塔 基 施 工 方 案
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二0一三年五月二十三日
方 案 目 录
1、工程介绍 ........................................................................................................................................... 1 2、编制依据 ........................................................................................................................................... 2
第一节、工程概况 ......................................................................................................................................... 1
第二节、TC7525-16D塔吊基础设计及计算 ............................................................................................... 2
一、塔机属性 ......................................................................................................................................... 3 二、塔机荷载 ......................................................................................................................................... 3 三、桩顶作用效应计算 ......................................................................................................................... 5 四、桩承载力验算 ................................................................................................................................. 7 五、承台计算 ......................................................................................................................................... 9 六、配筋示意图 ................................................................................................................................... 11
中聯（TC7525-16D） 塔吊安裝拆卸方案
第一节、工程概况
1、工程介绍
钢结构主体采用钢框架结构，地上七层，地下一层。其中一层、二层平面尺寸为48mx93m，三层以上平面尺寸为椭圆形。主要柱网为(9m+8mx4+11m+8mx4+9m)x(9mx2+10m+9mx2)。一层层高6m，二层层高6.2m，三层层高5.8m，四、五、六层层高4.8m，七层层高变化，最高处层高5m，建筑物总高度38.000m。
框架钢梁采用焊接或热轧H型钢，框架钢柱采用焊接箱形钢柱及方钢管混凝土柱。楼板、屋面板采用现浇混凝土楼板。占地面积3875平方米，总建筑面积为17797平方米，其中地下占4390平方米。其功能包括：公务机联检、贵宾休息室，客房及办公室、多功能厅等功能；地上及半地下共6层（局部7层），高38.0米。其三维模型如下：
塔机选型：一台中联TC7525，塔吊自由高度为51米，回转半径75米，最大起重量
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16吨，最大幅度时起重量2.5吨。能够满足施工要求。塔吊布置图如下：
2、编制依据
（1）设计蓝图
（2）《TC7525型塔式起重机安装使用说明书》 （3）《塔机塔式起重机安全规程 GB5144-94》 （4）《起重设备安装施工及验收规范 GB50278-98》
第二节、TC7525-16D塔吊基础设计及计算
基地工程；属于属属构属构；地上1属；地下7属；建筑高度：38m；属准属属高：4.8m ；属建筑面属：4390平方米；本属算属主要依据施工属属及以下属范及属考文属属制：
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
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2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
一、塔机属性
塔机型号 塔机独立状态的最大起吊高度H0(m) 塔机独立状态的计算高度H(m) 塔身桁架结构 塔身桁架结构宽度B(m) TC7525-16D 51.3 64.5 方钢管 2 二、塔机荷载
1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0(kN) 起重臂自重G1(kN) 起重臂重心至塔身中心距离RG1(m) 小车和吊钩自重G2(kN) 最大起重荷载Qmax(kN) 最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m) 最小起重荷载Qmin(kN) 最大吊物幅度RQmin(m) 最大起重力矩M2(kN·m) 平衡臂自重G3(kN) 平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m) 295.9 148.35 37.8 8 80 15.5 25 75 Max[80×15.5，25×75]＝1875 101 10 3
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平衡块自重G4(kN) 平衡块重心至塔身中心距离RG4(m) 塔吊安裝拆卸方案
210 18 2、风荷载标准值ωk(kN/m2)
工程所在地 云南 昆明市 工作状态 基本风压ω0(kN/m) 非工作状态 塔帽形状和变幅方式 地面粗糙度 0.35 20.2 锥形塔帽，小车变幅 B类(田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区) 工作状态 1.59 1.69 风振系数βz 非工作状态 风压等效高度变化系数μz 1.32 工作状态 风荷载体型系数μs 非工作状态 风向系数α 塔身前后片桁架的平均充实率α0 1.2 0.4 工作状态 风荷载标准值ωk(kN/m) 非工作状态 0.8×1.2×1.69×1.95×1.32×0.35＝1.46 21.95 1.95 0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.2＝0.79 3、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态 塔机自重标准值Fk1(kN) 起重荷载标准值Fqk(kN) 竖向荷载标准值Fk(kN) 水平荷载标准值Fvk(kN) 倾覆力矩标准值Mk(kN·m) 295.9+148.35+8+101+210＝763.25 80 763.25+80＝843.25 0.79×0.4×2×64.5＝40.76 148.35×37.8+8×75-101×10-210×18+0.9×(1875+0.5×40.76×64.5)＝4288.19 4
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非工作状态 竖向荷载标准值Fk'(kN) 水平荷载标准值Fvk'(kN) 倾覆力矩标准值Mk'(kN·m) Fk1＝763.25 1.46×0.4×2×64.5＝75.34 148.35×37.8-101×10-210×18+0.5×75.34×64.5＝3247.34 4、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态 塔机自重设计值F1(kN) 起重荷载设计值FQ(kN) 竖向荷载设计值F(kN) 水平荷载设计值Fv(kN) 1.2Fk1＝1.2×763.25＝915.9 1.4FQk＝1.4×80＝112 915.9+112＝1027.9 1.4Fvk＝1.4×40.76＝57.06 1.2×(148.35×37.8+8×75-101×10-210×18)+1.4×0.9×(1875+0.5×40.76×64.5)＝倾覆力矩设计值M(kN·m) 5719.94 非工作状态 竖向荷载设计值F'(kN) 水平荷载设计值Fv'(kN) 倾覆力矩设计值M'(kN·m) 1.2Fk＝1.2×763.25＝915.9 1.4Fvk＝1.4×75.34＝105.48 1.2×(148.35×37.8-101×10-210×18)+1.4×0.5×75.34×64.5＝4382.76 ''
三、桩顶作用效应计算
承台布置 桩数n 承台长l(m) 承台长向桩心距al(m) 桩直径d(m) 承台参数 4 5.5 4 0.8 承台高度h(m) 承台宽b(m) 承台宽向桩心距ab(m) 1.5 5.5 4 5
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塔吊安裝拆卸方案
承台混凝土等级 C35 承台混凝土自重γC(kN/m3) 25 承台上部覆土厚度h'(m) 0 承台上部覆土的重度γ'(kN/m3) 19 承台混凝土保护层厚度δ(mm) 50 配置暗梁 否 矩形桩式基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl(hγc+h'γ')=5.5×5.5×(1.5×25+0×19)=1134.38kN
承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2×1134.38=1361.25kN 桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(42+42)0.5=5.66m 1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(843.25+1134.38)/4=494.41kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
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Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L
=(843.25+1134.38)/4+(4288.19+40.76×1.5)/5.66=1263.27kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L
=(843.25+1134.38)/4-(4288.19+40.76×1.5)/5.66=-274.45kN 2、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下： Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L
=(1027.9+1361.25)/4+(5719.94+57.06×1.5)/5.66=1623.57kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L
=(1027.9+1361.25)/4-(5719.94+57.06×1.5)/5.66=-429kN
四、桩承载力验算
桩参数 桩混凝土强度等级 桩混凝土自重γz(kN/m) 桩入土深度lt(m) 桩配筋 自定义桩身承载力设计值 桩身普通钢筋配筋 地基属性 是否考虑承台效应 否 侧阻力特征值qsia(kPa) 碎石 20 5 端阻力特征值qpa(kPa) 8500 0.7 承载力特征值fak(kPa) - 否 HRB400 9Φ18 桩混凝土类型 钢筋混凝土 3C35 25 18 桩基成桩工艺系数ψC 桩混凝土保护层厚度б(mm) 0.85 50 土名称 土层厚度li(m) 抗拔系数 1、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长：u=πd=3.14×0.8=2.51m
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桩端面积：Ap=πd2/4=3.14×0.82/4=0.5m2 Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap
=2.51×(19.5×5)+8500×0.5=4517.61kN Qk=494.41kN≤Ra=4517.61kN
Qkmax=1263.27kN≤1.2Ra=1.2×4517.61=5421.13kN 满足要求！
2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=-274.45kN<0
按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Qk'=274.45kN 桩身的重力标准值：Gp=ltApγz=18×0.5×25=226.19kN Ra'=uΣλiqsiali+Gp=2.51×(0.7×19.5×5)+226.19 =397.73kN
Qk'=274.45kN≤Ra'=397.73kN 满足要求！ 3、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积：As=nπd2/4=9×3.14×182/4=2290mm2 (1)、轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=1623.57kN ψcfcAp+0.9fy'As'=(0.85×17×0.5×106 + 0.9×(360×2290.22))×10-3=7959.66kN Q=1623.57kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=7959.66kN 满足要求！
(2)、轴心受拔桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：Q'=-Qmin=429kN fyAS=360×2290.22×10-3=824.48kN Q'=429kN≤fyAS=824.48kN 满足要求！
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五、承台计算
承台配筋 承台底部长向配筋 承台顶部长向配筋 HRB400 Φ22@120 承台底部短向配筋 HRB400 Φ22@120 承台顶部短向配筋 HRB400 Φ22@120 HRB400 Φ22@120 1、荷载计算
承台有效高度：h0=1500-50-22/2=1439mm
M=(Qmax+Qmin)L/2=(1623.57+(-429))×5.66/2=3378.77kN·m X方向：Mx=Mab/L=3378.77×4/5.66=2389.15kN·m Y方向：My=Mal/L=3378.77×4/5.66=2389.15kN·m 2、受剪切计算
V=F/n+M/L=1027.9/4 + 5719.94/5.66=1268.13kN 受剪切承载力截面高度影响系数：βhs=(800/1439)1/4=0.86
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(4-2-0.8)/2=0.6m a1l=(al-B-d)/2=(4-2-0.8)/2=0.6m 剪跨比：λb'=a1b/h0=600/1439=0.42，取λb=0.42； λl'= a1l/h0=600/1439=0.42，取λl=0.42； 承台剪切系数：αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.42+1)=1.24 αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.42+1)=1.24 βhsαbftbh0=0.86×1.24×1.57×103×5.5×1.44=13251.41kN βhsαlftlh0=0.86×1.24×1.57×103×5.5×1.44=13251.41kN V=1268.13kN≤min(βhsαbftbh0， βhsαlftlh0)=13251.41kN 满足要求！ 3、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=2+2×1.44=4.88m
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ab=4m≤B+2h0=4.88m，al=4m≤B+2h0=4.88m
角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！ 4、承台配筋计算
(1)、承台底面长向配筋面积
αS1= My/(α1fcbh02)=2389.15×106/(1.03×16.7×5500×14392)=0.012 ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.012)0.5=0.012 γS1=1-ζ1/2=1-0.012/2=0.994
AS1=My/(γS1h0fy1)=2389.15×106/(0.994×1439×360)=4641mm2
最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.2)=0.2% 梁底需要配筋：A1=max(AS1, ρbh0)=max(4641,0.002×5500×1439)=15829mm2 承台底长向实际配筋：AS1'=17803mm2≥A1=15829mm2 满足要求！
(2)、承台底面短向配筋面积
αS2= Mx/(α2fcbh02)=2389.15×106/(1.03×16.7×5500×14392)=0.012 ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.012)0.5=0.012 γS2=1-ζ2/2=1-0.012/2=0.994
AS2=Mx/(γS2h0fy1)=2389.15×106/(0.994×1439×360)=4641mm2
最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.2)=0.2% 梁底需要配筋：A2=max(9674, ρlh0)=max(9674,0.002×5500×1439)=15829mm2 承台底短向实际配筋：AS2'=17803mm2≥A2=15829mm2 满足要求！
(3)、承台顶面长向配筋面积
承台顶长向实际配筋：AS3'=17803mm2≥0.5AS1'=0.5×17803=8902mm2 满足要求！
(4)、承台顶面短向配筋面积
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