塔吊基础计算

塔吊基础方案

1. 工程概况

1、本工程位于松江区九亭镇，地块南临蒲汇塘河，东临沪亭路，西临横泾河，北临沪松公路并与地铁9#线车站一墙之隔，与9#线车站物业开发管理为一个整体。地块面积41162㎡，由3#、4#、5#、6#、7#、8#公寓楼及9#酒店、10#办公楼组成。

2、因地块面积巨大，根据塔吊平面布置应最大程度满足施工区域吊装需要，尽可能减少吊装盲区的原则，以及地下室工程施工中能充分利用塔吊来满足施工需要，按照施工组织总设计要求拟搭设6台附墙式塔吊，其中QTZ80B（工作幅度60M，额定起重力矩800KN.M）2台，QTZ80A（工作幅度55M，额定起重力矩800KN.M）4台，平面位置详附图。

3、拟建建筑物高度及层数

4、根据建筑物高度，1#塔吊位于3#楼西北侧位置，搭设高度为86M；2#塔吊位于9#楼南侧位置，搭设高度为114M；3#塔吊位于5#楼西北侧位置，搭设高度为77M，设水平限位装置；4#塔吊位于10#楼东南侧位置，搭设高度为114M；5#塔吊位于6#楼西北侧位置，搭设高度为100M，6#塔吊位于8#楼西北侧位置，搭设高度为100M。其中5#、6#塔吊为QTZ80B，其余4台为QTZ80A。

5、塔吊应在土方开挖前安装完毕，故采用型钢格构式非塔吊标准节插入钻孔灌注桩内，以保障塔吊安全、稳定和牢固可靠，且不妨碍地下室顶板混凝土的整体浇筑施工，有利于加快施工进度和确保工程质量。

6、本工程采用钻孔灌注桩筏板基础，基坑底标高为-8.000、-8.800、-9.100，本工程±0.000相当于绝对标高6.150m，自然地坪标高相对于绝对标高-1.45m。

7、根据本工程地质勘察报告，各土层极限摩阻力、端阻力标准值指标见下表：

8、塔式起重机主要技术性能表

1. 塔吊布置原则

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、房屋结构设计、经济性比较后，作出以下布置原则。

• 1. 塔吊布置在基坑内
  2. 塔吊共6台，55m臂 4台，60m臂 2台
  3. 塔吊选型：市沪淞建筑机械厂有限公司生产的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使用。
  6. 塔吊桩基础采用钻孔灌注桩
  7. 桩上部钢支柱采用H型钢，上端标高-0.50m
  8. 塔吊基础采用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

1. 计算依据
   1. 《地基基础设计规范》 DGJ08-11-1999
   2. 《建筑桩技术规范》 JGJ94-94
   3. 《混凝土结构设计规范》 GB50010-2002
   4. 《建筑结构焊接规程》 JGJ80-91
   5. 《建筑结构设计荷载规范》 GB50009-2001
   6. 沪淞 建筑机械厂有限公司的QTZ80A、80B塔式起重机的《使用说明书》
   7. 本工程平面图、结构图、围檩支撑图
2. 塔吊分项参数计算

塔吊是施工场地最重要的施工机械之一，其使用贯穿了整个工程。在这过程中间隔时间长，不可预见性因素多，为确保塔吊的安全，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光滑面锚固。（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

1. 单桩抗压承载力、抗拔力计算

桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条)

（“+”计算结果为抗压，“-”为抗拔）

其中 N_i ——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 T

G ——塔吊基础重量 KN

Mx,My——承台底面的弯矩设计值 kN.m

xi,yi——单桩相对承台中心轴的XY方向距离 m

M ——塔吊的倾覆力矩 kN.m

1. 桩长以及桩径计算

桩采用钻孔灌注桩

R_k实际=f_pA_p+U_p∑f_sl_i>R＝N_i×ξ₁

U_P ＝πd

其中 R_k实际 ——实际钻孔灌注桩承载能力 KN

f_pA_p ——桩端面承载能力 KN

Up∑fsli ——桩侧摩擦阻力总和 KN

R ——单桩轴向承力安全值 KN

ξ₁ ——桩安全系数 取2

d ——桩直径 m

1. 桩抗拔验算

Qk＝λR_k实际

1. 桩配筋计算

桩身配筋率可取0.20%～0.65%（计算取上限0.65％）,抗压主筋不应少于6Φ10，箍筋采用不少于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 根

As——钢筋总截面积 m

Φ——竖筋直径 m

1. 桩上部钢支柱计算

钢支柱采用h×b×tw×t＝350×350×12×19，H型钢。

A＝hb-（b-tw）（h-2t）＝0.017㎡

1. 四柱整体验算

A_总=4A

截面惯性矩Iz

回转半径 i＝（Iz/A_总）^0.5

构架长细比

查φ

1. 单柱验算

Iz

i＝（Iz/A）^0.5

井架长细比

查φ

1. 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用500×500厚20，Q235钢板，采用电焊与下部H型钢焊接，焊接高度不小于6mm。

• 焊接强度验算
• 160
• σ——焊接强度
• N——轴心最大拔力,等于塔吊拔力
• ——焊缝长度等于4478mm
• ——焊缝的抗拉抗压强度设计值，Q235等于160

1. 缀条计算

缀条采用12#槽钢 截面面积 A＝0.0015700 ㎡

V＝V1+V2

V1——塔吊水平力引起应力

V1＝F₄/2

F₄——塔吊水平力

V2——塔吊扭矩引起应力

V2＝Mn/2（D×1.414）

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

1. 螺栓计算

采用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/1.414）<fv=170KN/m㎡

1. 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试验，采用规范提供的经验值如下表所示。取8MN/m⁴ 。

• • 1. 基本资料：

桩类型：桩身配筋率ρg＜0.65%的灌注桩 桩顶约束情况：铰接、自由

截面类型：圆形截面 桩身直径 d ＝ 800mm

混凝土强度等级 C30 Ft ＝ 1.50N/mm Ec ＝ 30000N/mm

桩身纵筋 As ＝ 3267mm 净保护层厚度 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 ＝ 1000.0kN

设计时执行的规范：

《建筑桩基技术规范》（JGJ 94－94） 以下简称 桩基规范

• • 1. 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) ＝ 0.65%

(2)、桩身换算截面受拉边缘的表面模量 Wo：

扣除保护层的桩直径 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 ＝ 6.667

Wo ＝ π × d / 32 × [d ² + 2 × (αE - 1) × ρg × do ²]

＝ π×0.800/32×[0.800²+2×(6.667-1)×0.65%×0.700²] ＝ 0.053m

(3)、桩身换算截面积 An：

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

＝ π×0.800²/4×[1+(6.667-1)×0.65%] ＝ 0.52m

(4)、桩身抗弯刚度 EI：

桩身换算截面惯性距 Io ＝ Wo × d / 2 ＝ 0.053×0.800/2 ＝ 0.0212m4

对于钢筋混凝土桩，EI ＝ 0.85 × Ec × Io

EI ＝ 0.85×30000×1000×0.0212 ＝ 541622.927kN/m

(5)、桩的水平变形系数 α 按下式确定：

α ＝ (m × bo / EI) ^{1 / 5} （桩基规范5.4.5）

对于圆形桩，当直径 d ≤ 1m 时，bo ＝ 0.9 × (1.5 × d + 0.5)

bo ＝ 0.9×(1.5×0.800+0.5) ＝ 1.530m

α ＝ (8000×1.530/541622.927)^1/5 ＝ 0.4686（1/m）

(6)、桩顶（身）最大弯矩系数 νm：

桩的换算埋深 αh ＝ 0.4686×25.000 ＝ 11.715

查桩基规范表5.4.2得：νm ＝ 0.768

(7)、其余参数：

桩截面模量塑性系数 γm ＝ 2.00 （圆形截面）

桩顶竖向力影响系数 ζN ＝ 0.5 （竖向压力）

(8)、单桩水平承载力设计值 Rh：

对于桩身配筋率ρg＜0.65%的灌注桩，可按下列公式计算单桩水平承载力设计值

Rh ＝ α × γm × ft × Wo / νm × (1.25 + 22 × ρg) × (1 ± ζN × N / γm / ft / An) （桩基规范5.4.2-1）

＝0.469×2×1500×0.053/0.768×(1.25+22×0.65%)×(1+0.5×1000.0/2/1500/0.52)＝ 178.7kN

四桩水平承载力

＝4×178.7kN＝714.8 kN>62KN

11、QTZ80B塔式起重机基础计算表

符号	意义	公式	单位	计算值
钻孔灌注桩计算
G	桩上部钢支架总重		KN	60.0
m	标准节重		KN	9.3
b	标准节边长		M	1.8
N	标准节数量		节	20.0
F1	塔吊自重（包括平衡重）		KN	587.0
F2	最大起吊重量		KN	80.0
F3	标准节总重		KN	186.0
Mn	基础承受扭矩	F3=m×N	KN.m	310.0
M	倾覆力矩		KN.m	1642.0
F4	水平荷载		KN	62.0
	钻孔灌注桩桩顶标高		m	-9.05
ξ1	桩安全系数		取	2.0
d	桩直径		m	0.80
D	桩间距	D=9d/4	m	1.800
l	取桩有效长度（最大开挖深度至桩底）		m	23
Ni	单桩承力设计值		KN	1177.090
N拔	抗拔力设计值		KN	-629.290
R	单桩轴向承力安全值		KN	2354.181
Up∑qsili	桩侧总极限摩擦阻力		KN	1666.301
qpAp	桩端点极限承载力		KN	904.779
Rk实际	取桩长度后实际承载力	Rk实际=fpAp+Up∑fsli	KN	2571.079	符合
Qk	取桩长度后实际抗拔力	Qk＝λRk	KN	1542.648	满足
桩配筋计算
	根据桩径按内插法计算工程桩桩身配筋率(0.20%～0.65%)		取	0.65%
As	截面钢筋面积		m2	0.003267
Φ	竖筋直径		mm	20.000
n	竖筋数量	n=4As/（πΦ2）	根	10.4
	箍筋取	Φ8@200mm的螺旋箍筋
桩上部钢立柱计算
	H型钢规格	350×350×12×19		30
H	桩顶到钢构件上端长度		m	9.9
A	横截面面积		㎡	0.017
I合	四根立柱组合极惯性距	外部参照CAD自动计算	m4	0.056284
I单柱	单柱极惯性矩	外部参照CAD自动计算	m4	0.000068
i合	四根立柱组合回转半径	i=(I/4A)0.5	M	0.908611
i单柱	单柱回转半径	i=(I/A)0.5		0.062942
λ合	四根立柱组合长细比	λ＝H/i		10.840724	φ＝0.984
λ单柱	单柱长细比	λ＝H/i		23.831576	φ＝0.848
σ合	最大应力	σ＝Ni/Aφ	N/mm2	70.184816	满足
σ单柱	最大应力	σ＝Ni/Aφ	N/mm2	81.441	满足
钢构件插入桩深度（不计钢柱顶端阻力）
τ	钢筋和混凝土的粘结应力（光面钢筋取1.5～3.5）		kN/m2	1.5E+03
d	型钢等截面圆钢直径		m	0.147
h	插入桩长度	h=Ni/（τ×π×d）	m	1.696
型钢上部水平钢板焊接强度验算
σ	焊接强度		N/mm2	23.422	满足
N	塔吊拔力		N	629290.319
lw	焊缝长度		mm	4478.000
t	焊缝高度，等于6		mm	6.000
缀条计验算
规格	C12槽钢	面积(A)	mm2	1570
V1	塔吊水平力引起剪力	V1＝F4/2	KN	31.000
V2	扭矩引起的剪力	V2＝Mn/2（D×1.414）	KN	60.899
V	水平力和扭矩组合作用剪力	V＝V1+V2	KN	91.899
fv	槽钢抗剪强度	fv>V/A	N/mm2	58.534	满足
螺栓计算
	塔吊每肢螺栓数		颗	3
d	螺栓直径		mm	30
A	螺栓截面积		m㎡	2121
σ	螺栓应力	σ＝N拔/A	N/mm2	297	满足
τ	剪力	τ＝Mn/（2×D×1.414）/A	N/mm2	28.718	满足

12、QTZ80A塔式起重机基础计算表

符号	意义	公式	单位	计算值
钻孔灌注桩计算
G	桩上部钢支架总重		KN	60.0
m	标准节重		KN	9.3
b	标准节边长		M	1.6
N	标准节数量		节	20.0
F1	塔吊自重（包括平衡重）		KN	587.0
F2	最大起吊重量		KN	60.0
F3	标准节总重		KN	186.0
Mn	基础承受扭矩	F3=m×N	KN.m	348.0
M	倾覆力矩		KN.m	1242.0
F4	水平荷载		KN	72.0
	钻孔灌注桩桩顶标高		m	-9.05
ξ1	桩安全系数		取	2.0
d	桩直径		m	0.80
D	桩间距	D=2d	m	1.600
l	取桩有效长度（最大开挖深度至桩底）		m	23
Ni	单桩承力设计值		KN	1036.464
N拔	抗拔力设计值		KN	-500.664
R	单桩轴向承力安全值		KN	2072.929
Up∑qsili	桩侧总极限摩擦阻力		KN	1666.301
qpAp	桩端点极限承载力		KN	904.779
Rk实际	取桩长度后实际承载力	Rk实际=fpAp+Up∑fsli	KN	2571.079	符合
Qk	取桩长度后实际抗拔力	Qk＝λRk	KN	1542.648	满足
桩配筋计算
	根据桩径按内插法计算工程桩桩身配筋率(0.20%～0.65%)		取	0.65%
As	截面钢筋面积		m2	0.003267
Φ	竖筋直径		mm	20.000
n	竖筋数量	n=4As/（πΦ2）	根	10.4
	箍筋取	Φ8@200mm的螺旋箍筋
桩上部钢立柱计算
	H型钢规格	350×350×12×19		30
H	桩顶到钢构件上端长度		m	9.9
A	横截面面积		㎡	0.017
I合	四根立柱组合极惯性距	外部参照CAD自动计算	m4	0.044694
I单柱	单柱极惯性矩	外部参照CAD自动计算	m4	0.000675
i合	四根立柱组合回转半径	i=(I/4A)0.5	M	0.809675
i单柱	单柱回转半径	i=(I/A)0.5		0.199039
λ合	四根立柱组合长细比	λ＝H/i		12.165374	φ＝0.978
λ单柱	单柱长细比	λ＝H/i		7.536206	φ＝0.99
σ合	最大应力	σ＝Ni/Aφ	N/mm2	62.179037	满足
σ单柱	最大应力	σ＝Ni/Aφ	N/mm2	61.425	满足
钢构件插入桩深度（不计钢柱顶端阻力）
τ	钢筋和混凝土的粘结应力（光面钢筋取1.5～3.5）		kN/m2	1.5E+03
d	型钢等截面圆钢直径		m	0.147
h	插入桩长度	h=Ni/（τ×π×d）	m	1.493
型钢上部水平钢板焊接强度验算
σ	焊接强度		N/mm2	18.634	满足
N	塔吊拔力		N	500664.356
lw	焊缝长度		mm	4478.000
t	焊缝高度，等于6		mm	6.000
缀条计验算
规格	C12槽钢	面积(A)	mm2	1570
V1	塔吊水平力引起剪力	V1＝F4/2	KN	36.000
V2	扭矩引起的剪力	V2＝Mn/2（D×1.414）	KN	76.909
V	水平力和扭矩组合作用剪力	V＝V1+V2	KN	112.909
fv	槽钢抗剪强度	fv>V/A	N/mm2	71.917	满足
螺栓计算
	塔吊每肢螺栓数		颗	3
d	螺栓直径		mm	30
A	螺栓截面积		m㎡	2121
σ	螺栓应力	σ＝N拔/A	N/mm2	236	满足
τ	剪力	τ＝Mn/（2×D×1.414）/A	N/mm2	36.268	满足

五、材料选用及施工方法

根据计算塔吊基础选用

1、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采用φ8@100螺旋箍筋。2Φ12@2000焊接加强箍筋。QTZ80B（工作幅度60M，额定起重力矩800KN.M）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800KN.M）4台，桩间距同标准节宽度为1600。

2、格构立柱采用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。以加强其稳定性。

3、塔身标准节与格构采用螺栓连接，为防止因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，在格构顶部采用Q235 H型钢350×350×12×19十字水平梁。水平梁连接处用550×350×20加强板，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，采用2-M30螺栓及焊接固定。详附图

4、塔吊标准节安装之前应对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。

5、型钢格构立柱缀条随挖土进度焊接，以确保格构的稳定性。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保护漆。

6、格构立柱应与灌注桩钢筋焊接接地。

1. 附图

 说   明

星欣设计图库资料专卖店拥有最新最全的设计参考图库资料，内容涉及景观园林、建筑、规划、室内装修、建筑结构、暖通空调、给排水、电气设计、施工组织设计等各个领域的设计素材和设计图纸等参考学习资料。是为广大艺术设计工作者优质设计学习参考资料。本站所售的参考资料包括设计方案和施工图案例已达几十万套以上，总量在数千G以上。

图库网址

ftp://xingxin.gnway.net

联系QQ：447255935

电话：13111542600

雅居云录(https://yajuyun.com)是一家专注分户验收二维码管理的领先平台，严格遵循政策规范，优化工程管理流程。平台支持验收资料批量上传，智能匹配房号，一键生成专属二维码，并提供精美打印、便捷检索、高效PDF处理等功能，大幅提升档案制作效率。其核心功能包括智能房号清单、灵活验收模板、批量上传支持、二维码快速生成和专业排版设计，满足多样需求。同时，平台汇聚分户验收资讯、政策与资源，提供方案、模板与案例学习，深受业内信赖并获多地工程质量监督机构的推荐。

雅居云录分户验收二维码系统介绍与操作指南