×1.4+15×1+20×2.3+30×8.62）]/γs+0.302×2000/γp=455.52/γs+180/γpρp=Rpk/（Rpk+Rsk）=180/（180+455.52）=0.283查地基与基础设计规范中表-2分项系数γs、γp，使用内插法得：γs=1.827γp=1.220∴Rd=455.52/1.827+180/1.220=396.87KN桩基竖向承载力计算应符合下列要求：轴心竖向力作用时：Qd=（Fd+Gdd）/n≤RdFd+Gd=3119+9377.5×1.2=11444KN1444/4==361KN＜396.887KN符合要求Qdmax=（Fdd+Gd）/n+MxxYimaxx/∑Yi2+MyXXimax//∑Xi2=14444/4+6500×1.4×（2.5-0..4）/（2.12+2.12+2.12+2.12）=469KN1.2Rd=1..2×396.887=476.224KNQdmax＜1.22Rd则所选桩型满足要要求。4）预制桩身配筋计计算从略，配配筋按标准图图集04G361中的B组别。6、8号高塔基础计算：：7号高塔技术资料：：名称技术资料配重重8.2T塔节0.78T*9节节=7.02T套架总成重3.53T塔头总成重2.51T回转支座总成重3.56T平衡臂总成重3.2T起重臂总成重4.5T起重力矩650KN.m因为7号高塔所处处单体最高为为6层，为此考考虑塔身采用用9节标准节，99节×3m/节=27m＞18.55+1.255=19.88M（提升高度度），且等于于27M的自由高度度。根据以上上数据可知高高塔结构总重重量为3199KN，起重力矩矩为650KN.m。2）桩型及承台尺寸寸选择初选300*3000截面桩，桩桩长16米，承台尺寸寸为5000××5000，厚度为1..5米。桩顶标高高为-0.8米（以小区室室外路面为±0点），桩顶顶自第①层露出0.111米，桩端进入入层④8.39米。查地基与基础设计计规范表-11可知预制桩桩桩侧极限摩摩阻力标准值值fs及对应的的桩端极限端端阻力标准值值fp。3）预制方桩承载力力验算：单桩竖向承载力设设计值计算：：Rd=Rsk/γss+Rpk//γp=Up∑fsiLii/γs+fpAAp/γpRd=[0.300×4×（15×1.55+15×2.3+15×0.6+155×1.4+200×1.7+300×8.39）]/γs+0.302×2000//γp=447..24/γs+1800/γpρp=Rpk/（Rpkk+Rsk）=180/（180+447.224）=0.287查地基与基础设计计规范中表--2分项系数γs、γp，使用内插插法得：γs=1.827γp=1.224∴Rd=447