塔吊基礎(chǔ)創(chuàng)新設(shè)計專業(yè)培訓(xùn)

1、一、塔吊根底設(shè)計參考標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程1?建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)?GB/T50001-20012?建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)?GB 50009-2001。 3?建筑地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB 50007-2002；4?混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB 50010-2021；5?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB 50017-2003； 6?巖土工程勘察標(biāo)準(zhǔn)? GB50021-20017?建筑地基根底工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)?GB50202-2002 8?建筑邊坡工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)? GB50330-2002 9?建筑地基處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)? JGJ79-2002；10?建筑樁基技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?JGJ 94-2021；11?建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程? JGJ120-99 1

2、2?塔式起重機混凝土根底工程技術(shù)規(guī)程?JGJ/T 187-2021；中建二局第二建筑工程二、塔吊根底的類型及根本規(guī)定 塔吊根底形式應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)、荷載大小與塔機穩(wěn)定性要求、現(xiàn)場條件、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，并結(jié)合塔吊廠商提供的?塔機使用說明書?要求確定。 目前塔吊根底的結(jié)構(gòu)類型主要有天然板式根底、樁根底包括四樁、三樁、單樁根底、十字交叉梁樁式根底、十字交叉梁板式根底、組合根底由砼承臺或型鋼平臺、格構(gòu)式鋼柱或鋼管柱及灌注樁或鋼管樁等組成。 組合式根底十字交叉式根底板式根底板式暗梁根底中建二局第二建筑工程二、塔吊根底的一般規(guī)定塔式起重機的混凝土根底應(yīng)符合以下要求： 1混凝土強度等級不低于C35；考慮到混凝土

3、齡期的因素，要求混凝土強度等級不低于C45； 2根底外表平整度允許偏差1/1000； 3埋設(shè)件的位置、標(biāo)高和垂直度以及施工工藝符合出廠說明書要求。當(dāng)塔式起重機安裝在建筑物基坑內(nèi)底板上時，須對底板進(jìn)行抗沖切強度驗算，一般應(yīng)加密縱橫向配筋，并增加底板厚度。 4當(dāng)塔式起重機安裝在坑側(cè)支護結(jié)構(gòu)上，必須對支護結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性進(jìn)行驗算，如不滿足平安要求，須對支護結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。 5當(dāng)塔式起重機安裝在坑側(cè)土地面上時，安裝地點須與基坑保持一定平安距離，并應(yīng)對坑側(cè)土體進(jìn)行抗滑動、抗傾覆驗算和抗整體滑動驗算，如不滿足平安要求，須采取支護措施或采用樁根底。 6塔式起重機的混凝土根底周圍應(yīng)修筑邊坡和排水設(shè)施。 7塔式

4、起重機的根底施工完畢，經(jīng)驗收合格前方可使用。中建二局第二建筑工程二、塔吊根底的一般規(guī)定8塔吊平面位置的選擇應(yīng)遵守以下幾個原那么：中建二局第二建筑工程二、塔吊根底的一般規(guī)定9塔吊垂直運輸能力估算：中建二局第二建筑工程三、塔吊根底的設(shè)計原那么3.1 地基根底的設(shè)計等級劃分 設(shè)計等級 建筑和地基類型 甲級 重要的工業(yè)與民用建筑物30層以上的高層建筑體型復(fù)雜，層數(shù)相差超過10層的高低層連成一體建筑物大面積的多層地下建筑物(如地下車庫，商場.運動場等)對地基變形有特殊要求的建筑物復(fù)雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物(包括高邊坡)對原有工程影響較大的新建建筑物場地和地基條件復(fù)雜的一般建筑物位于復(fù)雜地質(zhì)條件及軟土地區(qū)

5、的二層及二層以上地下室的基坑工程 乙級 除甲級，丙級以外的工業(yè)與民用建筑物 丙級 場地和地基條件簡單，荷載分布均勻的七層及七層以下民用建筑及一般工業(yè)建筑物；次要的輕型建筑物 中建二局第二建筑工程三、塔吊根底的設(shè)計原那么3.2 地基根底設(shè)計原那么 1 .所有建筑物的地基計算均應(yīng)滿足承載力計算的有關(guān)規(guī)定；2 .設(shè)計等級為甲級、乙級的建筑物，均應(yīng)按地基變形規(guī)定；3. ?建筑地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB 50007-2002中表所列范圍內(nèi)設(shè)計等級為丙級的建筑物可不作變形驗算，如有以下情況之一時，仍應(yīng)作變形驗算： 1地基承載力特征值小于130kpa，且體型復(fù)雜的建筑； 2在根底上及其附近有地面堆載或相鄰根底荷

6、載差異較大，可能引起地基產(chǎn)生過大的不均勻沉降時；3)軟弱地基上的建筑物存在偏心荷載時；4)相鄰建筑距離過近，可能發(fā)生傾斜時；5)地基內(nèi)有厚度較大或厚薄不均的填土，其自重固結(jié)未完成時。4.對經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和擋土墻等，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構(gòu)筑物，尚應(yīng)驗算其穩(wěn)定性；5.基坑工程應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定驗算；6.當(dāng)?shù)叵滤癫剌^淺，建筑地下室或地下構(gòu)筑物存在上浮問題時，應(yīng)進(jìn)行抗浮驗算。中建二局第二建筑工程三、塔吊根底的設(shè)計原那么3.3 地基根底設(shè)計步驟 由于影響地基根底設(shè)計的因素較多，一般是先假設(shè)后計算，往往需要反復(fù)幾次才能完成，一般步驟如下：1選擇地基根底方案，確定根底類型包

7、括材料和平面布置方式；2確定根底埋置深度和地基承載力特征值、單樁承載力特征值；3根據(jù)地基承載力特征值計算根底底面尺寸；樁根底：根據(jù)單裝承載力特征值確定樁位布置及根底底面尺寸4根據(jù)需要進(jìn)行變形驗算；5進(jìn)行根底的結(jié)構(gòu)設(shè)計；6繪制根底施工詳圖、提出施工說明；中建二局第二建筑工程三、塔吊根底的設(shè)計原那么3.4地基根底設(shè)計時，所采用的荷載效應(yīng)最不利組合與相應(yīng)的抗力限值規(guī)定1按地基承載力確定根底底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數(shù)時，傳至根底或承臺底面上的荷載應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合。相應(yīng)的抗力應(yīng)采用地基承載力特征值或單樁承載力特征值。2計算地基變形時，傳至根底底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用

8、極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合，不應(yīng)計入風(fēng)荷載和地震作用，相應(yīng)的限值應(yīng)為地基變形允許值。3計算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定及穩(wěn)定及滑坡推力時，荷載效應(yīng)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的根本組合，但其分項系數(shù)均為1.0。4在確定根底或樁臺高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計算根底或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗算材料強度時，上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應(yīng)組合和相應(yīng)的基底反力，應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的根本組合，采用相應(yīng)的分項系數(shù)。當(dāng)需要驗算根底裂縫寬度時，應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。5根底設(shè)計平安等級、結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定采用，但結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0不應(yīng)小于1.0。2由永久荷載效應(yīng)

9、控制的組合 ：注：1 根本組合中的設(shè)計值僅適用于荷載與荷載效應(yīng)為線性的情況。 2 當(dāng)對SQ1K無法明顯判斷時，輪次以各可變荷載效應(yīng)為SQ1K，選其中最不利的荷載效應(yīng)組合。1由可變荷載效應(yīng)控制的組合：式中 G永久荷載的分項系數(shù)； Qi第i個可變荷載的分項系數(shù)，其中Q1為可變荷載Q1的分項系數(shù)； SGK按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gk計算的荷載效應(yīng)值； SQik按可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值Qik計算的荷載效應(yīng)值，其中SQ1k為諸可變荷載效應(yīng)中起控制作用者； ci可變荷載Qi的組合值系數(shù)，應(yīng)分別按各章的規(guī)定采用； n參與組合的可變荷載數(shù)。 中建二局第二建筑工程四、荷載組合4.1承載能力極限限狀態(tài)荷載組合?建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)?

10、GB 50009-20012對于準(zhǔn)永久組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值S可按下式采用： 式中：qi可變荷載Qi的準(zhǔn)永久值系數(shù)，應(yīng)按各章的規(guī)定采用。注：組合中的設(shè)計值僅適用于荷載與荷載效應(yīng)為線性的情況。1)對于標(biāo)準(zhǔn)組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值S應(yīng)按下式采用： 注：組合中的設(shè)計值僅適用于荷載與荷載效應(yīng)為線性的情況。中建二局第二建筑工程四、荷載組合4.2正常使用極限狀態(tài)荷載組合?建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)?GB 50009-2001 地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值、地基承載力設(shè)計值是87年版老標(biāo)準(zhǔn)的表述方式，特征值是2002年版新標(biāo)準(zhǔn)的表述方式 。1地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值：在正常情況下，可能出現(xiàn)承載力最小值，系按標(biāo)準(zhǔn)方法試驗、直接查標(biāo)準(zhǔn)

11、承載力表，也可根據(jù)承載力根本值乘以回歸修正系數(shù)即得。2地基承載力設(shè)計值：地基在保證穩(wěn)定性的條件下，滿足建筑物根底沉降要求的所能承受荷載的能力?？捎伤苄院奢d直接，也可由極限荷載除以平安系數(shù)得到，或由地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值經(jīng)過根底寬度和埋深修正后確定。 3地基承載力的特征值fak：正常使用極限狀態(tài)計算時的地基承載力。即在發(fā)揮正常使用功能時地基所允許采用抗力的設(shè)計值。它是以概率理論為根底，也是在保證地基穩(wěn)定的條件下，使建筑物根底沉降計算值不超過允許值的地基承載力。 4修正后的地基承載力特征值fa：考慮了影響承載力的各項因素后，由地基承載力特征值經(jīng)過根底寬度和埋深修正后確定，最終采用的相應(yīng)于正常使用極限狀態(tài)

12、下的設(shè)計值的地基允許承載力。 簡而言之：“特征值那么為允許值，平安系數(shù)已包括在內(nèi),采用正常使用極限狀態(tài)組合；假設(shè)為“標(biāo)準(zhǔn)值，那么為極限值，應(yīng)考慮相應(yīng)的抗力分項系數(shù)，采用承載能力力極限組合。目前設(shè)計院習(xí)慣性提供標(biāo)準(zhǔn)值，大家一定要注意。 中建二局第二建筑工程五、主要名詞解釋5.1承載力標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計值、特征值 及修正后特征值的理解一、根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件確定 1天然地基型，有軟弱下臥層時，持力層得厚度需大于根底底寬的1/4十字交叉型為對角線長度，其最小厚度應(yīng)大于12m； 2持力層在水平向的土性還應(yīng)均勻，特別是選用移動式塔吊需注意此點； 3根底宜埋置在地下水位以上，當(dāng)必須埋在地下水位以下時，應(yīng)采

13、取地基土在施工時不受擾動的措施。 4當(dāng)持力層為粘性土等隔水層，而其下有承壓水時，需驗算隔水層土的自重壓力應(yīng)大于承壓水的水壓力，以防止出現(xiàn)持力層被承壓水沖壞。二、作用在地基上的荷載大小和性質(zhì) 抗滑移等計算三、相鄰建筑物的根底埋深；四、地基土凍脹和融陷的影響。1根底埋深一般大于凍土深度，同時需計算凍脹力作用中建二局第二建筑工程六、根底埋置深度確實定7.1承載力計算中建二局第二建筑工程七、天然地基根底地基計算2雙向小偏心荷載作用eb/6：3單向大偏心荷載作用時b/6eb/4：注：負(fù)值區(qū)域不得大于基地寬度的1/4;式中：fa修正后的地基承載力特征值；Pk:根底底面的平均壓力值 Gk根底自重和根底上部至

14、地面的其他荷載；標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)根底地面面積，A=b*l；Fk,Fvk,Mvk,Tk塔吊的最用在根底上的荷載；標(biāo)準(zhǔn)值e偏心距， Mvk + Fvk*h /(Fk+Gk)；注：根據(jù)地下水位標(biāo)高，Gk需按浮容重考慮；大偏心基地壓力計算圖根底荷載小偏心基地壓力計算圖1軸心荷載作用：7.1承載力計算1根底底面的壓力，應(yīng)符合下式要求：當(dāng)軸心荷載作用時 pfa 14-26式中 p根底底面的平均壓力值；fa地基承載力特征值。當(dāng)偏心荷載作用時，除符合式14-26要求外，尚應(yīng)符合下式要求pmax1.2fa 式中 pmax根底底面邊緣的最大壓力值。2根底底面的壓力，按以下公式確定：當(dāng)軸心荷載作用時， 式中 F塔式起重機傳

15、至根底頂面的豎向力值；G根底自重和根底上的土重；A根底底面面積。當(dāng)偏心荷載作用，偏心距eb/6時 式中 M作用于根底底面的力矩；W根底底面的抵抗矩。當(dāng)偏心距eb/6時圖14-42，pmax按下式計算： 式中 l垂直于力矩作用方向的根底底面邊長；a合力作用點至根底底面最大壓力邊緣的距離。地基承載力特征值可由載荷試驗或其他原位測試等方法確定。中建二局第二建筑工程七、天然地基根底地基計算7.2軟弱下臥層承載力計算中建二局第二建筑工程七、天然地基根底地基計算1名詞解釋軟弱下臥層：在地基受力范圍內(nèi)，持力層下有承載力明顯低于持力層得土層。2驗算公式：Pz+Pczfaz 式中：Pz-相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時

16、，軟弱下臥層頂面處的附加壓力值； Pcz-軟臥下臥層頂面處土的自重壓力值； faz-軟臥下臥層頂面處經(jīng)深度修正后地基承載力特征值。3Pz值的計算矩形截面：Pz=lb(Pk-Pc)/(b+2ztan)(l+2ztan) 式中：l、b-矩形根底的兩邊； Pc-根底底面處土的自重壓力值如有； -地基壓力擴散線角，可按下表。Es1/Es2 Z=0.25 bZ0.5b3623510251020 30 注：1.Es1為上層土壓縮模量；Es2為下層土壓縮模量；2.z/b0.50時值不變。擴散角法計算土中附加應(yīng)力示意圖7.3修正后的地基承載力特征值 中建二局第二建筑工程七、天然地基根底地基計算1當(dāng)根底寬度大于

17、3m或埋置深度大于0.5m時，地基承載力修正公式： fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5) 式中：fak-地基承載力特征值； b、d-根底寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，按基底下土的類別查?建筑地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?GB 50007-2002表取值； -根底底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度； b-根底底面寬度(m)，當(dāng)基寬小于3m按3m取值，大于6m按6m取值； m-根底底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度； d-根底埋置深度(m)， 土面開始計。1地基變形特征：a沉降量b沉降差行走式塔吊c傾斜獨立塔吊d局部傾斜。 中建二局第二建筑工程八、天然地基變形計算2建議：1、由于獨

18、立式塔吊的特性，以及地質(zhì)勘探的性質(zhì)，一般情況下吊車根底下不會出現(xiàn)不均勻土層，無需進(jìn)行沉降計算，但需把好根底設(shè)置、承載力計算、地基處理等相關(guān)工作。2、對行走式塔吊，建議使用鋼梁形式，便于出現(xiàn)不均勻沉降后可進(jìn)行調(diào)整。中建二局第二建筑工程九、天然地基根底穩(wěn)定性計算1當(dāng)塔機根底底標(biāo)高接近邊坡底或基坑底部，并符合以下要求之一時，可不作地基穩(wěn)定性驗算。aa不小于2.0m，c不大于1.0m，fak不小于130kN/m2，且地基持力層下無軟弱下臥層；b采用樁根底。 根底位于邊坡的示意 中建二局第二建筑工程九、天然地基根底配筋計算9.1抗沖切計算 Fl0.7hpftamh0 am=(at+ab)/2 Fl=pj

19、Al 式中：hp-受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)h不大于800mm時，hp取1.0.當(dāng)h大于等于2000mm時，hp取0.9，其間按線性內(nèi)插法取用；ft-混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值；h0-根底沖切破壞錐體的有效高度；am-沖切破壞錐體最不利一側(cè)計算長度；at-沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的上邊長，當(dāng)計算柱與根底交接處的受沖切承載力時，取柱寬；當(dāng)計算根底變階處的受沖切承載力時，取上階寬；ab-沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面在根底底面積范圍內(nèi)的下邊長，當(dāng)沖切破壞錐體的底面落在根底底面以內(nèi)(圖a、b)。當(dāng)沖切破壞錐體的底面在l方向落在根底底面以外(圖c)，ab=l；pj-扣除根底自重及其上土重后相應(yīng)于

20、荷載效應(yīng)根本組合時的地基土單位面積凈反力，對偏心受壓根底可取根底邊緣處最大地基土單位面積凈反力；Al-沖切驗算時取用的局部基底面積(圖a、b中的陰影面積ABCDEF，或圖c中的陰影面積ABCD)；Fl-相應(yīng)于荷載效應(yīng)根本組合時作用在Al上的地基土凈反力設(shè)計值。中建二局第二建筑工程九、天然地基根底配筋計算9.2抗彎計算 十字型根底基底壓力示意圖 板式根底基底壓力示意圖 M=1/12a21(2l+a)(pmax+p-2G/A)+(pmax-p)l M=1/48(l-a)2(2b+b)(pmax+pmin-2G/A) 式中： pmax,pmin-相應(yīng)于荷載效應(yīng)根本組合時的根底底面邊緣最大和最小地基反

21、力設(shè)計值； a1-任意截面-至基底邊緣最大反力處的距離； p-相應(yīng)于荷載效應(yīng)根本組合時在任意截面-處根底底面地基反力設(shè)計值塔吊柱腳處； G-考慮荷載分項系數(shù)的根底自重及其上的土自重；當(dāng)組合值由永久荷載控制時，G=1.35Gk,Gk為根底及其上土的標(biāo)準(zhǔn)自重。9.3抗彎配筋計算 計算公式：最小配筋率：0.15%；中建二局第二建筑工程九、天然地基根底配筋計算9.4 出圖1根底尺寸：寬度長度高度，一般根底尺寸應(yīng)為正方形根底；2根底埋置深度；3混凝土標(biāo)號及鋼筋級別；4墊層厚度及根底混凝土標(biāo)號；根底砼強度要求不低于C45 5根底配筋圖鋼筋直徑、級別、間距及形式；6地腳螺栓型號、預(yù)埋件設(shè)置及接地要求按?塔機

22、根底說明書?采用。 注：制圖需滿足?建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)?GB/T50001-2001的標(biāo)準(zhǔn)；中建二局第二建筑工程十一、防塔機傾覆計算 如果塔吊采用整體式根底，根底計算除其自身強度需滿足標(biāo)準(zhǔn)要求外，尚應(yīng)滿足防止塔式起重機傾覆和地基承載力的要求。1防塔機傾覆計算為防止塔機傾覆需滿足以下條件： 式中 e偏心距，即地基反力的合力至根底中心的距離；Mt作用于塔身的不平衡力矩；H作用于根底上的水平力；h整體根底的高度；F作用于根底頂面的豎向力；G根底自重；b根底寬度。10.1承載力計算中建二局第二建筑工程十、樁基根底地基計算2雙向偏心荷載作用水平荷載引起的彎矩也要考慮：Qik=Fk+Gk/nMxkyi/y2iMykxi/x2i1.2Ra 3水平力作用下：Hik=Hk/nRha(單樁水平承載力特征值) 式中：Fk-相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，作用于樁基承臺頂面的豎向力；Gk-樁基承臺自重及承臺上土自重標(biāo)準(zhǔn)值；Qk-相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合軸心豎向力作用下任一單樁的豎向力；n-樁基中的樁數(shù)；Qik-相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合偏心豎向力作用下第i根樁的豎向力；Mxk,Myk-相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用于承臺底面通過樁群形心的x、y軸的力矩；xi,yi-樁i至樁群形心的y