塔吊天然地基基础1号

一、 塔机概述

为了保证施工工期，在本工程施工阶段拟投入四台塔吊，分别是1#塔吊QTZ80型壹台，2#、3#、4#塔吊QTZ63各一台。

QTZ80型塔式起重机生产厂家为长沙中联重工科技发展股份有限公司，塔机的额定起重力矩为80吨. 米，最大额定起重量为6吨，最大工作幅度为60米，回转速度为0-0.6转/分，塔机独立固定状态的起升高度为45米。基础采用预埋螺栓固定式，塔机基础设计按塔机使用说明书的基础受力和安装尺寸要求。

二、基础尺寸

QTZ80：长=6000mm，宽=6000mm，高=2000。

三、安装位置

根据现场的整体布置综合考虑，1#塔吊基础位置见施工平面图所示

四、塔吊基础设计计算书

1. 计算参数 (1)基本参数

采用1台QTZ80塔式起重机，臂长60m, 安装高度30m, 塔身尺寸1.60m ；现场地面标高0.50m, 基础底标高-2.50m ，基础埋设深度2.00m 。 （2）塔吊受力情况（表1、图1）：

M

基础顶面所受垂直力基础顶面所受水平力

基础顶面所受倾覆力矩基础所受扭矩塔吊基础受力示意图

比较桩基础塔吊基础的工作状态和非工作状态的受力情况, 塔吊基础按工作状态计算（图2）：

F k =620×1.2=744.00kN F h =23×1.4=32.20kN

M k =1210+23×2.00=1256.00kN . m

2. 基础底面尺寸验算 （1）基础尺寸:

长(a)=6.00m，宽(b)=6.00m，高(h)=2.00m。 （2）基础混凝土:

强度等级C35，f t =1.57N/mm，γ（3）基础底面

基础底面标高-2.50m 、基础置于土层:砾质粘性土； 地基承载力特征值f ak =160.00kPa、地基土γ=18.8kN/m。 G k =a×b ×h ×γ

砼

3

2

砼

=25kN/m。

3

×1.2=6.00×6.00×2.00×25×1.2=2160.00kN

P k =(Fk + Gk )/A=(744.00+2160.00)/(6.00×6.00)=80.67kPa 基础底面矩W=ab/6=6.00×6.00/6=36.00m M k /W=1256.00/36.00=34.89kPa

2

2

3

M k /w=34.889kPa＜P k =80.667kPa,基础底面尺寸满足要求。 3. 地基承载力验算

（1）地基基础承载力特征值计算

其中f a ──修正后的地基承载力特征值(kN/m) ； fak ──地基承载力特征值，取f ak =160.00kPa；

b

2

──基础宽度地基承载力修正系数，取ηb =0.30；

──基础埋深地基承载力修正系数，取ηd =2.00；

──基础底面以下土的重度，取γ=20.00kN/m；

3

d

γm ──基础底面以上土的重度, 塔吊基础面不覆盖土层, γm =0kN/m；

3

b──基础底面宽度，取b=6.00m； d──基础埋设深度，取d=2.00m。 （2）修正后的地基承载力特征值计算 f a =fak +ηb γ(b-3)+ηd γm (d–0.5)

=160.00+0.30×20.00×(6.00-3)+2.00×0×(2.00- 0.5)=178.00kPa （3）地基承载力验算

1）当轴心荷载作用时，基础设计值计算公式：

p k =F k +G k

式中：F k －相应于荷载效应标准组合上部结构传至基础顶面的

竖向力值；

Gk －基础自重和基础上的土重标准值； A－基础底面面积。 当轴心荷载作用时

P k =(Fk +Gk )/A=80.67kPa

式中：p kmin －在荷载效应标准组合下基础底面边缘的最小压力值；

Mk －在荷载效应标准组合下作用于基础底面的力矩值； W－基础底面的抵抗矩。 当偏心荷载作用时

P kmax =(Fk +Gk )/A+Mk /W=80.67+34.89=115.56kPa

4. 抗倾覆验算

倾覆力矩M 倾=M+Fh h=1210+23×2.00=1256.00kN . m

抗倾覆力矩M 抗=(Fk +Gk ) ×a/2=(620+1800.00)×6.00/2=7260.00kN . m M 抗/M倾=7260.00/1256.00=5.78>1.6 M 抗/M倾=5.780＞1.6抗倾覆满足要求。 5. 受冲切承载力验算

受冲切承载力按下列公式验算:

F ≤0.7βhp f t a m h 0

F =Pj A

a m =(at +ab )/2

p j ⎫βhs a m ⎛ ⎪≤ α- ⎪l ⎝1. 4f t βhs ⎭βhp

式中βhp －受冲切承载力截面高度影响系数，当h 0不大于800mm 时，β

大于等于2000mm 时，β

’

’

hp

hp

取值1.0；当h 0

取0.9，其间按线性内插取值；

α－系数，α=h0/h0，h 0=A0/，A 0为距柱边或变阶处h 0/2基础截面的面积；当沿

方向不变阶时，α=1；

βhs －受剪切承载力截面高度影响系数，βhs =(800/ h0) ，当h 0小于800mm 时，取

h 0=800mm；当h 0大于2000mm 时，取h 0=2000mm； f t －混凝土轴心抗拉强度设计值； h 0－基础冲切破坏锥体的有效高度； －基础截面宽度；

a m －冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；

a t －冲切破坏锥体最不利一侧截面的上边长。当计算柱于基础交接处的受冲切承载

力时，矩形柱取柱宽；

a b －冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长。计算柱与基础

交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；

P j －相应于荷载效应基本组合时基底单位面积净反力(扣除基础自重及其上覆土

重) ，对偏心受压基础可取边缘处的基底最大净反力； A－冲切破坏外侧的部分基底面积；

F－相应于荷载有效基本组合时作用在A L 上的基底净反力设计值。 P j =Fk /A+Mk /W=744.00/36.00+1256.00/36.00=55.56kPa A =(1.60+2×2.00+6.00)×[(6.00-1.60)/2-2.00]/2=1.16m h 0=2.00-0.07=1.93m

βhp =1+(0.9 - 1)×(1930-800)/(2000 - 800)=0.91 a t =1.60m

a b =1.6+2×2=5.60m a m =(1.60+5.60)/2=3.60m

0.7βhp f t a m h 0=0.7×0.91×1.57×3.60×1930=6948.63kN F =Pj A =55.56×1.16=64.45kN α=1

βhs =(800/1930)

0.25

21/4

=0.80

a m /=3.60/6.0=0.60

(α-P j /1.4ft βhs ) βhs /βhp =[1-55.56/(1.4×1570.00×0.80)]×0.80/0.91=0.85 F =64.45kN

a m /=0.60

a m /=0.60

（1）基础底板的配筋，应按正截面受弯承载力计算确定。

M I=

12

a 1p j max 3l +a ' +p j Il +a ' 12

[()()]

考虑到塔吊基础承受的M k 的方向是变动的，故只计算图示在塔身中间Ⅰ-Ⅰ的M ，基础双向按照M 计算配筋。

基础弯矩计算

a=3.00m,a’=1.60m,=6.00m

P jmax =115.56kPa Pjmin =45.78kPa P jI =(Pjmax + Pjmin )/2=(115.56+(45.78))/2=80.67kPa M=1/12a[Pjmax (3+a’)+PjI (

2

2

+a’)]

=(1/12×3.00)×[115.56×(3×6.00+1.60)+80.67×(6.00+1.60)]=2158.55kN . m （2）基础配筋

基础采用HRB335钢筋,f y =300N/mm；

A s1=M/0.95fy h 0=2158.55×10/(0.9×300×1930)=4142mm ； 按照最小配筋率ρ=0.15%计算配筋； A s2=ρbh 0=0.0015×6000×1930=17370mm ； 比较A s1和A s2，按A s2配筋取46

22@132mm(钢筋间距满足要求) ；

2

6

2

2

A s =46×380.0=17480.00>As2 满足要求。

Ι

Ι

基础底板的计算8． 计算结果

（1）基础尺寸：

长(a)=6.00m,宽(b)=6.00m,高(h)=2.00m,基础底标高-2.50m 。 （2）混凝土

强度等级C35, 双向底筋46

22。

五、防雷

利用Ф12圆钢将基础外围钢筋焊接连通，并与塔吊预埋件焊接，由基础连接体用-40×4镀锌扁铁引出基础外与建筑结构主体防雷接地网连接，接地电阻不大于4欧。

六、塔吊沉降观测

在塔吊基础的四个角各设一个沉降标志用Ф12圆钢制作。作为塔吊沉降观测的依据，前一个月每星期观测一次，以后每二个星期观测一次。