浅谈新加坡园区填土地基塔吊基础设计及安全性验算.pdf

广 槭 携建设 1 工程概况 浅谈新加坡园区填土地基塔吊 基础设计及安全性验算 s | I脚a婚 C I 嘣I p u t D I o T 娜e r Q 舱 F I 删柚 O n B| - c - 腑吨Q 新加坡园区位于南宁市东盟 商务 区朱槿路 与铜 鼓岭路交汇 处 ， 项 目总建 筑 面积 5 9 1 6 1 1 5 m ， 其 中情景 洋房 A 型 1 号 、 2 号楼 、 办 公楼 位于 填 土区 ( 填 土厚度 为 6 m 7 m ) 上 ， 为满足该 工程施 工运 输的需要， 拟在办公楼与情景洋 房A 型 1 号、 2 号楼之间安装 l 台塔 吊， 塔吊附着在 2 号楼上， 其型号 为 T c T 5 5 1 2 ， 最 大工作 幅度半径 5 5 m ， 近端最大起重量 6 t ， 远端最 星 Qu Ze y u a n 摘要 本文通过工程实例， 介绍对填土地基塔 吊基础进行设计及安全 性验算 的过程 ， 以供借 鉴。 关键词 填土地基； 塔吊； 基础设计； 安全性验算 文章编号 1 6 7 2 7 0 4 5 ( 2 0 0 9 ) 1 1 0 0 7 3 0 4 中图分类号 T U 7 5 3 文献标识码 B Ab s t r a c t ： T h r o u g h E n g i n e e r i n g c a s e ， t h e p a p e r i n t r 0 d u c e s t h e p r D c e s s o f s a f _e t y c h e c k l n gmp u t a t i o n f o r d e s i g n o f t 0 w e r c r a n e f o u n d a t i o n o n b a c k e f i i n g gr Du n d K r d s ：b a c I( f i 川 n g g r 0 u n d ： t 0 w e r c r a n e ： f 0 u n d a t i o n d e s i g n ： s a f e t y c h e c k in g c O mD j t a t j 0 n 大起重量 1 2 t ， 塔机允许安装 自 由高度 4 1 5 m ， 初次安 装高度为 4 1 5 m ， 最终安装使用高度为4 8 m ， 安装 1 道附墙设施， 塔机安装在情 景 洋房 A型 的 轴 附 近 的+ 1 o O O m 位 置上 ， 塔 吊基 础底 绝 对 高程为 l 1 3 5 m 。与该塔吊相关的 各栋建筑物简况见表 1 。 2 地基岩土特征 据勘察资料， 塔吊地基岩土 层主要参数如表2 所示。 由于 场地 呈 缓 坡状 ， 除 淤泥 质土中赋存有少量的上层滞水 、 孔隙水和裂隙水外， 勘探期间未 发现有明显的地下水。 据 T c T 5 5 1 2 型塔 吊使用手册 的要 求 ， 塔 吊基 础设 计 地基 承 载 力为 l O O k P a 。塔吊位于填土区， 该区填土地基承载力特征值 为 3 o k P a ， 不能满足的设计要求， 需 对塔吊基础进行重新设计， 并对 ： 槭携建设 、 表 l 与塔 吊相关的各栋建筑物 简况表 工程名称 办公楼 情景洋房A 型 联体住宅A _ 1 型 建筑面积 1 1 8 2 2 5 5 m 。 5 1 1 1 1 6 m 3 4 8 1 3 m 地下室层数 2 层 2 层 1 层 地下室建筑高度 负 1 层6 1 m ， 负2 层3 9 m 负 1 层6 1 m ， 负2 层 3 9 m 负 l 层6 1 m 地上层数 8 层 8 层 3 层 地上建筑高度 2 9 m 2 4 9 m 、 2 7 9 m 1 1 7 m 、 1 2 m 、 1 2 2 m 塔吊基础配筋进行安全性验算。我们拟采用四桩台 承台厚度： = 1 o O 0 m 塔 吊基础， 即4 根中6 O 0 钢筋混凝土人工挖孔桩支撑 承台箍筋间距： s = 2 1 6 m m 塔吊基础， 桩的极限端阻力标准值 为2 o 0 o k P a ， 桩 承台钢筋级别： 级 中心距塔吊基础边为 o 5 m ， 桩 中心轴距5 m ， 桩沿塔吊 承台预埋件埋深： = 0 0 1 m 基础中心对称轴在基础四个角对称布置。 承台顶面埋深： 0 O o o m 3 1 塔吊及基础的基本参数 桩直径 ： d = o 6 O 0 m 塔吊型号： T c T 5 5 1 2 桩间距 ： 口 = 5 0 0 o m 自重( 包括压重) ： F = 5 2 8 0 o k N 桩钢筋级别： 级 最大起重荷载 ： = 6 o O 0 k N 桩入土深度 ： 1 3 5 o m 塔吊倾覆力距： 1 5 O 0 。 0 k N m 桩型与工艺 ： 人工挖孔桩( 清底干净) 塔吊起重高度： 4 8 。 0 m 3 2 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算 塔身宽度： B ： 1 6 9 2 m ( 1 ) 塔吊自重( 包括压重) ： 桩混凝土等级： c 2 5 ， = 5 2 8 o 。 0 k N 承台混凝土等级 ： c 3 5 ( 2 ) 塔吊最大起重荷载： 保护层厚度： 5 o m m F 2 = 6 o 0 O 0 k N 矩形承 台边长 ： 6 0 0 m 作用于桩基承 台顶面的竖向力 ： 表 2 岩土层主要 参数建议值表 天然重度 内聚力标准值 内摩擦角标准 压缩系数 压缩模量已 地基承载力特 土层编号 岩土名称 p 。 ( K N I3 ) C ( k P a ) 值 由 ( 度) a 1 2 ( H P a ) 征值 f ( I ( P a ) 素填土 3 O 耕表土 4 O 淤泥质土 4 O 粉质粘土 2 O 5 5 7 O 1 2 1 O 2 7 6 9 1 5 0 圆砾 2 5 O 粉质粘土 2 0 5 8 O 4 1 1 7 4 0 1 6 1 O 3 1 2 1 O 泥岩 2 1 5 1 O 6 1 8 O 1 1 1 4 5 3 O O 粉砂岩、 砂质泥岩 2 2 1 5 5 8 2 7 4 O O 7 1 9 5 3 5 O 注： 其中素填土主要成份为粘性土、 砂及砂岩碎屑， 夹少量碎砖块等， 回填时间约6 年， 厚度约6 m 7 m ； 砂质泥岩： 为强风化第三系 软质岩。素填土和砂质 泥岩 为主要地基持 力层 。 9 ： l 尸I移 城糖建设 l_ 1 + 2 =588 OOO kN 塔吊的倾覆力矩： =1 4 1 50O OOO=21 O0 O0OkN m 3 3 矩形承台弯矩计算 计算简图见图1 。 图中 轴的方向是随机变化的， 设计计算时应按 照倾覆力矩 最不利方向进行验算。 ( 1 ) 桩顶竖向力的计算。 根据 建筑桩基技术规 范 ( J G J 9 4 2 o o 8 ) 第 5 1 1 条， 经计算： 桩顶竖向力标准值： = ( 5 8 8 o o o + 9 O O O O O ) 4 + 1 5 o o o o O x( 5 0 O O 1 4 1 4 2 ) 2( 5 o o o 1 4 1 4 2 ) = 5 8 4 1 6 4 k N 桩顶竖向力设计值： J7 、 7 = 1 2 ( 5 8 8 O O O +9 O O O O O ) 4 +2 1 O O O O O ( 5 o o o 1 4 1 4 2 ) 2 ( 5 o o o1 4 1 4 2 ) = 7 4 3 4 3 O k N ( 2 ) 矩形承台弯矩的计算。 根据 建筑桩基 技术 规范 ( J G J 9 4 2 O O 8 ) 第 5 9 2 条， 计算弯矩设计值： 压力产生的承台弯矩： = 1 2 ( 5 8 8 O O O +9 O O O O O ) 4十2 l O O O 0 O x ( 5 o o o 2 ) 4 x( 5 o o o 2 ) 。 = 6 5 6 4 0 o k N = = 2 6 5 6 4 0 0( 2 5 0 o o 8 4 5 ) =21 72 684kN m 3 4 矩形承台截面主筋的计算 根据 混凝土结构设计规范 ( G B 5 O 0 1 0 2 0 0 2 ) 第7 2 条， 计算承台底面配筋： 0 = 2 1 7 2 6 8 41 O 。 ( 1 o 0 o1 5 7 O 6 o O O O O O 9 5 O O O O ) = 0 O 2 4 O 乒 卜( 卜2 o 0 2 4 O ) = o O 2 4 3 r = 1 一 O O 2 4 3 2 = O 9 8 7 8 A 。 = 。 = 2 1 7 2 6 8 4 1 0 。 ( 0 9 8 7 8 9 5 O O O O 3 O O O O O 1 = 7 7 1 7 3 O 2 m m 。 因此， 塔 吊基础顶面和底面配筋为 2 5 2 o 2 1 6 钢 筋 (二 级 钢 )， A = 2 53 1 4 2 = 7 8 5 5 m m 771 7 302mm。 ，满足要求。 3 5 矩形承台截面抗剪切计算 根据 建筑 桩基技术规范 ( J G J 9 4 2 o o 8 ) 第 5 9 1 4 条， 得x Y 方向桩对矩形承台的最大剪切力， 记 为 1 4 8 6 8 5 9 k N ， 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： 1 7 5 A 6 。 o A十1 S 经过计算承台已满足抗剪要求， 只需构造配箍 筋 。 3 6 桩身承载力验算 根 据 建筑桩基技术规 范 ( J G J 9 4 2 0 0 8 ) 第 5 8 2 条， 得桩的轴向压力设计值， 取其 中最大值 7 43 43O kN。 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： N A 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。 构造规定： 人工挖孔桩主筋采用 6 1 2 根直径 1 2 m 1 4 m ， 配筋率不小于o 2 。 取人工挖孔桩主筋为8 1 4 钢筋 ( 二级钢 ) ， A 。 = 1 23oI I lr I l 。 ，配筋率= 1 2 3 o2 8 2 7 o o = o 4 4 o 2 ， 满足 要求。 3 7 桩抗压承载力计算 根据 建筑桩基技术规 范 ( J G J 9 4 2 o 0 8 ) 第 5 2 5 条和第5 3 5 条， 得桩的轴向压力设计值， 取其 中最大值 = 7 4 3 4 3 o k N 。 桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式： 最大压 力： R = 见 斗 1 7 R。 = q k + l7 k = u口 mZ 岩土厚度及桩基设计岩土参数见表3 。 设计桩的入土深度为 l 3 5 m ， 因此桩端落在层 上 。 最大压力验算： 城 援 设 表3 土层厚度 及桩基设计岩土参数表 土的侧阻力极 限 土的端阻力极限 序号 土厚度( m ) 土名称 标准值 ( k P a ) 标准值( k P a ) 1 6 2 7 O O 素填土 2 3 1 7 O 1 4 O 0 砂质泥岩 3 4 2 3 1 9 O 2 O O O 砂质泥岩 图 2四桩 合塔 吊基础 剖 面 图 说 明： 1 根据 岩土工程勘 察报告 ， 该工程塔 吊桩 基础持 力层 为砂质泥岩( 中风化) ， 承 载力特征值q = 3 5 0 k P a ， 从塔 吊基础底标算高起桩长1 3 5 m 。 2 桩的钢筋骨架的主筋连接应采用闪光对焊， 不得采用绑扎连接 ， 主筋接 头在 同 一 截 面的数量 不得超 过 5 0 ， 相邻 两根主 筋接 头截 面的距 离应大于 3 5 d ， 并不小于 5 0 0 盯 T n 。 3 桩身纵向钢筋混凝土保护层厚为5 0 ， 桩 顶八承 台内5 0 ， 柱墩 身主筋锚入塔吊基 础 6 5 0 ff I I 。 4 材料 ： 桩 身砼 强度 等 级 C 2 5， 塔 吊基 础砼 强度 等 级 C 3 5， 塔 吊基 础 下 1 0 0 厚 垫层 C 1 5 ， 护壁砼 强度等级C 2 0 ， 钢筋： H P B 2 3 5 级钢( ) ， H R B 3 3 5 级钢( ) 。 R =1 8 8 5 ( 6 2 7 O+3 1 7 0+4 2 3 1 9 O )+2 O O O O O 0 O 2 83=3041 753 kN R= 3 O 41 7 5 3 2 O + O 3 5 7 1O5 00O 8 717 =1 847 338kN 上式计算 的R值大于等于最 大压力 5 8 4 1 6 4 k N ， 所以满足要求。 3 8 塔 吊基础结构配筋 据 T c T 5 5 1 2 型塔吊使用手册基 础配筋要求， 结合该工程塔吊基础 及人工挖孔桩计算结果进行配筋 ( 见 图 2 ) 。 4 结语 该工程 塔 吊基 础 已经按 照上 述设计方案进行施工， 目前从塔吊 安装及使用情况看 ， 没有 发现塔吊 基础出现沉降和侧移， 塔吊基础安 全性满足设计要求。 参考文献 【 1 】 J G J 9 4 2 o 0 8 ， 建 筑 桩 基 础技术规 范 s 】 2 】 G B 5 O 0 1 0 2 o 0 2 ， 混 凝 土 结构设计规 范【 s 3 】 G B 5 o 0 O 7 2 0 0 2 ， 建 筑 地 基基础设计规 范 s 00 屈 泽源 ， 本科 学历 ， 建 筑工程 师， 现任职于广西爱真装饰工程有 限公 司， 担 任广 西南宁东盟 国际商 务区新加坡 园区工程项 目经理 。 收稿 日期： 2 0 0 9 一 O 8 1 4 9 ： l