塔吊基础计算

一、

工程概况

1、本工程位于佛山市顺德区北滘镇，地块南临美的工业区，西为本项目一期工程（已完成），东临工业大道，北边为中发西路，地块呈长方形面积㎡，由12#、13#、15#、16#、18#、19#住宅楼及两层地下车库组成。

二、因地块面积较大，依照塔吊平面布置应最大程度知足施工区域吊装需要，尽可能减少吊装盲区的原那么，和地下室工程施工中能充分利用塔吊来知足施工需要，依照施工组织总设计要求拟搭设3台附墙式塔吊，其中QTZ80B（工作幅度60M，额定起重力矩）2台，QTZ80A（工作幅度55M，额定起重力矩）1台，平面位置详附图。 3、拟建建筑物高度及层数

建筑物楼号 12 13 15 16 18 19 层数（层） 12 12 12 12 12 12 建筑物高度（m）

4、依照建筑物高度，1#塔吊位于13#楼北侧位置，搭设高度为60M；2#塔吊位于16#楼南侧位置，搭设高度为55M；3#塔吊位于19#楼东侧位置，搭设高度为60M，设水平限位装置；其中1#、2#塔吊为QTZ80B，3#塔吊为QTZ80A。

5、塔吊应在土方开挖后安装，故采纳型钢格构式非塔吊标准节插入钻孔灌注桩内，以保障塔吊平安、稳固和牢固靠得住，且不妨碍地下室顶板混凝土的整体浇筑施工，有利于加速施工进度和确保工程质量。

6、本工程采纳钻孔灌注桩筏板基础，基坑底标高为-.000、本工程±相当于绝对标高0M，自然地坪标高相关于绝对标高+30CM。

7、依照本工程地质勘探报告，各土层极限摩阻力、端阻力标准值指标见下表：

钻孔灌注桩 FsFp（KPa） （KPa） 15 15 20 35 55 70 50 75 45 75 80 90 900 1800 2500 2000 2500 3000 层号 21 ○22 ○3 ○51-1 ○51-2 ○6 ○71 ○7t ○72 ○81 ○82 ○9 ○土层名称 灰色砂质粉土夹粉质粘土 灰色粉质粘土 灰色粘土 灰色粉质粘土 暗绿色粘土 草黄色砂质粉土 灰黄色粉质粘土 草黄～灰色粉砂 灰色粉质粘土夹粉砂 灰色粉砂夹粉质粘土 灰色粉砂 灰色中粗砂 埋深（m） 13 14 21 30 34 36 47 53 65 75 100 相对标高（m） 抗拔系数（λ）

八、塔式起重机要紧技术性能表 塔吊型号 QTZ80B 单位 KN KN T T 数量 587 62 1642 310 QTZ80A 单位 KN KN T T 数量 511 72 1242 348 序号 载荷名称 1 2 3 4 5 6 基础所受的垂直荷载 基础所受的水平荷载 基础所受的倾翻力矩 基础所受的扭矩 独立式整机重 平衡重 7 8 9 10 11 12 工作幅度 最大起重量 末端起重量 额定起重力矩 塔身截面 独立式 最大起升高度 附着式 装机总容量 M T T M M M KW 60 8 1 800 × 47 160 48 M T T M M M KW 55 6 800 × 40 140 KW 13 14 二、 塔吊布置原那么

本工程作业面积大，综合考虑塔吊的作用半径、起吊重量、基础工程桩位布置、围檩支撑结构设计、衡宇结构设计、经济性比较后，作出以下布置原那么。 1. 塔吊布置在基坑内

2. 塔吊共3台，55m臂 1台，60m臂 2台

3. 塔吊选型：市沪淞建筑机械厂生产的QTZ80A（5512）及QTZ80B（6010）塔吊。 4. 具体位置详见《塔吊平面布置图》

5. 因塔吊布置在基坑内，考虑到土方开挖后安装困难。并为兼顾土方开挖垂直运输，塔吊

需在基础开挖前投入正常利用。 6. 塔吊桩基础采纳钻孔灌注桩

7. 桩上部钢支柱采纳H型钢，上端标高-0.50m

8. 塔吊基础采纳C30水下混凝土，Φ800钻孔灌注桩，上部H型钢格构非标准节插入桩

内2500。塔吊标准节与型钢格构用高强度螺栓和盖板焊接连接固定。详见附图

三、 计算依据

1. 《地基基础设计标准》 DGJ08-11-1999 2. 《建筑桩技术标准》 JGJ94-94 3. 《混凝土结构设计标准》 GB50010-2002 4. 《建筑结构焊接规程》 JGJ80-91 5. 《建筑结构设计荷载标准》 GB50009-2001

6. 沪淞 建筑机械厂的QTZ80A、80B塔式起重机的《利用说明书》 7. 本工程平面图、结构图、围檩支撑图

四、 塔吊分项参数计算

塔吊是施工厂地最重要的施工机械之一，其利用贯穿了整个工程。在这进程中距离时刻长，不可预见性因素多，为确保塔吊的平安，以下计算都按极限苛刻条件下能保证塔吊正常工作计算。即：塔吊设置在最大开挖深度处；型钢柱与混凝土灌注桩连接按滑腻面锚固。（计算详值见计算表格） 1. 基础竖向极限承载力计算

F=F1+ F2

F ——基础竖向极限承载力 kn F1——塔吊自重（包括压重） kn F2——最大起吊重量 kn

2. 单桩抗压承载力、抗拔力计算

桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩技术标准》JGJ94-94的第条)

拔）

（“+”计算结果为抗压，“-”为抗

其中 Ni ——单桩桩顶竖向力设计值 kN 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 ——塔吊基础重量 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 M ——塔吊的倾覆力矩 3. 桩长和桩径计算

桩采纳钻孔灌注桩

Rk实际=fpAp+Up∑fsli>R＝Ni×ξ1

UP ＝Πd

其中 Rk实际 ——实际钻孔灌注桩承载能力 fpAp ——桩端面承载能力 Up∑fsli ——桩侧摩擦阻力总和 R ——单桩轴向承力平安值 ξ1 ——桩平安系数 d ——桩直径 4. 桩抗拔验算

Qk＝λRk实际

5. 桩配筋计算

T KN m KN KN

KN KN 取2 m

桩身配筋率可取%～%（计算取上限％）,抗压主筋不该少于6Φ10，箍筋采纳很多于Φ6@300mm的螺旋箍筋，在桩顶5倍桩身直径范围内箍筋Φ6@100mm，每隔2m设一道2Φ12焊接加强箍筋。

As＝S桩截面×配筋率 n ＝4As/（πφ2）

其中 n ——竖筋根数 As——钢筋总截面积 Φ——竖筋直径 6. 桩上部钢支柱计算

钢支柱采纳h×b×tw×t＝350×350×12×19，H型钢。A＝hb-（b-tw）（h-2t）＝㎡ 1) 四柱整体验算

A总=4A 截面惯性矩Iz

回转半径 i＝（Iz/A总） 构架长细比

HIz 4Afy235查Φ NAf215 2) 单柱验算

根 m m Iz

i＝（Iz/A） 井架长细比

H 查Φ Iz4ANf215 A7. 钢支柱上部螺栓紧固水平钢板抗拔计算

H型钢上部螺栓紧固水平钢板采纳500×500厚20，Q235钢板，采纳电焊与下部H型钢焊接，焊接高度不小于6mm。 1) 焊接强度验算

Nwf1160 180lwtσ——焊接强度

N——轴心最大拔力,等于塔吊拔力

lw——焊缝长度等于4478MM

wf1——焊缝的抗拉抗压强度设计值，Q235等于160

8. 缀条计算

缀条采纳12#槽钢 截面面积 A＝ ㎡ V＝V1+V2

V1——塔吊水平力引发应力

V1＝F4/2 F4——塔吊水平力

V2——塔吊扭矩引发应力

V2＝MN/2（D×）

MN——塔吊扭矩 D——桩间距 fv>V/A

fv——槽钢的抗剪强度，厚度小于16mm，取125 A ——槽钢截面积 9. 螺栓计算

采纳Φ30高强度螺栓,每肢2颗 A总=πD2 σ=N拔/ A总<295 螺栓抗剪验算

τ＝Mn A总/（2×桩间距/）10. 桩水平力验算

由于地质报告未进行桩侧土水平抗力系数的比例系数 m实验，采纳标准提供的体会值如下表所示。取8MN/m4 。

序 号 土 的 分 类 m（MN/m4） 1 2 3 4 5 6 流塑粘性土IL＞1、淤泥 软塑粘性土1＞IL＞、粉砂 硬塑粘性土＞IL＞0、细砂、中砂 坚硬、半坚硬粘性土IL＜0、粗砂 砾砂、角砾、圆砾、碎石、卵石 密实粗砂夹卵石，密实漂卵石 3～5 5～10 10～20 20～30 30～80 80～120 1) 大体资料：

桩类型：桩身配筋率ρg＜%的灌注桩 桩顶约束情形：铰接、自由 截面类型：圆形截面 桩身直径 d ＝ 800mm

混凝土强度品级 C30 Ft ＝ mm Ec ＝ 30000N/mm 桩身纵筋 As ＝ 3267mm 净爱惜层厚度 c ＝ 50mm 钢筋弹性模量 Es ＝ 200000N/mm 桩入土深度 h ＝ 23.000m

桩侧土水平抗力系数的比例系数 m ＝ 8MN/m4 桩顶竖向力 N ＝ 设计时执行的标准：

《建筑桩基技术标准》（JGJ 94－94） 以下简称 桩基标准 2) 单桩水平承载力设计值计算： (1)、桩身配筋率 ρg：

ρg ＝ As / (π × d 2 / 4) ＝ 3267/(π×8002/4) ＝ % (2)、桩身换算截面受拉边缘的表面模量 Wo：

扣除爱惜层的桩直径 do ＝ d - 2 × c ＝ 800-2×50 ＝ 700mm 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值

αE ＝ Es / Ec ＝ 200000/30000 ＝

Wo ＝ π × d / 32 × [d 2 + 2 × (αE - 1) × ρg × do 2] ＝ π×32×[+2××%×] ＝ (3)、桩身换算截面积 An：

An ＝ π × d 2 / 4 × [1 + (αE - 1) × ρg]

＝ π×4×[1+×%] ＝ (4)、桩身抗弯刚度 EI：

桩身换算截面惯性距 Io ＝ Wo × d / 2 ＝ ×2 ＝ 4 关于钢筋混凝土桩，EI ＝ × Ec × Io EI ＝ ×30000×1000× ＝ m (5)、桩的水平变形系数 α 按下式确信： α ＝ (m × bo / EI) 1 / 5 （桩基标准）

关于圆形桩，当直径 d ≤ 1m 时，bo ＝ × × d + bo ＝ ××+ ＝

α ＝ (8000×1/5 ＝ （1/m） (6)、桩顶（身）最大弯矩系数 νm： 桩的换算埋深 αh ＝ × ＝ 查桩基标准表得：νm ＝ (7)、其余参数：

桩截面模量塑性系数 γm ＝ （圆形截面） 桩顶竖向力阻碍系数 ζN ＝ （竖向压力） (8)、单桩水平承载力设计值 Rh：

关于桩身配筋率ρg＜%的灌注桩，可按以下公式计算单桩水平承载力设计值 Rh ＝ α × γm × ft × Wo / νm × + 22 × ρg) × (1 ± ζN × N / γm / ft / An) （桩基标准-1） ＝×2×1500××+22×%)×(1+×2/1500/＝

四桩水平承载力

＝4×＝ kN>62KN

1一、QTZ80B塔式起重机基础计算表

符号 G m b N F1 F2 F3 Mn M F4 ξ1 d D l Ni 意义 桩上部钢支架总重 标准节重 标准节边长 标准节数量 塔吊自重（包括平衡重） 最大起吊重量 标准节总重 基础承受扭矩 倾覆力矩 水平荷载 钻孔灌注桩桩顶标高 桩安全系数 桩直径 桩间距 取桩有效长度（最大开挖深度至桩底） 单桩承力设计值 m KN 公式 F3=m×N D=9d/4 单位 KN KN M 节 KN KN KN KN m 取 m m 计算值 23 钻孔灌注桩计算 N拔 R Upqsili qpAp Rk实际 Qk ∑抗拔力设计值 单桩轴向承力安全值 桩侧总极限摩擦阻力 桩端点极限承载力 取桩长度后实际承载力 取桩长度后实际抗拔力 根据桩径按内插法计算工程桩桩身 KN KN KN KN KN KN Rk实际=fpAp+Up∑fsli Qk＝λRk 符合 满足 桩配筋计算 As Φ n 配筋率%～%) 截面钢筋面积 竖筋直径 竖筋数量 箍筋取 n=4As/（πΦ2） Φ8@200mm的螺旋箍筋 取 m2 mm 根 % 桩上部钢立柱计算 H A I合 I单柱 i合 i单柱 λ合 λ单柱 σ合 σ单柱 H型钢规格 桩顶到钢构件上端长度 横截面面积 四根立柱组合极惯性距 单柱极惯性矩 四根立柱组合回转半径 单柱回转半径 四根立柱组合长细比 单柱长细比 最大应力 最大应力 350×350×12×19 外部参照CAD自动计算 外部参照CAD自动计算 i=(I/4A) i=(I/A) λ＝H/i λ＝H/i m ㎡ m4 m4 M 30 φ＝ φ＝ 满足 σ＝Ni/Aφ σ＝Ni/Aφ N/mm2 N/mm2 kN/m满足 钢构件插入桩深度（不计钢柱顶端阻力） τ d h 钢筋和混凝土的粘结应力（光面钢筋取～） 型钢等截面圆钢直径 插入桩长度 h=Ni/（τ×π×d） σ N lw t 规格 V1 V2 V fv 螺栓计算 d A σ τ 塔吊每肢螺栓数 螺栓直径 螺栓截面积 螺栓应力 剪力 σ＝N拔/A τ＝Mn/（2×D×）/A 颗 mm m㎡ N/mm2 N/mm2 297 3 30 2121 焊接强度 塔吊拔力 焊缝长度 焊缝高度，等于6 C12槽钢 塔吊水平力引起剪力 扭矩引起的剪力 水平力和扭矩组合作用剪力 槽钢抗剪强度 2 m m +03 型钢上部水平钢板焊接强度验算 Nwf1180lwtN/mm2 N mm mm mm2 KN KN KN N/mm2 1570 满足 面积(A) V1＝F4/2 V2＝Mn/2（D×） V＝V1+V2 fv>V/A 缀条计验算 满足 满足 满足 1二、QTZ80A塔式起重机基础计算表

符号 G m b N F1 F2 F3 Mn M F4 ξ1 d D l Ni 意义 桩上部钢支架总重 标准节重 标准节边长 标准节数量 塔吊自重（包括平衡重） 最大起吊重量 标准节总重 基础承受扭矩 倾覆力矩 水平荷载 钻孔灌注桩桩顶标高 桩安全系数 桩直径 桩间距 取桩有效长度（最大开挖深度至桩底） 单桩承力设计值 公式 F3=m×N D=2d 单位 KN KN M 节 KN KN KN KN m 取 m m m KN 计算值 23 钻孔灌注桩计算 N拔 R Upqsili qpAp Rk际 Qk 实∑抗拔力设计值 单桩轴向承力安全值 桩侧总极限摩擦阻力 桩端点极限承载力 取桩长度后实际承载力 取桩长度后实际抗拔力 根据桩径按内插法计算工程桩 KN KN KN KN KN KN 符合 满足 Rk实际=fpAp+Up∑fsli Qk＝λRk 桩配筋计算 As Φ n H 桩身配筋率%～%) 截面钢筋面积 竖筋直径 竖筋数量 箍筋取 H型钢规格 桩顶到钢构件上端长度 n=4As/（πΦ2） Φ8@200mm的螺旋箍筋 350×350×12×19 m 30 取 m2 mm 根 % 桩上部钢立柱计算 A I合 I单柱 i合 i单柱 λ合 λ单柱 σ合 横截面面积 四根立柱组合极惯性距 单柱极惯性矩 四根立柱组合回转半径 单柱回转半径 四根立柱组合长细比 单柱长细比 最大应力 外部参照CAD自动计算 外部参照CAD自动计算 i=(I/4A) i=(I/A) λ＝H/i λ＝H/i σ＝Ni/Aφ ㎡ m4 m4 M N/mm2 N/mm2 kN/m2 m m φ＝ φ＝ 满足 σ单柱 τ d h 最大应力 σ＝Ni/Aφ +03 满足 钢构件插入桩深度（不计钢柱顶端阻力） 钢筋和混凝土的粘结应力（光面钢筋取～） 型钢等截面圆钢直径 插入桩长度 h=Ni/（τ×π×d） σ N lw t 规格 V1 V2 V fv 螺栓计算 d A σ τ 塔吊每肢螺栓数 螺栓直径 螺栓截面积 螺栓应力 剪力 σ＝N拔/A τ＝Mn/（2×D×）/A 颗 mm m㎡ N/mm2 N/mm2 236 3 30 2121 焊接强度 塔吊拔力 焊缝长度 焊缝高度，等于6 C12槽钢 塔吊水平力引起剪力 扭矩引起的剪力 水平力和扭矩组合作用剪力 槽钢抗剪强度 型钢上部水平钢板焊接强度验算 Nwf1180lwtN/mm2 N mm mm mm2 KN KN KN N/mm2 1570 满足 面积(A) V1＝F4/2 V2＝Mn/2（D×） V＝V1+V2 fv>V/A 缀条计验算 满足 满足 满足

五、材料选用及施工方式 依照计算塔吊基础选用

一、桩基选用C30水下混凝土Φ800钻孔灌注桩，桩长（自桩顶垫层面以上100至桩底）

为23米，桩身配12Φ22主筋，φ8@200螺旋箍筋，桩顶以下3000采纳φ8@100螺旋箍筋。2Φ12@2000焊接增强箍筋。QTZ80B（工作幅度60M，额定起重力矩）2台，桩间距同标准节宽度为1800。QTZ80A（工作幅度55M，额定起重力矩）4台，桩间距同标准节宽度为1600。

二、格构立柱采纳Q235 H型钢350×350×12×19，锚入桩身≥2500，长度详附图。缀条选用12#槽钢，上下各设双拼12#槽钢，每隔1500设12#槽钢水平撑及缀条斜撑。以增强其稳固性。

3、塔身标准节与格构采纳螺栓连接，为避免因H型钢立柱安装偏位，而造成塔身与格构产生较大剪力且安装困难，在格构顶部采纳Q235 H型钢350×350×12×19十字水平梁。水平梁连接处用550×350×20增强板，与立柱处用牛腿焊接连接，立柱顶部用500×500×20钢板与标准节连接，采纳2-M30螺栓及焊接固定。详附图

4、塔吊标准节安装之前应付立柱格构标高进行复核，并用气割割平后再焊接连接板，确保顶部水平，保证塔身垂直。

五、型钢格构立柱缀条随挖土进度焊接，以确保格构的稳固性。挖土完成后应尽快将露明铁件除锈，并刷防锈漆及与塔吊同色的爱惜漆。 六、格构立柱应与灌注桩钢筋焊接接地。

五、 附图:

详见平面布置图