单桩塔吊基础设计及施工新技术摘要:塔吊基础往往采用4根桩基进行承载,不仅施工复杂,工期长,且造价较高。在中房•胜利小区工程施工中使用了新技术一单桩塔吊基础,其受力明确,技术先进,施工简便,经济合理,具有一定的创新性。关键词:塔吊基础单桩设计及施工:TU74文献标识码:A:1工程概况进行中房•胜利小区工程施工时采用QTZ63塔吊作为施工期间材料的垂直运输。为满足施工起升高度要求,选用塔吊的总高度为45叭从本工程的土质情况、土方开挖后对边坡支护影响等因素考虑,同时为了降低工程造价,加快塔吊的安装进度,塔吊拟采用钢筋混凝土於承台基础,承台尺寸^5mX5mX1.35mo承台下为单根直径1.5m的钻孔灌注桩基础,桩基及承台的混凝土强度均为C30o桩顶部伸进承台lOOnini。承台及桩基钢筋的保护层厚度取5cm0为确保塔吊基础的稳定性及基础承载力满足使用要求,需根据塔吊基础的承载力、抗倾覆稳定性等计算结果进行配筋及决定结构尺寸。3塔吊桩基础的设计计算3.1基本参数塔吊型号为QTZ63,塔吊自重(包括压重)G二450.8kN,最大起重荷载Q=60kN,塔吊高度H=45m,塔身宽度B=1.8m,混凝土的弹性模量Ec=30000N/mm2,地基土水平抗力系数m=4.25MN/,混凝土强度:C30,钢筋级别:II级钢,桩直径d=1.5m,保护层厚度:5cm,塔吊倾覆力距M=630.OkN•m,标准节长度a=2.8m,主弦杆材料:角钢/方钢,宽度/直径c=120mm,塔身前后片桁架的平均充实率a0=0.35,柳州基本风压W0-0.2kN/m2,地面粗糙度类别:B类一田野乡村,风荷载高度变化系数Uz二1.34O3.2荷载计算(1)塔吊对交叉梁中心作用力的计算%塔吊自重(包括压重)G二450.8kN%塔吊最大起重荷载Q二60.OkN%基础以及覆土自重标准值Gk=5.0X5.0X1.35X25=843.8kN作用于塔吊的竖向力设计值F二450.8+60.0+843.8=1354.6kN(2)风荷载计算1)工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a.塔机所受风均布线荷载标准值(W0=0.2kN/m2)=0.8X1.59X1.95X1.34X0.2=0.665kN/m2二0.665X0.35X1.8=0.42kN/mb.塔机所受风荷载水平合力标准值=0.42X45=18.9kNc.基础顶面风荷载产生的力矩标准值=0.5X18.9X45=425kN.m2)非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a.塔机所受风均布线荷载标准值柳州50年一遇风压为0.3kN/m2,小于0.35kN/m2,取W0二0.35kN/m2o-0.8X1.59X1.95X1.34X0.35=1.163kN/m2=1.163X0.35X1.8=0.73kN/mb.塔机所受风荷载水平合力标准值=0.73X45=32.9kNc.基础顶面风荷载产生的力矩标准值=0.5X32.9X45=740kN.m(3)塔机的倾覆力矩工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值=0.9X(425+630)=950kN.m非工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值=740kN.m3.3承台配筋计算承台尺寸:5mX5mX1.35m依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。式中:一系数,取为1.0;一混凝土抗压强度设计值,14.3N/IHIH2;一承台的计算高度,l.3m;—钢筋受拉强度设计值,300N/inm2;经过计算得=950X/(1.0X14.3X5000X13002)=0.0077=0.0077=1-0.0077/2=0.996=950X/(0.996X1300X300)=2446mm2按照最小配筋率P=0.1%计算配筋,二0.001X5000X1300=6500mm2o比较和,所以按配筋,现场取25根中22的钢筋,钢筋采用HRB335O=25X3.14X112=9499mm2^6500mm2所以承台配筋面积满足要求。单桩承台不需要进行抗剪和其它的验算!3.4桩身最大弯矩计算(1)按照ni法计算桩身最大弯矩:%计算桩的水平变形系数(1/m):其中:m一地基土水平抗力系数的比例系数;取4.25MN/;一桩的计算宽度,0.9X(1.5+1)二2.25m;E—抗弯弹性模量,E=28000N/mm2;I—截面惯性矩,hXI.5004/64=0.248o经计算得到桩的水平变形系数:=0.318/m%计算=32.9/(0.318X950)=0.109%由查表得:Km二1.03,二0.39%计算桩的最大弯矩值、最大弯矩深度=950X1.03=979kN.m最大弯矩深度z=0.39/0.318=1.23mo3.5桩配筋计算依据《混凝土结构设计规范》。沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件,其截面受压承载力计算:(1)偏心受压构件,其偏心矩增大系数按下式计算:式中:一桩的计算长度,取10m;h—截面高度,取h=1.5m;eO一轴向压力对截面重心的偏心矩,计算得0.72m;ea一附加偏心矩,取20mm和偏心方向截面最大尺寸的...