某工程QTZ63塔吊基礎設計、計算施工方案

一、基本概況

　　2#~6#塔吊均設置在地下室內，其中 2#、4#、5#在兩層地下室范圍內， 3#、6#在三層地下室范圍內，具體平面位置見施工總平面置圖。 由于塔吊位于地下室內，且需在基坑未開挖之前架設，故采用鉆孔灌 注樁加鋼格構柱的基礎形式。格構柱高度從下室底板底標高至頂板頂標高 以上約 1.84m。 2#~6#塔吊均選用 QTZ63塔吊，最大幅度 55m，最大起重 60kn，最大 設計自由高度 40m。 各相關標高及高度尺寸見下表： （單位：m）項目 名稱 代 號 2# 21.0 41.20 -10.15 700 -10.85 12.19 3# 21.0 35.60 -12.15 800 -12.95 14.29 塔吊編號 4# 21.0 30.00 -10.15 700 -10.85 12.19 5# 21.0 30.00 -10.15 700 -10.85 6# 21.0 30.00 -12.15 800 -12.95 ±0.00 以上建筑物最大高度（m） A ±0.00 以上塔吊需架設度度 B=A+9.0+塔吊相互錯位高(m) 地下室底板頂標高(m) 地下室底板厚度(mm) 地下室底板底標高(m) 鋼格構柱有效高度 F=『E』+1.34(m) 塔吊最大自由高度(基坑開挖后) G=『E』+B 鉆孔灌注樁頂有效高 B C D E F G H 52.05 -10.85 48.55 -12.95 40.85 -10.85 40.85 -10.85 42.95 -12.95 從表中可知,當地下室開挖至底板底標高后,鋼格構柱相當于塔吊塔身 作用,這時塔吊的高度均超過塔吊設計的自由高度,且不可能設置附著設施, 故塔吊的架設高度需采取分次升高的措施,即在地下室土方開挖前，初次架 設高度只升至地下室頂板上 20m 高度以內，保證在地下室施工至頂板時， 能安全使用即可，待地下室頂板施工后，在頂板處與塔吊設置附著設施， 然后再升至上部主體結構施工時所需的安全高度。 （其中 2#塔吊還需與地面 以上的主體工程再設一道附著。 ）

二、塔吊基礎設計

　　彩用 4 根鉆孔灌注樁（Φ800）加角鋼格構柱，并在柱頂設鋼筋砼十字 梁底座與塔吊安裝連接的方案，具體見設計圖。 說明：

1、鉆孔灌注樁砼強度等級為 C25，其施工應嚴格按規范要求執行，超 灌部分在地下室底板厚度范圍內，地下室極施工時，需將鋼格構柱內的砼 鑿除洗凈后，焊接鋼板止水片；
2、鋼格構柱與灌柱的塔接長度為 2.0m，應按圖中要求與鋼筋籠主筋焊 接，在下鋼筋籠時，應嚴格控制四根鋼格構柱的方向成正方形布置，以保 證其外圍槽鋼加固桿的焊接；
3、塔吊底座與塔吊的安裝應按塔吊出廠說明書要求執行，控制好預埋 螺栓的位置及錨固深度，若底座梁的尺寸不能滿足時，可局部在相應位置 加大梁的截面尺寸，格構柱頂段應澆入底座梁內；
4、[12.6 槽鋼外圍加固桿應隨挖土深度即時焊接，鋼格構柱體露在土 層以上的未焊接槽鋼加固桿的高度不得大于一個基準節（即 2.0m）的高度。 若使用過程中，有異常先兆，可在鋼格構柱體內（即 4 根格構柱之間）增 焊十字斜撐；
5、所有鋼構件的焊接均為接觸邊長度內滿焊，焊縫厚度≥6mm。

三、塔吊基礎計算

（一）塔吊安裝底座梁計算

　　梁截面為 400×1000mm，II 級鋼筋。 1、P 值計算 P= F + G MxYi Myxi ± ± n ∑ yi 2 ∑ Xi 2 式中 F=1.2×(520+60)=696 KN G=0 n=4 M x = M y = 1600 KN ? M xi = yi = 2.0×1.4142 =1.41 (按最大傾覆力矩 M 方向取值) m 2 696 1600 × 1.41 代入 P= + = 741KN 2 4 2 × 1.41 2、配筋計算 M=pa=741×0.29=211.41KN.m ds = M 2 fcbn0 = 215.0 × 10 6 = 0.04 14.3 × 400 × 970 2 S = 1 ? 1 ? 2ds = 1 ? 1 ? 2 × 0.04 = 0.04 rs = 1 ? S As = 2 = 1 ? 0.02 = 0.98 M 215.0 × 10 6 = = 754mm 2 rs ho f y 0.98 × 970 × 300 選用 3Φ18, As=763mm2>754mm2

（二）關于鋼格構柱設計說明

　　四支鋼格構柱組成格構架體可視為塔吊的塔身,在基坑開挖前,相當于 塔體在地下的埋置段,故只需鋼格構架體的整體承截力大于塔吊本身塔身的 承載力和承受住安裝底座的重力，并保證格構柱頂與塔吊底節的連接能滿 足塔吊出廠說明書的要求時，鋼格構柱體應是安全的。本設計均能滿足上 述條件，同時，該設計已是通過實踐安全使用的做法，故計算從略。

（三）樁頂固定臺說明

　　由于鋼格構柱與砼灌注樁為同一垂直軸線，其作用不同于樁頂承臺， 只是在基坑挖土完畢后，在地下室底板未澆筑前，將四根樁體穩定，使不 同材料的鋼格構柱體與砼灌注樁的連接部位形成一個加固節點，屬構造措 施，故不予計算。

（四）基樁計算

1、樁頂荷載計算

1）塔吊傳來的荷載：P=741KN
2）砼安裝底座自重：梁：400×（1000-120）×3790=1.334M3 （2×1.334-0.4×0.4×0.88）×25.5=64.44KN 板：2.68×2.68×0.12×25.1=21.63KN G1=1.2×(64.44+21.63)÷4=26KN
3）樁頂固定臺自重：G2=1.2×(3.6×3.6×0.6×25.1)÷4=59KN
4）地下室底板荷載：地下室底板當砼強度達到一定程度后，會由于自 身結構承力， 不影響樁的承載力， 在地下室板施工過程中， 其荷載約為 2.6T/ ㎡，將通過樁頂固定臺傳給其下面土層，該處土層為 2d,3a 土層其承載力 約為 6T/㎡，滿足要求，故該荷載不予考慮。
5） 鋼格構柱自重： 經計算， 地下室底板頂標高以上每根每 M 重 1.28KN/M； 地下室底板頂標高以下每根每 M 重 0.49KN/M； 若以上長度以 14m 考慮，以下以 3m 考慮，則 G3=1.28×14+0.49×3=19.39×1.2=23KN 以上合計樁頂荷載：N=P+G1+G2+G3=741+26+59+23=849KN

2、樁長計算

　　按 R≥1.7N=1.7×849=1443KN 計算所需樁長。 根據塔吊所在位置及地質報告，各塔吊相應位置的土層狀況如后表。 若自然地面標高平均以 3.0m（絕對）考慮，則相對標高約為-1.0m，若樁頂 標高均按-13.0m 考慮，則相當于在自然地面以下 12m，故計算樁承載力時， 2#塔吊基樁頂面為 2d 土層頂面，3#～6#塔吊基樁頂面為 3a 土層頂面以下 2m。 經計算：2#塔吊，樁端進入 5d 土層 1.0m 時，R=1550KN>1443KN，樁長 為自然地面以下約 32m；有效樁長 20m； 3#塔吊，樁端進入 5d 土層 1.0m 時，R=1478KN>1443KN，樁長為自然地 面以下約 31m；有效樁長 19m； 4#塔吊，樁端進入 5d 土層 1.0m 時，R=1491KN>1443KN，樁長為自然地 面以下約 33m；有效樁長 21m； 5#塔吊，樁端進入 5d 土層 2.0m 時，R=1457KN>1443KN，樁長為自然地 面以下約 32m；有效樁長 20m； 6#塔吊，樁端進入 5d 土層 2.0m 時，R=1475KN>1443KN，樁長為自然地 面以下約 32m；有效樁長 20m。 土 層 號 qsd (KPa) qpa (KPa) 塔吊編號 2# 3# 4# 塔吊所在地探孔號位置 土層名稱 zk79 土層底 距地面 高度 （m） 土層厚 （m） 1.3 3.1 1.5 1.7 5.1 5.5 0.9 5.4 5.4 14.8 17.1 19.6 24.3 28.6 29.8 37.2 41.5 3.6 2.3 2.5 4.7 4.3 1.2 7.4 4.3 20.65 26.65 29.55 31.95 36.30 40.6 3.0 6.0 2.9 2.4 4.35 4.3 20.15 25.10 27.80 29.9 35.4 40.3 3.75 4.95 2.7 2.1 5.5 4.9 22.35 23.65 27.05 29.4 36.3 40.4 5.05 1.3 3.4 2.35 6.9 4.1 17.65 6.9 16.4 4.75 17.3 6.6 zk94 土層底 距地面 高度 （m） 土層厚 （m） zk49-50 中間 土層底 距地面 高度 （m） 土層厚 （m） zk71-75 中間 土層底 距地面 高度 （m） 土層厚 （m） Zk86-91 中間 土層底 距地面 高度 （m） 土層厚 （m） 5# 6# 2d 3a 3b 3c 4 5b 5c 5d 6a ′ 淤泥質粘土 淤泥質粉質粘土 含粘性土粉砂 淤泥質粉質粘土 粘土 粘土 粘土 砂質粉土 砂質粉土 6 10 20 13 15 29 27 28 32 750 600 1200 1300 13.3 16.4 17.9 19.6 24.7 30.2 31.1 36.5 41.9 綜合考慮：考慮到塔吊位、自然地面標高，地探孔取位，土層狀況均 存在可變性， 為便于施工控制， 樁長均取自然地面以下 33m， 有效樁長 21m。

3、樁身承載力驗算

　　r0 N ≤ f c A 式中 r0 = 1.0 N = 837KN f c : 按C 25, f c = 11.9N / mm2 , 按水下砼桿減系數.7, f c = 8.33N / mm2 0 A = π × 4002 = 5.03×105 mm2 代入 f c A = 5.03×105 × 8.33 = 4.19×106 N = 4190KN r0 N = 1.0 × 837 = 837KN < 4190KN C25 砼灌注樁樁身承載力滿足要求！故樁身只需按構造配筋。