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1、 第六章：格构柱式塔吊基础专项施工方案1.编制依据本工程地质勘察报告，塔吊安装使用说明书、钢结构设计规范（GB500172003）、钢结构设计手册（第三版）、建筑结构静力计算手册（第二版）、结构荷载规范（GB50092001）、混凝土结构设计规范（GB50010-2002）、建筑桩基技术规范（JGJ942008）、建筑地基基础设计规范（GB500072002）等。2.塔吊基础方案2.1塔吊布置及基础概况本工程使用六台中联QTZ63（5610）塔吊，具体位位置详附图；塔吊初次自由起升高度35mh040m，足以避开周边已有建筑物；塔吊最终高度约50m、60m、110m、120m，配套相应附墙件（详
2、见塔吊安装专项方案）。其中2#、3#塔吊基础采用格构式基础，结合桩基；2#、3#塔吊设置4根塔吊专用的基础桩，有效桩长度必须保证12m，（遇到溶洞桩加长）直径800mm，桩端进入本工程地质勘察报告所述2岩层1m。格构柱采用L14014角钢作为主材，进入桩内3m，详见相应图纸。地面塔吊承台采用C40混凝土配筋，厚度1.2m，长宽=3.5m3.5m。桩顶标高146.7m，承台底标高152.00m。详见后附塔吊基础施工图纸。2.2塔吊专用基础桩涉及土层参数（引自地质勘查报告）表一序号名称hi(m)qsik(kPa)qpk(kPa)sip1粘土15681.02质粘土22381.03强风化白云质灰岩14
3、1601.04中风化白云质灰岩28.2单轴饱和抗压强度的标准值47.2Mpa表二序号土层厚度hi(m)重度i(kN/m3)极限侧阻(kPa)压缩模量Ei(MPa)1519685.92218.1383.63426.216048.226.5单轴饱和抗压强度的标准47.2Mpa2.3格构柱、格构式塔吊基础施工要求1、格构柱端锚入混凝土承台长度不小于450mm和1/3承台厚度；混凝土强度等级不小于C35；本工程定为 格构柱端锚入混凝土承台长度700mm，混凝土强度等级C40。2、格构柱锚入桩基中的长度不小于2000mm，并需增加箍筋和主筋数量，确保焊接质量桩混凝土等级不小于C30；本工程格构柱锚入桩基
4、中的长度3000mm，桩采用水下C30混凝土。3、吊（插）入桩孔时，应控制钢构柱的垂直与水平二个方向的偏位。特别需防止浇捣混凝土后钢构柱的偏位，施工方案中必须有防偏位措施（采用模具等定位方法）。4、钢构柱尽量在工厂制作，成品后运往工地。现场焊接水平杆与斜撑杆（柱间支撑）等构件，必须持有焊接上岗证，原则上仍应由生产厂家派员施焊。5、单肢钢构柱内部需留有足够空间，浇捣混凝土中应采取有效手段保证混凝土的填充率达到95%以上。6、开挖土方时，塔机钢构柱周围的土方应分层开挖，钢构柱之间的水平与斜撑杆（或柱间支撑），连接板等构件，必须跟随挖土深度而及时设置并焊接。7、塔机使用中，要经常观察钢筋混凝土连接块
5、的变形情况；经常观察地脚螺栓松动情况，随时拧紧；经常观察塔机的垂直度，发现超差及时纠正。3.格构式塔吊基础计算书3.1基本参数3.1.1塔吊基本参数塔吊型号：QZT63(5610)； 标准节长度b：2.8m；塔吊自重Gt：737kN（升至理论附着最高时的最重状态，加平衡配重,在起升40m时自重为51t）； 最大起重荷载Q：60kN； 塔吊地脚螺栓的直径d：按塔吊说明书设置；塔吊起升高度H：40m； 塔吊地脚螺栓数目n：按塔吊说明书设置；塔身宽度B: 1.6m； 塔吊地脚螺栓性能等级：按塔吊说明书设置； 工作风压：0.25kPa 非工作风压：0.80kPa（初次起升）特别说明：抗压以全重加最大弯
6、矩计算，桩抗拔以初升40m时的重量计算，此为最不利状态。在塔吊升至最高时，通过设置5个附墙件，塔身弯矩传递至基础承台的数值非常小，仅有塔身最大弯矩的2%左右；设置第一道附墙件时仅有20%左右，此时在最下端的基础主要承受垂直压力，且届时大底板负三层楼板早已浇筑完成，受力状况大为简化，因此塔吊在40m初始高度进一步上升后基础的受弯矩作用力状况无需进一步复核验算。计算图举例如下：塔吊示意图受力图弯矩图综上所述，对于塔吊基础，定下如下需要验算的工况项目：塔吊40m初升独立时，工作状态、非工作状态下最大弯矩及其分别对格构柱、桩造成的最大、最小压力；塔吊升至最高140m（本工程实际仅110m左右）分别对格
7、构柱、桩的最大竖向压力3.1.2格构柱基本参数格构柱计算长度lo：9m； 格构柱缀件类型：缀板；格构柱缀件节间长度a1：0.8m； 格构柱分肢材料类型：L140x14；格构柱基础缀件节间长度a2：2.4m； 格构柱钢板缀件参数:420*300*12mm；格构柱截面宽度b1：0.45m； 格构柱基础缀件材料类型：L100x10；单根格构柱计算自重：2t3.1.3基础参数桩中心距SS：2.2m2.2m； 桩入土深度l：12m； 桩直径d：0.8m；桩混凝土等级：水下C30； 桩型与工艺：泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩；桩钢筋直径：20mm； 桩钢筋型号：HRB335；承台宽度LL：3.5m3.5m； 承
8、台厚度h：1.2m；承台混凝土等级为：C40； 承台钢筋等级：HRB335；承台钢筋直径：22mm； 承台保护层厚度:25mm；承台钢筋间距：150mm； 3.1.4塔吊计算状态参数地面粗糙类别：D类密集建筑群，房屋较高；风荷载高度变化系数：0.73；主弦杆材料：圆钢； 主弦杆宽度c：250mm；非工作状态：所处城市 湖南郴州， 最大允许风压0：0.8 kN/m2；额定起重力矩Me：600kNm； 基础所受水平力P：30kN；塔吊倾覆力矩M：552.37kNm（非工作状态下，起重力矩不发生）； 工作状态：所处城市 ：湖南郴州， 最大允许风压0：0.25 kN/m2，额定起重力矩Me：600kN
9、m； 基础所受水平力P：30kN；塔吊倾覆力矩M：1089.49kNm； 3.2非工作状态下荷载计算3.2.1塔吊受力计算1、塔吊竖向力计算承台自重：Gc=25BcBch1.2=253.503.501.201.2=441.00kN格构柱系统自重：Gz=4201.2=96.00 kN作用在基础桩上的垂直力：N=1.2(Gt+Gc+Gz)=1.2(737+441+96)=1528.80kN（全高）N=1.2(Gt+Gc+Gz)=1.2(510+441+96)=1256.4kN（初升40m，上拔力验算用）2、塔吊风荷载计算（初升40m）地处 郴州，最大允许风压0=0.8 kN/m2挡风系数计算： =
10、 (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb)挡风系数=0.87体型系数s=1.14查表得：荷载高度变化系数z=0.73高度z处的风振系数取：z=1.0所以风荷载设计值为：=0.7zsz0=0.71.001.140.730.80=0.47kN/m23、塔吊弯矩计算风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：M=BHH0.5=0.470.871.6040.0040.000.5=516.77kNm总的最大弯矩值：Mmax=1.4(Me+M+Ph)=1.4(516.77+30.001.20)=552.37kNm4、塔吊水平力计算水平力：V=1.2(BH+P)=1.2(0.801.6040.000.87+30.
11、00)=89.23kN5、每根格构柱的受力计算作用于格构柱顶面的重力作用：N=1.2(Gt+Gc)=1.2(737+441)=1413.6kN。 Mmax=552.37kNm V=89.23kN作用在基础桩上的垂直力：N=1528.80kN（全高）N=1256.4kN（初升40m，上拔力验算用）N=1256.4kN（初升40m，压力验算用）作用在桩面弯矩Mmax=552.37+1.489.239.5（格构柱承台高度）=1739.13 kNm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（取下述工况中的大者）全高140m时的工况（加设扶墙件，
12、弯矩及水平力可忽略）：Ni=(F+G)/4=1335.22/4=333.80 kN初升40m，竖向压力验算Ni=(F+G)/4Mxyi/yi2Myxi/xi2；式中：N单桩个数，n=4； F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值； G桩基承台加上格构柱的自重； Mx,My承台底面的弯矩设计值； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离； Ni单桩桩顶竖向力设计值；设短边方向为x方向，长边方向为y方向。确定最不利弯矩方向：设与x方向夹角为，则单桩受力N=Msin/（22.2）+Mcos/（22.2）；N对求导，则得出N=Mcos/（22.2）- Msin/（22.2），当N=0时可以得出其极值，则可
13、得tg=2.2/2.2时出现最不利工况。即sin=0.7071，cos=0.7071。则有：Mx= Mmaxcos=1739.130.7071=1229.74kNm ，My= Mmaxsin=1739.130.7071=1229.74 kNm经计算得到单桩桩顶竖向力设计值最大压力：Nmax=1256.4/4+(1229.742.5)/(22.52)2=799.33kN最小压力：Nmi=1256.4/4-(1229.742.5)/(22.52)2=-177.8kN需要验算桩基础抗拔力。桩顶剪力的计算V0=V/4=89.23/4=22.31kN（2）、格构柱顶竖向力的计算（取下述工况中的大者）格构柱受力明显小于桩顶，按照桩顶受力数据进行计算。3.2.2塔吊与承台连接的螺栓验算按照塔吊说明书要求设置，不再计算。3.2.3承台验算（下述验算荷载取数均大于设计值）1、承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范（JGJ94-2008 ）的第5.9.1条。 Mx1 = Niyi My1 = Nixi其中 Mx1,My1计算截面处XY方向的弯矩设计值； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离取 (a-B)/2=(2.50-1.60)/
