QTZ80(6013)塔吊基础天然基础计算书施工方案解析.pdf

江北城区 b03-1 地块 茂名市电白建筑工程总公司 目录 一、工程概况 1 二、塔吊概况 1 三、塔吊安装位置及基础型式选择 1 四、塔吊的使用与管理 2 五、塔吊基础 3 六、QTZ80（6013）塔吊天然基础的计算书 3 江北城区 b03-1 地块 - 1 - 茂名市电白建筑工程总公司 塔吊基础施工方案 一、工程概况 江北城 B地块项目 B03-1 地块重庆市江北区江北城CBD （大剧院旁）建筑面积约为 100802.44m2 。 二、塔吊概况 本工程施工计划设置塔吊1台，塔吊布设位置见平面布置图。采用生产的QTZ80 （6013）型塔吊，该塔吊独立式起升高度为45米，附着式起升高度达150米（本工程实 际使用搭设高度约95米），工作臂长 60米（本工程由于周边建筑物限制，实际使用工作 臂长约 42米），最大起重量6吨，公称起重力矩为800KN. m。 综合本工程地质条件及现场实际情况，参照江北城B地块项目 B03-1 地块总承包工程 及工程设计图纸，本塔吊基础采用天然地基基础。 三、塔吊安装位置及基础型式选择 （一）塔吊生产厂家提供的说明书中对塔吊基础的要求： 1地基基础的土质应均匀夯实，要求承载能力大于20t/ ；底面为 6000×6000的 正方形。 2基础混凝土强度不低于C35，在基础内预埋地脚螺栓，分布钢筋和受力钢。 3基础表面应平整，并校水平。基础与基础节下面四块连接板连接处应保证水平， 其水平度不大于 1/1000； 4基础必须做好接地措施，接地电阻不大于4。 5基础必须做好排水措施，保证基础面及地脚螺栓不受水浸，同时做好基础保护措 施，防止基础受雨水冲洗，淘空基础周边泥土。 6基础受力要求： 荷载 工况 基础承载 PHPVM MZ 工作状况24 597 2102 320 非工作状况80 530 1930 0 PH基础所受水平力kN 江北城区 b03-1 地块 - 2 - 茂名市电白建筑工程总公司 PV垂直力 kN M倾覆力矩 kNm MZ扭矩 kNm 基础受力图 塔吊说明书要求，塔吊铺设混凝土基础的地基应能承受0.2MPa的压力，根据本工程 地质勘察报告及现场实际情况，塔吊基础位于4-2强风化砾岩层，该层土质的承载力达 0.60MPa，满足塔吊基础对地基承载力的要求，且该土层也是建筑物基础所在持力层土 层，以该土层作塔吊基础的持力层，既能满足塔吊使用要求，也不会有基坑开挖时引起塔 吊基础变形的问题。 经综合分析，选取4-2强风化砾岩层为塔吊基础的持力层，基础面标高与建筑物的 基础底标高相平。 因塔吊基础上表面在自然地面以下，为保证基础上表面处不积水，在塔吊基础预留 300×300×300集水井并及时排除积水，确保塔吊基础不积水。 塔吊基础配筋及预埋件等均按使用说明书。 四、塔吊的使用与管理 塔吊安装及拆除均由具有安装及拆除专项质资的单位负责实施，并编制相应的塔吊 搭拆专项方案经公司及监理单位审批后实施。 塔吊除做好保护接零外，还应做好重复接地（兼防雷接地），电阻不大于4。 塔吊司机及指挥人员均要持证上岗，指挥与司机之间用对讲机或信号旗联系，使用 过程中严格遵守十不准吊规定。 塔吊在验收合格并挂出合格牌后才能使用。 江北城区 b03-1 地块 - 3 - 茂名市电白建筑工程总公司 塔吊的日常维修及各种保险、限位装置、接地电阻的检查均按公司的有关规定执 行。确保做到灵敏，可靠。 塔吊使用期间要定期测量基础沉降及塔吊倾斜，测量频率每月不少于一次。钢丝绳 要经常检查，及时更换。 五、塔吊基础 塔吊基础配筋详见下图：（按塔吊说明书中级钢进行级钢等强替换） 六、QTZ80 （6013）塔吊天然基础的计算书 （一）计算依据 1.建筑桩基技术规范 JGJ94-2008 ； 2.混凝土结构设计规范 (GB50010-2002)； 3.建筑结构荷载规范（ GB 50009-2001）； 4.岗顶酒店岩土工程勘察报告； 5.QTZ80 （6010）塔式起重机使用说明书； 6.建筑、结构设计图纸； 7.简明钢筋混凝土结构计算手册。 （二）参数数据信息 塔吊型号： QTZ80 （6013）塔吊起升高度 H：150.00m 塔身宽度 B：1665mm 基础节埋深 d：0.00m 塔机基础 C35 竖向钢筋 5900 5900 1 3 0 0 双向 双向 M39*1350 地脚螺栓 纵横方向布设 江北城区 b03-1 地块 - 4 - 茂名市电白建筑工程总公司 自重G ：596kN （包括平衡重）基础承台厚度 hc：1.40m 最大起重荷载 Q ：60kN 基础承台宽度 Bc：6.00m 混凝土强度等级： C35 钢筋级别： Q235A/HRB335 基础底面配筋直径： 25mm 公称定起重力矩 Me ：800kN·m 基础所受的水平力 P：80kN 标准节长度 b：2.80m 主弦杆材料：角钢 / 方钢宽度/ 直径c：120mm 所处城市：广东广州市基本风压 0：0.5kN/m2 地面粗糙度类别： D类密集建筑群，房屋较高，风荷载高度变化系数z：1.27 。 地基承载力特征值 fak：600kPa 基础宽度修正系数 b：0.3 基础埋深修正系数 d：1.5 基础底面以下土重度 ：20kN/m 3 基础底面以上土加权平均重度m ：20kN/m 3 （三）塔吊基础承载力作用力的计算 1、塔吊竖向力计算 塔吊自重： G=596kN （整机重量 422+平衡重 174）； 塔吊最大起重荷载： Q=60kN ； 作用于塔吊的竖向力： FkG Q 59660656kN ； 2、塔吊风荷载计算 依据建筑结构荷载规范（GB50009-2001 ）中风荷载体型系数： 地处广东广州市，基本风压为0=0.5kN/m 2； 查表得：风荷载高度变化系数z=1.27； 挡风系数计算： =3B+2b+(4B 2+b2)1/2c/(Bb)=(3 ×1.665+2 ×5+(4× 1.665 2+52)0.5) × 0.12/(1.665 ×5)=0.302 因为是角钢 / 方钢，体型系数 s=2.402； 高度z处的风振系数取： z=1.0； 所以风荷载设计值为： =0.7 ×z×s×z×0=0.7 × 1.00 × 2.402 × 1.27 × 0.5=1.067kN/m2； 3、塔吊弯矩计算 风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算： 江北城区 b03-1 地块 - 5 - 茂名市电白建筑工程总公司 M =×× B×H×H×0.5=1.067 ×0.302× 1.665 × 100× 100× 0.5=2682.6kN ·m； MkmaxMe MP×hc8002682.680×1.4 3594.6kN·m ； （四）塔吊抗倾覆稳定验算 基础抗倾覆稳定性按下式计算： eMk/ （Fk+Gk）Bc/3 式中 e 偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离； Mk作用在基础上的弯矩； Fk作用在基础上的垂直载荷； Gk混凝土基础重力， Gk25×6×6×1.4=1260kN； Bc为基础的底面宽度； 计算得： e=3594.6/(656+1260)=1.876m 6/6=1m 地面压应力计算： Pk（Fk+Gk）/A Pkmax2×(FkGk)/ （3×a×Bc） 式中 Fk作用在基础上的垂直载荷； 江北城区 b03-1 地块 - 6 - 茂名市电白建筑工程总公司 Gk混凝土基础重力； 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： aBc/2 0.5M k/ （FkGk）6/2 0.5-3594.6/(656+1260)=2.366m 。 Bc基础底面的宽度，取Bc=6m ； 不考虑附着基础设计值： Pk（656+1260）/6 253.22kPa； Pkmax=2×(656+1260)/(3 ×2.366×6)= 89.98kPa ； 地基承载力特征值计算依据建筑地基基础设计规范GB50007-2002 第5.2.3 条。 计算公式如下 : fa = fak+b(b -3)+dm(d-0.5) fa- 修正后的地基承载力特征值(kN/m 2) ； fak- 地基承载力特征值，按本规范第5.2.3 条的原则确定；取 600.000kN/m2； b、d-基础宽度和埋深的地基承载力修正系数； b基础宽度地基承载力修 正系数，取 0.30 ； d基础埋深地基承载力修正系数，取 1.50； -基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3； b-基础底面宽度 (m)，当基宽小于 3m 按3m 取值，大于 6m 按6m 取值，取 6.000m； m-基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取 20.000kN/m3； d-基础埋置深度 (m) 取1.4m； fa = f ak+b(b -3)+dm(d-0.5)=600+0.3*20(6-3)+1.5*20(1.4-0.5) =645kPa 解得地基承载力设计值： fa=645kPa； 实际计算取的地基承载力设计值为:fa=645kPa； 地基承载力特征值 fa大于压力标准值 Pk=51.58kPa，满足要求！ 地基承载力特征值 1.2 ×fa大于偏心矩较大时的压力标准值Pkmax=89.98kPa，满足要求！ （六）基础受冲切承载力验算 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 : F1 0.7 hpftamho 式中 hp -受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于 800mm 时，hp取1.0. 当h大于 等于2000mm 时，hp取0.9，其间按线性内插法取用；取hp=0.97； 江北城区 b03-1 地块 - 7 - 茂名市电白建筑工程总公司 ft - 混凝土轴心抗拉强度设计值；取 ft=1.57MPa ； h o - 基础冲切破坏锥体的有效高度；取 ho=1.35m； a m - 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度； am=(at+ab)/2 ； am=1.665+(1.665 +2×1.35)/2=3.005m ； a t - 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲 切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；取at1.665m； a b - 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破 坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍 基础有效高度； ab=1.665 +2 ×1.35=4.365m； Pj - 扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对 偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；取 Pj=101.12kPa； Al - 冲切验算时取用的部分基底面积；Al=6.00×(6.00-4.365)/2=4.905m 2 Fl - 相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。Fl=PjAl； Fl=101.12×4.905=495.99kN。 允许冲切力： 0.7 ×0.97×1.57×3005.00×1350.00=4814991N=4324.62kN Fl= 495.99kN； 实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！ （七）承台配筋计算 1. 抗弯计算 依据建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）第8.2.7 条。计算公式如下 : MI=a1 2(2l+a')(P max+P-2G/A)+(Pmax-P)l/12 式中：MI - 任意截面 I-I 处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值； a1 - 任意截面 I-I 至基底边缘最大反力处的距离；取a1=(Bc-B)/2 (6.00- 1.665)/2=2.167m ； Pmax - 相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取 101.12kN/m 2； P -相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I 处基础底面地基反力设计值， PPmax×（3×aal）/3 ×a101.12×(3×1.665-2.167)/(3×1.665)=57.25kPa ； 江北城区 b03-1 地块 - 8 - 茂名市电白建筑工程总公司 G -考虑荷载分项系数的基础自重，取G=25 ×Bc×Bc×hc=25×6.00×6.00 × 1.40=1260kN/m 2； l -基础宽度，取 l=6.00m； a -塔身宽度，取 a=1.665m； a'-截面I - I在基底的投影长度 , 取a'=1.665m。 经过计算得 MI=2.167 2×(2 ×6.00+1.665) ×(101.12+57.25-2 × 1260/6.00 2)+(101.12-57.25) ×6.00/12=575.56kN ·m 。 2. 配筋面积计算 s= M/( 1fcbh02) = 1-(1-2s) 1/2 s = 1- /2 As = M/( sh0fy) 式中，l -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，取 为0.94, 期间按线性内插法确定，取l=1.00； fc -混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70kN/m 2； ho - 承台的计算高度， ho=1.35m。 经过计算得：s=575.56 × 10 6/(1.00 ×16.7 × 6.00 × 10 3× (1.35× 103)2)=0.00315； =1-(1-2 ×0.00315) 0.5=0.00315； s=1-0.00315/2=0.998； A s=575.56×10 6/(0.998 ×1.35 ×103×300.00)=1423.98mm2。 由于最小配筋率为 0.15%,所以最小配筋面积为 :6000.00 ×1400.00× 0.15%=12600.00mm 2。故取 A s=12600.00mm 2。