桩基十字梁承台塔吊基础优秀设计

目录

一、编制说明及依据：.................................................... 错误!未指定书签。

二、工程概况：................................................................ 错误!未指定书签。

三、塔基简况： (3)

四、承台计算： (3)

五、桩基计算 (5)

六、塔吊基础施工 (6)

七、注意事项 (7)

桩基十字梁承台塔吊基础设计方案

1.编制说明及依据：

1.0.1编制说明

为确保安全、保质、保量有效地完成本工程的施工任务，塔式起重机的位置选择尤为重要。因塔式起重机基础承受的荷载较大，本部塔吊布置的位置在基础筏板内，并受高低跨差台及基础梁的限制，为确保塔式起重机正常、安全地使用，决定将本塔吊基础放置在筏板基础以下，由于本工程筏板基础有上返梁限制，塔吊十字钢底座无法放置，现定塔吊基础内预埋标准节代替钢底座。并编制本设计方案。

1.0.2编制依据

（1）、根据B区W5地下室施工图纸。

（2）、塔吊厂家提供的《40液压自升塔式起重机简介》及《液压自升塔式起重机使用说明书》。

（3）、本工程地质报告。

（4）、现场实地考察及各部门意见.

（5）、结合类似工程实例。

2.工程概况

本工程工程名称：黄埠岭居住区—徐戈庄、小石头社区安置项目区B1#～B7#楼工程，工程地点：位于黄河路以北，规划路朱宋路以东。沿山地横向展开，工程概况：地下室二层，半地下室一层，住宅B17楼为6层加阁楼层及储藏室；地下室总建筑面积为：34819.27㎡,住宅总建筑面积为：14000㎡。

为了满足现场施工的垂直运输需要，以及不影响相邻施工现场，在建筑物东单元与周边网点裙房的南侧阴角设置塔吊，塔吊型号选用40型（4208）塔吊，塔身截面为1500×1500，塔身主弦杆中心间距为1500×1500，起重臂长为42m，自由立塔起吊高度为31m，鉴于楼梯高度较高，采用附着加强稳定性，基本满足吊装范围和起升高度要求。

图1 塔吊基础平面图

3.塔基简况

该工程位于黄河西路以北，规划路珠宋路以西，根据《黄埠岭安置区工程详细勘察报告》（以下简称“勘察报告” ），可用作天然地基的土层为回填土，下一层为粘性土，承载力29——52而查阅该型号塔吊使用说明书，其中塔吊基础图要求地基承载力≥200，显然，地基承载力不满足厂家基础设计的要求，塔吊基础必须重新设计。

由于塔吊基础紧靠工程基础，而且本工程桩部分正在施工，为了避免塔吊基础对工程桩产生侧向挤压，决定不采用天然地基基础型式。根据类似工程施工经验，采用加钢筋混凝土十字梁承台作为塔吊基础。

为了便于施工，降低成本，选用桩的种类、型号和工艺等均同工程桩，即选用人工挖孔桩，采用混凝土护壁下钢筋笼，浇注混凝土，预计桩长9m （根据勘察报告数据预计），桩顶标高最高控制在-0.80m ，相当于绝对标高59.95m 。由于塔吊安装位置接近勘察报告中的钻孔61跟62号，故参考61与62号地质剖面图可见，基桩可穿越①、③、4-1层土，到达5-1-1层，层厚7.5m ，且桩端至少进入5-1-1层土3.50m 。此桩型共设4根，呈正方形布置，相邻桩中心距3000，对角桩中心距4242。

钢筋混凝土十字梁承台沿桩基对角线居中布置，梁截面为1200×950，十字梁交叉处阴角作等高的加腋，使中心区形成2500×2500的正方形，以增强十字梁的抗扭刚度。

塔吊基础平面图见图1，其

受力情况见图2。

4.承台计算

4.0.1荷载计算

查阅塔吊使用说明书，该型塔吊对

基础作用的荷载如表1所示。 取非工作工况下的荷载进行计算，

即塔吊底座对塔基的作用取为：

240，46，630。 塔基自重：十字梁截面高度暂取为

950，由塔基平面图可求得塔基平面面积为16.2m 2

，16.2×0.95×25=384.75，

则作用于塔基的荷载标准值为： M 0

630＋46×0.95=673.7， ＋240＋384.75=624.75。 4.0.2内力计算

以单根十字梁为计算对象，假定：

40型塔吊对基础的作用 表1

（1）不考虑地基土的分担荷载作用，作为塔基强度的安全储备； （2）不考虑十字交叉梁之间的相互约束作用； （3）十字梁与桩头之间的连接简化为铰接。 十字梁内力计算简图如图3所示。

其中，4为F 按四个底座均分，M 0可分解为作用于对角两底座的一对力组P ，0

。 则十字梁内力标准值为：

弯矩图和剪力图分别见图4和图5。

4.0.3截面计算

分别计算单根十字梁正截面和斜截面承载力。因塔吊基础为临时设施，可不考虑荷载分项系数，但为更加安全起见，此处以内力分项系数1.4加以考虑。

混凝土强度等级选用C30，20.12，14.32；纵向钢筋、箍筋选用Ⅰ级钢，2102

。 （1）正截面计算 ①确定截面尺寸

因桩径为800，根据“边桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直径或边长，且桩的外边缘至承台边缘的距离不小于150”的构造要求，十字梁截面宽度选为1200，再选择适宜配筋率ρ=0.22%（比ρ0.15%略高），据此可暂估十字梁截面有效高度：

取h 0=900，因ρ取值较低，假定布置单排钢筋，50， 则十字梁截面高度： h 0＋900＋50=950。 ②计算钢筋截面面积和选用钢筋

截面抵抗矩系数：

相对受压区高度： 钢筋截面面积： 实配8Ф20，п/4×202×8=25122

，

满足最小配筋率要求。梁上层纵筋按构造要求配5Ф16即可。

min 4771.202673.71.202143.3190.947.644 4.242

Fa M a M kN m l ??=-=-=-=-?0

max 4771.202673.71.202143.3190.9334.244 4.242Fa M a M

kN

m l ??

=+=+=+

=?0max 477673.7119.25158.82278.144 4.242F M Q kN

l =+=+=+=0

min 477673.7119.25158.8239.5744 4.242

F M Q

kN l =-=-=-=-2

013.50.04410009001725310

cm

s y

f A b h mm f ξ=???=???=()()6max 0 1.4 1.4334.2101.051.10 1.051.108709110.00223101000y M h mm

f b ρ??===??6max 22

01.4 1.4334.2100.04313.51000900s cm M f b h α??=

==????110.044ξ=min 1781100%100%0.19%0.15%

1000950s A bh ρρ=?=?=>=?图3 十字梁内力计算简图

（2）斜截面计算 ①复核梁的截面尺寸

（注：为截面的腹板高度，矩形截面取有效高度h 0，T 形截面取有效高度减去上翼缘高度，I 形截面取腹板净高。）

则

截面满足要求。

（注：截面必须满足的条件是：当≤4时，0.250≥V ，当≥6时，0.200≥V ，当4＜＜6时，按直线内插法取用。）

②确定是否需按计算配置腹筋

由于集中荷载在支座截面产生的剪力值占总剪力值的比值 ， 故需考虑剪跨比λ的影响：

取λ=1.4（当λ＞3时，取λ=3） 混凝土抗剪能力：

故不需按计算配置腹筋。 （注：当集中荷载在支座截面产生的剪力值占总剪力值的比值≤75%时，不考虑剪跨比λ的影响，混凝土抗剪能力按0.070计算。）

③配置箍筋

按构造要求选用箍筋Φ8@150(4)，则

满足最小配箍率要求。

（注：当混凝土的抗剪能力＜1.4时，则先根据构造要求、最小配箍率等选定箍筋的直径、肢数和间距，然后按下式进行验算。）

或 4.0.4构造钢筋配置

（1）十字梁腰筋选用2Φ12@200，拉钩Φ8@200×300。

（2）十字梁交叉处立方体起到水平面内抗扭、提高局部承压和抗冲切能力以及协调等作用，按构造配筋为：三向Φ10@150。

基础配筋图如下：

注：桩头钢筋锚入承台内，承台混凝土强度等级为C30，垫层混凝土强度等级为C15。

0max 0.250.2512.510009002812.5 1.4 1.4278.1389.34c f bh KN Q kN =???=>=?=09000.94

1000

w h h b b ===<01202 1.341.4900

a h λ===<278.1237/4100%78.7%75%278.1

-=?=>0max

0.2

0.212.51000900775862775.86 1.41.5 1.41.5c f bh N kN Q λ=???==>++1,min 450.312.50.13%0.020.020.12%1000150210

c

sv sv sv yv f nA bs f ρρ?===>==?=?100max 0.2 1.25 1.4)1.5sv cs c yv nA V f bh f h Q s λ=+≥+100max (0.07 1.5 1.4sv cs c yv nA V f bh f h Q s =+≥

5.桩基计算

5.0.1荷载计算

单桩自重п0.82

/4×9×30=135.6，

所以，＋135.6＋315=450.6, ＋4=135.6＋624.75/4=291.8， ＋135.6-2.61=133＞0。 5.0.2承载力计算

查阅勘察报告可知：19，L 1=19.3m ； 213，L 2=8.7m ，1000。 故单桩抗压承载力标准值为：

单桩抗拔承载力标准值为： 从而单桩抗压承载力设计值为：

(其中，

分别为桩侧阻群桩效应系数和桩端阻群桩效应系数，此处均取为1.0； 分别为桩侧阻抗力分项系数和桩端阻抗力分项系数，对于预制桩、钢管桩和挖孔灌

注桩取1.65，泥浆护壁钻孔灌注桩取1.67，干作业钻孔灌注桩取1.70，沉管灌注桩取1.75。)

单桩抗拔承载力设计值为： 5.0.3承载力验算

故桩基抗压承载力满足要求。 故无需进行抗拔验算。(注：若＜0，则须进行抗拔验算，即：∣∣≤。) 5.0.4桩身混凝土强度验算

桩身采用C35混凝土，16.72

，

(其中，

为工作条件系数，预制桩取0.75，灌注桩取0.6～0.7。) 故桩身混凝土强度满足要求。

6.塔吊基础施工

6.0.1基础结构选型

根据本工程结构物基底埋深处于砂石地质层，地，而塔基基础地耐力要求不小于200。经过验算可直接在基坑上做砼垫层可直接达到设计要求，因此，塔机基础采用放在基础筏板下，后用塔吊标准节预埋砼结构形式。塔吊基础几何尺寸为：4000×4000，混凝土强度为C35，基础高度为1000。 6.0.2塔吊基础标高

⑴、根据基坑的特点，因塔吊基础放在筏板基础以，基坑挖至设计标高确认地耐力达到后再浇筑100的C15砼垫层，然后根据塔吊基础的设计尺寸，砌筑240厚的砖胎模，绑扎钢筋，浇筑砼。 ⑵、塔吊基础的平、剖面大样及配筋，预埋标准节的定位均见附图

/273ba s sk s R Q kN ηγ==450.5sk Q kN =20.5(919.3138.7)10000.5/4450.5196.3646.8uk sk pk sik i pk p Q

Q Q u q l q A kN ππ=+=??+?=???+?+??=+=∑,s p ηη,s p γγ// 1.0450.5/1.651.0196.3/1.65273.0119.0392ya s sk s p pk p R Q Q kN ηγηγ=+=?+?=+=min 39.430

N KN =>198.3392ya N KN R kN

=<=max 357.1 1.2 1.2392470.4ya N KN R kN =<=?=()2233

3max 5003401.4 1.4357.1105001026.50.752098104p c c N N A f N

πψ-=??=?<=??=?c ψ

6.0.3塔吊基础的施工工艺

⑴、塔吊基础施工施顺序

a、定位放线→土方开挖→查验地基地耐力；

b、先浇筑基础垫层→砌筑240砖胎模→绑扎塔吊基础钢筋，同时预埋标准节→基础钢筋报验→浇筑商品砼→经养护达到规范强度后→安装塔吊。

⑵、基础模板施工

根据现场情况，本工程塔吊基础模板采用砖胎膜。为确保砼浇筑过程中胎膜具有足够的抗侧压能力，砖胎膜采用240厚，7.5机制实心砖，M5水泥砂浆砌筑，砌好后内粉20厚1：3水泥砂浆。为了保护塔基，砼浇筑后，胎膜砖墙将砌至地面。

⑶、钢筋制作及绑扎、预埋标准节

a、按规范要求均匀绑扎钢筋，绑扎完毕后垫好垫块，保证钢筋保护层厚度。

b、预埋标准节：

①、先绑扎好基础底板下层钢筋后，用吊车将塔吊标准节按放好的线位置放好。

②、用水准仪校正标准节水平后，用钢筋做支撑及斜撑与标准节焊接牢固。

③、再搭设钢管架将其固定，防止浇注砼时偏位，经质检人员检查无误后方可浇筑砼。

⑷、砼搅拌及振捣

①、试验员根据现场材料确定塔吊基础C35砼

②、砼必需振捣密实，并制作一组试块。

③、底板混凝土一次性浇捣密实，加强养护，控制混凝土内外温差不得大于25℃。

7.注意事项

1、确保地基地耐力；

2、标准节预埋的平面尺寸必需准确无误，偏差不大于1。

3、所有预埋及固定杆件不得作模板支承。

4、砼振捣时，注意振捣棒不要碰到标准节，砼卸料也不得冲击标准节。

5、砼浇捣后应加强养护。

6、塔吊要做好有效防雷接地，并定期检测电阻的大小，是否符合用防雷规范。

7、在安装基础节时，一定要控制好垂直度、水平度，以防止塔吊升较高处偏移过大。