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塔吊基础施工方案（37P）.doc

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前期招标建筑结构图、业主提供的基坑支护设计图纸。

《塔式起重机使用说明书》

《建筑起重机械安全监督管理规定》 （建设部第166号令）

本工程现场分三个区进行先后施工JTG／T 5640-2020标准下载，总体施工顺序为：首先施工I区，待I区B2层结构（B1板）施工完成并达到强度后开始II区土方开挖及支撑施工，II区地下结构施工完成后方再择机插入III区基坑施工。

I区土方及支撑施工阶段拟使用一台60m臂长TC6015塔吊作为工程垂直吊装工具（塔吊编号为1#），1#塔吊位于I区主塔楼东部，待I区B2层结构施工完成后，在I区主塔楼西北侧安装一台40m臂长TC6015塔吊（塔吊编号为2#），待2#塔吊安装完毕后，拆除1#塔吊，紧接着在主塔楼东南侧安装一台45m臂长TC7035塔吊（塔吊编号为3#）。

II区土方及支撑施工阶段，在辅楼西南侧安装一台45m臂长TC5613（塔吊编号为4#），同时，将I区拆除的TC6015安装至辅楼东北角，臂长改为50m，塔吊编号为5#。

4.塔吊基础设计及验算

1#、4#、5#需在土方及支撑施工阶段投入使用，该3个塔吊基础考虑采用钻孔灌注桩＋钢格构柱＋钢平台基础形式，塔吊基础定位及基础形式详见附图。

2#、3#塔吊在结构施工阶段使用，拟采用天然基础，混凝土基础与底板连接。

格构柱在土方开挖后，每隔2.55米用[16槽钢做一道支撑，四根格构柱之间设置水平剪刀撑，将四根格构柱连成一整体，两支撑间设斜撑增加其整体刚度。最后一道支撑的高度按实际空间决定，并打入建筑物的底板内。格构柱在每次土方开挖后需及时完成焊接加固。

1#、4#、5#塔吊基础大样详后附图。

2#塔吊基础使用采用天然地基基础，基础与底板连接，按照塔吊说明书，选用6500*6500*1400mm的基础，混凝土标号C40,上层筋纵横向各32根25mm直径HRB335钢筋，下层筋纵横向各32根25直径HRB335钢筋，架立筋为256根12mm直径HPB300钢筋。塔机基础为预埋地下节形式，地下节埋入混凝土基础部分应与混凝土基础钢筋网可靠连成一体，端面露出基础高度为350mm,并保证地下节上平面的平整度不大于1/1000。

3#塔吊基础也使用采用天然地基基础，基础与底板连接，按照塔吊说明书，选用8000*8000*1600mm的基础，混凝土标号C40。塔机基础为预埋地下节形式，地下节埋入混凝土基础部分应与混凝土基础钢筋网可靠连成一体。

4.3立柱桩与工程桩间距

现场1#塔吊基础立柱桩距最近工程桩间距为1.802m，4#塔吊基础立柱桩距最近工程桩间距为1.520m，5#塔吊基础立柱桩距最近工程桩间距为1.310m，后附1#、4#、5#塔吊基础立柱桩与工程桩的间距详图。

4.3.1 1#、4#、5#塔吊基础验算

根据本工程地质勘查报告，从⑦开始计算端阻力，故所有塔吊基础钻孔灌注桩考虑插入⑦持力层1m，以受力最大的1#塔吊为例验算如下：

一、塔吊受力计算（TC6015，按最大60m自由高度）

工况一：塔吊处于工作状态

塔吊参数：自重(包括压重)F1+F2=760.6kN,塔吊倾覆力矩M=3085kN.m,塔身宽度B=2m

取最不利状态塔吊标准节与四根桩偏差45o时计算：

Nmax=1.2×(760.6+24)/4+1.4×3085×(2.4×1.414/2)/[2×(2.4×1.414/2)2]=1508.07kN

工况二：塔吊处于非工作状态

塔吊参数：自重(包括压重)F1+F2=680.3kN,塔吊倾覆力距M=3830kN.m,塔身宽度B=2m

取最不利状态塔吊标准节与四根桩偏差45o时计算：

Nmax=1.2×(680.3+24)/4+1.4×3830×(2.4×1.414/2)/[2×(2.4×1.414/2)2]=1791.33kN

二、塔吊钻孔灌注桩长度计算

1#塔吊，取 ZK4孔地质剖面

单桩竖向抗压承载力标准值＝3344.26＋964.24＝4308.5kN

单桩竖向抗压承载力特征值＝（2820.07＋964.24）/2＝2154.25kN

单桩竖向抗拔承载力标准值＝3344.26kN

单桩竖向抗拔承载力特征值＝3344.26/2＝1672.13kN

根据塔吊桩最大抗拔力N=1368.75KN；

fy=300 N/mm2

根据钢筋最大承载应力As =N/σ≦fy=300 N/mm2

As≦1420050/300 mm2=4562.5mm2

取钢筋Φ22，N=As/π（11）2=12，取12根

取钢筋Φ25，N=As/π（12.5）2=9.3，取10根

取钢筋Φ28，N=As/π（14）2=7.4，取8根

拟选用Φ25钢筋，取10根

1、格构柱截面的力学特性：

格构柱的截面尺寸为0.502×0.502m；

主肢选用:16号角钢b×d×r=160×16mm；

缀板选用(m×m):0.42×0.2

主肢的截面力学参数为 A0=49.07 cm2，Z0=4.55cm，Ix0=1175.08cm2，Iy0=1175.08cm2；

格构柱截面示意图

2、格构柱的长细比计算：

格构柱主肢的长细比计算公式：

其中 H ── 格构柱的总高度，取21.7m；

I ── 格构柱的截面惯性矩，取,Ix=87589.85cm4，Iy=87589.85cm4；

A0 ── 一个主肢的截面面积，取49.07cm2。

经过计算得到x=102.72,y=102.72。

其中 b ── 缀板厚度，取 b=0.5m。

h ── 缀板长度，取 h=0.2m。

a1── 格构架截面长，取 a1=0.502m。

经过计算得 i1=[(0.25+0.04)/48+5×0.2520/8]0.5=0.404m。

1=21.7/0.404=53.7。

经过计算得到kx=115.91,ky=115.91。

3、格构柱的整体稳定性计算：

格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式：

其中 N ── 轴心压力的计算值(kN)；取 N=1791.33kN；

A── 格构柱横截面的毛截面面积，取4×49.07cm2；

── 轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数；

根据换算长细比 0x=115.91,0y=115.91查《钢结构设计规范》得到x=0.520,y=0.520。

经过计算得到 ：X方向的强度值为175.51N/mm2，不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求!

Y方向的强度值为175.51N/mm2，不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求!

4、基础格构柱抗扭验算

1）格构柱上斜腹杆抗扭构造验算

轴心受压格构柱平行于缀材面的剪力为：

其中为按虚轴换算长细比确定的整体稳定系数。

根据《钢结构设计规范规定》的最大剪力计算公式：

其中，A为格构柱的全截面面积，f为格构柱钢材设计强度值，为格构柱钢材屈服强度标准值（235MPa）。

将剪力V沿柱长度方向取为定值。

分配到一个缀材面上的剪力为：

斜腹杆的轴心为：N=V1/cosθ

取TC6015塔机水平力进行计算：V=112.1Kn

因塔机水平力作用于两根斜支撑上：V’=V/2=112.1/2=56.05KN

斜支撑的轴心压力为：F=V’/cos450=79.25Kn

θ为斜腹杆和水平杆的夹角（45°），斜腹杆的计算长度为3393.6mm。

斜腹杆选用槽钢【16a，其截面参数为：

A=21.96cm2，ìx=6.28cm2，ìy=1.83cm

长细比x=l/ìy=3393.6/18.3=185.4.，查表得稳定系数为：=0.214

斜腹杆的整体稳定承载力验算：

σ=N1/A=V1/（A cos45°）=79.25/(0.214*21.96)=16.86MPa＜215 Mpa

5、构柱之间斜支撑焊缝计算

TC6015塔机 斜支撑的轴心压力为：79.25KN，焊缝高度：10mm

焊缝有效厚度He=焊缝宽度Hf×0.7=7mm

焊缝长度Lw＝250+180+256=686mm，计算时取500mm

根据角焊缝的强度公式：

σf=N/(He×Lw)≦[σ]

σf=79.25/500/7=22.6MPa小于160 MPa

6、斜撑贴板与格构柱焊缝校核

σ=79.25/250/7=45MPa，小于160 MPa

五、TC6015桩承载力验算

根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1780.11kN

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中 c──基桩成桩工艺系数，取0.750

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.300N/mm2；

Aps──桩身截面面积，Aps=0.5672m2。

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,受压钢筋只需构造配筋!

本工程钻孔灌注桩纵向受力钢筋设计为10Φ25，经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=4908mm2。其抗拉设计值为Ny=300*5672/1000=1472.4KN，大于N=1385.03KN，满足要求！

塔吊桩间距为2.55米，其钢平台采用H400*13*21的型钢外封10mm厚钢板（见下图），材质选用Q345B，塔吊支腿处加横向筋板以增加局部抗压能力。

图示箱梁计算数据如下：

TC6015钢平台主梁的验算

工作工况：；；（正为压力，负为拉力；）

非工作工况：；；（正为压力，负为拉力；）

故，校核时，按非工作工况进行计算。

其中： M=193KNm；

；（箱型截面系数）

梁腹板中性轴处剪应力：

计算危险点：腹板与翼缘板交汇处

故，梁局部承压满足要求。

正应力为，故折算应力为：

故，折算应力满足规范要求。

梁长度为3450mm，宽度=400mm，

因此主整体稳定性不需计算。

综上，梁满足使用要求。

焊缝受竖直向拉力及水平力合力破坏。

a . 竖向拉力：F=909kn；（格构柱处）

F=1030kn；（支腿处）

b . 水平力： N=112.1kn；

c．扭矩：M=385KNm；

水平合力为：V=112.1+385/2.5 =266.1KN。（格构柱处）

V=112.1+385/2 =304.6KN。（塔吊支腿处）

如图，焊条采用E4316。焊缝长度：；计算长度：1248mm；

焊缝高度：；

以上计算仅考虑角钢与封口板焊接，计算偏于安全。

封口板与钢平台主梁下翼缘处：

焊条采用E50。焊缝长度：；计算长度：1172mm。

钢平台主梁上翼缘与固定支腿处贴板：

焊条采用E50。；计算长度：1058.8mm。

焊缝长度：l=105*8+104*4=1256mm

计算时取焊缝长度为：1208mm；

焊缝采用45°坡口焊；板厚20mm

；

故，该处焊缝满足要求。

4.3.2 2#塔吊基础验算

1. 自重荷载及起重荷载

Fk1=680.3kN

2) 基础以及覆土自重标准值

Gk=6.3×6.3×1.4×25=1389.15kN

承台受浮力：Flk=6.3×6.3×17.10×10=6786.99kN

1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值

a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2)

=0.8×1.77×1.95×0.99×0.2=0.55kN/m2

=1.2×0.55×0.35×2=0.46kN/m

b. 塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=0.46×60=27.55kN

c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×27.55×60=826.64kN.m

2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值

a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.55kN/m2)

=0.8×1.86×1.95×0.99×0.55=1.58kN/m2

=1.2×1.58×0.35×2=1.33kN/m

b. 塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=1.33×60=79.63kN

c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×79.63×60=2388.84kN.m

工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

Mk=3080+0.9×(1250+826.64)=4948.97kN.m

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

DLT1145-2009 绝缘工具柜Mk=3080+2388.84=5468.84kN.m

由于 Pkmin<0 所以按下式计算Pkmax：

由于 Pkmin<0 所以按下式计算Pkmax：

四. 地基基础承载力验算

修正后的地基承载力特征值为:fa=342.20kPa

1. 抗弯计算，计算公式如下:

=618.64kN.m

DLT890.456-2016标准下载=642.28kN.m

2. 配筋面积计算,公式如下: