塔吊格构柱组合式基础

目 录

一、 编制主要依据 二、 工程概况 三、 基础选定

四、 基础桩承载力计算 五、 钢格构柱验算

六、塔机标准节与厚铁扳、厚铁扳与格构柱连接强度校核

七、安装步骤 八、顶升步骤 九、塔机附着 十、安全技术措施 十一、附图

塔吊格构柱组合式基础

QTZ63塔机专项施工方案

一、编制主要依据：

1、QTZ63塔机说明书； 2、桩基础设计技术规范； 3、工程地质勘察资料；

4、GB5144-2006塔式起重机安全规程。 二、工程概况：

拱墅区祥符东单元R21-04农转居公寓地块一期工程，位于杭州市拱墅区，东至规划祥茂路，西至规划祥兴路，北至祥富路。本工程包括7幢高层住宅（24F）和多层商铺及一层地下室（主楼下为二层），根据工程特点、施工场所，拟用四台QTZ63塔式起重机。

三、基础选定：

根据工程现场实际情况，设置四台QTZ63塔机位置见附图。塔吊基础采用四根Φ800的钻孔灌注桩，桩身混凝土采用C30，有效桩长 米,穿越地下室底板和顶板部分采用格构柱，格构柱尺寸为450×450，桩位中心间距1.55×1.55m,塔机基础平台标高为 米。塔吊布置尽量避免主次梁穿过，格构柱

塔吊格构柱组合式基础

与地下室底板交接部分，在地下室底板浇捣时埋入底板中，地下室底板浇捣前清理钢构格柱并在底板厚度中间部位焊接好止水钢板。基座平台采用600×600×40mm厚钢板，钢板与格构柱通过16根直径33mm螺栓紧固，螺栓与格构柱角钢焊接，再互相焊接成钢平台，格构柱四周采用角钢或槽钢围焊连成一个整体，塔机加强标准节与厚钢板用高强度螺栓紧固。

地下室底板浇捣前塔机最大起吊高度控制为20米，浇捣后塔机最大起吊高度为３0米，同时附墙按每15-25米附一道，确保塔身的稳定性。

1、塔机立面如图

板

2、塔吊桩基采用四根Φ800的钻孔灌注桩，桩身混凝土采用C30，1#塔机有效桩长 29.3 米，2#塔机有效桩长28.2米，3#塔机有效桩长29.4米，4#塔机有效桩长29.4米。桩配筋为12Φ18，Φ8＠200螺旋箍筋,其中格构柱埋入2.5

塔吊格构柱组合式基础

米部位Φ8＠100螺旋箍筋加密。见下图

钢构柱

基底标高-

灌注桩配筋：塔基为螺旋箍，格构柱埋入2.5米部位

Φ8＠100螺旋箍筋加密

塔吊桩基剖面图

3、格构柱的截面尺寸为：450×450mm，主肢选用：L125×125×10，用400*150*8钢板焊接成型。角铁和钢板采用Q235钢，见下图：

塔吊格构柱组合式基础

塔吊钢构柱剖面图

4、钢构柱的搭接做法见下图：

钢立柱角钢

钢缀板

与钢立柱同规格角钢，满焊焊缝高度不小于10

钢立柱连接做法示意图制作要求：

1、钢构柱型钢规格及外形尺寸准确。2、焊缝饱满，焊缝厚度不小于10

。

5、钢构柱安装和钢筋笼搭接前必须保证方向、位置、垂直度和顶标高符

塔吊格构柱组合式基础

合要求，安装时钢构柱顶焊接吊筋，以控制标高和轴线。钢格构柱插入桩内不少于2.5m，钢筋笼的主筋与角钢焊接牢固，在浇灌砼中要保持格构柱的平直及标高要求，注基础桩浇灌砼至标高 米，以保证钢构柱与灌注桩连接部分砼质量。

6、钢构柱之间的连接采用80*80*8的槽钢，施工时，随挖土的进行，边挖边连接，单个钢构柱独立高度不大于1.5米，在连接期间塔吊不吊运材料。连接焊缝饱满，在钢构柱顶端必须做第一道连接，往下约1.5米一道。

7、基座平台采用600×600×40mm厚钢板，钢板与格构柱通过16根直径33mm螺栓紧固，螺栓与格构柱角钢焊接。钢板与格构柱通过筋板焊接加固，再互相焊接成钢平台，塔机标准节通过高强度螺栓与钢板连接。做法见下图：

塔吊钢构柱剖面图

塔吊格构柱组合式基础

塔吊螺栓

加筋板

8、塔机基础平台的施工注意事项：

挖土至 米左右，清理格构柱，焊接联系槽钢，精确整平格构柱顶端（4个格构柱顶端标高误差控制在2毫米以内），再焊接16根直径33mm螺栓,放上厚钢板与格构柱焊接,施工完毕,检查顶板面标高。

1、在挖土施工中，钢格构柱露出1.5m左右，需加水平撑和斜支撑，按图严格要求施工；焊缝要到位，不少于10mm;

2、在挖土施工中，做好塔机沉降观测控制 ，及时作好塔机沉降观测和塔身垂直度观测，并作好每次观测记录和分析。

3、格构柱及平台按要求焊接完毕后，方可进行上部塔机的安装。 四、基础桩承载力计算：

塔机未附着前，最大起吊高度40米时，格构柱钢平台顶面载荷参数（取

塔吊格构柱组合式基础

最大值）：

塔机：

1、平台顶面所承受的倾覆力矩：M=1796KN.m； 2、平台顶面所承受的垂直力：F=513KN； 3、平台顶面所承受的水平力：H=24.5KN。

1、单桩承载力计算： 计算示意图：

塔吊格构柱组合式基础

塔吊承台

轴

缀板

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。

桩顶竖向力的计算：

N＝（F＋G）/n±（MxYi/∑Yi2）±MyXi/∑Xi2) 其中n—单桩个数，n＝4；

F—作用于桩基顶面的竖向力设计值.

G－桩基承台的自重，G＝50KN，（考虑钢板及格构柱自身重量） 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）； N－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: 塔机：

塔吊格构柱组合式基础

（1.55/1.414）N1＝（513＋50）/4＋（1796 + 24.5 4.4）/[2（1.55/1.414）

2

]＝1009.2KN

最大拔力：

（1.55/1.414）N2＝（513＋50）/4－（1796 + 24.5 4.4）/[2（1.55/1.414）

2

]＝- 727.6KN

单桩竖向承载力必须大于1009.2KN，单桩竖向抗拔力必须大于727.6KN 2、灌注桩单桩竖向承载力验算： 塔机：Z50

1、单桩竖向极限承载力的计算（按桩基础设计技术规范的公式计算）

R = μp∑qsiali+ qpaAp

= 0.80 π（0.58 6+ 0.7 13+2.3*22+4.4*18+7.2*8+3.7*20+0.9*25+9.5*32）+0.4*0.4*3.14*800= 1910KN > 1009.2KN. 满足要求.

qsik—桩侧土摩阻力特征值； u p— 桩周长；

2、单桩竖向抗拔极限承载力的计算（按桩基础设计技术规范的公式计算） R = up∑λiqsikli

=0.80 π 0.7（0.58 6+ 0.7 13+2.3*22+4.4*18+7.2*8+3.7*20+0.9*25+9.5*32） = 1055.8 KN > 727.6KN. 满足要求.

qsik—桩侧土摩阻力特征值； up—桩周长；

λi—抗拔摩阻力折减系数，取0.7

塔吊格构柱组合式基础

本工程的地质土层状况和相关的土体参数值的具体情况如下所示（该塔吊基础工程桩的地质参照Z50 的相关资料）：

序号 土 体 名 称 土体厚度（m） li 桩侧阻力值qsik（kPa）

3 淤泥及淤泥质粘土 0.58 6 4-1 粉质粘土 0.7 13 4-2 粘土 2.3 22 4-3 粉质粘土夹粉土 4.4 18 5-1 淤泥质粉质粘土 7.2 8 6-1 粉质粘土 3.7 20 6-3 粉砂 0.9 25 8-1 粉质粘土 9.5 32 塔机：Z31

1、单桩竖向极限承载力的计算（按桩基础设计技术规范的公式计算） R = μp∑qsiali+ qpaAp

= 0.80 π（3.03*6+5.6*18+11*8+8.5*32）+0.4*0.4*3.14*800= 1605.2KN > 1009.2KN. 满足要求.

qsik—桩侧土摩阻力特征值； u p— 桩周长；

2、单桩竖向抗拔极限承载力的计算（按桩基础设计技术规范的公式计算） R = up∑λiqsikli

=0.80 π 0.7（3.03*6+5.6*18+11*8+8.5*32）

塔吊格构柱组合式基础

= 842.2KN > 727.6KN. 满足要求.

qsik—桩侧土摩阻力特征值； up—桩周长；

λi—抗拔摩阻力折减系数，取0.7

本工程的地质土层状况和相关的土体参数值的具体情况如下所示（该塔吊基础工程桩的地质参照Z31的相关资料）：

序号 土 体 名 称 土体厚度（m） li 桩侧阻力值qsik（kPa）

3 淤泥及淤泥质粘土 3.03 6 4-3 粉质粘土夹粉土 5.6 18 5-1 淤泥质粉质粘土 11.0 8 8-1 粉质粘土 8.5 32 塔机：Z18

1、单桩竖向极限承载力的计算（按桩基础设计技术规范的公式计算） R = μp∑qsiali+ qpaAp

= 0.80 π（3.02*22+7.2*18+8.6*8+2.9*12+5.1*32+2.6*30）+0.4*0.4*3.14*800= 1759.5KN > 1009.2KN. 满足要求.

qsik—桩侧土摩阻力特征值； u p— 桩周长；

2、单桩竖向抗拔极限承载力的计算（按桩基础设计技术规范的公式计算）

塔吊格构柱组合式基础

R = up∑λiqsikli

=0.80 π 0.7（3.02*22+7.2*18+8.6*8+2.9*12+5.1*32+2.6*30） = 950.2KN > 727.6KN. 满足要求.

qsik—桩侧土摩阻力特征值； up—桩周长；

λi—抗拔摩阻力折减系数，取0.7

本工程的地质土层状况和相关的土体参数值的具体情况如下所示（该塔吊基础工程桩的地质参照Z18 的相关资料）：

序号 土 体 名 称 土体厚度（m） li 桩侧阻力值qsik（kPa）

4-2 粘土 3.02 22 4-3 粉质粘土夹粉土 7.2 18 5-1 淤泥质粉质粘土 8.6 8 5-2 粉质粘土 2.9 12 8-1 粉质粘土 5.1 32 8-2 含砂粉质粘土 2.6 30 塔机：Z8

1、单桩竖向极限承载力的计算（按桩基础设计技术规范的公式计算） R = μp∑qsiali+ qpaAp

= 0.80 π（2.31*22+5.1*18+12.9*8+8*32+1.1*34）+0.4*0.4*3.14*800= 1756.5KN > 1009.2KN.

塔吊格构柱组合式基础

满足要求.

qsik—桩侧土摩阻力特征值； u p— 桩周长；

2、单桩竖向抗拔极限承载力的计算（按桩基础设计技术规范的公式计算） R = up∑λiqsikli

=0.80 π 0.7（2.31*22+5.1*18+12.9*8+8*32+1.1*34） = 948.1 KN > 727.6KN. 满足要求.

qsik—桩侧土摩阻力特征值； up—桩周长；

λi—抗拔摩阻力折减系数，取0.7

本工程的地质土层状况和相关的土体参数值的具体情况如下所示（该塔吊基础工程桩的地质参照Z8 的相关资料）：

序号 土 体 名 称 土体厚度（m） li 桩侧阻力值qsik（kPa）

4-2 粘土 2.31 22 4-3 粉质粘土夹粉土 5.1 18 5-1 淤泥质粉质粘土 12.9 8 8-1 粉质粘土 8.0 32 8-3 粉砂 1.1 34 3、桩身强度验算： (1)、轴压承载力验算：

塔吊格构柱组合式基础

Q 1 =ψcfcAp>N

Apfcψc=0.5024×17.5×0.60 =5275.2KN 满足设计要求

Ψc-桩支承力稳定系数 0.60

Ap-桩身截面积0.40 2π=0.5024m2。

fC——混凝土轴心抗压强度设计值，取fC＝17.5N/mm2 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求，只需要构

造筋。本工程配筋为12Φ18，Φ8＠200螺旋箍筋,其中格构柱埋入2.5米部位Φ8＠100螺旋箍筋加密.

(2)、抗拉承载力验算：

Q 2＝ＡSfY=3052 310=946 KN > 727.6KN ＡS--桩身受拉钢筋面积； fY--钢筋抗拉强度设计值。 满足要求。

五、钢格构柱验算：

1、格构柱的截面尺寸为：450×450mm 主肢选用：L125×125×10

主肢的截面力学参数：A0=24.37㎝2 yo=3.45㎝

Ix=361.67㎝4 Iy=361.67㎝4

格构柱的Y-Y轴截面总惯性矩：

Ix=Iy=4×[361.67+24.37×(45/2-3.45)]=36826.77㎝ 2、格构柱的长细比计算： 格构柱长细比：

2

4

H/[I/(4A0)]

0.5

塔吊格构柱组合式基础

其中：H---为格构柱的总高度 取H=5.0m，

I---为格构柱的截面总惯性矩 I= Ix=Iy=36826.77㎝ A0--主肢的截面面积A0=24.37㎝2 经计算得：

H/[I/(4A0)]

0.5

4

= 21.7

格构柱分肢对最小刚度轴I-I的长细比：

i

=H/i i=[(b+h)/48+5a1/8]

2220.5

其中：b—缀板的厚度 取 b=0.01m h—缀板的长度 取 h=0.4m

a1---格构柱的截面长 取a1=0.45m

经计算得 i=[(0.01+0.4)/48+50.45/8]=0.36m

i

2

2

2

0.5

=H/i=5.0/0.36=11.7 40

2

换算长细比： k=( + i

2

)=24.7

0.971

0.5

由长细比 k=38.0查得稳定系数

3、格构柱平面内整体强度：

=N/A=1073×10/9748=110 N/㎜2 [ ]=157N/㎜2

3