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中 设 建 工 集 团 有 限 公 司 浙江财经学院东方学院迁建工程Ⅴ标段
ZHONGSHE ARCHITECTURAL ENGINEERING GROUP CORPORTION.LTD 塔吊基础设计与搭拆专项方案

浙江财经学院东方学院
迁建工程Ⅴ标段

塔
吊
基
础
设
计
与
搭
拆
专
项
方
案

编 制：
审 核：
审 定：

中设建工集团有限公司
二00九年十月

塔吊基础设计与搭拆专项方案

一、工程概况
浙江财经学院东方学院迁建工程Ⅴ标段位于浙江省海宁市长安镇，由浙江财经学院东方学院长安校区组织兴建、浙江工程设计有限公司设计、浙江大学建筑设计研究院勘察、杭州城市建设监理有限公司监理、中设建工集团有限公司承建施工。本工程总建筑面积为38775m2，由8#、9#、11#、13#宿舍楼及二食堂等五个单体工程组成。各单体结构体系采用框架结构，框架抗震等级为四级。各柱混凝土强度等级为C25，各层梁、板混凝土强度等级均为C25。本工程8#、9#、11#、13#宿舍楼结构建筑高度为21.450m, 二食堂结构建筑高度为9.60m，±0.000相当于黄海标高为5.300米；建筑设计使用年限为50年。±0.000以下采用240水泥实心砖、标准砖，采用M5水泥砂浆砌筑，±0.000以上采用240、120蒸压加气混凝土砌块，采用M5混合砂浆砌筑，强度等级B级。
二、塔吊基础布置
1、根据工程的实际情况，决定在本工程施工阶段布置3台QTZ63塔式起重机，臂长为55m，安装高度为30.8m，采用独立式安装。塔吊位置布置详见塔吊布置总平面图（详见附图一）。塔吊基础采用钢筋砼基础+四根Φ500预应力管桩。
2、根据浙江大学建筑设计研究院的《岩土工程勘察报告》，1#塔吊基础设置在9-9’、JT241孔旁，2#塔吊基础设置在14-14’、ZK266孔旁，3#塔吊基础设置在30-30’、ZK358孔旁，钻孔地质情况如下：

1#塔吊基础土层；
地层序号和
岩土层名称
(JT241)
JT241孔剖面图
建议设计值
土层厚度（m）
厚度累计黄海
标高（m）
桩端土阻力特征值kpa
桩侧阻力特征值kpa
1-2素填土
0.60
3.62

2-1粉质粘土
1.4
2.22

10
2-2粉质粘土
1.5
0.72

10
3淤泥质粉质粘土
2.2
-1.48

8
4-1粘土
3.4
-4.88

24
4-2粉质粘土
2.0
-6.88

21
4-3砂质粉土夹粉质粘土
4.6
-11.48
1100
32
2#塔吊基础土层；
地层序号和
岩土层名称
(ZK266)
ZK266孔剖面图
建议设计值
土层厚度（m）
厚度累计黄海标高（m）
桩端土阻力特征值kpa
桩侧阻力特征值kpa
1-2素填土
0.6
3.48

2-1粉质粘土
1.1
2.48

10
2-2粉质粘土
1.3
1.08

10
3淤泥质粉质粘土
2.0
-0.92

8
4-1粘土
4.0
-4.92

24
4-2粉质粘土
1.6
-6.52

21
4-3砂质粉土夹粉质粘土
5.9
-12.42
1100
32

3#塔吊基础土层；
地层序号和
岩土层名称
(ZK358)
ZK358孔剖面图
建议设计值
土层厚度（m）
厚度累计黄海标高（m）
桩端土阻力特征值kpa
桩侧阻力特征值kpa
1-2素填土
0.7
3.47

2-1粉质粘土
1.4
20.7

10
2-2粉质粘土
1.2
0.87

10
3淤泥质粉质粘土
1.7
-0.83

8
4-1粘土
3.7
-4.53

24
4-2粉质粘土
1.7
-6.23

21
4-3砂质粉土夹粉质粘土
6.6
-12.83
1100
32

三、塔吊基础计算书
一）、塔吊的基本参数信息
塔吊型号:QTZ63， 塔吊起升高度H=40.000m，
塔吊倾覆力矩M=513kN.m， 混凝土强度等级:C35，
塔身宽度B=1.6m， 基础以上土的厚度D=0.650m，
自重F1=311kN， 基础承台厚度Hc=1.350m，
最大起重荷载F2=60kN， 基础承台宽度Bc=5.000m，
桩钢筋级别:II级钢， 桩直径或者方桩边长=0.500m，
桩间距a=3.5m， 承台箍筋间距S=200.000mm，
承台砼的保护层厚度=50mm， 空心桩的空心直径:0.08m。

二）、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算
塔吊自重（包括压重）F1=311.00kN，
塔吊最大起重荷载F2=60.00kN，
作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×(F1+F2)=445.20kN，
塔吊的倾覆力矩M=1.4×513.00=718.20kN。

三）、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算

图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。

1. 桩顶竖向力的计算
依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条。

其中 n──单桩个数，n=4；
F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=445.20kN；
G──桩基承台的自重
G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc/4+20×Bc×Bc×D/4)=
1.2×(25×5.00×5.00×1.35+20×5.00×5.00×0.65)=1402.50kN；
Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取718.20kN.m；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=1.75m；
Ni──单桩桩顶竖向力设计值(kN)；
经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，
最大压力：N=(445.20+1402.50)/4+718.20×1.75/(4× 1.752)=564.53kN。

2. 矩形承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条。
其中 Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.95m；
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-G/n=213.90kN/m2；
经过计算得到弯矩设计值：
Mx1=My1=2×213.90×0.95=406.41kN.m。

四）、矩形承台截面主筋的计算
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。

式中，αl──系数，当混凝土强度不超过C50时， α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，
α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00；
fc──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2；
ho──承台的计算高度Hc-50.00=1300.00mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

经过计算得：αs=406.41×106/(1.00×16.70×5000.00×1300.002)=0.003；
ξ =1-(1-2×0.003)0.5=0.003；
γs =1-0.003/2=0.999；
Asx =Asy =406.41×106/(0.999×1300.00×300.00)=1043.58mm2。

五）、矩形承台斜截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。
根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，
记为V=564.53kN我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：

其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；
bo──承台计算截面处的计算宽度，bo=5000mm；
ho──承台计算截面处的计算高度，ho=1300mm；
λ──计算截面的剪跨比，λx=ax/ho，λy=ay/ho，
此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处
至x, y方向计算一排桩的桩边的水平距离，得(Bc/2-B/2)-(Bc/2-a/2)=950.00mm，
当 λ<0.3时，取λ=0.3；当 λ>3时,取λ=3， 满足0.3-3.0范围；
在0.3-3.0范围内按插值法取值。得λ=0.73；
β──剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/(λ+0.3)；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/(λ+1.5)，
得β=0.12；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；
S──箍筋的间距，S=200mm。
则，1.00×564.53=5.65×105N≤0.12×300.00×5000×1300=1.26×107N；
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！

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。
根据第二步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=564.53kN；
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

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=16.70N/mm2；
A──桩的截面面积，A=1.91×105mm2。
则，1.00×564525.00=5.65×105N≤16.70×1.91×105=3.20×106N；
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
桩承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3条；
根据第二步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=564.53kN；
单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：

其中 R──单桩的竖向承载力设计值；
Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:

Qpk──单桩总极限端阻力标准值:

Qck──相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值:

qck──承台底1/2承台宽度深度范围(≤5m)内地基土极限阻力标准值，取qck= 85.000 kPa；
Ac ---承台底地基土净面积；取Ac=5.000×5.000-4×0.191=24.235m2；
n ---桩数量；取n=4；
ηc──承台底土阻力群桩效应系数；按下式取值：

ηs, ηp, ηc──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻力群桩效应系数；
γs,γp, γc──分别为桩侧阻抗力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数；
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，u=1.571m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.191m2；
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 1.50 10.00 0.00 粉质粉土
2 2.20 8.00 0.00 淤泥质粉质粘土
3 3.40 24.00 0.00 粘土
4 2.00 21.00 0.00 粉质粘土
5 3.80 32.00 1100.00 砂质粉土夹粉质粘土
由于桩的入土深度为9.90m,所以桩端是在第5层土层。
单桩竖向承载力验算:
R=1.57×(1.50×10.00×1.00+2.20×8.00×1.00+3.40×24.00×1.00+2.00×21.00×1.00+3.80×32.00×1.00)/1.65+1.14×1100.00×0.191/1.65+0.58×(85.000×24.235/4)/1.700=5.852×102kN<N=585.2 kN；
上式计算的R的值大于最大压力585.2kN,所以满足要求!

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