塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备 又名”塔式起重机”，以一节一节的接长(高)(简称”标准节”)，用来吊施工用的钢筋、木楞、混凝土、钢管等施工的原材料。塔吊是工地上一种必不可少的设备。
建筑工地塔吊基础怎么施工，我们以QTZ80A塔式起重机为例子，通过基础计算书为你提供数据参考。
首先要了解塔机属性，以QTZ80A塔式起重机为列：
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塔机型号 |
QTZ80A |
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塔机独立状态的最大起吊高度H0(m) |
45 |
|
塔机独立状态的计算高度H(m) |
45 |
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塔身桁架结构 |
方钢管 |
|
塔身桁架结构宽度B(m) |
1.6 |
塔机竖向荷载简图
5.2塔机荷载
5.2.1塔机自身荷载标准值
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塔身自重G0(kN) |
359.8 |
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起重臂自重G1(kN) |
50 |
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起重臂重心至塔身中心距离RG1(m) |
29 |
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小车和吊钩自重G2(kN) |
3.8 |
|
小车最小工作幅度RG2(m) |
2.5 |
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最大起重荷载Qmax(kN) |
60 |
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最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m) |
11.5 |
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最大起重力矩M2(kN.m) |
840 |
|
平衡臂自重G3(kN) |
19.8 |
|
平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m) |
6.3 |
|
平衡块自重G4(kN) |
144 |
|
平衡块重心至塔身中心距离RG4(m) |
11.8 |
5.2.2风荷载标准值ωk(kN/m2)（以上海为例）
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工程所在地 |
上海 |
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|
基本风压ω0(kN/m2) |
工作状态 |
0.2 |
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非工作状态 |
0.55 |
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塔帽形状和变幅方式 |
锥形塔帽，小车变幅 |
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地面粗糙度 |
B类(田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区) |
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风振系数βz |
工作状态 |
1.588 |
|
非工作状态 |
1.659 |
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|
风压等效高度变化系数μz |
1.313 |
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|
风荷载体型系数μs |
工作状态 |
1.95 |
|
非工作状态 |
1.95 |
|
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风向系数α |
1.2 |
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|
塔身前后片桁架的平均充实率α0 |
0.35 |
|
|
风荷载标准值ωk(kN/m2) |
工作状态 |
0.8×1.2×1.588×1.95×1.313×0.2＝0.781 |
|
非工作状态 |
0.8×1.2×1.659×1.95×1.313×0.55＝2.243 |
5.2.3塔机传递至基础荷载标准值
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工作状态 |
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塔机自重标准值Fk1(kN) |
359.8+50+3.8+19.8+144＝577.4 |
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起重荷载标准值Fqk(kN) |
60 |
|
竖向荷载标准值Fk(kN) |
577.4+60＝637.4 |
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水平荷载标准值Fvk(kN) |
0.781×0.35×1.6×45＝19.681 |
|
倾覆力矩标准值Mk(kN·m) |
50×29+3.8×11.5-19.8×6.3-144×11.8+0.9×(840+0.5×19.681×45)＝824.3 |
|
非工作状态 |
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竖向荷载标准值Fk'(kN) |
Fk1＝577.4 |
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水平荷载标准值Fvk'(kN) |
2.243×0.35×1.6×45＝56.524 |
|
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m) |
50×29+3.8×2.5-19.8×6.3-144×11.8-0.5×56.524×45＝1636.23 |
5.2.4塔机传递至基础荷载设计值
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工作状态 |
|
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塔机自重设计值F1(kN) |
1.2Fk1＝1.2×577.4＝692.88 |
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起重荷载设计值FQ(kN) |
1.4FQk＝1.4×60＝84 |
|
竖向荷载设计值F(kN) |
692.88+84＝776.88 |
|
水平荷载设计值Fv(kN) |
1.4Fvk＝1.4×19.681＝27.553 |
|
倾覆力矩设计值M(kN·m) |
1.2×(50×29+3.8×11.5-19.8×6.3-144×11.8)+1.4×0.9×(840+0.5×19.681×45)＝1220.068 |
|
非工作状态 |
|
|
竖向荷载设计值F'(kN) |
1.2Fk’＝1.2×577.4＝692.88 |
|
水平荷载设计值Fv'(kN) |
1.4Fvk’＝1.4×56.524＝79.134 |
|
倾覆力矩设计值M'(kN·m) |
1.2×(50×29+3.8×2.5-19.8×6.3-144×11.8)-1.4×0.5×56.524×45＝2217.834 |
5.3桩顶作用效应计算
|
承台布置 |
|||
|
桩数n |
4 |
承台高度h(m) |
1.4 |
|
承台长l(m) |
5 |
承台宽b(m) |
5 |
|
承台长向桩心距al(m) |
4 |
承台宽向桩心距ab(m) |
4 |
|
桩直径d(m) |
0.5 |
||
|
承台参数 |
|||
|
承台混凝土等级 |
C35 |
承台混凝土自重γC(kN/m3) |
25 |
|
承台上部覆土厚度h'(m) |
0 |
承台上部覆土的重度γ'(kN/m3) |
19 |
|
承台混凝土保护层厚度δ(mm) |
35 |
配置暗梁 |
否 |
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl(hγc+h’γ’)=5×5×(1.4×25+0×19)=875kN
承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2×875=1050kN
桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(42+42)0.5=5.657m
5.3.1荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(577.4+875)/4=363.1kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L
=(577.4+875)/4+(1636.23+56.524×1.4)/5.657=666.336kN
Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L
=(577.4+875)/4-(1636.23+56.524×1.4)/5.657=59.864kN
5.3.2荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：
Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L
=(692.88+1050)/4+(2217.834+79.134×1.4)/5.657=847.366kN
Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L
=(692.88+1050)/4-(2217.834+79.134×1.4)/5.657=24.074kN
5.4桩承载力验算
|
桩参数 |
|||||
|
桩混凝土强度等级 |
C80 |
桩基成桩工艺系数ψC |
0.85 |
||
|
桩混凝土自重γz(kN/m3) |
25 |
桩混凝土保护层厚度б(mm) |
35 |
||
|
桩入土深度lt(m) |
36 |
||||
|
桩配筋 |
|||||
|
自定义桩身承载力设计值 |
是 |
桩身承载力设计值 |
980 |
||
|
桩裂缝计算 |
|||||
|
钢筋弹性模量Es(N/mm2) |
200000 |
法向预应力等于零时钢筋的合力Np0(kN) |
100 |
||
|
最大裂缝宽度ωlim(mm) |
0.2 |
普通钢筋相对粘结特性系数V |
1 |
||
|
预应力钢筋相对粘结特性系数V |
0.8 |
||||
|
地基属性 |
|||||
|
地下水位至地表的距离hz(m) |
0 |
承台埋置深度d(m) |
2.7 |
||
|
是否考虑承台效应 |
是 |
承台效应系数ηc |
0.5 |
||
|
土名称 |
土层厚度li(m) |
侧阻力特征值qsia(kPa) |
端阻力特征值qpa(kPa) |
抗拔系数 |
承载力特征值fak(kPa) |
|
杂填土 |
3.8 |
2 |
0 |
0.7 |
0 |
|
粉土粘土 |
5 |
20 |
0 |
0.6 |
0 |
|
淤泥质土 |
3.6 |
20 |
0 |
0.7 |
0 |
|
淤泥质粘土 |
10.1 |
25 |
0 |
0.7 |
0 |
|
粉质粘土 |
14 |
45 |
800 |
0.7 |
800 |
|
粉质粘土 |
12.3 |
55 |
1500 |
0.7 |
1500 |
5.4.1桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：u=πd=3.14×0.5=1.571m
桩端面积：Ap=πd2/4=3.14×0.52/4=0.196m2
承载力计算深度：min(b/2,5)=min(5/2,5)=2.5m
fak=(2.5×0)/2.5=0/2.5=0kPa
承台底净面积：Ac=(bl-nAp)/n=(5×5-4×0.196)/4=6.054m2
复合桩基竖向承载力特征值：
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap+ηcfakAc=1.571×(1.1×2+5×20+3.6×20+10.1×25+14×45+2.2×55)+1500×0.196+0.5×0×6.054=2144.451kN
Qk=363.1kN≤Ra=2144.451kN
Qkmax=666.336kN≤1.2Ra=1.2×2144.451=2573.341kN
满足要求！
5.4.2桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=59.864kN≥0
不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算！
5.4.3桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积：As=nπd2/4=2×3.142×162/4=402mm2
纵向预应力钢筋截面面积：Aps=nπd2/4=11×3.142×10.72/4=989mm2
（1）轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=847.366kN
桩身结构竖向承载力设计值：R=980kN
满足要求！
（2）轴心受拔桩桩身承载力
Qkmin=59.864kN≥0
不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算！
5.4.4裂缝控制计算
Qkmin=59.864kN≥0
不需要进行裂缝控制计算！
5.5承台计算
|
承台配筋 |
|||
|
承台底部长向配筋 |
HRB335 Φ25@120 |
承台底部短向配筋 |
HRB335 Φ22@120 |
|
承台顶部长向配筋 |
HRB335 Φ22@150 |
承台顶部短向配筋 |
HPB300 Φ20@150 |
5.5.1荷载计算
承台有效高度：h0=1400-35-25/2=1353mm
M=(Qmax+Qmin)L/2=(847.366+(24.074))×5.657/2=2464.805kN·m
X方向：Mx=Mab/L=2464.805×4/5.657=1742.88kN·m
Y方向：My=Mal/L=2464.805×4/5.657=1742.88kN·m
5.5.2受剪切计算
V=F/n+M/L=692.88/4 + 2217.834/5.657=565.281kN
受剪切承载力截面高度影响系数：βhs=(800/1353)1/4=0.877
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(4-1.6-0.5)/2=0.95m
a1l=(al-B-d)/2=(4-1.6-0.5)/2=0.95m
剪跨比：λb’=a1b/h0=950/1353=0.702，取λb=0.702；
λl’= a1l/h0=950/1353=0.702，取λl=0.702；
承台剪切系数：αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.702+1)=1.028
αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.702+1)=1.028
βhsαbftbh0=0.877×1.028×1.57×103×5×1.353=9575.411kN
βhsαlftlh0=0.877×1.028×1.57×103×5×1.353=9575.411kN
V=565.281kN≤min(βhsαbftbh0， βhsαlftlh0)=9575.411kN
满足要求！
5.5.3受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=1.6+2×1.353=4.306m
ab=4m≤B+2h0=4.306m，al=4m≤B+2h0=4.306m
角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！
5.5.4承台配筋计算
（1）承台底面长向配筋面积
αS1= My/(α1fcbh02)=1742.88×106/(1.03×16.7×5000×13532)=0.011
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.011)0.5=0.011
γS1=1-ζ1/2=1-0.011/2=0.994
AS1=My/(γS1h0fy1)=1742.88×106/(0.994×1353×300)=4318mm2
最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/300)=max(0.2,0.236)=0.236%
梁底需要配筋：A1=max(AS1, ρbh0)=max(4318,0.0024×5000×1353)=15932mm2
承台底长向实际配筋：AS1’=20944mm2≥A1=15932mm2
满足要求！
（2）承台底面短向配筋面积
αS2= Mx/(α2fcbh02)=1742.88×106/(1.03×16.7×5000×13532)=0.011
ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.011)0.5=0.011
γS2=1-ζ2/2=1-0.011/2=0.994
AS2=Mx/(γS2h0fy1)=1742.88×106/(0.994×1353×300)=4318mm2
最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/300)=max(0.2,0.236)=0.236%
梁底需要配筋：A2=max(9674, ρlh0)=max(9674,0.0024×5000×1353)=15932mm2
承台底短向实际配筋：AS2’=16219mm2≥A2=15932mm2
满足要求！
（3）承台顶面长向配筋面积
承台顶长向实际配筋：AS3’=13052mm2≥0.5AS1’=0.5×20944=10472mm2
满足要求！
（4）承台顶面短向配筋面积
承台顶长向实际配筋：AS4’=10787mm2≥0.5AS2’=0.5×16219=8110mm2
满足要求！
（5）承台竖向连接筋配筋面积
承台竖向连接筋为双向Φ10@500。
5.6配筋示意图
承台配筋图
桩配筋图
来源：工程袁的春天
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