塔吊基础方案一、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二、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-0.50m8.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。
详见附图三、计算依据1.《地基基础设计规范》 DGJ08-11-19992.《建筑桩技术规范》 JGJ94-943.《混凝土结构设计规范》 GB50010-20024.《建筑结构焊接规程》 JGJ80-915.《建筑结构设计荷载规范》 GB50009-20016.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、围檩支撑图四、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+ F2F ——基础竖向极限承载力 knF1——塔吊自重（包括压重） knF2——最大起吊重量 kn2.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 kNn ——单桩个数， n=4；F ——作用于桩基承台顶面的竖向力设计值 TG ——塔吊基础重量 KNMx,My——承台底面的弯矩设计值 kN.mxi,yi——单桩相对承台中心轴的XY方向距离 mM ——塔吊的倾覆力矩 kN.m3.桩长以及桩径计算桩采用钻孔灌注桩R k实际=f p A p+U p∑f s l i>R＝N i×ξ1U P ＝Πd其中R k实际——实际钻孔灌注桩承载能力 KNf p A p ——桩端面承载能力 KNUp∑fsli ——桩侧摩擦阻力总和 KNR ——单桩轴向承力安全值 KNξ1——桩安全系数取2d ——桩直径 m4.桩抗拔验算Qk＝λR k实际5.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 6. 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AIz H4=λ 235fyλ查Φ 215=≤=f A Nφσ 2) 单柱验算Izi ＝（Iz/A ）0.5井架长细比AIz H4=λ 查Φ 215=≤=f A Nφσ 7. 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 。
1) 焊接强度验算1801=≤=ww f tl N σ160 σ——焊接强度N ——轴心最大拔力,等于塔吊拔力w l ——焊缝长度等于4478MMwf 1——焊缝的抗拉抗压强度设计值，Q235等于1608. 缀条计算缀条采用12#槽钢 截面面积 A ＝0.0015700 ㎡ V ＝V1+V2V1——塔吊水平力引起应力V1＝F 4/2F 4——塔吊水平力V2——塔吊扭矩引起应力V2＝M N /2（D ×1.414）M N ——塔吊扭矩 D ——桩间距 fv>V/Afv ——槽钢的抗剪强度，厚度小于16mm ，取125 A ——槽钢截面积 9. 螺栓计算采用Φ30高强度螺栓,每肢2颗 A 总=πD 2σ=N 拔/ A 总<295 螺栓抗剪验算τ＝Mn A 总/（2×桩间距/1.414）<fv=170KN/m ㎡10. 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。
序号土的分类m（MN/m4）1 流塑粘性土IL＞1、淤泥3～52 软塑粘性土1＞IL＞0.5、粉砂5～103 硬塑粘性土0.5＞IL＞0、细砂、中砂10～204 坚硬、半坚硬粘性土IL＜0、粗砂20～305 砾砂、角砾、圆砾、碎石、卵石30～806 密实粗砂夹卵石，密实漂卵石80～1201)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2)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 ＝ 6.667Wo ＝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 × IoEI ＝ 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) ＝ 1.530mα＝ (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>62KN11、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 60.0m 标准节重KN 9.3b 标准节边长M 1.8N 标准节数量节20.0F1 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 2.0d 桩直径m 0.80 D 桩间距D=9d/4 m 1.800l 取桩有效长度（最大开挖深度至桩底）m23Ni 单桩承力设计值KN 1177.090N拔抗拔力设计值KN -629.290R 单桩轴向承力安全值KN 2354.181Up∑qsili 桩侧总极限摩擦阻力KN 1666.301qpAp 桩端点极限承载力KN 904.779Rk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 0.003267Φ竖筋直径mm 20.000n 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 30H 桩顶到钢构件上端长度m 9.9A 横截面面积㎡0.017I合四根立柱组合极惯性距外部参照CAD自动计算m4 0.056284I单柱单柱极惯性矩外部参照CAD自动计算m4 0.000068i合四根立柱组合回转半径i=(I/4A)0.5 M 0.908611i单柱单柱回转半径i=(I/A)0.5 0.06294212、QTZ80A塔式起重机基础计算表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 1.600l 取桩有效长度（最大开挖深度至桩底）m23Ni 单桩承力设计值KN 1036.464N拔抗拔力设计值KN -500.664R 单桩轴向承力安全值KN 2072.929Up∑qsili 桩侧总极限摩擦阻力KN 1666.301qpAp 桩端点极限承载力KN 904.779Rk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 0.003267Φ竖筋直径mm 20.000n 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 30H 桩顶到钢构件上端长度m 9.9A 横截面面积㎡0.017I合四根立柱组合极惯性距外部参照CAD自动计算m4 0.044694I单柱单柱极惯性矩外部参照CAD自动计算m4 0.000675i合四根立柱组合回转半径i=(I/4A)0.5 M 0.809675i单柱单柱回转半径i=(I/A)0.5 0.199039λ合四根立柱组合长细比λ＝H/i 12.165374 φ＝0.978λ单柱单柱长细比λ＝H/i7.536206φ＝0.99σ合最大应力σ＝Ni/AφN/mm2 62.179037 满足σ单柱最大应力σ＝Ni/AφN/mm2 61.425 满足钢构件插入桩深度（不计钢柱顶端阻力）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。