10.塔吊基础方案

一、工程概况：

福州宝龙城市广场座落于工业路与宁化路及二环路相交汇处的工业路南面，工程占地71698m2，建筑总面积20.65万m2，其中地下室建筑面程5.65万m2,地上建筑面积为15万m2,造价约2亿。本广场集商贸、娱乐、美食、酒店式公寓为一体的综合性大型广场，广场地下室2层、地上16层，其中裙楼4层，酒店12层，建筑物总高度65m，外周东西长268 m，南北长120m，为现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构体系，抗震列度为7度，结构安全等级为2级，本工程设计室内±0.00相当于罗零8.00m，现有场地标高约6.5m，地下室基坑开挖深度大部分为-11.9m，东西两个角单层地下室开挖深度为7.3m，本工程由中国西北设计研究院设计，福州建工（集团）总公司承建。 二、塔吊型号及定位选择： 1、塔吊型号：

塔吊主要用于结构施工中的大宗物料（如：钢筋、模板、砼、砖等）的水平、垂直运输，根据本工程实际情况和工期要求，需要吊运的物料多、时间短、高度高。经综合考虑，拟选用QTZ5013C 四台，JL150两台，总投入陆台塔吊。 2、塔吊的基础－承台形式：

为使塔吊使用经济合理，有利于降低工程成本，同时考虑到本工程现有的施工场地条件和塔吊的工作特点，根据本工程使用的塔吊说明书中对塔基类型的叙述，拟采用固定附着工作方式，即将塔身通过地锚螺栓直接固定在钢筋砼基础上，这种工作方式可有效地减少基础承台尺寸，减少占地面积，不必进行塔吊的基础配重，同时符合本工程施工场地要求，方便施工。 3、塔吊的定位：

塔吊定位应考虑以下几点：

1

①服务范围广，尽量满足施工现场工作面的需要，减少工作死角。 ②尽量避开建筑物突出部位，减少对施工的影响，尽可能避免穿越裙房或地下室设置，以免留下预留洞和后浇施工部分。

③避免影响周围建筑物和企事业单位。

④保证塔吊安装和拆除时所必须的场地和工作条件。

⑤尽量保证施工场地物料的堆放，搬运在塔吊工作范围内，减少二次搬运。 考虑以上几点因素，结合工程的结构设计特点及现场场地情况，将JL150两台分别安装在南面两幢高层公寓使用，另在裙楼四周布置四台QTZ5013C，施工裙楼使用，具体布置的位置详见平面图。 三、塔吊桩基础设计方案： 1、地质情况：

根据福建省水文地质工程地质勘察研究院提供的“福州宝龙城市广场岩土工程勘察报告”（F2004-03号），经认真分析本工程塔吊所在的位置的地质情况，各塔基位置的地质情况及单位桩极限承载力计算如下。 1#塔吊 序 编号 1 2 3 4 5

2

名称 杂填土 粘性土 淤泥 中砂夹薄层 淤泥 厚度 0.95 1.3 8.3 16.5 14 qsik 11 37 55 qpk 2000 2πrh qsik πr2 qpk 229 1530 276 2035 1005 1005 极限值 桩长 ① ② ③ ④ ⑤ 中砂 合计 3040 29.03 2#塔吊 序 编号 1 2 3 4 5 6 7 3#塔吊 序 编号 1 2 3 4 5

3

名称 杂填土 粘土 淤泥 中砂夹薄层 淤泥 淤泥质土夹砂 中砂夹薄层 淤泥 厚度 0.8 0.8 10.5 2.1 6.4 5.9 14.6 qsik 11 37 14 40 55 qpk 2000 2πrh qsik πr2 qpk 290 195 225 593 276 1579 1005 1005 极限值 桩长 ① ② ③ ④ ④-1 ④ ⑤ 2584 29 m 中砂 合计 名称 杂填土 粘土 淤泥 中砂夹薄层 淤泥 厚度 1.8 1 10.3 13.7 15.1 qsik 11 40 55 qpk 2000 2πrh qsik πr2 qpk 285 1377 276 1938 1005 1005 极限值 桩长 ① ② ③ ④ ⑤ 2943 29.3 中砂 合计 4#塔吊 序 编号 1 2 3 4 5 6 7 5#塔吊 序 编号 1 2 3 4 5 6 7

名称 杂填土 粘土 淤泥 厚度 0.75 1.05 14.1 2 8 10.3 2 1.7 qsik 11 40 40 14 40 55 qpk 2000 2πrh qsik πr2 qpk 390 201 804 362 201 276 2234 1005 1005 极限值 桩长 ① ② ③ 3239 40.7 ④-2 粉质粘土 ④ ④-1 中砂夹薄层 淤泥 淤泥质土夹砂 ④-2 粉质粘土 ⑤ 中砂 合计 名称 杂填土 粘土 淤泥 中砂夹薄层 淤泥 淤泥质土夹砂 厚度 qsik 1 0.9 9.9 14.8 2.5 7.4 6 11 40 14 40 qpk 2πrh qsik 274 1487 88 743 276 2868 πr2 qpk 1005 1005 极限值 桩长 ① ② ③ ④ ④-1 3843 39 m ④-2 粉质粘土 ⑤ 中砂 合计 55 2000 4

6#塔吊 序 编号 1 2 3 4 5 6 7 ① ② ③ ④ ④-2 ④ ⑤ 名称 杂填土 粘土 淤泥 中砂夹薄层 淤泥 厚度 qsik 0.95 1.05 10.6 4.05 7.2 4.2 10 11 40 40 40 55 qpk 2πrh qsik πr2 qpk 2000 293 407 723 422 276 2121 1005 1005 极限值 桩长 2826 30.6m 粉质粘土 中砂夹薄层 淤泥 中砂 合计 2、塔吊工作参数及安装高度

1）QTZ5013C型塔吊,臂长50m，安装高度3.4m参数如下： ①工作状态：轴压力N=40×104N

水平力H=2.×104N 弯 距M=152×104Nm

②非工作状态：轴压力N=340KN

水平力H=87 KN 弯 距M=1700 KNm

③风荷载风压系数：工作状态PN=250Pα

非工作状态PW=800Pα 2）JL-150型塔吊工作性能 起升高度（m） P t 44

基础承受的最大荷载 工作状态 H t 4 M t·m 238 MK t·m 48 5

非工作状态 P t 70 H t 6.5 M t·m 320 MK t·m 0 82 3、塔吊桩基：安装高度78m臂长50m

拟采用工程桩性质每座基础为4根φ800的冲钻孔桩，桩身砼C30，以中砂为桩端持力层，桩进入持力层2.5m,桩顶标高为-3.0m，罗零标高（4.8m）桩的长度根据不同基础位置确定，一般在30m左右,桩顶伸入塔吊基础承台内0.1m，大样图附后。 4、基础承台：

QTZ5013C塔基为固定附着式塔吊基础承台采用现浇钢筋砼厚板式承台，几何尺寸为4.0m（长）×4.0m（宽）×1.5m（高）C30砼，承台标高-1.6m（罗零6.4 m）承台底标高-3.1m（罗零4.9 m）承台边缘至桩中心距离为750，桩顶镶入承台100mm，承台配筋详附图。 5、塔基验算：

1）外力（荷载）标准值：

工作状态：6t（起重量）＋10t（平衡重）＋31t（吊车重）＋60（4×4×1.5×2.5）=107 t

非工作状态：10 t＋31 t＋60 t =101 t

2）单桩承载力计算：

① Pα=q·AP＋U∑qsikli（标准值）

2#、3#、4#、5#为63t·m塔吊 根据上述列表计算： Pαmin=2584KN

对应Pα摩=VP＋U∑qsikli =1579 KN 考虑安全系数1.67

6

Pα=2584÷1.67=17 KN Pα摩=1579×0.58=916 KN 2工作状态时荷载107t。 ○③桩数量：

n1.210710170.83取n1根′

根据系统稳定，取桩数n=4根 桩中心距离为2.5m。 3）塔吊桩竖向承载力及验算： ①对于X轴：

工作状态：

P=（P＋G）/n±Mx·Xi/∑Xi2

=107/4±152×1.25/2×1.252=26.75±60.8

875.5 KN

=87.55t（-34.05t）=

-340.5 KN（拉） 非工作状态：

Px=（P＋G）/n±Mx·Xi/∑Xi2 =101/4±170×1.25/2×1.252=25.3±68 93.3t 933 KN =  = 

－42.7t -427 KN（拉） ②对于X/轴：

工作状态：

Px/=107/4±152×1.25×1.414/（1.25×1.414）2 112.75t 1127.5 KN =26.75±85.997={ ={

-59.25t -592.5 KN（拉）

7

非工作状态：

Px´=101/4±170×1.25×2/1.2522 121.43t 1214.3KN

=25. 25±96.18= ={

-70.93t -709.3KN（拉）

故单桩所受最大压力：

Pmax（压）=121.43KN＜17 KN Pmax（拉）=709.3KN＜916 KN 6、承台设计：

当塔吊位置于X方向时： M/=ql2=×25×2.52=19.53 KNm

8811T=

N=

170021.38170022.510704615.9340KN

KN

2149.8KNm

=

2.51.38251.38=340×∴=∴Aо=

24190.4KNm

6.93KNm

2.931016.5100014000.003

构造配筋：

当塔吊位于 X/位时：

18253.535871.8 480239.05 KNm

17001.9517003.535KN

KN

2380.44801070

3.5351.95 KNm KNm

22.3.5351.95212252.6 KNm

8

0252.610616.51000140020.0080.01

rs=0.995

S252.61063100.9951400585mm2/m

取Φ20@200 As=1570mm2＞585mm2 7、抗冲剪验算：

F=0.6ƒχ×h·Um

=0.6×1.5×1400×1500=10 KN＞615 KN 安全。

8、JL－150型塔吊基础设计验算： 1）、基础承台：

固定附着式塔基基础承台利用现浇钢筋砼厚板承台。几何尺寸5m（长）×5m（宽）×1.6 m（高）C30砼，承台面标高-1.6（罗零6.4m），承台底标高-3.2m（罗零4.8m）承台边缘至桩中心距离为800，桩顶镶入承台100mm，承台配筋详附图。 2）塔基验算： ① 单桩承载力验算：

a单桩允许极限承载力：

根据上述列表计算的6#、1#塔吊单桩极限承载力值，最小为 Pukmin=πd∑Li qsik＋Apqpk=2826 KN 单桩允许承载力Pa=2826/1.67=1692 KN b桩基承受竖向荷载和桩数计算：

9

塔基承台自重G1=1.2×25×（5×5×1.6）=1200KN

以塔吊其自重为75.2t（752KN）在其最大吊重10t（100KN）时，为对桩基施加最大自重时进行最不利内力计算。 总重G=G1+752+100

=2050KN 桩数n=1.2G/pa

=1.2×2052/3199 =0.77

X

3400 3400 X′ 根据塔吊系统稳定性和结构 要求，取桩数n=4根，桩中心距 离为3.4m（详右图）。

c、塔吊桩基承载力及其验算：现分别取塔吊在工作状态和非工作状态下，对横轴X及斜轴X/计算，在竖向最大作用力和倾覆力矩作用下的单桩承载力。

对横轴X轴： 工作状态：

PX=G/n±Myi/（∑yi2） =2050/4±1.7×2380/（4×1.72） =863（163）KN 非工作状态：

PX=Gˊ/n±Myi/（∑yi2）=1952/4±1.7×3200/（4×1.72）=958（18）KN 对斜轴Xˊ轴： 工作状态：

10

PXˊ=G/n±Myi/（∑yi2）=2052/4±2.4×2380/（2×2.4）2=1009（17）KN 非工作状态：

PXˊ=Gˊ/n±Myi/（∑yi2）=1952/4±2.4×320/（2×2.4）2=1155（－179）KN

由此可得：单桩最大承载力为1155KN（压力），最大轴向拉力为179 KN（拉力）

A验算单桩轴向受压承载力： Pmax=1155KN＜Pa=1692 KN 满足要求。 B验算拉拔稳定性：

Nmax=179＜λπd∑Li qsik＋0.9Gs

=0.4×1821＋0.9×1.2×25×3.14×0.42×29=1121 KN 拉拔稳定性符合要求。 ②承台设计：

当塔吊位X方向时：

M/=ql2=×25×1.6×3.42=57.8 KN·M T=N=

83200821.7320023.4941.2 470.6 11KN KN

400.01470.63.41.723.41.72 KN·M KN·M

852/4181.055127.8 KN·M

KN·M

11

0127.810616.51000150020.0034

构造配筋：

当塔吊位于Xˊ方向时：

18320032004.807251.64.8071331.2665.72115.57 KN·M

2.4038 KN

KN

799.9665.78524.8072.40324.8072.40382 KN·M KN·M

4255.943.4344.53106344.53 KN·M

016.51000150020.0093ro=0.995

s0344.531063100.9951500744.6mm

2

744.6mm2取Φ20@150 AS=1884 mm2＞s0③抗冲剪验算：

F=0.6ƒh0 Um=0.6×1.5×1500×2000=2700 KN＞Fmax=1331 KN 安全。

9、塔吊基础采用φ800冲钻孔桩配筋为12Φ18（150tm塔吊纵筋为14Φ20），箍筋φ8@150。塔基承台以下7M（高桩承台18m）范围内加密φ8@100，搭吊基础冲钻孔桩由上部施工班组施工。桩长应不小于设计桩长，以进入中砂层为宜，需达到设计承载持力层。

安装承台模板、钢筋时应由塔吊安装单位进行，塔吊预埋件安装，待承台强度达到90%强度后，安装并调试塔吊。地下室基础支护工程施工时，要注意协调支护形式与塔吊桩承台之间的相互关系，控制好水平移位。

由于4#塔吊桩位于基坑内为高桩承台，悬空约7m，考虑到扭矩与水平力的作用，必须进行加固处理，处理办法：①在高桩中部设一块350厚钢筋混凝土

12

板，板面标高为-7.6m。②在塔吊承台下与加强板之间的桩上用植筋后置预埋钢板焊接固定L100×10的角钢剪刀撑。具体做法见下图：

Φ14@200周圈梁Φ16钢筋上下2Φ16Φ14@2004#Φ14@200×200方格网3Φ168@2002Φ163Φ16Φ14@200×200方格网8@40010@400×4001）桩边在加强板位置凿深2-3cm并清洗干净2）土方挖至-8.00时暂停，施工加强板，板底为50厚砾石灌浆垫层；3）板筋遇桩位时绕过去。

13

板，板面标高为-7.6m。②在塔吊承台下与加强板之间的桩上用植筋后置预埋钢板焊接固定L100×10的角钢剪刀撑。具体做法见下图：

Φ14@200周圈梁Φ16钢筋上下2Φ16Φ14@2004#Φ14@200×200方格网3Φ168@2002Φ163Φ16Φ14@200×200方格网8@40010@400×4001）桩边在加强板位置凿深2-3cm并清洗干净2）土方挖至-8.00时暂停，施工加强板，板底为50厚砾石灌浆垫层；3）板筋遇桩位时绕过去。

14

15

×桩×××××18植筋1822塔吊使用过程中由专业人员定期对基础沉降，水平位移进行观测和监测，并

认真做好记录，一旦发生过大位移或其他危险时，应及时报告并采取措施。

塔吊附着由塔吊提供方专业人员设计施工。

承台基础厚板厚1600mm，C30砼配筋如下图，桩径φ800 桩长30m，桩主筋锚入塔吊基础800mm，塔吊地锚螺栓由供货方到场安装。

5000

16

1700 850 1700 800 . . 850 1700 1 1

1700 . . 800 800 1700 5000 JLZ150型塔吊基础平面图

1700 800 100 5000 Φ20@150 -1.6 ● ● ● 100 1600 Φ14@300×300 方格网布置 ● ● ● ● 100 Φ20@150×150 钢筋网 桩主筋 1-1 剖面图

塔吊使用过程中由专业人员定期对基础沉降，水平位移进行观测和监测，并

认真做好记录，一旦发生过大位移或其他危险时，应及时报告并采取措施。

塔吊附着由塔吊提供方专业人员设计施工。

承台基础厚板厚1600mm，C30砼配筋如下图，桩径φ800 桩长30m，桩主筋锚入塔吊基础800mm，塔吊地锚螺栓由供货方到场安装。

5000

17

1700 850 1700 800 . . 850 1700 1 1

1700 . . 800 800 1700 5000 JLZ150型塔吊基础平面图

1700 800 100 5000 Φ20@150 -1.6 ● ● ● 100 1600 Φ14@300×300 方格网布置 ● ● ● ● 100 Φ20@150×150 钢筋网 桩主筋10Φ18 1-1 剖面图

中QTZ5013C塔吊桩基础平面Φ20@200×200方格钢筋网-1.6mΦ14@400×400(方格网布置）桩顶标高-3.0mΦ20@200×200钢筋网基础底-3.1m桩主筋14Ф18剖面中

18

中QTZ5013C塔吊桩基础平面Φ20@200×200方格钢筋网-1.6mΦ14@400×400(方格网布置）桩顶标高-3.0mΦ20@200×200钢筋网基础底-3.1m桩主筋1018剖面中

19

0450A-245005#6500B-O450040001#A-10A-31塔吊桩基布置图65006#65650000

B-19B-7

448744874#3#B-3223002#20