QTZ80塔吊基础计算书.doc

QTZ80塔吊基础计算书

福州省邮电学校学生公寓1#-4#楼工程
塔吊基础施工方案

编制：—————————
审核：—————————
审批：—————————

福建省水利水电工程局有限公司
福建省邮电学校学生公寓1#--4#楼工程项目经理部
2013年06月

福建省邮电学校学生公寓1#--4#楼工程
塔吊基础施工方案

一、工程概况
工程名称：福建省邮电学校学生公寓1#--4#楼工程
工程地点：福州市仓山区上渡路李厝山60号
建设单位：福建省邮电学校
设计单位：翰林（福建）勘察设计有限公司
勘察单位：翰林（福建）勘察设计有限公司
施工单位：福建省水利水电建设集团公司
该工程位于福建省福州市仓山区邮电学校内，总建筑面积（计容）约14748.95平方米，不计容（架空层）约1203.99平方米。本工程包含1#、2#、3#、4#学生公寓共4栋，一层为架空层学生活动用，二至七层为学生公寓，总高度23.95米； 1#、3#、4#楼为钢筋混凝土框架结构，2#楼为钢筋混凝土框架—剪力墙结构；室内地面标高±0.000相当于黄海标高53.80米。
二、编制依据
1、福建省邮电学校学生公寓1#--4#楼工程项目建筑总平面图及其它相关图纸；
2、翰林（福建）勘察设计有限公司提供的《福建省邮电学校学生公寓1#--4#楼工程项目勘察岩土工程勘察报告》（勘察阶段：详勘）；
3、《QTZ80（TC6010)自升式塔式起重机使用说明书》；
4、《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）；
5、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）；
6、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；
7、《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）；
8、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；
9、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009；
10、《建筑结构静力计算手册》（第二版）。
三、工程地质情况
本工程场地土层分布如下：
①杂填土：灰色、灰黄色等，松散-稍密，湿，以粘性土为主，含有碎石、砂、混凝土块和建筑垃圾、生活垃圾等，硬质成分含量约20-30%。经杆长校正后重型圆锥动力触探试验锤击数N63.5=3.0-6.8击（下同），单孔平均值为63.5=4.45击（下同）。堆填时间＜5年。本层场地内仅部分钻孔有分布，厚度为0.30～9.70米。
②强风化花岗岩（砂土状）：灰黄、灰白色，密实，饱和。结构已大部分破坏，干钻较困难。岩芯以砂土状为主。浸水易软化崩解。岩石强烈风化，为极软岩，岩体极破碎，岩体基本质量等级为V级。N=52-94击，=70.0击。本层在场地内均有分布，厚度6.70～20.80米，层顶埋深0.00～9.70米，层顶标高41.96～54.81米。
③强风化花岗岩（碎块状）：灰黄色，密实，饱和。结构已基本破坏，但仍可辨认，岩芯呈碎块状，岩芯用手可掰断，干钻困难，岩石为软岩（岩石点荷载强度fr=11.0～29.8MPa，标准值为14.13MPa），岩体极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。本层在场地内均有分布，本层最大揭露厚度为9.00米，层顶埋深6.70～20.80米，层顶标高33.06～47.86米。
地基各岩土层设计计算指标推荐使用值 表6
岩土层名称
天然
重度
压缩
模量
抗剪强度（固快）
承载力
特征值

承载力特征值修正系数
内聚力
内摩擦角
γ
Es1-2
C
Φ
fak

KN/m3
Mpa
Kpa
度
Kpa

①杂填土
17.0

6.5
13.0
70-90
0
1.0
②强风化花岗岩（砂土状）
20.5
14.5
30.0
30.0
430
1.0
2.5
③强风化花岗岩（碎块状）
21.5
18.5
36.0
36.0
510

备注：③强风化花岗岩（碎块状）可不进行修正。

本工程主体结构施工时共设塔吊1台，布设位置见平面布置图。塔吊采用QTZ80型塔吊，该塔吊独立式起升高度为46米，工作臂长60米，最大起重量6吨，额定起重力矩为80吨米。本工程1~4#楼结构最大高度23.95米，塔吊计划最大安装高度33米。
三、塔吊选型及基础选择
1、塔吊选型：
本工程主体结构施工时设塔吊1台，布设位置见平面布置图。
结合现场平面及施工要求，选用QTZ80（TC6010)型塔吊，臂长为60m。
2、塔吊基础选择：
厂家提供的说明书中要求基础混凝土强度采用C25，QTZ80型塔吊基础底面为5000×5000的正方形。
铺设混凝土基础的地基应能承受0.2MPa的压力，本工程②强风化花岗岩（砂土状）的承载力达430kPa，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②强风化花岗岩（砂土状）层为塔吊基础的持力层，基础底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，将场地排水沟与塔吊基础相连通。沿塔吊基础四周砖砌300×500排水沟，与场地排水沟相连并及时排除，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
塔吊安装及拆除均应由具有安装及拆除专项质资的专业队伍负责施工，并编制相应的塔吊搭拆专项方案经集团公司设备处审批后实施。
处于低位的塔吊臂架端部与另一台塔吊的塔身之间距离不得小于2米，处于高位的塔吊（吊钩升至最高点）与低位塔吊的垂直距离在任何情况下不得小于2米；塔机吊物时，起升、回转可同时进行，变幅应单独进行，每次变幅后应对变幅部位进行检查；作业完毕后，起重臂应转到顺风方向，并松开回转制动器。
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10欧姆。
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。
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
塔吊基础位置布置及塔吊基础配筋详见附图。
六、QTZ80塔吊天然基础的计算书
（一）参数信息
塔吊型号：QTZ80（TC6010）， 塔身宽度B：1.645m，
基础承台厚度Hc：1.45m， 基础承台宽度Bc：5.0m，
承台混凝土的保护层厚度：50mm
根据《说明书》，塔机对基础产生的荷载如下：
荷载工况
基础荷载
P1（KN）
P2（KN）
M（KN·m）
MK（KN·m）
工作状态
585
35.1
1349
438.2
非工作状态
506
82.9
1765
0
塔吊基础受力图如下：
作用于承台顶面的荷载：
塔吊型号：QTZ80，自重(包括压重)F1=506kN，最大起重荷载F2=79kN，塔吊倾覆力距M=1765.00kN.m，塔吊起重高度=60.00m， 塔身宽度B=1.6450m，混凝土强度等级：C25，基础埋深D=2.00m，基础最小厚度h=1.35m，基础最小宽度Bc=5.00m。
（二）基础最小尺寸计算
基础的最小厚度取：H=1.45m
基础的最小宽度取：Bc=5.00m
（三）塔吊基础承载力计算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。
计算简图：

当不考虑附着时的基础设计值计算公式：

当考虑附着时的基础设计值计算公式：

当考虑偏心距较大时的基础设计值计算公式：

式中 F──塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载,F=1.2×585=702.00kN；
G──基础自重与基础上面的土的自重，G=1.2×(25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D) =2212.50kN；
Bc──基础底面的宽度，取Bc=5.00m；
W──基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=20.83m3；
M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M=1.4×800.00=1120.00kN.m；
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：

a=5.00/2-1120.00/(702+2212.50)=2.11m。
经过计算得到：
无附着的最大压力设计值 Pmax=(702+2212.50)/5.002+1120.00/20.83=170.54kPa
无附着的最小压力设计值 Pmin=(702+2212.50)/5.002-1120.00/20.83=62.8kPa
有附着的压力设计值 P=(702+2212.50)/5.002=116.70kPa
偏心距较大时压力设计值 Pkmax=2×(702+2212.50)/(3×5.00×2.11)=184.17kPa
（四）地基基础承载力验算
地基承载力设计值为：fa=430.00kPa
地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=227.35kPa，满足要求！
地基承载力特征值1.2×fa大于偏心距较大时的压力设计值Pkmax=267.06kPa，满足要求！
（五）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：
式中 hp──受冲切承载力截面高度影响系数，取 hp=0.95；
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，取 ft=1.57kPa；
am──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度：
am=[1.50+(1.50 +2×1.35)]/2=2.85m；
h0──承台的有效高度，取 h0=1.3m；
Pj──最大压力设计值，取 Pj=267.06kPa；
Fl──实际冲切承载力：
Fl=267.06×(5.00+4.20)×0.40/2=491.39kN。
允许冲切力： 0.7×0.95×1.57×2850×1300=3868205.25N=3868.21kN
实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！
（六）塔吊稳定性验算
塔吊有荷载时稳定性验算
塔吊有荷载时，计算简图：

塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算：

式中　K1──塔吊有荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15；
G──起重机自重力(包括配重，压重),G=450.80(kN)；
c──起重机重心至旋转中心的距离,c=5.50(m)；
h0──起重机重心至支承平面距离, h0=6.00(m)；
b──起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=1.50(m)；
Q──最大工作荷载,Q=100.00(kN)；
g──重力加速度(m/s2),取9.81；
v──起升速度,v=0.50(m/s)；
t──制动时间,t=2(s)；
a──起重机旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=15.00(m)；
W1──作用在起重机上的风力,W1=2.00(kN)；
W2──作用在荷载上的风力,W2=2.00(kN)；
P1──自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=8.00(m)；
P2──自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.50(m)；
h──吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=30.00(m)；
n──起重机的旋转速度,n=1.0(r/min)；
H──吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H＝28.00(m)；
──起重机的倾斜角，=0.00(度)。
经过计算得到　K1=2.266
由于K1>=1.15,所以当塔吊有荷载时，稳定安全系数满足要求!
（七）承台配筋计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第8.2.7条。
1、抗弯计算，计算公式如下：

式中 a1──截面I-I至基底边缘的距离，取 a1=1.75m；
P──截面I-I处的基底反力：

P=267.06×(3×1.50-1.75)/(3×1.50)=163.20kPa；
a'──截面I-I在基底的投影长度,取 a'=1.50m。
经过计算得 M=1.752×[(2×5.00+1.50)×(267.06+163.20-2×4012.50/5.002)+(267.06-163.20)×5.00]/12
=453.21kN.m。
2、配筋面积计算,公式如下：
依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第7.2条。

式中 1──系数，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，
1取为0.94,期间按线性内插法确定；
fc──混凝土抗压强度设计值；
h0──承台的计算高度。
经过计算得 s=453.21×106/(1.00×16.70×5.00×103×13002)=0.003
=1-(1-2×0.003)0.5=0.003
s=1-0.003/2=0.998
As=453.21×106/(0.998×1300×300.00)=1163.94mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为：10125mm2。
故取 As=10125mm2，选用φ20@170。

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