1、中國建筑工程總公司CHINA STATE CONSTRUCTION ENGRG.CORP.錦繡香江配套中小學工程塔吊基礎設計排水方案中 建 二 局第三建筑工程有限公司 2011年5月20日塔 吊 基 礎 設計排水 方 案工程名稱：錦繡香江配套中小學工程地點：廣州市番禺區南村鎮里仁洞村施工單位：中建二局第三建筑工程有限公司 編制單位：錦繡香江配套中小學項目部 編 制： 審 核： 審 批：審批日期： 年 月 日一、工程概況本工程位于廣州市番禺區南村鎮。工程總用地面積為52755平方米，總建筑面積41794平方米，共包括6棟單體建筑。各單體建筑的概況見下表：單體名稱建筑層數檐口高度建筑總高度基礎形式

2、備注中學部行政樓313.916.678靜壓樁26.3中學部圖書館419.822.55靜壓樁26.6中學部教學實驗樓521.525.028靜壓樁26.7中學部宿舍和食堂5/125.328.95天然基礎25.7小學部教學實驗樓521.525.028天然基礎24.7中小學體育館325.328.29天然基礎24.4備注一欄中的絕對標高為各棟建筑的±0.00的標高。各棟單體在擬建場地內的分布情況見總平面圖所示。根據施工需要，現計劃安裝三臺QT80型塔式起重機（自由高度46米），其中1#、2#塔吊臂長為60米，3#塔吊臂長為50米，塔式起重機的安裝見下圖所示： 在進場后，首先安排1#3#塔吊基礎

3、的施工，以便塔吊能夠及早投入使用，有利于工程的開展。二、塔吊基礎形式確定1、1#塔吊根據華南理工大學建筑設計研究院勘察有限公司出具的錦繡香江配套中小學巖土勘察報告提供的中學部教學實驗樓ZK5和ZK12孔的地質勘查報告，因1#塔吊位于這兩個孔的中間部位，因此塔吊基礎的地質情況參照這兩個孔的地質情況確定。Zk5在21.36米以上為素填土層，21.36米以下為粉質粘土層；ZK12在21.43米以上為素填土層，20.23米21.43米之間為細砂層，20.23米以下為粉質粘土層。根據地質勘察報告，粉質粘土層的承載力特征值為190KPa（地質勘查報告第14頁），可以作為塔吊基礎的持力層，但擬建建筑物的&#

4、177;0.00的標高為26.326.7，故塔吊基礎采用四樁靜壓預應力管樁基礎，塔吊基礎面標高為中學部行政樓±0.00（絕對標高26.3米）。2、3#塔吊2#塔吊位于中學部宿舍和食堂ZK31和ZK41之間，故塔吊基礎部位的地質情況參照這兩個孔的地質情況確定。ZK41從25.88米以下為砂質粘性土，ZK31自26.52米以下為砂質粘性土，根據地質勘察報告顯示，砂質粘性土的承載力特征值為200KPa,可以作為持力層，故基礎采用天然基礎。2#塔吊基礎定位見上圖。2#塔吊基礎面標高為-4.25米（絕對標高21.45米）。3、2#塔吊3#塔吊位于ZK35和ZK39之間，ZK35在28.75米處

5、即為粉質粘土，ZK39在25.98米處即為粉質粘土，可以作為塔吊基礎的持力層，故采用天然基礎。綜合考慮確定3#塔吊基礎面標高同體育館的±0.00（絕對標高24.4米）相同。塔吊編號基礎形式基礎面標高初始安裝高度覆蓋范圍最終安裝高度大臂朝向安裝完成后塔吊大臂的絕對標高1#樁基礎26.3米36.4米行政樓36.4米南北62.7米圖書館教學實驗樓3#天然基礎21.45米36.4米食堂和宿舍36.4米東西57.8米小學實驗樓2#天然基礎24.4米30.8米小學實驗樓30.8米南偏東10度55.2米體育館說明：2#塔吊的安裝高度含地下室部分。三、塔吊基礎設計根據地質勘察報告，ZK5的地質情況與

6、1#塔吊基礎最接近，因此參考ZK5的地質條件。1#塔基礎采用靜壓高強預應力管樁基礎，基礎下設4根直徑為500mm的C80預應力管樁，樁尖入強風化層內1.5米，初步確定樁長為2025米長，實際樁長按照現場需要確定，現場據此進行樁基礎施工。塔吊基礎承臺為5000mm×5000mm×1350mm。本塔吊基礎的±0.00相當于絕對標高的26.3米。3#塔吊基礎面標高與地下室結構底板面標高一致。在塔吊基礎施工完成后，回填塔吊基礎四周的土方至基礎面高度，塔吊基礎尺寸為6000mm×6000mm×1350mm。2#塔吊基礎持力層標高為22.95米，基礎面標高

7、為24.4米，塔吊基礎施工完成后，基礎四周的作業面進行回填。塔吊基礎尺寸為6000mm×6000mm×1350mm。四、塔吊基礎排水措施1）1#塔吊基礎離鋼筋加工場相對位置比較近，在塔吊四周砌筑300×400的明溝，再與鋼筋制作房，成品材料堆場周圍的排水溝連成一起，最后排入市政管網，3#塔吊基礎由于在建筑物外側，礎頂標高和筏板頂標高一致，位置相對于正負零比較底，故采用在基礎中心位置預留一個300×300×400（深）的集水坑，在用水泵把集水坑中的水排入基坑頂四周的明溝。如下圖：2）2#塔吊基礎在中小學體育館與教學樓之間，塔吊基礎面標高24.4m

8、在四周砌筑300×300的明溝，排水坡度0.5%,排入基坑頂明溝，經沉砂池過濾后，排入市政雨水管。五、塔吊基礎設計計算書6.1 1#塔吊樁基礎結構計算書依據塔式起重機混凝土基礎工程技術規程(JGJ/T 187-2009)。（1）參數信息塔吊型號：QTZ80（TC6013A-6）塔機自重標準值：Fk1=340.70kN起重荷載標準值：Fqk=60.00kN塔吊最大起重力矩：塔吊計算高度：H=36.4m塔身寬度：B=2.00m非工作狀態下塔身彎矩：樁混凝土等級：C80承臺混凝土等級：C35保護層厚度：50mm矩形承臺邊長：5.0m承臺厚度：Hc=1.350m承臺箍筋間距：S=200mm承

9、臺鋼筋級別：HRB335承臺頂面埋深：D=0.000m樁直徑：d=0.500m樁間距：a=4.000m樁鋼筋級別：HPB235樁入土深度：20.00m樁型與工藝：預制樁樁空心直徑：0.250m計算簡圖如下： （2）荷載計算1）自重荷載及起重荷載塔機自重標準值Fk1=340.7kN基礎以及覆土自重標準值Gk=5×5×1.35×25=843.75kN承臺受浮力：Flk=5×5×0.85×10=212.5kN起重荷載標準值Fqk=60kN2）風荷載計算工作狀態下塔機塔身截面對角線方向所受風荷載標準值塔機所受風均布線荷載標準值 (Wo=0.2

10、kN/m2) =0.8×1.59×1.95×1.2558×0.2=0.62kN/m2=1.2×0.62×0.35×2=0.52kN/m塔機所受風荷載水平合力標準值Fvk=qsk×H=0.52×36.20=18.94kN基礎頂面風荷載產生的力矩標準值Msk=0.5Fvk×H=0.5×18.94×36.40=344.71kN.m非工作狀態下塔機塔身截面對角線方向所受風荷載標準值塔機所受風均布線荷載標準值 (本地區 Wo=0.50kN/m2)=0.8×1.65×

11、1.95×1.2558×0.50=1.62kN/m2=1.2×1.62×0.35×2.00=1.36kN/m塔機所受風荷載水平合力標準值Fvk=qsk×H=1.36×36.40=49.504kN基礎頂面風荷載產生的力矩標準值Msk=0.5Fvk×H=0.5×49.504×36.40=900.97kN.m3）塔機的傾覆力矩工作狀態下，標準組合的傾覆力矩標準值Mk=-411.94+0.9×非工作狀態下，標準組合的傾覆力矩標準值Mk=-411.94+900.97=489.03kN.m（3）樁

12、豎向力計算非工作狀態下：Qk=(Fk+Gk)/n=(340.7+843.75)/4=296.11kNQkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L=(340.7+843.75)/4+(477.60+49.504×1.35)/5.66=392.30kNQkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(340.7+843.75-212.5)/4-(477.60+49.504×1.35)/5.66=146.82kN工作狀態下：Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(340.7+843.75+60)/4=311.11kNQkmax=(Fk

13、+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L=(340.7+843.75+60)/4+(755.25+18.94×1.35)/5.66=449.16kNQkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(340.7+843.75+60-212.5)/4-(755.25+18.94×1.35)/5.66=119.94kN（4）承臺受彎計算1）荷載計算不計承臺自重及其上土重，第i樁的豎向力反力設計值：工作狀態下：最大壓力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35

14、×(340.7+60)/4+1.35×(755.25+18.94×1.35)/5.66=321.61kN最大拔力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×(340.7+60)/4-1.35×(755.25+18.94×1.35)/5.66=-51.13kN非工作狀態下：最大壓力 Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×340.7/4+1.35×(477.60+49.504×

15、;1.35)/5.66=244.85kN最大拔力 Ni=1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×340.7/4-1.35×(477.60+49.504×1.35)/5.66=-14.87kN2）彎矩的計算依據塔式起重機混凝土基礎工程技術規程第條其中 Mx,My1計算截面處XY方向的彎矩設計值(kN.m)；xi,yi單樁相對承臺中心軸的XY方向距離(m)；Ni不計承臺自重及其上土重，第i樁的豎向反力設計值(kN)。由于工作狀態下，承臺正彎矩最大：Mx=My=2×321.61×承臺最大負彎矩:

16、Mx=My=2×-51.13×3）配筋計算根據混凝土結構設計規程GB50010-2002第條 式中 1系數，當混凝土強度不超過C50時，1取為1.0,當混凝土強度等級為C80時，1取為0.94,期間按線性內插法確定；fc混凝土抗壓強度設計值；h0承臺的計算高度；fy鋼筋受拉強度設計值，fy=300N/mm2。底部配筋計算：s=643.21×106/(1.000×16.700×5000.000×13002)=0.0046=1-(1-2×0.0046)0.5=0.0046s=1-0.0046/2=0.9977As=643.21&

17、#215;106/(0.9977×1300.0×300.0)=1653.0mm2頂部配筋計算：s=102.27×106/(1.000×16.700×5000.000×13002)=0.0007=1-(1-2×0.0007)0.5=0.0007s=1-0.0007/2=0.9977As=102.27×106/(0.9996×1300.0×300.0)=262.3mm2（5）承臺剪切計算最大剪力設計值：Vmax=321.61kN依據混凝土結構設計規范(GB50010-2002)的第條。我們考慮承臺配

18、置箍筋的情況，斜截面受剪承載力滿足下面公式：式中 計算截面的剪跨比,=1.500ft混凝土軸心抗拉強度設計值，ft=1.570N/mm2；b承臺的計算寬度，b=5000mm；h0承臺計算截面處的計算高度，h0=1300mm；fy鋼筋受拉強度設計值，fy=300N/mm2；S箍筋的間距，S=200mm。經過計算承臺已滿足抗剪要求，只需構造配箍筋!（6）承臺受沖切驗算角樁軸線位于塔機塔身柱的沖切破壞錐體以內，且承臺高度符合構造要求，故可不進行承臺角樁沖切承載力驗算（7）樁身承載力驗算樁身承載力計算依據建筑樁基礎技術規范(JGJ94-2008)的第條根據第二步的計算方案可以得到樁的軸向壓力設計值，取

19、其中最大值N=1.35×449.16=606.37kN樁頂軸向壓力設計值應滿足下面的公式：其中 c基樁成樁工藝系數，取0.85fc混凝土軸心抗壓強度設計值，fc=35.9N/mm2；Aps樁身截面面積，Aps=147262mm2。經過計算得到樁頂軸向壓力設計值滿足要求由于樁的最小配筋率為0.45%，計算得最小配筋面積為663mm2綜上所述，全部縱向鋼筋面積663mm2（8）樁豎向承載力驗算依據塔式起重機混凝土基礎工程技術規程(JGJ/T 187-2009)的第和條軸心豎向力作用下，Qk=311.11kN；偏向豎向力作用下，樁基豎向承載力必須滿足以下兩式：單樁豎向承載力特征值按下式計算

20、：其中 Ra單樁豎向承載力特征值；qsik第i層巖石的樁側阻力特征值；按下表取值；qpa樁端端阻力特征值，按下表取值；u樁身的周長，u=1.57m；Ap樁端面積,取Ap=0.20m2；li第i層土層的厚度,取值如下表；厚度及側阻力標準值表如下：序號 土層厚度(m) 側阻力特征值(kPa) 端阻力特征值(kPa) 土名稱1 4.8 10 0 粘性土2 8.9 35 1000 粉土或砂土3 3.9 35 1000 粉土或砂土4 4.4 40 1900 密實粉土5 6 70 2500 密實粉土由于樁的入土深度為20m,所以樁端是在第4層土層。最大壓力驗算：Ra=1.57×(4.8×

21、;10+8.9×35+3.9×35+2.4×40)+1900×0.20=1302.98kN由于: Ra = 1302.98 > Qk = 311.11,所以滿足要求!由于: 1.2Ra = 1563.57 > Qkmax = 449.16,所以滿足要求!6.2 2#、3#塔吊天然基礎計算書因3#塔吊的安裝高度低于2#塔吊，因此在計算時以2#塔吊為計算模型，計算結果適用于3#塔吊。依據塔式起重機混凝土基礎工程技術規程(JGJ/T 187-2009)。（1）參數信息塔吊型號：QTZ80（TC6013A-6）自重(包括壓重)：F1=350.70kN

22、最大起重荷載：F2=60.00kN最大起重力距：塔吊起重高度：H=36.4m塔身寬度：B=2.00m非工作狀態塔身彎矩：混凝土強度等級：C35鋼筋級別：HRB335地基承載力特征值：190.00kPa承臺寬度：Bc=6.00m承臺厚度：h=1.35m基礎埋深：D=0.00m計算簡圖： （2）荷載計算1）自重荷載及起重荷載塔機自重標準值Fk1=350.7kN基礎以及覆土自重標準值Gk=6×6×1.35×25=1215kN承臺受浮力：Flk=6×6×0.85×10=306kN起重荷載標準值Fqk=60kN2）風荷載計算工作狀態下塔機塔身截

23、面對角線方向所受風荷載標準值塔機所受風均布線荷載標準值 (Wo=0.2kN/m2) =0.8×1.59×1.95×1.31×0.2=0.65kN/m2=1.2×0.65×.35×2=0.55kN/m塔機所受風荷載水平合力標準值Fvk=qsk×H=0.55×42=22.93kN基礎頂面風荷載產生的力矩標準值Msk=0.5Fvk×H=0.5×22.93×非工作狀態下塔機塔身截面對角線方向所受風荷載標準值塔機所受風均布線荷載標準值 (本地區 Wo=0.50kN/m2) =0.8&#

24、215;1.65×1.95×1.31×.5=1.69kN/m2=1.2×1.69×.35×2=1.42kN/m塔機所受風荷載水平合力標準值Fvk=qsk×H=1.42×42=59.48kN基礎頂面風荷載產生的力矩標準值Msk=0.5Fvk×H=0.5×59.48×42=1249.10kN3）塔機的傾覆力矩工作狀態下，標準組合的傾覆力矩標準值Mk=-411.94+0.9×非工作狀態下，標準組合的傾覆力矩標準值三. 地基承載力計算依據塔式起重機混凝土基礎工程技術規程(JGJ/T

25、187-2009)第條承載力計算。塔機工作狀態下：當軸心荷載作用時：=(350.7+60+909)/(6×6)=36.66kN/m2當偏心荷載作用時：=(350.7+60+909)/(6×6)-2×(879.98×1.414/2)/36.00=2.09kN/m2由于 Pkmin0 所以按下式計算Pkmax：=(350.7+60+909)/(6×6)+2×(879.98×1.414/2)/36.00=71.22kN/m2塔機非工作狀態下：當軸心荷載作用時：=(350.7+909)/(6×6)=43.49kN/m2當偏

26、心荷載作用時：=(350.7+909)/(6×6)-2×(837.16×1.414/2)/36.00=2.11kN/m2由于 Pkmin0 所以按下式計算Pkmax：=(350.7+909)/(6×6)+2×(837.16×1.414/2)/36.00=67.87kN/m2（4）地基基礎承載力驗算地基基礎承載力特征值計算依據建筑地基基礎設計規范GB 50007-2002第條。計算公式如下：其中 fa修正后的地基承載力特征值(kN/m2)；fak地基承載力特征值，取0.00kN/m2；b基礎寬度地基承載力修正系數，取0.00；d基礎埋深地基承載力修正系數，取0.00；基礎底面以下土的重度，取20.00kN/m3；m基礎底面以上土的重度，取20.00kN/m3；b基礎底面寬度，取6.00m；d基礎埋深度,取0.00m。解得修正后的地基承載力特征值 fa=0.00kPa實際計算取的地基承載力特征值為:fa=190.00kPa軸心荷載作用：由于 faPk=36.66kPa 所以滿足要求！偏心荷載作用：由于1.2×faPkmax=71.22kPa 所以滿足要求！（5）承臺配筋計算依據建筑地基基礎設計規范GB 50007-2