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龙湖滟澜海岸花园2号地块项目塔吊基础专项施工方案

龙湖滟澜海岸花园2号地块项目

江苏顺通建设集团有限公司

编制： 日期：

DB13／T 5183-2020 人工湿地水质净化工程竣工环境保护验收技术规范.pdf审核： 日期：

批准： 日期：

工程名称：龙湖滟澜海岸花园工程

建设单位：宁波龙嘉房地产发展有限公司

设计单位：浙江华展工程设计研究院有限公司

本工程为龙湖滟澜海岸花园工程Ⅰ标段，由20～47#共二十八栋三层的叠院别墅和48～51#共四栋高层，地下一层平时为地下车库，战时为二等人员掩蔽所。本工程别墅为现浇异形柱框架剪力墙结构，而高层为现浇剪力墙结构，地上建筑面积为120000㎡，地下建筑面积为38883㎡。

由于塔吊位于地下室内，且需在基坑未开挖之前架设，故采用钻孔灌注桩加钢格构柱的基础形式。格构柱高度从地下室底板底标高至±0.000以上0.6m。根据工程平面位置，总共布置11台塔吊作为结构施工期间是垂直运输机械，考虑到材料运输距离，所有塔吊选用QTZ63塔吊，最大幅度为50m。安装的具体位置见附图。

1、龙湖滟澜海岸花园工程施工总平面图及地下室顶板图；

2、龙湖滟澜海岸花园工程岩土工程勘察报告；

3、QTZ40、QTZ63自升式起重机使用说明书；

4、GB5144—2006《塔式起重机安全规程》；

5、GB 50007—2002《建筑地基基础设计规范》。

6、GB/T5031—2008《塔式起重机》；

7、JGJ196—2010《建筑施工塔式起重机安装使用拆卸安全技术规程》；

8、DB33/T1053—2008浙江省工程建设标准《固定式塔式起重机基础设计规程》；

9、建设部建质2009（87）文件。

本工程上部由33个单体组成，地下室面积较大。业主对工期要求紧，根据工程实际情况，采用11台自升塔式起重机。

塔吊安装由专业的安拆队伍负责施工，具有相应资质的安拆单位，并出具搭拆专项方案，符合公司机械管理办法要求。

根据工程实际情况，11台塔吊在基础土方开挖时投入使用，11台塔吊全部设置于地下室基坑内。

塔身穿越底板及顶板时，应和设计取得联系，征得设计同意后，方可实施。

工程地质参数详见下表：

由于塔吊只有一种型号，采用同样的基础，所以只计算高层(23层)处的塔吊，其他的不再计算。

塔吊型号：QTZ63； 标准节长度b：2.5m；

塔吊自重Gt：450.8kN； 塔吊地脚螺栓性能等级：高强8.8级；

最大起重荷载Q：60kN； 塔吊地脚螺栓的直径d：36mm；

塔吊起升高度H：75m； 塔吊地脚螺栓数目n：16个；

塔身宽度B: 1.6m；

格构柱计算长度lo：5m； 格构柱缀件类型：缀板；

格构柱缀件节间长度a1：0.65m； 格构柱分肢材料类型：L100x10；

格构柱基础缀件节间长度a2：1.3m； 格构柱钢板缀件参数:宽100mm，厚10mm；

格构柱截面宽度b1：0.4m； 格构柱基础缀件材料类型：L100x10；

桩中心距a：1.6m； 桩直径d：0.8m；

桩入土深度l：35m； 桩型与工艺：泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩；

桩混凝土等级：C35； 桩钢筋型号：HRB335；

桩钢筋直径：18mm；

钢平台宽度：3.26m； 钢平台厚度：0.272m；

钢平台的螺栓直径：30mm； 钢平台的螺栓数目：16个；

钢平台的螺栓性能等级：高强8.8级；

地面粗糙类别：A类 近海或湖岸区； 风荷载高度变化系数：0.5；

主弦杆材料：角钢/方钢； 主弦杆宽度c：250mm；

所处城市：浙江宁波市， 基本风压ω0：0.5 kN/m2；

额定起重力矩Me：630kN·m； 基础所受水平力P：30kN；

塔吊倾覆力矩M：1934.36kN·m；

所处城市：浙江宁波市， 基本风压ω0：0.5 kN/m2，

额定起重力矩Me：630kN·m； 基础所受水平力P：30kN；

塔吊倾覆力矩M：1934.36kN·m；

作用在基础上的垂直力：N=Gt=450.80=450.80kN；

地处 浙江宁波市，基本风压ω0=0.5 kN/m2；

φ = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb)

挡风系数Φ=0.87；

体型系数μs=1.90；

查表得：荷载高度变化系数μz=0.50；

高度z处的风振系数取：βz=1.0；

ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×1.90×0.50×0.50=0.33kN/m2；

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mω=ω×Φ×B×H×H×0.5=0.33×0.87×1.60×75.00×75.00×0.5=1296.20kN·m；

Mmax=Me+Mω+P×h=630.00+1296.20+30.00×0.27=1934.36kN·m；

水平力：Vk=ω×B×H×Φ+P=0.50×1.60×75.00×0.87+30.00=81.98kN；

5、每根格构柱的受力计算

作用于承台顶面的作用力：Fk=450.80kN；

Mkmax=1934.36kN·m；

Vk=81.98kN；

图中x轴的方向是随时变化的，计算时应按照倾覆力矩Mmax最不利方向进行验算。

（1）、桩顶竖向力的计算

Nik=(Fk+Gk)/n±Mxkxi/Σxj2

式中：n－单桩个数，n=4；

Fk－作用于桩基承台顶面的竖向力标准值；

Gk－桩基承台的自重标准值；

Mxk－承台底面的弯矩标准值；

xi－单桩相对承台中心轴的X方向距离；

Nik－单桩桩顶竖向力标准值；

经计算得到单桩桩顶竖向力标准值

需要验算桩基础抗拔力。

（2）、桩顶剪力的计算

V0=1.2Vk/4=1.2×81.98/4=24.59kN；

二）、塔吊与承台连接的螺栓验算

Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×36.002×250/4=254.47kN；

Nv=1.2Vk/n=1.2×81.98/16=6.15kN<254.47kN；

螺栓抗剪强度满足要求。

n1×Nt = Nmin

其中：n1－塔吊每一个角上螺栓的数量，n1=n/4；

Nt－每一颗螺栓所受的力；

Ntb=πde2ftb/4=3.14×32.252×400/4=326.69kN；

Nt=1.2Nkmin/n1=1.2×742.17/4.00=222.65kN<326.69kN；

螺栓抗拉强度满足要求。

3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算

((Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2 ≤ 1

其中：Nv、Nt－ 一个普通螺栓所承受的剪力和拉力；

Nvb、Ntb、Ncb－ 一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值；

((Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=((6.15/254.47)2+(222.65/326.69)2)0.5=0.68；

螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。

Nv=Vk/n=81.98/16=5.12kN；

Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×250/(4×1000)=176.71kN；

螺栓抗剪强度满足要求。

n1×Nt = Nmin

其中：n1－塔吊每一个角上螺栓的数量，即：n1=n/4；

Nt－每一颗螺栓所受的力；

Nt=Nmin/n1=742.17/4.00=185.54kN；

Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×400/(4×1000)=224.23kN；

螺栓抗拉强度满足要求。

3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算

((Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2 ≤ 1

其中：Nv、Nt－ 一个普通螺栓所承受的剪力和拉力；

Nvb、Ntb、Ncb－ 一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值；

((Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=((5.12/176.71)2+(185.54/224.23)2)0.5=0.83；

螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。

四）、单肢格构柱截面验算

A =19.26cm2 i =3.05cm I =179.51cm4 z0 =2.84cm

每个格构柱由4根角钢L100x10组成，格构柱力学参数如下：

An1=A×4=19.26×4=77.04cm2；

ix1=(Ix1/An1)0.5=(23403.67/77.04)0.5=17.43cm；

2、格构柱平面内整体强度

Nmax/An1=1161.09×103/(77.04×102)=150.71N/mm2

格构柱平面内整体强度满足要求 。

3、格构柱整体稳定性验算

L0x1=lo=5.00m；

λx1=L0x1×102/ix1=5.00×102/17.43=28.69；

单肢缀板节间长度：a1=0.65m；

λ1=L1/iv=65.00/1.96=33.16；

λ0x1=(λx12+λ12)0.5=(28.692+33.162)0.5=43.85；

查表：Φx=0.88；

Nmax/(ΦxA)=1161.09×103/(0.88×77.04×102)=170.73N/mm2

格构柱整体稳定性满足要求。

λmax=λ0x1=43.85<[λ]=150 满足；

单肢计算长度：l01=a1=65.00cm；

单肢回转半径：i1=3.05cm；

单肢长细比：λ1=lo1/i1=65/3.05=21.31<0.7λmax=0.7×43.85=30.69；

因截面无削弱，不必验算截面强度。

五）、整体格构柱基础验算

1、格构柱基础力学参数

Ix1=23403.67cm4 An1=77.04cm2

W1=1363.85cm3 ix1=17.43cm

格构柱基础是由四个单肢的格构柱组成的，整个基础的力学参数：

An2=An1×4=77.04×4=308.16cm2；

ix2=(Ix2/An2)0.5=(1202990.68/308.16)0.5=62.48cm；

2、格构柱基础平面内整体强度

1.2N/An+1.4Mx/(γx×W)=540.96×103/(308.16×102)+2708.10×106/(1.0×20049.84×103)=152.62N/mm2

格构式基础平面内稳定满足要求。

3、格构柱基础整体稳定性验算

L0x2=lo=5.00m；

λx2=L0x2/ix2=5.00×102/62.48=8.00；

An2=308.16cm2；

Ady2=2×19.26=38.52cm2；

λ0x2=(λx22+40×An2/Ady2)0.5=(8.002+40×308.16/38.52)0.5=19.60；

查表：φx=0.96；

NEX' = π2EAn2/1.1λ0x22

NEX=148311.09N；

格构式基础整体稳定性满足要求。

λmax=λ0x2=19.60<[λ]=150 满足；

单肢计算长度：l02=a2=130.00cm；

单肢回转半径：ix1=17.43cm；

单肢长细比：λ1=l02/ix1=130/17.43=7.46<0.7λmax=0.7×19.6=13.72

因截面无削弱，不必验算截面强度。

六）、桩竖向极限承载力验算

单桩竖向承载力标准值按下面的公式计算：

Quk=Qsk+Qpk = u∑qsikli+qpkAp

u──桩身的周长，u=2.513m；

Ap──桩端面积,Ap=0.503m2；

各土层厚度及阻力标准值如下表:

序号 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称

1 1.35 11.00 0.00 粉质粘土

2 8.10 8.00 0.00 淤泥质粉质粘土

3 8.70 8.00 0.00 淤泥质粉质粘土

4 6.60 27.00 400.00 粉质粘土

5 6.05 23.00 300.00 粉质粘土

6 8.80 26.00 400.00 粉质粘土

7 6.20 45.00 1400.00 含粘性土角砾

8 7.35 35.00 600.00 粉质粘土

9 8.05 44.00 1300.00 含粘性土角砾

10 15.85 38.00 900.00 含碎石粉质粘土

由于桩的入土深度为35.00m,所以桩端是在第6层土层。

单桩竖向承载力验算: Quk=2.513×575.8+900×0.503=1899.533kN；

单桩竖向承载力特征值：R=Ra= Quk/2=1899.533/2=949.766kN；

Nk=967.574kN≤1.2R=1.2×949.766=1139.72kN；

桩基竖向承载力满足要求！

七）、抗拔桩基承载力验算

群桩呈非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：

Tuk=Σλiqsikuili=931.878kN；

其中： Tuk－桩基抗拔极限承载力标准值；

ui－破坏表面周长，取u=πd=2.51m；

qsik－桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；

λi－抗拔系数，砂土取0.50～0.70，粘性土、粉土取0.70～0.80，桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值；

li－第i层土层的厚度。

群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：

Tgk=（ulΣλiqsikli）/4=889.878kN；

ul－桩群外围周长，ul=4×（1.6+0.8）=9.6m；

经过计算得到：TUk=Σλiqsikuili＝931.88kN；

Nk≤ Tgk/2+Ggp

Nk≤ Tuk/2+Gp

Tgk/2+Ggp=889.878/2+1008=1452.939kN > 742.174kN；

Tuk/2+Gp=931.878/2+439.823=905.762kN > 742.174kN；

As=πd2/4×0.65%=3.14×8002/4×0.65%=3267mm2

经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋！

经过计算得到桩抗拔满足要求，只需构造配筋！

建议配筋值：HRB335钢筋，1318。实际配筋值3308.5 mm2。

箍筋采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200~300mm；受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内箍筋应加密；间距不应大于100mm；当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密；当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。

作用在基础上的垂直力：N=Gt+Q=450.80+60.00=510.80kN；

地处 浙江宁波市，基本风压ω0=0.5 kN/m2；

φ = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb)

挡风系数Φ=0.87；

体型系数μs=1.90；

查表得：荷载高度变化系数μz=0.50；

高度z处的风振系数取：βz=1.0；

ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×1.90×0.50×0.50=0.33kN/m2；

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mω=ω×Φ×B×H×H×0.5=0.33×0.87×1.60×75.00×75.00×0.5=1296.20kN·m；

Mmax=1.4×(Me+Mω+P×h)=1.4×(630.00+1296.20+30.00×0.27)=1934.36kN·m；

水平力：Vk=ω×B×H×Φ+P=0.50×1.60×75.00×0.87+30.00=81.98kN

5、每根格构柱的受力计算

作用于承台顶面的作用力：Fk=510.80kN；

Mkmax=1934.36kN·m；

Vk=81.98kN；

图中x轴的方向是随时变化的，计算时应按照倾覆力矩Mmax最不利方向进行验算。

（1）、桩顶竖向力的计算

Nik=(F+G)/n±Myyi/Σyj2；

式中：n－单桩个数，n=4；

F－作用于桩基承台顶面的竖向力标准值；

G－桩基承台的自重标准值；

My－承台底面的弯矩标准值；

yj－单桩相对承台中心轴的Y方向距离；

Nik－单桩桩顶竖向力标准值；

经计算得到单桩桩顶竖向力标准值

需要验算桩基础抗拔力。

（2）、桩顶剪力的计算

V0=1.2V/4=1.2×81.98/4=24.59kN；

二）、塔吊与承台连接的螺栓验算

Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×36.002×250/4=254.47kN；

Nv=1.2Vk/n=1.2×81.98/16=6.15kN<254.47kN；

螺栓抗剪强度满足要求。

n1×Nt = Nmin

其中：n1－塔吊每一个角上螺栓的数量，n1=n/4；

Nt－每一颗螺栓所受的力；

Ntb=πde2ftb/4=3.14×32.252×400/4=326.69kN；

Nt=1.2Nkmin/n1=1.2×727.17/4.00=218.15kN<326.69kN；

螺栓抗拉强度满足要求。

3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算

((Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2 ≤ 1

其中：Nv、Nt－ 一个普通螺栓所承受的剪力和拉力；

Nvb、Ntb、Ncb－ 一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值；

((Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=((6.15/254.47)2+(218.15/326.69)2)0.5=0.67；

螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。

Nv=Vk/n=81.98/16=5.12kN；

Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×250/(4×1000)=176.71kN；

螺栓抗剪强度满足要求。

n1×Nt = Nmin

其中：n1－塔吊每一个角上螺栓的数量，即：n1=n/4；

Nt－每一颗螺栓所受的力；

Nt=Nmin/n1=727.17/4.00=181.79kN；

Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×400/(4×1000)=224.23kN；

螺栓抗拉强度满足要求。

3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算

((Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2 ≤ 1

GTCC-103-2019 铁路机车滚动轴承（轴箱轴承）其中：Nv、Nt－ 一个普通螺栓所承受的剪力和拉力；

Nvb、Ntb、Ncb－ 一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值；

((Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=((5.12/176.71)2+(181.79/224.23)2)0.5=0.81；

螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。

四）、单肢格构柱截面验算

A =19.26cm2 i =3.05cm I =179.51cm4 z0 =2.84cm

每个格构柱由4根角钢L100x10组成，格构柱力学参数如下：

DB34／T 2916-2017标准下载An1=A×4=19.26×4=77.04cm2；