目录
一、工程概况 ............................................................................................................................ 1 二、编制依据 ............................................................................................................................ 1 三、塔吊基础设计概况 ............................................................................................................ 1 四、选用塔吊的主要性能 ........................................................................................................ 3 五、塔吊基础计算 .................................................................................................................... 3 （一）、1#塔吊塔吊基础计算书 .......................................................................................... 3 （二）、2#塔吊塔吊基础计算书1、塔吊基本参数 ......................................................... 18 （三）、3#塔吊塔吊基础计算书 ........................................................................................ 33 （四）、4#塔吊塔吊基础计算书 ........................................................................................ 48 （五）、5#塔吊塔吊基础计算书 ........................................................................................ 63 六、质量保证措施 .................................................................................................................. 78 （一）、钻孔灌注桩质量保证措施 .................................................................................... 78 （二）、承台施工质量保证措施 ........................................................................................ 79 （三）、 格构柱施工质量控制 .......................................................................................... 79 （四）、格构柱施工要求 .................................................................................................... 80 七、安全保证措施 .................................................................................................................. 81 八、附图 .................................................................................................................................. 81 1、塔吊平面布置图（总平面布置） ................................................................................ 81 2、塔吊桩位布置图 ............................................................................................................ 81 3、格构柱立面图及与承台、钻孔桩连接示意图 ............................................................ 81 4、格构柱平面图 ................................................................................................................ 81 5、节点详图（桩、格构柱、基础等） ............................................................................ 81
I
XXX项目 塔吊基础专项施工方案
一、工程概况
工程名称：XXXXX 建设单位：XXXXX 设计单位：XXXXX 勘察单位: XXXXX 监理单位：XXXXX 施工单位：XXXXX 建设地点：XXXXX
XXXXX。
二、编制依据
1、本工程的地质勘察报告2、QTZ80（ZJ5710）、QTZ60型塔式起重机使用说明书。 2、《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002） 3、《建筑桩基技术规范》（JGJ94－94） 4、《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）
5、设计施工图纸8、《建设施工高处作业安全技术规程》JGJ80-91 6、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99 7、《施工手册》（第四版）
8、《钢结构设计规范》GB50017-2003 9、本工程总体施工组织设计 10、集团公司CIS形象设计标准
三、塔吊基础设计概况
本工程选择3台QTZ80（ZJ5710）塔吊，经过对塔身加强改造，塔机安装高度可达到160米，主要用于4幢主楼水平和垂直材料运输。2台QTZ60（ZJ5010）塔机，安装达到自由高度就足够（现场安装18米），主要用于地下室施工水平和垂直材料运输。塔吊布置具体位置见附图一（塔吊总体布置平面示意图）。
1#塔吊为QTZ80（ZJ5710）塔吊型，位于1#楼4轴交S轴附近，对应于地质勘察报告工程地质剖面图Z23#孔位置；
2#塔吊为QTZ80（ZJ5710）塔吊型，位于3#楼4轴交R轴附近，对应于地质勘察报
1
XXX项目 塔吊基础专项施工方案
告工程地质剖面图Z9#孔位置。
塔吊基础采用格构柱桩基础，桩基础均落于⑦-1圆砾层上，3台QTZ80（ZJ5710）塔吊格构柱上采用钢平台，2台QTZ60（ZJ5010）塔机格构柱上采用钢柱帽。
每台塔吊单独二级配电箱和专用开关箱。详见《临时用电施工方案》）。
QTZ80（ZJ5710）塔吊，格构柱上设2.2M×2.2M×0.04M钢平台；钻孔桩顶设3.0M×3.0M×0.08M标号为C35钢筋混凝土基础，内配Φ20@160；格构柱下端伸入桩基2.5M，桩基采用直径800，标号为C30混凝土钻孔桩，内配12Φ20。
QTZ60（ZJ5010）塔吊，每根格构柱上设0.6M×0.6M×0.04M钢板柱帽；格构柱上端通过钢板柱帽与地下节连牢，钻孔桩顶设3.0M×3.0M×0.08M标号为C35钢筋混凝土基础，内配Φ20@160；格构柱下端伸入桩基2.5M，桩基采用直径800，标号为C30混凝土钻孔桩，内配12Φ20。 有关数据见下表： 塔吊编号 生产厂商 塔吊型号 桩径/有效桩长m 钢筋笼长m 钢筋笼配筋 桩顶标高m 承台底标高m 承台面标高m 1 浙江建机 QTZ80 800 29 12Φ20 -10.00 -10.05 2 浙江建机 QTZ80 800 29 12Φ20 -10.00 -10.05 3 浙江建机 QTZ80 800 29 12Φ20 -10.00 -10.05 4 浙江建机 QTZ60 800 27 12Φ20 -10.00 -10.05 5 浙江建机 QTZ60 800 27 12Φ20 -10.00 -10.05 -9.25 -9.25 -9.25 -9.25 -9.25 承台配筋 Φ20＠160 Φ20＠160 格构柱长度m 格构柱顶标高m 8.80 8.80 Φ20＠160 Φ20＠160 Φ20＠160 8.80 8.80 8.80 -1.200 -1.200 -1.200 -1.200 -1.200 2
XXX项目 塔吊基础专项施工方案 塔吊安装高度m 160 160 160 40 40 塔机采用四桩基础。格构柱的防水参见支撑立柱的防水做法。
格构柱的防腐处理：表面采用钢丝刷、砂皮除锈，底漆为铁红防锈漆二道，面漆采用银粉漆一道作为保护层。
四、选用塔吊的主要性能
两种型号均选用浙江建机集团生产的QTZ80（ZJ5710）和QTZ60（ZJ5010） 1、QTZ80（ZJ5710）塔吊高度40.5M、8道附着高度达到160M、最大臂长57M、最大起重量6T、最大起重力矩95.4T.M、总重量949KN、塔身宽度1.6M，总功率31.7KW；
2、QTZ60（ZJ5010）塔吊高度40.1M、该塔吊仅地下室施工高度已经足够、最大臂长50M、最大起重量6T、最大起重力矩60T.M、总重量434KN、塔身宽度1.6M，总功率31 KW；
五、塔吊基础计算
（一）、1#塔吊塔吊基础计算书
基本参数 1、塔吊基本参数
塔吊型号：QT80A； 标准节长度b：3m；
塔吊自重Gt：949kN； 塔吊地脚螺栓性能等级：普通8.8级； 最大起重荷载Q：60kN； 塔吊地脚螺栓的直径d：30mm； 塔吊起升高度H：160m； 塔吊地脚螺栓数目n：12个； 塔身宽度B: 1.6m； 2、格构柱基本参数
格构柱计算长度lo：8.8m； 格构柱缀件类型：缀板； 格构柱缀件节间长度a1：0.3m； 格构柱分肢材料类型：L160x10； 格构柱基础缀件节间长度a2：1.5m； 格构柱钢板缀件参数:宽160mm，厚8mm； 格构柱截面宽度b1：0.45m； 格构柱基础缀件材料类型：L160x10； 3、基础参数
桩中心距a：1.6m； 桩直径d：0.8m；
桩入土深度l：29m； 桩型与工艺：泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩；
3
XXX项目 塔吊基础专项施工方案
桩混凝土等级：C30； 桩钢筋型号：HRB335； 桩钢筋直径：20mm；
钢平台宽度：2.2m； 钢平台厚度：0.1m； 钢平台的螺栓直径：30mm； 钢平台的螺栓数目：12个； 钢平台的螺栓性能等级：高强10.9级； 4、塔吊计算状态参数
地面粗糙类别：C类 有密集建筑群的城市郊区；风荷载高度变化系数：2.3； 主弦杆材料：角钢/方钢； 主弦杆宽度c：250mm； 非工作状态：
所处城市 浙江杭州市， 基本风压W0=0.45 kN/m2； 额定起重力矩Me：954kN·m； 基础所受水平力P：71kN； 塔吊倾覆力矩M：1668kN·m； 工作状态：
所处城市 浙江杭州市， 基本风压W0=0.45 kN/m2， 额定起重力矩Me：954kN·m； 基础所受水平力P：31kN； 塔吊倾覆力矩M：1039kN·m； 非工作状态下荷载计算 一、塔吊受力计算 1、塔吊竖向力计算
作用在基础上的垂直力：N=Gt=949.00=949.00kN 2、塔吊倾覆力矩
总的最大弯矩值Mmax=1668.00kN·m 3、塔吊水平力计算 挡风系数计算：
φ = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb) 挡风系数Φ=0.79
水平力：V=ω×B×H×Φ+P=0.45×1.60×160.00×0.79+71.00=162.12kN 5、每根格构柱的受力计算
4
XXX项目 塔吊基础专项施工方案
作用于承台顶面的作用力：N=949.00kN Mmax=1668.00kN·m V=162.12kN
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
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； 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值
最大压力：N0=Nmax=N/4+(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=949.00/4+(1668.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=974.41kN
最小压力：Nmin=N/4-(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=949.00/4-(1668.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=-499.91kN
5
XXX项目 塔吊基础专项施工方案
需要验算桩基础抗拔力。 （2）、桩顶剪力的计算 V0=V/4=162.12/4=40.53kN 二、塔吊与承台连接的螺栓验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力：
Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×320/4=226.19kN Nv=V/n=162.12/12=13.51kN<226.19kN 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 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；
Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×400/4=224.23kN Nt=Nmin/n1=499.91/3.00=166.kN<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+(NtNtb)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=((13.51/226.19)2+(166./224.23)2)0.5=0.75 螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。 三、承台验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nv=V/n=162.12/12=13.51kN；
Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×310/(4×1000)=219.13kN； 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 n1×Nt = Nmin
其中：n1－塔吊每一个角上螺栓的数量，即：n1=n/4；
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XXX项目 塔吊基础专项施工方案
Nt－每一颗螺栓所受的力； Nt=Nmin/n1=499.91/3.00=166.kN；
Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×500/(4×1000)=280.29kN； 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+(NtNtb)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=((13.51/219.13)2+(166./280.29)2)0.5=0.60kN； 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 1、格构柱力学参数 L160x10
A =31.50cm2 i =4.97cm I =779.53cm4 z0 =4.31cm 每个格构柱由4根角钢L160x10组成，格构柱力学参数如下：
2
Ix1=[I+A×（b1/2－z0）] ×4=[779.53+31.50×(45.00/2-4.31)2]×4=44808.51cm4；
An1=A×4=31.50×4=126.00cm；
W1=Ix1/(b1/2-z0)=44808.51/(45.00/2-4.31)=2463.36cm3； ix1=(Ix1/An1)0.5=(44808.51/126.00)0.5=18.86cm； 2、格构柱平面内整体强度
Nmax/An1=974.41×103/(126.00×102)=77.33N/mm2 2 =L0x1×102/ix1=8.80×102/18.86=46.66； 单肢缀板节间长度：a1=0.30m； λ1=L1/iv=30.00/3.20=9.38； λ 0x1 =(λ 2x1+λ 21)0.5=(46.662+9.382)0.5=47.60； 查表：Φx=0.87； Nmax/(ΦxA)=974.41×103/(0.87×126.00×102)=.20N/mm2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 4、刚度验算 λ max =λ 0x1 =47.60<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l01=a1=30.00cm； 单肢回转半径：i1=4.97cm； 单肢长细比：λ1=l01/i1=30.00/4.97=6.04<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 分肢稳定满足要求。 五、整体格构柱基础验算 1、格构柱基础力学参数 单肢格构柱力学参数： Ix1=44808.51cm4 An1=126.00cm2 W1=2463.36cm3 ix1=18.86cm 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： Ix2=[Ix1+An1×(b2×102/2-b1×102/2)2]×4=[44808.51+126.00×(1.60×102/2-0.45×102/2)2]×4=1845584.03cm4； An2=An1×4=126.00×4=504.00cm2； W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=1845584.03/(1.60×10/2-0.45×10/2)=32097.11cm； ix2=(Ix2/An2)0.5=(1845584.03/504.00)0.5=60.51cm； 2、格构柱基础平面内整体强度 N/An+Mx/(γx×W)=949.00×103/(504.00×102)+1668.00×106/(1.0×32097.11×103)=70.80N/mm2 x2 2 2 3 max =0.7×47.60=33.32； =L0x2/ix2=8.80×102/60.51=14.54； An2=504.00cm2； Ady2=2×31.50=63.00cm2； λ 0x2 =(λ 2x2+40×An2/Ady2)0.5=(14.542+40×504.00/63.00)0.5=23.05； 查表：φx=0.96； NEX' = π2EAn2/1.1λNEX=175275.32N； 8 20x2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 N/(φxA) + βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX)) ≤f N/(φxA)+βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX))=7.23N/mm2≤f=300N/mm2； 格构式基础整体稳定性满足要求。 4、刚度验算 λ max =λ 0x2 =23.05<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l02=a2=150.00cm； 单肢回转半径：ix1=18.86cm； 单肢长细比：λ1=l02/ix1=150.00/18.86=7.95<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 刚度满足要求。 六、桩承载力验算 桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条。 根据以上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=974.41kN； 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： γ0N≤fcA 其中，γo－建筑桩基重要性系数，取1.00； fc－混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； A－桩的截面面积，A=πd2/4=0.50 m2； 则，1.00×974.41=974.41 kN<14.30×0.50×103=7150.00kN； 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 七、桩竖向极限承载力验算 单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： R = ηsQsk/γs+ηpQpk/γp Qsk = u∑qsikli Qpk = qpkAp 其中 R－最大极限承载力； Qsk－单桩总极限侧阻力标准值； Qpk－单桩总极限端阻力标准值； ηs,ηp－分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数； γs, γp－分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数； 9 max =0.7×23.05=16.14； XXX项目 塔吊基础专项施工方案 qsik－桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； qpk－极限端阻力标准值； u－桩身的周长，取u=πd=2.51m； Ap－桩端面积,取Ap=0.50m2； li－第i层土层的厚度； 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 2.95 13.00 0.00 粘质粉土 2 7.00 23.00 0.00 粉砂 3 3.70 7.00 0.00 淤泥质粉质粘土 4 8.30 24.00 0.00 粉质粘土 5 4.20 30.00 0.00 粉砂 6 12.90 55.00 2400.00 圆砾 由于桩的入土深度为29.00m,所以桩端是在第6层土层。 已知：桩中心距：Sa=a=1.60m，桩直径：d=0.80m，承台宽度：Bc=2.20m，桩入土长度：l=29.00m 由Sa/d=1.60/0.80=2.00，Bc/l=2.20/29.00=0.08 查表得 ：ηs=1.20，ηp=1.26 单桩竖向承载力验算: R=1278.07kN>974.41kN，桩的竖向极限承载力满足要求! 八、桩基础抗拔验算 单桩破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值： 其中： Uk－桩基抗拔极限承载力标准值； ui－破坏表面周长，取u=πd=2.51m； qski－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。 10 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 经过计算得到Uk=1231.15kN>Nmin=499.91kN 桩抗拔满足要求。 九、桩配筋计算 1、桩构造配筋计算 按照构造要求配筋。 As=πd2/4×0.65%=3.14×8002/4×0.65%=3267mm2 2、桩抗压钢筋计算 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 3、桩受拉钢筋计算 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，1120。实际配筋值3456.2 mm2。 依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-94)， 6－8@200-300mm，宜采用螺旋式箍筋；受水平荷载较大的桩基和抗震 桩基，桩顶3-5d范围内箍筋应适当加密；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m左右设一道12-18焊接加劲箍筋。桩锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层底深度。 工作状态下荷载计算 一、塔吊受力计算 1、塔吊竖向力计算 作用在基础上的垂直力：N=Gt+Q=949.00+60.00=1009.00kN 2、塔吊倾覆力矩 总的最大弯矩值Mmax=1039.00kN·m 3、塔吊水平力计算 挡风系数计算： φ = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb) 挡风系数Φ=0.79 水平力：V=ω×B×H×Φ+P=0.45×1.60×160.00×0.79+31.00=122.12kN 5、每根格构柱的受力计算 11 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 作用于承台顶面的作用力：N=1009.00kN Mmax=1039.00kN·m V=122.12kN 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 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； 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值 最大压力：N0=Nmax=N/4+(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=1009.00/4+(1039.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=711.43kN 最小压力：Nmin=N/4-(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=1009.00/4-(1039.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=-206.93kN 12 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 需要验算桩基础抗拔力。 （2）、桩顶剪力的计算 V0=V/4=122.12/4=30.53kN 二、塔吊与承台连接的螺栓验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×320/4=226.19kN Nv=V/n=122.12/12=10.18kN<226.19kN 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 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； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×400/4=224.23kN Nt=Nmin/n1=206.93/3.00=68.98kN<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+(NtNtb)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=((10.18/226.19)2+(68.98/224.23)2)0.5=0.31 螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。 三、承台验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nv=V/n=122.12/12=10.18kN； Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×310/(4×1000)=219.13kN； 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 n1×Nt = Nmin 其中：n1－塔吊每一个角上螺栓的数量，即：n1=n/4； 13 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 Nt－每一颗螺栓所受的力； Nt=Nmin/n1=206.93/3.00=68.98kN； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×500/(4×1000)=280.29kN； 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+(NtNtb)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=((10.18/219.13)2+(68.98/280.29)2)0.5=0.25kN； 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 1、格构柱力学参数 L160x10 A =31.50cm2 i =4.97cm I =779.53cm4 z0 =4.31cm 每个格构柱由4根角钢L160x10组成，格构柱力学参数如下： 2 Ix1=[I+A×（b1/2－z0）] ×4=[779.53+31.50×(45.00/2-4.31)2]×4=44808.51cm4； An1=A×4=31.50×4=126.00cm； W1=Ix1/(b1/2-z0)=44808.51/(45.00/2-4.31)=2463.36cm3； ix1=(Ix1/An1)0.5=(44808.51/126.00)0.5=18.86cm； 2、格构柱平面内整体强度 Nmax/An1=711.43×103/(126.00×102)=56.46N/mm2 2 =L0x1×102/ix1=8.80×102/18.86=46.66； 单肢缀板节间长度：a1=0.30m； λ1=L1/iv=30.00/3.20=9.38； λ 0x1 =(λ 2x1+λ 21)0.5=(46.662+9.382)0.5=47.60； 查表：Φx=0.87； Nmax/(ΦxA)=711.43×103/(0.87×126.00×102)=65.12N/mm2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 4、刚度验算 λ max =λ 0x1 =47.60<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l01=a1=30.00cm； 单肢回转半径：i1=4.97cm； 单肢长细比：λ1=l01/i1=30.00/4.97=6.04<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 分肢稳定满足要求。 五、整体格构柱基础验算 1、格构柱基础力学参数 单肢格构柱力学参数： Ix1=44808.51cm4 An1=126.00cm2 W1=2463.36cm3 ix1=18.86cm 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： Ix2=[Ix1+An1×(b2×102/2-b1×102/2)2]×4=[44808.51+126.00×(1.60×102/2-0.45×102/2)2]×4=1845584.03cm4； An2=An1×4=126.00×4=504.00cm2； W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=1845584.03/(1.60×10/2-0.45×10/2)=32097.11cm； ix2=(Ix2/An2)0.5=(1845584.03/504.00)0.5=60.51cm； 2、格构柱基础平面内整体强度 N/An+Mx/(γx×W)=1009.00×103/(504.00×102)+1039.00×106/(1.0×32097.11×103)=52.39N/mm2 x2 2 2 3 max =0.7×47.60=33.32； =L0x2/ix2=8.80×102/60.51=14.54； An2=504.00cm2； Ady2=2×31.50=63.00cm2； λ 0x2 =(λ 2x2+40×An2/Ady2)0.5=(14.542+40×504.00/63.00)0.5=23.05； 查表：φx=0.96； NEX' = π2EAn2/1.1λNEX=175275.32N； 15 20x2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 N/(φxA) + βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX)) ≤f N/(ΦxA)+βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX))=13.70N/mm2≤f=300N/mm2； 格构式基础整体稳定性满足要求。 4、刚度验算 λ max =λ 0x2 =23.05<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l02=a2=150.00cm； 单肢回转半径：ix1=18.86cm； 单肢长细比：λ1=l02/ix1=150.00/18.86=7.95<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 刚度满足要求。 六、桩承载力验算 桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条。 根据以上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=711.43kN； 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： γ0N≤fcA 其中，γo－建筑桩基重要性系数，取1.00； fc－混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； A－桩的截面面积，A=πd2/4=0.50 m2； 则，1.00×711.43=711.43 kN<14.30×0.50×103=7150.00kN； 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 七、桩竖向极限承载力验算 单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： R = ηsQsk/γs+ηpQpk/γp Qsk = u∑qsikli Qpk = qpkAp 其中 R－最大极限承载力； Qsk－单桩总极限侧阻力标准值； Qpk－单桩总极限端阻力标准值； ηs,ηp－分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数； γs, γp－分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数； 16 max =0.7×23.05=16.14； XXX项目 塔吊基础专项施工方案 qsik－桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； qpk－极限端阻力标准值； u－桩身的周长，取u=πd=2.51m； Ap－桩端面积,取Ap=0.50m2； li－第i层土层的厚度； 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 2.95 13.00 0.00 粘质粉土 2 7.00 23.00 0.00 粉砂 3 3.70 7.00 0.00 淤泥质粉质粘土 4 8.30 24.00 0.00 粉质粘土 5 4.20 30.00 0.00 粉砂 6 12.90 55.00 2400.00 圆砾 由于桩的入土深度为29.00m,所以桩端是在第6层土层。 已知：桩中心距：Sa=a=1.60m，桩直径：d=0.80m，承台宽度：Bc=2.20m，桩入土长度：l=29.00m 由Sa/d=1.60/0.80=2.00，Bc/l=2.20/29.00=0.08 查表得 ：ηs=1.20，ηp=1.26 单桩竖向承载力验算: R=1278.07kN>711.43kN，桩的竖向极限承载力满足要求! 八、桩基础抗拔验算 单桩破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值： 其中： Uk－桩基抗拔极限承载力标准值； ui－破坏表面周长，取u=πd=2.51m； qski－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。 17 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 经过计算得到Uk=1231.15kN>Nmin=206.93kN 桩抗拔满足要求。 九、桩配筋计算 1、桩构造配筋计算 按照构造要求配筋。 As=πd2/4×0.65%=3.14×8002/4×0.65%=3267mm2 2、桩抗压钢筋计算 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 3、桩受拉钢筋计算 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，1120。实际配筋值3456.2 mm2。 依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-94)， 6－8@200-300mm，宜采用螺旋式箍筋；受水平荷载较大的桩基和抗震 桩基，桩顶3-5d范围内箍筋应适当加密；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m左右设一 12-18焊接加劲箍筋。桩锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层底深度。 （二）、2#塔吊塔吊基础计算书1、塔吊基本参数 塔吊型号：QT80A； 标准节长度b：3m； 塔吊自重Gt：949kN； 塔吊地脚螺栓性能等级：普通8.8级； 最大起重荷载Q：60kN； 塔吊地脚螺栓的直径d：30mm； 塔吊起升高度H：160m； 塔吊地脚螺栓数目n：12个； 塔身宽度B: 1.6m； 2、格构柱基本参数 格构柱计算长度lo：8.8m； 格构柱缀件类型：缀板； 格构柱缀件节间长度a1：0.3m； 格构柱分肢材料类型：L160x10； 格构柱基础缀件节间长度a2：1.5m； 格构柱钢板缀件参数:宽160mm，厚8mm； 格构柱截面宽度b1：0.45m； 格构柱基础缀件材料类型：L160x10； 3、基础参数 桩中心距a：1.6m； 桩直径d：0.8m； 桩入土深度l：29m； 桩型与工艺：泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩； 18 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 桩混凝土等级：C30； 桩钢筋型号：HRB335； 桩钢筋直径：20mm； 钢平台宽度：2.2m； 钢平台厚度：0.1m； 钢平台的螺栓直径：30mm； 钢平台的螺栓数目：12个； 钢平台的螺栓性能等级：高强10.9级； 4、塔吊计算状态参数 地面粗糙类别：C类 有密集建筑群的城市郊区；风荷载高度变化系数：2.3； 主弦杆材料：角钢/方钢； 主弦杆宽度c：250mm； 非工作状态： 所处城市 浙江杭州市， 基本风压W0=0.45 kN/m2； 额定起重力矩Me：954kN·m； 基础所受水平力P：71kN； 塔吊倾覆力矩M：1668kN·m； 工作状态： 所处城市 浙江杭州市， 基本风压W0=0.45 kN/m2， 额定起重力矩Me：954kN·m； 基础所受水平力P：31kN； 塔吊倾覆力矩M：1039kN·m； 非工作状态下荷载计算 一、塔吊受力计算 1、塔吊竖向力计算 作用在基础上的垂直力：N=Gt=949.00=949.00kN 2、塔吊倾覆力矩 总的最大弯矩值Mmax=1668.00kN·m 3、塔吊水平力计算 挡风系数计算： φ = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb) 挡风系数Φ=0.79 水平力：V=ω×B×H×Φ+P=0.45×1.60×160.00×0.79+71.00=162.12kN 5、每根格构柱的受力计算 19 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 作用于承台顶面的作用力：N=949.00kN Mmax=1668.00kN·m V=162.12kN 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 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； 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值 最大压力：N0=Nmax=N/4+(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=949.00/4+(1668.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=974.41kN 最小压力：Nmin=N/4-(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=949.00/4-(1668.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=-499.91kN 20 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 需要验算桩基础抗拔力。 （2）、桩顶剪力的计算 V0=V/4=162.12/4=40.53kN 二、塔吊与承台连接的螺栓验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×320/4=226.19kN Nv=V/n=162.12/12=13.51kN<226.19kN 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 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； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×400/4=224.23kN Nt=Nmin/n1=499.91/3.00=166.kN<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+(NtNtb)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=((13.51/226.19)2+(166./224.23)2)0.5=0.75 螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。 三、承台验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nv=V/n=162.12/12=13.51kN； Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×310/(4×1000)=219.13kN； 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 n1×Nt = Nmin 其中：n1－塔吊每一个角上螺栓的数量，即：n1=n/4； 21 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 Nt－每一颗螺栓所受的力； Nt=Nmin/n1=499.91/3.00=166.kN； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×500/(4×1000)=280.29kN； 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+(NtNtb)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=((13.51/219.13)2+(166./280.29)2)0.5=0.60kN； 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 1、格构柱力学参数 L160x10 A =31.50cm2 i =4.97cm I =779.53cm4 z0 =4.31cm 每个格构柱由4根角钢L160x10组成，格构柱力学参数如下： 2 Ix1=[I+A×（b1/2－z0）] ×4=[779.53+31.50×(45.00/2-4.31)2]×4=44808.51cm4； An1=A×4=31.50×4=126.00cm； W1=Ix1/(b1/2-z0)=44808.51/(45.00/2-4.31)=2463.36cm3； ix1=(Ix1/An1)0.5=(44808.51/126.00)0.5=18.86cm； 2、格构柱平面内整体强度 Nmax/An1=974.41×103/(126.00×102)=77.33N/mm2 2 =L0x1×102/ix1=8.80×102/18.86=46.66； 单肢缀板节间长度：a1=0.30m； λ1=L1/iv=30.00/3.20=9.38； λ 0x1 =(λ 2x1+λ 21)0.5=(46.662+9.382)0.5=47.60； 查表：Φx=0.87； Nmax/(ΦxA)=974.41×103/(0.87×126.00×102)=.20N/mm2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 4、刚度验算 λ max =λ 0x1 =47.60<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l01=a1=30.00cm； 单肢回转半径：i1=4.97cm； 单肢长细比：λ1=l01/i1=30.00/4.97=6.04<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 分肢稳定满足要求。 五、整体格构柱基础验算 1、格构柱基础力学参数 单肢格构柱力学参数： Ix1=44808.51cm4 An1=126.00cm2 W1=2463.36cm3 ix1=18.86cm 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： Ix2=[Ix1+An1×(b2×102/2-b1×102/2)2]×4=[44808.51+126.00×(1.60×102/2-0.45×102/2)2]×4=1845584.03cm4； An2=An1×4=126.00×4=504.00cm2； W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=1845584.03/(1.60×10/2-0.45×10/2)=32097.11cm； ix2=(Ix2/An2)0.5=(1845584.03/504.00)0.5=60.51cm； 2、格构柱基础平面内整体强度 N/An+Mx/(γx×W)=949.00×103/(504.00×102)+1668.00×106/(1.0×32097.11×103)=70.80N/mm2 x2 2 2 3 max =0.7×47.60=33.32； =L0x2/ix2=8.80×102/60.51=14.54； An2=504.00cm2； Ady2=2×31.50=63.00cm2； λ 0x2 =(λ 2x2+40×An2/Ady2)0.5=(14.542+40×504.00/63.00)0.5=23.05； 查表：φx=0.96； NEX' = π2EAn2/1.1λNEX=175275.32N； 23 20x2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 N/(φxA) + βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX)) ≤f N/(φxA)+βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX))=7.23N/mm2≤f=300N/mm2； 格构式基础整体稳定性满足要求。 4、刚度验算 λ max =λ 0x2 =23.05<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l02=a2=150.00cm； 单肢回转半径：ix1=18.86cm； 单肢长细比：λ1=l02/ix1=150.00/18.86=7.95<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 刚度满足要求。 六、桩承载力验算 桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条。 根据以上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=974.41kN； 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： γ0N≤fcA 其中，γo－建筑桩基重要性系数，取1.00； fc－混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； A－桩的截面面积，A=πd2/4=0.50 m2； 则，1.00×974.41=974.41 kN<14.30×0.50×103=7150.00kN； 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 七、桩竖向极限承载力验算 单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： R = ηsQsk/γs+ηpQpk/γp Qsk = u∑qsikli Qpk = qpkAp 其中 R－最大极限承载力； Qsk－单桩总极限侧阻力标准值； Qpk－单桩总极限端阻力标准值； ηs,ηp－分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数； γs, γp－分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数； 24 max =0.7×23.05=16.14； XXX项目 塔吊基础专项施工方案 qsik－桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； qpk－极限端阻力标准值； u－桩身的周长，取u=πd=2.51m； Ap－桩端面积,取Ap=0.50m2； li－第i层土层的厚度； 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 2.97 16.00 0.00 粘质粉土 2 9.70 23.00 0.00 粉砂 3 3.60 7.00 0.00 淤泥质粉质粘土 4 6.20 24.00 0.00 粉质粘土 5 4.80 30.00 0.00 粉砂 6 12.90 55.00 2400.00 圆砾 由于桩的入土深度为29.00m,所以桩端是在第6层土层。 已知：桩中心距：Sa=a=1.60m，桩直径：d=0.80m，承台宽度：Bc=2.20m，桩入土长度：l=29.00m 由Sa/d=1.60/0.80=2.00，Bc/l=2.20/29.00=0.08 查表得 ：ηs=1.20，ηp=1.26 单桩竖向承载力验算: R=1235.76kN>974.41kN，桩的竖向极限承载力满足要求! 八、桩基础抗拔验算 单桩破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值： 其中： Uk－桩基抗拔极限承载力标准值； ui－破坏表面周长，取u=πd=2.51m； qski－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。 25 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 经过计算得到Uk=1190.28kN>Nmin=499.91kN 桩抗拔满足要求。 九、桩配筋计算 1、桩构造配筋计算 按照构造要求配筋。 As=πd2/4×0.65%=3.14×8002/4×0.65%=3267mm2 2、桩抗压钢筋计算 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 3、桩受拉钢筋计算 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，1120。实际配筋值3456.2 mm2。 依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-94)， 6－8@200-300mm，宜采用螺旋式箍筋；受水平荷载较大的桩基和抗震 桩基，桩顶3-5d范围内箍筋应适当加密；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m左右设一道12-18焊接加劲箍筋。桩锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层底深度。 工作状态下荷载计算 一、塔吊受力计算 1、塔吊竖向力计算 作用在基础上的垂直力：N=Gt+Q=949.00+60.00=1009.00kN 2、塔吊倾覆力矩 总的最大弯矩值Mmax=1039.00kN·m 3、塔吊水平力计算 挡风系数计算： φ = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb) 挡风系数Φ=0.79 水平力：V=ω×B×H×Φ+P=0.45×1.60×160.00×0.79+31.00=122.12kN 5、每根格构柱的受力计算 26 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 作用于承台顶面的作用力：N=1009.00kN Mmax=1039.00kN·m V=122.12kN 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 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； 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值 最大压力：N0=Nmax=N/4+(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=1009.00/4+(1039.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=711.43kN 最小压力：Nmin=N/4-(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=1009.00/4-(1039.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=-206.93kN 27 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 需要验算桩基础抗拔力。 （2）、桩顶剪力的计算 V0=V/4=122.12/4=30.53kN 二、塔吊与承台连接的螺栓验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×320/4=226.19kN Nv=V/n=122.12/12=10.18kN<226.19kN 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 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； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×400/4=224.23kN Nt=Nmin/n1=206.93/3.00=68.98kN<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+(NtNtb)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=((10.18/226.19)2+(68.98/224.23)2)0.5=0.31 螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。 三、承台验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nv=V/n=122.12/12=10.18kN； Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×310/(4×1000)=219.13kN； 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 n1×Nt = Nmin 其中：n1－塔吊每一个角上螺栓的数量，即：n1=n/4； 28 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 Nt－每一颗螺栓所受的力； Nt=Nmin/n1=206.93/3.00=68.98kN； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×500/(4×1000)=280.29kN； 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+(NtNtb)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=((10.18/219.13)2+(68.98/280.29)2)0.5=0.25kN； 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 1、格构柱力学参数 L160x10 A =31.50cm2 i =4.97cm I =779.53cm4 z0 =4.31cm 每个格构柱由4根角钢L160x10组成，格构柱力学参数如下： 2 Ix1=[I+A×（b1/2－z0）] ×4=[779.53+31.50×(45.00/2-4.31)2]×4=44808.51cm4； An1=A×4=31.50×4=126.00cm； W1=Ix1/(b1/2-z0)=44808.51/(45.00/2-4.31)=2463.36cm3； ix1=(Ix1/An1)0.5=(44808.51/126.00)0.5=18.86cm； 2、格构柱平面内整体强度 Nmax/An1=711.43×103/(126.00×102)=56.46N/mm2 2 =L0x1×102/ix1=8.80×102/18.86=46.66； 单肢缀板节间长度：a1=0.30m； λ1=L1/iv=30.00/3.20=9.38； λ 0x1 =(λ 2x1+λ 21)0.5=(46.662+9.382)0.5=47.60； 查表：Φx=0.87； Nmax/(ΦxA)=711.43×103/(0.87×126.00×102)=65.12N/mm2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 4、刚度验算 λ max =λ 0x1 =47.60<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l01=a1=30.00cm； 单肢回转半径：i1=4.97cm； 单肢长细比：λ1=l01/i1=30.00/4.97=6.04<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 分肢稳定满足要求。 五、整体格构柱基础验算 1、格构柱基础力学参数 单肢格构柱力学参数： Ix1=44808.51cm4 An1=126.00cm2 W1=2463.36cm3 ix1=18.86cm 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： Ix2=[Ix1+An1×(b2×102/2-b1×102/2)2]×4=[44808.51+126.00×(1.60×102/2-0.45×102/2)2]×4=1845584.03cm4； An2=An1×4=126.00×4=504.00cm2； W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=1845584.03/(1.60×10/2-0.45×10/2)=32097.11cm； ix2=(Ix2/An2)0.5=(1845584.03/504.00)0.5=60.51cm； 2、格构柱基础平面内整体强度 N/An+Mx/(γx×W)=1009.00×103/(504.00×102)+1039.00×106/(1.0×32097.11×103)=52.39N/mm2 x2 2 2 3 max =0.7×47.60=33.32； =L0x2/ix2=8.80×102/60.51=14.54； An2=504.00cm2； Ady2=2×31.50=63.00cm2； λ 0x2 =(λ 2x2+40×An2/Ady2)0.5=(14.542+40×504.00/63.00)0.5=23.05； 查表：φx=0.96； NEX' = π2EAn2/1.1λNEX=175275.32N； 30 20x2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 N/(φxA) + βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX)) ≤f N/(ΦxA)+βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX))=13.70N/mm2≤f=300N/mm2； 格构式基础整体稳定性满足要求。 4、刚度验算 λ max =λ 0x2 =23.05<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l02=a2=150.00cm； 单肢回转半径：ix1=18.86cm； 单肢长细比：λ1=l02/ix1=150.00/18.86=7.95<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 刚度满足要求。 六、桩承载力验算 桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条。 根据以上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=711.43kN； 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： γ0N≤fcA 其中，γo－建筑桩基重要性系数，取1.00； fc－混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； A－桩的截面面积，A=πd2/4=0.50 m2； 则，1.00×711.43=711.43 kN<14.30×0.50×103=7150.00kN； 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 七、桩竖向极限承载力验算 单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： R = ηsQsk/γs+ηpQpk/γp Qsk = u∑qsikli Qpk = qpkAp 其中 R－最大极限承载力； Qsk－单桩总极限侧阻力标准值； Qpk－单桩总极限端阻力标准值； ηs,ηp－分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数； γs, γp－分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数； 31 max =0.7×23.05=16.14； XXX项目 塔吊基础专项施工方案 qsik－桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； qpk－极限端阻力标准值； u－桩身的周长，取u=πd=2.51m； Ap－桩端面积,取Ap=0.50m2； li－第i层土层的厚度； 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 2.97 16.00 0.00 粘质粉土 2 9.70 23.00 0.00 粉砂 3 3.60 7.00 0.00 淤泥质粉质粘土 4 6.20 24.00 0.00 粉质粘土 5 4.80 30.00 0.00 粉砂 6 12.90 55.00 2400.00 圆砾 由于桩的入土深度为29.00m,所以桩端是在第6层土层。 已知：桩中心距：Sa=a=1.60m，桩直径：d=0.80m，承台宽度：Bc=2.20m，桩入土长度：l=29.00m 由Sa/d=1.60/0.80=2.00，Bc/l=2.20/29.00=0.08 查表得 ：ηs=1.20，ηp=1.26 单桩竖向承载力验算: R=1235.76kN>711.43kN，桩的竖向极限承载力满足要求! 八、桩基础抗拔验算 单桩破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值： 其中： Uk－桩基抗拔极限承载力标准值； ui－破坏表面周长，取u=πd=2.51m； qski－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。 32 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 经过计算得到Uk=1190.28kN>Nmin=206.93kN 桩抗拔满足要求。 九、桩配筋计算 1、桩构造配筋计算 按照构造要求配筋。 As=πd2/4×0.65%=3.14×8002/4×0.65%=3267mm2 2、桩抗压钢筋计算 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 3、桩受拉钢筋计算 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，1120。实际配筋值3456.2 mm2。 依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-94)， 6－8@200-300mm，宜采用螺旋式箍筋；受水平荷载较大的桩基和抗震 桩基，桩顶3-5d范围内箍筋应适当加密；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m左右设一道12-18焊接加劲箍筋。桩锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层底深度。 （三）、3#塔吊塔吊基础计算书 1、塔吊基本参数 塔吊型号：QT80A； 标准节长度b：3m； 塔吊自重Gt：949kN； 塔吊地脚螺栓性能等级：普通8.8级； 最大起重荷载Q：60kN； 塔吊地脚螺栓的直径d：30mm； 塔吊起升高度H：160m； 塔吊地脚螺栓数目n：12个； 塔身宽度B: 1.6m； 2、格构柱基本参数 格构柱计算长度lo：8.8m； 格构柱缀件类型：缀板； 格构柱缀件节间长度a1：0.3m； 格构柱分肢材料类型：L160x10； 格构柱基础缀件节间长度a2：1.5m； 格构柱钢板缀件参数:宽160mm，厚8mm； 格构柱截面宽度b1：0.45m； 格构柱基础缀件材料类型：L160x10； 3、基础参数 桩中心距a：1.6m； 桩直径d：0.8m； 桩入土深度l：29m； 桩型与工艺：泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩； 33 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 桩混凝土等级：C30； 桩钢筋型号：HRB335； 桩钢筋直径：20mm； 钢平台宽度：2.2m； 钢平台厚度：0.1m； 钢平台的螺栓直径：30mm； 钢平台的螺栓数目：12个； 钢平台的螺栓性能等级：高强10.9级； 4、塔吊计算状态参数 地面粗糙类别：C类 有密集建筑群的城市郊区；风荷载高度变化系数：2.3； 主弦杆材料：角钢/方钢； 主弦杆宽度c：250mm； 非工作状态： 所处城市 浙江杭州市， 基本风压W0=0.45 kN/m2； 额定起重力矩Me：954kN·m； 基础所受水平力P：71kN； 塔吊倾覆力矩M：1668kN·m； 工作状态： 所处城市 浙江杭州市， 基本风压W0=0.45 kN/m2， 额定起重力矩Me：954kN·m； 基础所受水平力P：31kN； 塔吊倾覆力矩M：1039kN·m； 非工作状态下荷载计算 一、塔吊受力计算 1、塔吊竖向力计算 作用在基础上的垂直力：N=Gt=949.00=949.00kN 2、塔吊倾覆力矩 总的最大弯矩值Mmax=1668.00kN·m 3、塔吊水平力计算 挡风系数计算： φ = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb) 挡风系数Φ=0.79 水平力：V=ω×B×H×Φ+P=0.45×1.60×160.00×0.79+71.00=162.12kN 5、每根格构柱的受力计算 34 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 作用于承台顶面的作用力：N=949.00kN Mmax=1668.00kN·m V=162.12kN 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 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； 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值 最大压力：N0=Nmax=N/4+(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=949.00/4+(1668.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=974.41kN 最小压力：Nmin=N/4-(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=949.00/4-(1668.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=-499.91kN 35 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 需要验算桩基础抗拔力。 （2）、桩顶剪力的计算 V0=V/4=162.12/4=40.53kN 二、塔吊与承台连接的螺栓验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×320/4=226.19kN Nv=V/n=162.12/12=13.51kN<226.19kN 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 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； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×400/4=224.23kN Nt=Nmin/n1=499.91/3.00=166.kN<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+(NtNtb)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=((13.51/226.19)2+(166./224.23)2)0.5=0.75 螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。 三、承台验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nv=V/n=162.12/12=13.51kN； Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×310/(4×1000)=219.13kN； 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 n1×Nt = Nmin 其中：n1－塔吊每一个角上螺栓的数量，即：n1=n/4； 36 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 Nt－每一颗螺栓所受的力； Nt=Nmin/n1=499.91/3.00=166.kN； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×500/(4×1000)=280.29kN； 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+(NtNtb)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=((13.51/219.13)2+(166./280.29)2)0.5=0.60kN； 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 1、格构柱力学参数 L160x10 A =31.50cm2 i =4.97cm I =779.53cm4 z0 =4.31cm 每个格构柱由4根角钢L160x10组成，格构柱力学参数如下： 2 Ix1=[I+A×（b1/2－z0）] ×4=[779.53+31.50×(45.00/2-4.31)2]×4=44808.51cm4； An1=A×4=31.50×4=126.00cm； W1=Ix1/(b1/2-z0)=44808.51/(45.00/2-4.31)=2463.36cm3； ix1=(Ix1/An1)0.5=(44808.51/126.00)0.5=18.86cm； 2、格构柱平面内整体强度 Nmax/An1=974.41×103/(126.00×102)=77.33N/mm2 2 =L0x1×102/ix1=8.80×102/18.86=46.66； 单肢缀板节间长度：a1=0.30m； λ1=L1/iv=30.00/3.20=9.38； λ 0x1 =(λ 2x1+λ 21)0.5=(46.662+9.382)0.5=47.60； 查表：Φx=0.87； Nmax/(ΦxA)=974.41×103/(0.87×126.00×102)=.20N/mm2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 4、刚度验算 λ max =λ 0x1 =47.60<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l01=a1=30.00cm； 单肢回转半径：i1=4.97cm； 单肢长细比：λ1=l01/i1=30.00/4.97=6.04<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 分肢稳定满足要求。 五、整体格构柱基础验算 1、格构柱基础力学参数 单肢格构柱力学参数： Ix1=44808.51cm4 An1=126.00cm2 W1=2463.36cm3 ix1=18.86cm 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： Ix2=[Ix1+An1×(b2×102/2-b1×102/2)2]×4=[44808.51+126.00×(1.60×102/2-0.45×102/2)2]×4=1845584.03cm4； An2=An1×4=126.00×4=504.00cm2； W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=1845584.03/(1.60×10/2-0.45×10/2)=32097.11cm； ix2=(Ix2/An2)0.5=(1845584.03/504.00)0.5=60.51cm； 2、格构柱基础平面内整体强度 N/An+Mx/(γx×W)=949.00×103/(504.00×102)+1668.00×106/(1.0×32097.11×103)=70.80N/mm2 x2 2 2 3 max =0.7×47.60=33.32； =L0x2/ix2=8.80×102/60.51=14.54； An2=504.00cm2； Ady2=2×31.50=63.00cm2； λ 0x2 =(λ 2x2+40×An2/Ady2)0.5=(14.542+40×504.00/63.00)0.5=23.05； 查表：φx=0.96； NEX' = π2EAn2/1.1λNEX=175275.32N； 38 20x2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 N/(φxA) + βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX)) ≤f N/(φxA)+βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX))=7.23N/mm2≤f=300N/mm2； 格构式基础整体稳定性满足要求。 4、刚度验算 λ max =λ 0x2 =23.05<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l02=a2=150.00cm； 单肢回转半径：ix1=18.86cm； 单肢长细比：λ1=l02/ix1=150.00/18.86=7.95<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 刚度满足要求。 六、桩承载力验算 桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条。 根据以上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=974.41kN； 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： γ0N≤fcA 其中，γo－建筑桩基重要性系数，取1.00； fc－混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； A－桩的截面面积，A=πd2/4=0.50 m2； 则，1.00×974.41=974.41 kN<14.30×0.50×103=7150.00kN； 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 七、桩竖向极限承载力验算 单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： R = ηsQsk/γs+ηpQpk/γp Qsk = u∑qsikli Qpk = qpkAp 其中 R－最大极限承载力； Qsk－单桩总极限侧阻力标准值； Qpk－单桩总极限端阻力标准值； ηs,ηp－分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数； γs, γp－分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数； 39 max =0.7×23.05=16.14； XXX项目 塔吊基础专项施工方案 qsik－桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； qpk－极限端阻力标准值； u－桩身的周长，取u=πd=2.51m； Ap－桩端面积,取Ap=0.50m2； li－第i层土层的厚度； 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 3.44 16.00 0.00 粘质粉土 2 10.70 23.00 0.00 粉砂 3 2.80 7.00 0.00 淤泥质粉质粘土 4 5.90 24.00 0.00 粉质粘土 5 3.70 30.00 0.00 粉砂 6 15.90 55.00 2400.00 圆砾 由于桩的入土深度为29.00m,所以桩端是在第6层土层。 已知：桩中心距：Sa=a=1.60m，桩直径：d=0.80m，承台宽度：Bc=2.20m，桩入土长度：l=29.00m 由Sa/d=1.60/0.80=2.00，Bc/l=2.20/29.00=0.08 查表得 ：ηs=1.20，ηp=1.26 单桩竖向承载力验算: R=1280.68kN>974.41kN，桩的竖向极限承载力满足要求! 八、桩基础抗拔验算 单桩破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值： 其中： Uk－桩基抗拔极限承载力标准值； ui－破坏表面周长，取u=πd=2.51m； qski－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。 40 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 经过计算得到Uk=1236.85kN>Nmin=499.91kN 桩抗拔满足要求。 九、桩配筋计算 1、桩构造配筋计算 按照构造要求配筋。 As=πd2/4×0.65%=3.14×8002/4×0.65%=3267mm2 2、桩抗压钢筋计算 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 3、桩受拉钢筋计算 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，1120。实际配筋值3456.2 mm2。 依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-94)， 6－8@200-300mm，宜采用螺旋式箍筋；受水平荷载较大的桩基和抗震 桩基，桩顶3-5d范围内箍筋应适当加密；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m左右设一道12-18焊接加劲箍筋。桩锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层底深度。 工作状态下荷载计算 一、塔吊受力计算 1、塔吊竖向力计算 作用在基础上的垂直力：N=Gt+Q=949.00+60.00=1009.00kN 2、塔吊倾覆力矩 总的最大弯矩值Mmax=1039.00kN·m 3、塔吊水平力计算 挡风系数计算： φ = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb) 挡风系数Φ=0.79 水平力：V=ω×B×H×Φ+P=0.45×1.60×160.00×0.79+31.00=122.12kN 5、每根格构柱的受力计算 41 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 作用于承台顶面的作用力：N=1009.00kN Mmax=1039.00kN·m V=122.12kN 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 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； 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值 最大压力：N0=Nmax=N/4+(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=1009.00/4+(1039.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=711.43kN 最小压力：Nmin=N/4-(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=1009.00/4-(1039.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=-206.93kN 42 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 需要验算桩基础抗拔力。 （2）、桩顶剪力的计算 V0=V/4=122.12/4=30.53kN 二、塔吊与承台连接的螺栓验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×320/4=226.19kN Nv=V/n=122.12/12=10.18kN<226.19kN 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 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； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×400/4=224.23kN Nt=Nmin/n1=206.93/3.00=68.98kN<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+(NtNtb)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=((10.18/226.19)2+(68.98/224.23)2)0.5=0.31 螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。 三、承台验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nv=V/n=122.12/12=10.18kN； Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×310/(4×1000)=219.13kN； 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 n1×Nt = Nmin 其中：n1－塔吊每一个角上螺栓的数量，即：n1=n/4； 43 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 Nt－每一颗螺栓所受的力； Nt=Nmin/n1=206.93/3.00=68.98kN； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×500/(4×1000)=280.29kN； 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+(NtNtb)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=((10.18/219.13)2+(68.98/280.29)2)0.5=0.25kN； 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 1、格构柱力学参数 L160x10 A =31.50cm2 i =4.97cm I =779.53cm4 z0 =4.31cm 每个格构柱由4根角钢L160x10组成，格构柱力学参数如下： 2 Ix1=[I+A×（b1/2－z0）] ×4=[779.53+31.50×(45.00/2-4.31)2]×4=44808.51cm4； An1=A×4=31.50×4=126.00cm； W1=Ix1/(b1/2-z0)=44808.51/(45.00/2-4.31)=2463.36cm3； ix1=(Ix1/An1)0.5=(44808.51/126.00)0.5=18.86cm； 2、格构柱平面内整体强度 Nmax/An1=711.43×103/(126.00×102)=56.46N/mm2 2 =L0x1×102/ix1=8.80×102/18.86=46.66； 单肢缀板节间长度：a1=0.30m； λ1=L1/iv=30.00/3.20=9.38； λ 0x1 =(λ 2x1+λ 21)0.5=(46.662+9.382)0.5=47.60； 查表：Φx=0.87； Nmax/(ΦxA)=711.43×103/(0.87×126.00×102)=65.12N/mm2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 4、刚度验算 λ max =λ 0x1 =47.60<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l01=a1=30.00cm； 单肢回转半径：i1=4.97cm； 单肢长细比：λ1=l01/i1=30.00/4.97=6.04<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 分肢稳定满足要求。 五、整体格构柱基础验算 1、格构柱基础力学参数 单肢格构柱力学参数： Ix1=44808.51cm4 An1=126.00cm2 W1=2463.36cm3 ix1=18.86cm 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： Ix2=[Ix1+An1×(b2×102/2-b1×102/2)2]×4=[44808.51+126.00×(1.60×102/2-0.45×102/2)2]×4=1845584.03cm4； An2=An1×4=126.00×4=504.00cm2； W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=1845584.03/(1.60×10/2-0.45×10/2)=32097.11cm； ix2=(Ix2/An2)0.5=(1845584.03/504.00)0.5=60.51cm； 2、格构柱基础平面内整体强度 N/An+Mx/(γx×W)=1009.00×103/(504.00×102)+1039.00×106/(1.0×32097.11×103)=52.39N/mm2 x2 2 2 3 max =0.7×47.60=33.32； =L0x2/ix2=8.80×102/60.51=14.54； An2=504.00cm2； Ady2=2×31.50=63.00cm2； λ 0x2 =(λ 2x2+40×An2/Ady2)0.5=(14.542+40×504.00/63.00)0.5=23.05； 查表：φx=0.96； NEX' = π2EAn2/1.1λNEX=175275.32N； 45 20x2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 N/(φxA) + βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX)) ≤f N/(ΦxA)+βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX))=13.70N/mm2≤f=300N/mm2； 格构式基础整体稳定性满足要求。 4、刚度验算 λ max =λ 0x2 =23.05<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l02=a2=150.00cm； 单肢回转半径：ix1=18.86cm； 单肢长细比：λ1=l02/ix1=150.00/18.86=7.95<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 刚度满足要求。 六、桩承载力验算 桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条。 根据以上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=711.43kN； 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： γ0N≤fcA 其中，γo－建筑桩基重要性系数，取1.00； fc－混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； A－桩的截面面积，A=πd2/4=0.50 m2； 则，1.00×711.43=711.43 kN<14.30×0.50×103=7150.00kN； 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 七、桩竖向极限承载力验算 单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： R = ηsQsk/γs+ηpQpk/γp Qsk = u∑qsikli Qpk = qpkAp 其中 R－最大极限承载力； Qsk－单桩总极限侧阻力标准值； Qpk－单桩总极限端阻力标准值； ηs,ηp－分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数； γs, γp－分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数； 46 max =0.7×23.05=16.14； XXX项目 塔吊基础专项施工方案 qsik－桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； qpk－极限端阻力标准值； u－桩身的周长，取u=πd=2.51m； Ap－桩端面积,取Ap=0.50m2； li－第i层土层的厚度； 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 3.44 16.00 0.00 粘质粉土 2 10.70 23.00 0.00 粉砂 3 2.80 7.00 0.00 淤泥质粉质粘土 4 5.90 24.00 0.00 粉质粘土 5 3.70 30.00 0.00 粉砂 6 15.90 55.00 2400.00 圆砾 由于桩的入土深度为29.00m,所以桩端是在第6层土层。 已知：桩中心距：Sa=a=1.60m，桩直径：d=0.80m，承台宽度：Bc=2.20m，桩入土长度：l=29.00m 由Sa/d=1.60/0.80=2.00，Bc/l=2.20/29.00=0.08 查表得 ：ηs=1.20，ηp=1.26 单桩竖向承载力验算: R=1280.68kN>711.43kN，桩的竖向极限承载力满足要求! 八、桩基础抗拔验算 单桩破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值： 其中： Uk－桩基抗拔极限承载力标准值； ui－破坏表面周长，取u=πd=2.51m； qski－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。 47 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 经过计算得到Uk=1236.85kN>Nmin=206.93kN 桩抗拔满足要求。 九、桩配筋计算 1、桩构造配筋计算 按照构造要求配筋。 As=πd2/4×0.65%=3.14×8002/4×0.65%=3267mm2 2、桩抗压钢筋计算 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 3、桩受拉钢筋计算 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，1120。实际配筋值3456.2 mm2。 依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-94)， 6－8@200-300mm，宜采用螺旋式箍筋；受水平荷载较大的桩基和抗震 桩基，桩顶3-5d范围内箍筋应适当加密；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m左右设一道12-18焊接加劲箍筋。桩锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层底深度。 （四）、4#塔吊塔吊基础计算书 1、塔吊基本参数 塔吊型号：QTZ60； 标准节长度b：3m； 塔吊自重Gt：434kN； 塔吊地脚螺栓性能等级：高强10.9级； 最大起重荷载Q：60kN； 塔吊地脚螺栓的直径d：30mm； 塔吊起升高度H：40m； 塔吊地脚螺栓数目n：12个； 塔身宽度B: 1.6m； 2、格构柱基本参数 格构柱计算长度lo：8.8m； 格构柱缀件类型：缀板； 格构柱缀件节间长度a1：0.3m； 格构柱分肢材料类型：L125x10； 格构柱基础缀件节间长度a2：1.5m； 格构柱钢板缀件参数:宽125mm，厚8mm； 格构柱截面宽度b1：0.45m； 格构柱基础缀件材料类型：L125x10； 3、基础参数 桩中心距a：1.6m； 桩直径d：0.8m； 桩入土深度l：27m； 桩型与工艺：泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩； 48 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 桩混凝土等级：C30； 桩钢筋型号：HRB335； 桩钢筋直径：20mm； 钢平台宽度：2.2m； 钢平台厚度：0.1m； 钢平台的螺栓直径：30mm； 钢平台的螺栓数目：12个； 钢平台的螺栓性能等级：高强10.9级； 4、塔吊计算状态参数 地面粗糙类别：C类 有密集建筑群的城市郊区；风荷载高度变化系数：2.3； 主弦杆材料：角钢/方钢； 主弦杆宽度c：250mm； 非工作状态： 所处城市 浙江杭州市， 基本风压W0=0.45 kN/m2； 额定起重力矩Me：600kN·m； 基础所受水平力P：73.5kN； 塔吊倾覆力矩M：1796kN·m； 工作状态： 所处城市 浙江杭州市， 基本风压W0=0.45 kN/m2， 额定起重力矩Me：600kN·m； 基础所受水平力P：27.8kN； 塔吊倾覆力矩M：1581kN·m； 非工作状态下荷载计算 一、塔吊受力计算 1、塔吊竖向力计算 作用在基础上的垂直力：N=Gt=434.00=434.00kN 2、塔吊倾覆力矩 总的最大弯矩值Mmax=1796.00kN·m 3、塔吊水平力计算 挡风系数计算： φ = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb) 挡风系数Φ=0.79 水平力：V=ω×B×H×Φ+P=0.45×1.60×40.00×0.79+73.50=96.28kN 5、每根格构柱的受力计算 49 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 作用于承台顶面的作用力：N=434.00kN Mmax=1796.00kN·m V=96.28kN 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 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； 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值 最大压力：N0=Nmax=N/4+(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=434.00/4+(1796.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=902.23kN 最小压力：Nmin=N/4-(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=434.00/4-(1796.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=-685.23kN 50 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 需要验算桩基础抗拔力。 （2）、桩顶剪力的计算 V0=V/4=96.28/4=24.07kN 二、塔吊与承台连接的螺栓验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×310/4=219.13kN Nv=V/n=96.28/12=8.02kN<219.13kN 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 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； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×500/4=280.29kN Nt=Nmin/n1=685.23/3.00=228.41kN<280.29kN 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+(NtNtb)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=((8.02/219.13)2+(228.41/280.29)2)0.5=0.82 螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。 三、承台验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nv=V/n=96.28/12=8.02kN； Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×310/(4×1000)=219.13kN； 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 n1×Nt = Nmin 其中：n1－塔吊每一个角上螺栓的数量，即：n1=n/4； 51 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 Nt－每一颗螺栓所受的力； Nt=Nmin/n1=685.23/3.00=228.41kN； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×500/(4×1000)=280.29kN； 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+(NtNtb)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=((8.02/219.13)2+(228.41/280.29)2)0.5=0.82kN； 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 1、格构柱力学参数 L125x10 A =24.37cm2 i =3.85cm I =361.67cm4 z0 =3.45cm 每个格构柱由4根角钢L125x10组成，格构柱力学参数如下： 2 Ix1=[I+A×（b1/2－z0）] ×4=[361.67+24.37×(45.00/2-3.45)2]×4=36822.42cm4； An1=A×4=24.37×4=97.48cm； W1=Ix1/(b1/2-z0)=36822.42/(45.00/2-3.45)=1932.94cm3； ix1=(Ix1/An1)0.5=(36822.42/97.48)0.5=19.44cm； 2、格构柱平面内整体强度 Nmax/An1=902.23×103/(97.48×102)=92.56N/mm2 2 =L0x1×102/ix1=8.80×102/19.44=45.28； 单肢缀板节间长度：a1=0.30m； λ1=L1/iv=30.00/2.48=12.10； λ 0x1 =(λ 2x1+λ 21)0.5=(45.282+12.102)0.5=46.87； 查表：Φx=0.87； Nmax/(ΦxA)=902.23×103/(0.87×97.48×102)=106.32N/mm2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 4、刚度验算 λ max =λ 0x1 =46.87<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l01=a1=30.00cm； 单肢回转半径：i1=3.85cm； 单肢长细比：λ1=l01/i1=30.00/3.85=7.79<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 分肢稳定满足要求。 五、整体格构柱基础验算 1、格构柱基础力学参数 单肢格构柱力学参数： Ix1=36822.42cm4 An1=97.48cm2 W1=1932.94cm3 ix1=19.44cm 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： Ix2=[Ix1+An1×(b2×102/2-b1×102/2)2]×4=[36822.42+97.48×(1.60×102/2-0.45×102/2)2]×4=14362.66cm4； An2=An1×4=97.48×4=3.92cm2； W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=14362.66/(1.60×10/2-0.45×10/2)=24981.96cm； ix2=(Ix2/An2)0.5=(14362.66/3.92)0.5=60.70cm； 2、格构柱基础平面内整体强度 N/An+Mx/(γx×W)=434.00×103/(3.92×102)+1796.00×106/(1.0×24981.96×103)=83.02N/mm2 x2 2 2 3 max =0.7×46.87=32.81； =L0x2/ix2=8.80×102/60.70=14.50； An2=3.92cm2； Ady2=2×24.37=48.74cm2； λ 0x2 =(λ 2x2+40×An2/Ady2)0.5=(14.502+40×3.92/48.74)0.5=23.03； 查表：φx=0.96； NEX' = π2EAn2/1.1λNEX=135926.N； 53 20x2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 N/(φxA) + βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX)) ≤f N/(φxA)+βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX))=-23.22N/mm2≤f=300N/mm2； 格构式基础整体稳定性满足要求。 4、刚度验算 λ max =λ 0x2 =23.03<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l02=a2=150.00cm； 单肢回转半径：ix1=19.44cm； 单肢长细比：λ1=l02/ix1=150.00/19.44=7.72<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 刚度满足要求。 六、桩承载力验算 桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条。 根据以上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=902.23kN； 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： γ0N≤fcA 其中，γo－建筑桩基重要性系数，取1.00； fc－混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； A－桩的截面面积，A=πd2/4=0.50 m2； 则，1.00×902.23=902.23 kN<14.30×0.50×103=7150.00kN； 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 七、桩竖向极限承载力验算 单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： R = ηsQsk/γs+ηpQpk/γp Qsk = u∑qsikli Qpk = qpkAp 其中 R－最大极限承载力； Qsk－单桩总极限侧阻力标准值； Qpk－单桩总极限端阻力标准值； ηs,ηp－分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数； γs, γp－分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数； 54 max =0.7×23.03=16.12； XXX项目 塔吊基础专项施工方案 qsik－桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； qpk－极限端阻力标准值； u－桩身的周长，取u=πd=2.51m； Ap－桩端面积,取Ap=0.50m2； li－第i层土层的厚度； 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 1.57 13.00 0.00 粘质粉土 2 3.50 16.00 0.00 粘质粉土 3 7.90 23.00 0.00 粉砂 4 3.80 7.00 0.00 淤泥质粉质粘土 5 6.90 24.00 0.00 粉质粘土 6 1.50 30.00 0.00 粉砂 7 9.80 55.00 2400.00 圆砾 由于桩的入土深度为27.00m,所以桩端是在第7层土层。 已知：桩中心距：Sa=a=1.60m，桩直径：d=0.80m，承台宽度：Bc=2.20m，桩入土长度：l=27.00m 由Sa/d=1.60/0.80=2.00，Bc/l=2.20/27.00=0.08 查表得 ：ηs=1.20，ηp=1.26 单桩竖向承载力验算: R=1077.18kN>902.23kN，桩的竖向极限承载力满足要求! 八、桩基础抗拔验算 单桩破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值： 其中： Uk－桩基抗拔极限承载力标准值； ui－破坏表面周长，取u=πd=2.51m； qski－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； 55 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 li－第i层土层的厚度。 经过计算得到Uk=1035.10kN>Nmin=685.23kN 桩抗拔满足要求。 九、桩配筋计算 1、桩构造配筋计算 按照构造要求配筋。 As=πd2/4×0.65%=3.14×8002/4×0.65%=3267mm2 2、桩抗压钢筋计算 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 3、桩受拉钢筋计算 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，1120。实际配筋值3456.2 mm2。 依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-94)， 6－8@200-300mm，宜采用螺旋式箍筋；受水平荷载较大的桩基和抗震 桩基，桩顶3-5d范围内箍筋应适当加密；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m左右设一道12-18焊接加劲箍筋。桩锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层底深度。 工作状态下荷载计算 一、塔吊受力计算 1、塔吊竖向力计算 作用在基础上的垂直力：N=Gt+Q=434.00+60.00=494.00kN 2、塔吊倾覆力矩 总的最大弯矩值Mmax=1581.00kN·m 3、塔吊水平力计算 挡风系数计算： φ = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb) 挡风系数Φ=0.79 水平力：V=ω×B×H×Φ+P=0.45×1.60×40.00×0.79+27.80=50.58kN 5、每根格构柱的受力计算 56 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 作用于承台顶面的作用力：N=494.00kN Mmax=1581.00kN·m V=50.58kN 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 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； 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值 最大压力：N0=Nmax=N/4+(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=494.00/4+(1581.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=822.21kN 最小压力：Nmin=N/4-(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=494.00/4-(1581.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=-575.21kN 57 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 需要验算桩基础抗拔力。 （2）、桩顶剪力的计算 V0=V/4=50.58/4=12.kN 二、塔吊与承台连接的螺栓验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×310/4=219.13kN Nv=V/n=50.58/12=4.21kN<219.13kN 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 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； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×500/4=280.29kN Nt=Nmin/n1=575.21/3.00=191.74kN<280.29kN 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+(NtNtb)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=((4.21/219.13)2+(191.74/280.29)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。 三、承台验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nv=V/n=50.58/12=4.21kN； Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×310/(4×1000)=219.13kN； 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 n1×Nt = Nmin 其中：n1－塔吊每一个角上螺栓的数量，即：n1=n/4； 58 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 Nt－每一颗螺栓所受的力； Nt=Nmin/n1=575.21/3.00=191.74kN； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×500/(4×1000)=280.29kN； 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+(NtNtb)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=((4.21/219.13)2+(191.74/280.29)2)0.5=0.68kN； 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 1、格构柱力学参数 L125x10 A =24.37cm2 i =3.85cm I =361.67cm4 z0 =3.45cm 每个格构柱由4根角钢L125x10组成，格构柱力学参数如下： 2 Ix1=[I+A×（b1/2－z0）] ×4=[361.67+24.37×(45.00/2-3.45)2]×4=36822.42cm4； An1=A×4=24.37×4=97.48cm； W1=Ix1/(b1/2-z0)=36822.42/(45.00/2-3.45)=1932.94cm3； ix1=(Ix1/An1)0.5=(36822.42/97.48)0.5=19.44cm； 2、格构柱平面内整体强度 Nmax/An1=822.21×103/(97.48×102)=84.35N/mm2 2 =L0x1×102/ix1=8.80×102/19.44=45.28； 单肢缀板节间长度：a1=0.30m； λ1=L1/iv=30.00/2.48=12.10； λ 0x1 =(λ 2x1+λ 21)0.5=(45.282+12.102)0.5=46.87； 查表：Φx=0.87； Nmax/(ΦxA)=822.21×103/(0.87×97.48×102)=96.N/mm2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 4、刚度验算 λ max =λ 0x1 =46.87<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l01=a1=30.00cm； 单肢回转半径：i1=3.85cm； 单肢长细比：λ1=l01/i1=30.00/3.85=7.79<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 分肢稳定满足要求。 五、整体格构柱基础验算 1、格构柱基础力学参数 单肢格构柱力学参数： Ix1=36822.42cm4 An1=97.48cm2 W1=1932.94cm3 ix1=19.44cm 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： Ix2=[Ix1+An1×(b2×102/2-b1×102/2)2]×4=[36822.42+97.48×(1.60×102/2-0.45×102/2)2]×4=14362.66cm4； An2=An1×4=97.48×4=3.92cm2； W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=14362.66/(1.60×10/2-0.45×10/2)=24981.96cm； ix2=(Ix2/An2)0.5=(14362.66/3.92)0.5=60.70cm； 2、格构柱基础平面内整体强度 N/An+Mx/(γx×W)=494.00×103/(3.92×102)+1581.00×106/(1.0×24981.96×103)=75.95N/mm2 x2 2 2 3 max =0.7×46.87=32.81； =L0x2/ix2=8.80×102/60.70=14.50； An2=3.92cm2； Ady2=2×24.37=48.74cm2； λ 0x2 =(λ 2x2+40×An2/Ady2)0.5=(14.502+40×3.92/48.74)0.5=23.03； 查表：φx=0.96； NEX' = π2EAn2/1.1λNEX=135926.N； 60 20x2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 N/(φxA) + βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX)) ≤f N/(ΦxA)+βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX))=-12.23N/mm2≤f=300N/mm2； 格构式基础整体稳定性满足要求。 4、刚度验算 λ max =λ 0x2 =23.03<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l02=a2=150.00cm； 单肢回转半径：ix1=19.44cm； 单肢长细比：λ1=l02/ix1=150.00/19.44=7.72<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 刚度满足要求。 六、桩承载力验算 桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条。 根据以上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=822.21kN； 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： γ0N≤fcA 其中，γo－建筑桩基重要性系数，取1.00； fc－混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； A－桩的截面面积，A=πd2/4=0.50 m2； 则，1.00×822.21=822.21 kN<14.30×0.50×103=7150.00kN； 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 七、桩竖向极限承载力验算 单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： R = ηsQsk/γs+ηpQpk/γp Qsk = u∑qsikli Qpk = qpkAp 其中 R－最大极限承载力； Qsk－单桩总极限侧阻力标准值； Qpk－单桩总极限端阻力标准值； ηs,ηp－分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数； γs, γp－分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数； 61 max =0.7×23.03=16.12； XXX项目 塔吊基础专项施工方案 qsik－桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； qpk－极限端阻力标准值； u－桩身的周长，取u=πd=2.51m； Ap－桩端面积,取Ap=0.50m2； li－第i层土层的厚度； 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 1.57 13.00 0.00 粘质粉土 2 3.50 16.00 0.00 粘质粉土 3 7.90 23.00 0.00 粉砂 4 3.80 7.00 0.00 淤泥质粉质粘土 5 6.90 24.00 0.00 粉质粘土 6 1.50 30.00 0.00 粉砂 7 9.80 55.00 2400.00 圆砾 由于桩的入土深度为27.00m,所以桩端是在第7层土层。 已知：桩中心距：Sa=a=1.60m，桩直径：d=0.80m，承台宽度：Bc=2.20m，桩入土长度：l=27.00m 由Sa/d=1.60/0.80=2.00，Bc/l=2.20/27.00=0.08 查表得 ：ηs=1.20，ηp=1.26 单桩竖向承载力验算: R=1077.18kN>822.21kN，桩的竖向极限承载力满足要求! 八、桩基础抗拔验算 单桩破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值： 其中： Uk－桩基抗拔极限承载力标准值； ui－破坏表面周长，取u=πd=2.51m； qski－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； 62 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 li－第i层土层的厚度。 经过计算得到Uk=1035.10kN>Nmin=575.21kN 桩抗拔满足要求。 九、桩配筋计算 1、桩构造配筋计算 按照构造要求配筋。 As=πd2/4×0.65%=3.14×8002/4×0.65%=3267mm2 2、桩抗压钢筋计算 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 3、桩受拉钢筋计算 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，1120。实际配筋值3456.2 mm2。 依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-94)， 6－8@200-300mm，宜采用螺旋式箍筋；受水平荷载较大的桩基和抗震 桩基，桩顶3-5d范围内箍筋应适当加密；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m左右设一道12-18焊接加劲箍筋。桩锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层底深度。 （五）、5#塔吊塔吊基础计算书 1、塔吊基本参数 塔吊型号：QTZ60； 标准节长度b：3m； 塔吊自重Gt：434kN； 塔吊地脚螺栓性能等级：高强10.9级； 最大起重荷载Q：60kN； 塔吊地脚螺栓的直径d：30mm； 塔吊起升高度H：40m； 塔吊地脚螺栓数目n：12个； 塔身宽度B: 1.6m； 2、格构柱基本参数 格构柱计算长度lo：8.8m； 格构柱缀件类型：缀板； 格构柱缀件节间长度a1：0.3m； 格构柱分肢材料类型：L125x10； 格构柱基础缀件节间长度a2：1.5m； 格构柱钢板缀件参数:宽125mm，厚8mm； 格构柱截面宽度b1：0.45m； 格构柱基础缀件材料类型：L125x10； 3、基础参数 桩中心距a：1.6m； 桩直径d：0.8m； 63 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 桩入土深度l：27m； 桩型与工艺：泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩； 桩混凝土等级：C30； 桩钢筋型号：HRB335； 桩钢筋直径：20mm； 钢平台宽度：2.2m； 钢平台厚度：0.1m； 钢平台的螺栓直径：30mm； 钢平台的螺栓数目：12个； 钢平台的螺栓性能等级：高强10.9级； 4、塔吊计算状态参数 地面粗糙类别：C类 有密集建筑群的城市郊区；风荷载高度变化系数：2.3； 主弦杆材料：角钢/方钢； 主弦杆宽度c：250mm； 非工作状态： 所处城市 浙江杭州市， 基本风压W0=0.45 kN/m2； 额定起重力矩Me：600kN·m； 基础所受水平力P：73.5kN； 塔吊倾覆力矩M：1796kN·m； 工作状态： 所处城市 浙江杭州市， 基本风压W0=0.45 kN/m2， 额定起重力矩Me：600kN·m； 基础所受水平力P：27.8kN； 塔吊倾覆力矩M：1581kN·m； 非工作状态下荷载计算 一、塔吊受力计算 1、塔吊竖向力计算 作用在基础上的垂直力：N=Gt=434.00=434.00kN 2、塔吊倾覆力矩 总的最大弯矩值Mmax=1796.00kN·m 3、塔吊水平力计算 挡风系数计算： φ = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb) 挡风系数Φ=0.79 水平力：V=ω×B×H×Φ+P=0.45×1.60×40.00×0.79+73.50=96.28kN 5、每根格构柱的受力计算 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 作用于承台顶面的作用力：N=434.00kN Mmax=1796.00kN·m V=96.28kN 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 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； 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值 最大压力：N0=Nmax=N/4+(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=434.00/4+(1796.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=902.23kN 最小压力：Nmin=N/4-(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=434.00/4-(1796.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=-685.23kN 65 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 需要验算桩基础抗拔力。 （2）、桩顶剪力的计算 V0=V/4=96.28/4=24.07kN 二、塔吊与承台连接的螺栓验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×310/4=219.13kN Nv=V/n=96.28/12=8.02kN<219.13kN 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 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； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×500/4=280.29kN Nt=Nmin/n1=685.23/3.00=228.41kN<280.29kN 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+(NtNtb)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=((8.02/219.13)2+(228.41/280.29)2)0.5=0.82 螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。 三、承台验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nv=V/n=96.28/12=8.02kN； Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×310/(4×1000)=219.13kN； 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 n1×Nt = Nmin 其中：n1－塔吊每一个角上螺栓的数量，即：n1=n/4； 66 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 Nt－每一颗螺栓所受的力； Nt=Nmin/n1=685.23/3.00=228.41kN； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×500/(4×1000)=280.29kN； 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+(NtNtb)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=((8.02/219.13)2+(228.41/280.29)2)0.5=0.82kN； 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 1、格构柱力学参数 L125x10 A =24.37cm2 i =3.85cm I =361.67cm4 z0 =3.45cm 每个格构柱由4根角钢L125x10组成，格构柱力学参数如下： 2 Ix1=[I+A×（b1/2－z0）] ×4=[361.67+24.37×(45.00/2-3.45)2]×4=36822.42cm4； An1=A×4=24.37×4=97.48cm； W1=Ix1/(b1/2-z0)=36822.42/(45.00/2-3.45)=1932.94cm3； ix1=(Ix1/An1)0.5=(36822.42/97.48)0.5=19.44cm； 2、格构柱平面内整体强度 Nmax/An1=902.23×103/(97.48×102)=92.56N/mm2 2 =L0x1×102/ix1=8.80×102/19.44=45.28； 单肢缀板节间长度：a1=0.30m； λ1=L1/iv=30.00/2.48=12.10； λ 0x1 =(λ 2x1+λ 21)0.5=(45.282+12.102)0.5=46.87； 查表：Φx=0.87； Nmax/(ΦxA)=902.23×103/(0.87×97.48×102)=106.32N/mm2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 4、刚度验算 λ max =λ 0x1 =46.87<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l01=a1=30.00cm； 单肢回转半径：i1=3.85cm； 单肢长细比：λ1=l01/i1=30.00/3.85=7.79<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 分肢稳定满足要求。 五、整体格构柱基础验算 1、格构柱基础力学参数 单肢格构柱力学参数： Ix1=36822.42cm4 An1=97.48cm2 W1=1932.94cm3 ix1=19.44cm 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： Ix2=[Ix1+An1×(b2×102/2-b1×102/2)2]×4=[36822.42+97.48×(1.60×102/2-0.45×102/2)2]×4=14362.66cm4； An2=An1×4=97.48×4=3.92cm2； W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=14362.66/(1.60×10/2-0.45×10/2)=24981.96cm； ix2=(Ix2/An2)0.5=(14362.66/3.92)0.5=60.70cm； 2、格构柱基础平面内整体强度 N/An+Mx/(γx×W)=434.00×103/(3.92×102)+1796.00×106/(1.0×24981.96×103)=83.02N/mm2 x2 2 2 3 max =0.7×46.87=32.81； =L0x2/ix2=8.80×102/60.70=14.50； An2=3.92cm2； Ady2=2×24.37=48.74cm2； λ 0x2 =(λ 2x2+40×An2/Ady2)0.5=(14.502+40×3.92/48.74)0.5=23.03； 查表：φx=0.96； NEX' = π2EAn2/1.1λNEX=135926.N； 68 20x2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 N/(φxA) + βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX)) ≤f N/(φxA)+βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX))=-23.22N/mm2≤f=300N/mm2； 格构式基础整体稳定性满足要求。 4、刚度验算 λ max =λ 0x2 =23.03<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l02=a2=150.00cm； 单肢回转半径：ix1=19.44cm； 单肢长细比：λ1=l02/ix1=150.00/19.44=7.72<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 刚度满足要求。 六、桩承载力验算 桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条。 根据以上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=902.23kN； 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： γ0N≤fcA 其中，γo－建筑桩基重要性系数，取1.00； fc－混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； A－桩的截面面积，A=πd2/4=0.50 m2； 则，1.00×902.23=902.23 kN<14.30×0.50×103=7150.00kN； 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 七、桩竖向极限承载力验算 单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： R = ηsQsk/γs+ηpQpk/γp Qsk = u∑qsikli Qpk = qpkAp 其中 R－最大极限承载力； Qsk－单桩总极限侧阻力标准值； Qpk－单桩总极限端阻力标准值； ηs,ηp－分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数； γs, γp－分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数； 69 max =0.7×23.03=16.12； XXX项目 塔吊基础专项施工方案 qsik－桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； qpk－极限端阻力标准值； u－桩身的周长，取u=πd=2.51m； Ap－桩端面积,取Ap=0.50m2； li－第i层土层的厚度； 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 4.21 16.00 0.00 粘质粉土 2 10.50 25.00 0.00 砂质粉土 3 2.10 7.00 0.00 淤泥质粉质粘土 4 6.60 24.00 0.00 粉质粘土 5 3.50 30.00 0.00 粉砂 6 4.20 55.00 2400.00 圆砾 由于桩的入土深度为27.00m,所以桩端是在第6层土层。 已知：桩中心距：Sa=a=1.60m，桩直径：d=0.80m，承台宽度：Bc=2.20m，桩入土长度：l=27.00m 由Sa/d=1.60/0.80=2.00，Bc/l=2.20/27.00=0.08 查表得 ：ηs=1.20，ηp=1.26 单桩竖向承载力验算: R=1107.79kN>902.23kN，桩的竖向极限承载力满足要求! 八、桩基础抗拔验算 单桩破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值： 其中： Uk－桩基抗拔极限承载力标准值； ui－破坏表面周长，取u=πd=2.51m； qski－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。 70 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 经过计算得到Uk=1070.90kN>Nmin=685.23kN 桩抗拔满足要求。 九、桩配筋计算 1、桩构造配筋计算 按照构造要求配筋。 As=πd2/4×0.65%=3.14×8002/4×0.65%=3267mm2 2、桩抗压钢筋计算 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 3、桩受拉钢筋计算 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，1120。实际配筋值3456.2 mm2。 依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-94)， 6－8@200-300mm，宜采用螺旋式箍筋；受水平荷载较大的桩基和抗震 桩基，桩顶3-5d范围内箍筋应适当加密；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m左右设一道12-18焊接加劲箍筋。桩锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层底深度。 工作状态下荷载计算 一、塔吊受力计算 1、塔吊竖向力计算 作用在基础上的垂直力：N=Gt+Q=434.00+60.00=494.00kN 2、塔吊倾覆力矩 总的最大弯矩值Mmax=1581.00kN·m 3、塔吊水平力计算 挡风系数计算： φ = (3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb) 挡风系数Φ=0.79 水平力：V=ω×B×H×Φ+P=0.45×1.60×40.00×0.79+27.80=50.58kN 5、每根格构柱的受力计算 71 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 作用于承台顶面的作用力：N=494.00kN Mmax=1581.00kN·m V=50.58kN 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 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； 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值 最大压力：N0=Nmax=N/4+(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=494.00/4+(1581.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=822.21kN 最小压力：Nmin=N/4-(Mmax×a×2-0.5)/(2×(a×2-0.5)2)=494.00/4-(1581.00×1.60×2-0.5)/(2×(1.60×2-0.5)2)=-575.21kN 72 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 需要验算桩基础抗拔力。 （2）、桩顶剪力的计算 V0=V/4=50.58/4=12.kN 二、塔吊与承台连接的螺栓验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×310/4=219.13kN Nv=V/n=50.58/12=4.21kN<219.13kN 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 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； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×500/4=280.29kN Nt=Nmin/n1=575.21/3.00=191.74kN<280.29kN 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+(NtNtb)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=((4.21/219.13)2+(191.74/280.29)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。 三、承台验算 1、螺栓抗剪验算 每个螺栓所受剪力： Nv=V/n=50.58/12=4.21kN； Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×30.002×310/(4×1000)=219.13kN； 螺栓抗剪强度满足要求。 2、螺栓抗拉验算 n1×Nt = Nmin 其中：n1－塔吊每一个角上螺栓的数量，即：n1=n/4； 73 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 Nt－每一颗螺栓所受的力； Nt=Nmin/n1=575.21/3.00=191.74kN； Ntb=πde2ftb/4=3.14×26.722×500/(4×1000)=280.29kN； 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+(NtNtb)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=((4.21/219.13)2+(191.74/280.29)2)0.5=0.68kN； 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 1、格构柱力学参数 L125x10 A =24.37cm2 i =3.85cm I =361.67cm4 z0 =3.45cm 每个格构柱由4根角钢L125x10组成，格构柱力学参数如下： 2 Ix1=[I+A×（b1/2－z0）] ×4=[361.67+24.37×(45.00/2-3.45)2]×4=36822.42cm4； An1=A×4=24.37×4=97.48cm； W1=Ix1/(b1/2-z0)=36822.42/(45.00/2-3.45)=1932.94cm3； ix1=(Ix1/An1)0.5=(36822.42/97.48)0.5=19.44cm； 2、格构柱平面内整体强度 Nmax/An1=822.21×103/(97.48×102)=84.35N/mm2 2 =L0x1×102/ix1=8.80×102/19.44=45.28； 单肢缀板节间长度：a1=0.30m； λ1=L1/iv=30.00/2.48=12.10； λ 0x1 =(λ 2x1+λ 21)0.5=(45.282+12.102)0.5=46.87； 查表：Φx=0.87； Nmax/(ΦxA)=822.21×103/(0.87×97.48×102)=96.N/mm2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 4、刚度验算 λ max =λ 0x1 =46.87<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l01=a1=30.00cm； 单肢回转半径：i1=3.85cm； 单肢长细比：λ1=l01/i1=30.00/3.85=7.79<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 分肢稳定满足要求。 五、整体格构柱基础验算 1、格构柱基础力学参数 单肢格构柱力学参数： Ix1=36822.42cm4 An1=97.48cm2 W1=1932.94cm3 ix1=19.44cm 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： Ix2=[Ix1+An1×(b2×102/2-b1×102/2)2]×4=[36822.42+97.48×(1.60×102/2-0.45×102/2)2]×4=14362.66cm4； An2=An1×4=97.48×4=3.92cm2； W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=14362.66/(1.60×10/2-0.45×10/2)=24981.96cm； ix2=(Ix2/An2)0.5=(14362.66/3.92)0.5=60.70cm； 2、格构柱基础平面内整体强度 N/An+Mx/(γx×W)=494.00×103/(3.92×102)+1581.00×106/(1.0×24981.96×103)=75.95N/mm2 x2 2 2 3 max =0.7×46.87=32.81； =L0x2/ix2=8.80×102/60.70=14.50； An2=3.92cm2； Ady2=2×24.37=48.74cm2； λ 0x2 =(λ 2x2+40×An2/Ady2)0.5=(14.502+40×3.92/48.74)0.5=23.03； 查表：φx=0.96； NEX' = π2EAn2/1.1λNEX=135926.N； 75 20x2 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 N/(φxA) + βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX)) ≤f N/(ΦxA)+βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX))=-12.23N/mm2≤f=300N/mm2； 格构式基础整体稳定性满足要求。 4、刚度验算 λ max =λ 0x2 =23.03<[λ]=150 满足； 单肢计算长度：l02=a2=150.00cm； 单肢回转半径：ix1=19.44cm； 单肢长细比：λ1=l02/ix1=150.00/19.44=7.72<0.7λ因截面无削弱，不必验算截面强度。 刚度满足要求。 六、桩承载力验算 桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条。 根据以上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=822.21kN； 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： γ0N≤fcA 其中，γo－建筑桩基重要性系数，取1.00； fc－混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； A－桩的截面面积，A=πd2/4=0.50 m2； 则，1.00×822.21=822.21 kN<14.30×0.50×103=7150.00kN； 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 七、桩竖向极限承载力验算 单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： R = ηsQsk/γs+ηpQpk/γp Qsk = u∑qsikli Qpk = qpkAp 其中 R－最大极限承载力； Qsk－单桩总极限侧阻力标准值； Qpk－单桩总极限端阻力标准值； ηs,ηp－分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数； γs, γp－分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数； 76 max =0.7×23.03=16.12； XXX项目 塔吊基础专项施工方案 qsik－桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； qpk－极限端阻力标准值； u－桩身的周长，取u=πd=2.51m； Ap－桩端面积,取Ap=0.50m2； li－第i层土层的厚度； 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 4.21 16.00 0.00 粘质粉土 2 10.50 25.00 0.00 砂质粉土 3 2.10 7.00 0.00 淤泥质粉质粘土 4 6.60 24.00 0.00 粉质粘土 5 3.50 30.00 0.00 粉砂 6 4.20 55.00 2400.00 圆砾 由于桩的入土深度为27.00m,所以桩端是在第6层土层。 已知：桩中心距：Sa=a=1.60m，桩直径：d=0.80m，承台宽度：Bc=2.20m，桩入土长度：l=27.00m 由Sa/d=1.60/0.80=2.00，Bc/l=2.20/27.00=0.08 查表得 ：ηs=1.20，ηp=1.26 单桩竖向承载力验算: R=1107.79kN>822.21kN，桩的竖向极限承载力满足要求! 八、桩基础抗拔验算 单桩破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值： 其中： Uk－桩基抗拔极限承载力标准值； ui－破坏表面周长，取u=πd=2.51m； qski－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。 77 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 经过计算得到Uk=1070.90kN>Nmin=575.21kN 桩抗拔满足要求。 九、桩配筋计算 1、桩构造配筋计算 按照构造要求配筋。 As=πd2/4×0.65%=3.14×8002/4×0.65%=3267mm2 2、桩抗压钢筋计算 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 3、桩受拉钢筋计算 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，1120。实际配筋值3456.2 mm2。 依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-94)， 6－8@200-300mm，宜采用螺旋式箍筋；受水平荷载较大的桩基和抗震 桩基，桩顶3-5d范围内箍筋应适当加密；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m左右设一道12-18焊接加劲箍筋。桩锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层底深度。 六、质量保证措施 （一）、钻孔灌注桩质量保证措施 1、做好施工前的技术交底工作，要求每一位施工人员在掌握施工方法、质量保证措施和施工要求的同时，还必须有足够质量意识。认真执行单桩质量自检、互检、交接验收制度。 2、 钻孔灌注桩施工要求： （1）、在钻孔过程中必须经常测定护壁泥浆比重，含沙率、粘度、PH值，合理控制泥浆的性质，以保证在孔壁稳定的情况下泥皮厚度最薄。 （2）、在灌注水下砼时，应进行清孔，塔吊桩孔底沉渣≤50㎜。 （3）、在距孔底0.5M深度范围内的泥浆比重不得大于1.20，并应控制含沙率及粘度，清孔符合要求后半小时内必须灌注混泥土，灌注必须连续，直至成桩完毕。 （4）、桩身灌注充盈系数应控制在大于1.15，桩身混凝土超灌高度工程桩为1.0；桩身混凝土为C35； （5）、混凝土初灌量满足导管埋深1.0米以上。 78 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 3、 钢筋笼的制作、运送与安放 (1)钢筋和焊条必须有出厂质保单；焊工须持证上岗；钢筋及焊接件经试验合格后，方可制作钢筋笼；锈蚀严重的钢材不得使用。 (2)钢筋笼应严格按图纸要求分节制作各项偏差应符合规范；主筋与箍筋、加强箍间，采用点焊连接；在同一截面的接头数量须≤50%；错开长度≥35d且不小于500mm；按设计要求控制保护层厚度不小于50mm；笼间搭接单面焊缝长度为10d.。 (3)加工成型并经监理检验合格的钢筋笼均需挂牌。 (4)钢筋笼在制作、运送和安放过程中，不允许产生不可恢复的变形。 吊放钢筋笼时，要对准桩孔中心垂直缓缓下沉；笼间搭接焊毕，经监理检验合格后，才能下入孔内；钢筋笼下放到设计位置后，确保在孔内居中的前提下，用吊筋立即固定于机台上。 4、钢筋笼制作允许偏差： （1） 钢筋笼长度：±100㎜ （2） 钢筋笼直径：±10㎜ （3） 主筋间距：±10㎜ （4） 箍间距筋：±20㎜ 5、 桩钢筋笼主筋锚入承台500㎜。（见详图） （二）、承台施工质量保证措施 1、承台底标高、尺寸严格按照设计标高放样确定； 2、砼浇捣前对钢筋进行隐蔽验收； 3、与塔机生产厂家联系，正确预埋预埋件； 4、承台砼标号采用C35。并留置同条件试块。试块强度达到设计强度100%后方可安装塔吊。 （三）、 格构柱施工质量控制 1、焊接质量的要求 1.1 焊接前应将焊缝表面的铁锈、水分、油污、灰尘、氧化皮、焊渣等清理干净； 1.2 允许随意引弧损伤母材，必须在其它钢材或在焊缝中进行； 1.3 焊应注意焊道的引弧点、熄弧点及焊道的接头不产生焊接缺陷，手下工多层多道焊时焊接接头应错开； 1.4 焊接后要进行自检、互检，并做好焊接施工记录。 对接焊缝的余高为2~3㎜，必要时用砂轮磨光机磨平； 79 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 1.5 焊缝要求与母材表面光顺过渡，同一焊缝的焊脚高度要一致； 1.6 焊缝表面不得有电弧伤、裂纹、气孔及凹坑； 1.7 主要对接焊缝的咬边不超过0.5mm，次要受力焊缝的咬边不允许超过1mm。 2、 焊接检验和返修 2.1 焊缝外观应均匀、致密，不应有裂纹、焊瘤气孔、夹渣、咬边弧坑、未焊满等缺陷。无损探伤须在焊缝外观检查合格。 2.2 返修前日需将缺陷清除干净打磨出白后按返修工艺要求进行返修。 2.3 焊缝返修部位应开好宽度均匀、表面平整、过渡光顺、便于施焊的凹槽，且两端有约为1：5的坡度。 2.4 当挖基坑时，随挖随加焊接斜腹杆及水平腹杆； 2.5 腹杆与缀板均作防锈处理，表面采用钢丝刷砂皮除锈，底漆为铁红防锈漆二道，面漆采用银粉漆一道作为保护层； 2.6 焊接由专业人员焊接，各种构件的连接均采用满焊，焊缝高度为10mm；缀板与腹杆的连接做法为以腹杆外边线与缀板满焊；缀板与三角钢的连接做法为以缀板的外边与三角钢满焊； 2.7 缀板、腹杆及三角钢材料的选择按附图做法选用材料，采用Q235-A； 2.8 缀板、腹杆及三角钢的连接尺寸位置详见附图； 3、格构柱穿地下室底板处需作好防水措施。 （四）、格构柱施工要求 1、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； 2、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）。 3、钢构柱应在工厂制作，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。 4、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。 5、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。 6、钢构柱露出端顶部设置承压板的，校水平后进行承压板刚性定位，焊接后四块承压板的上表面平面度不大于1/500。 80 XXX项目 塔吊基础专项施工方案 7、塔机使用中，要经常观察钢筋混凝土连接块的变形情况；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。 七、安全保证措施 1、由于本工程塔吊处于地下室内，须预留孔洞，孔洞的围护采用钢管搭设进行临边围护。 2、定期对塔吊基础进行沉降观测和倾斜测量。 3、如施工工期较长，需根据实际情况定期对格构柱进行防锈处理。 4、塔吊安拆方案由具有相应资质的专业施工单位编制并负责实施。 八、附图 1、塔吊平面布置图（总平面布置） 2、塔吊桩位布置图 3、格构柱立面图及与承台、钻孔桩连接示意图 4、格构柱平面图 5、节点详图（桩、格构柱、基础等） 81
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