塔吊基础施工方案2 精品.docx
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塔吊基础施工方案2精品
项目名称:
南沙游艇滨海地产一期工程
塔吊基础施工方案
中国华西企业有限公司
二〇一四年10月
项目名称:
南沙游艇滨海地产一期工程
塔吊基础施工方案
编制单位:
总工程师:
工程技术部:
项目审核:
编制:
编制日期:
审批单位:
中国华西企业有限公司
审批:
审核:
审批日期:
1编制依据
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002;
《塔式起重机混凝土基础工程技术规范》JGJ/T187-2009;
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012;
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010;
《建筑安全检查标准》JGJ59-2011;
《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008);
工程资料:
地勘报告、施工图、施工组织设计和《塔式起重机使用说明书》等。
2工程概况
2.1工程总概况
2.1.1参建单位
本工程的各参建单位如表2.1。
表2.1工程参建单位
序号
项目
内容
1
工程名称
南沙游艇滨海地产一期
2
工程地址
南沙区港前大道
3
建设单位
广州南沙开发建设有限公司
4
设计单位
深圳大学建筑设计研究院
5
监理单位
广州建筑工程监理有限公司
7
施工总承包
中国华西企业有限公司
2.1.2工程概况
广州南沙游艇滨海地产项目一期工程工程;工程建设地点:
广州南沙;属于剪力墙结构;地上8层;地下1层;建筑高度:
28.4m;标准层层高3m;总建筑面积:
73856平方米;总工期:
548天。
本工程由广州南沙开发建设有限公司投资建设,深圳大学建筑设计研究院设计,广州市吉华岩土检测有限公司地质勘察,广州建筑工程监理有限公司监理,中国华西企业有限公司组织施工;吴航担任项目经理,李孝辉担任技术负责人。
2.2塔吊选型及平面布置
本工程采用两台塔吊,分别为塔吊1和塔吊2,塔吊型号均选用QTZ60(浙江建机)。
塔吊基础定位详见施工平面图。
3塔吊基础设计
3.1塔吊1所在位置的地质状况及水文条件
3.1.1平面位置
ZX图3.1-1塔吊基础定位图
3.1.2地质状况
塔吊1地质情况:
塔吊1位于地质勘探点KK17位置附近,所以地质状况按KK17参考计算。
表3.1-1地层分层参数表(天然基础)
层序
岩土名称
平均分层厚度m
承载力特征值fak(kPa)
1
吹填土
5.7
-
2
淤泥
15.6
-
3
粉细砂
2.2
-
4
粉质粘土
8.9
-
5
强风化岩
1.1
-
6
中风化岩
1.5
-
表3.1-2地基岩土物理力学参数表(桩基础)
层序
岩土名称
重度γ
kN/m³
孔隙比e
液性指数IL
内摩擦角(°)
压缩模量Es(MPa)
侧阻力qsk(kPa)
端阻力qpk(kPa)
抗拔系数λi
承载力特征值fak(kPa)
1
淤泥
15.9
1.61
52.96
3.03
2.16
15
-
0.5
-
2
粉质粘土
18.5
0.89
39.23
17.25
3.54
58
1300
0.7
-
3
全风化花岗混合岩
19.6
0.68
30.07
22.85
5.1
250
5500
0.8
-
3.1.3本工程所在场地50年重现期的基本风压为0.5kN/m²。
地下稳定水位埋深为1m~3m,基坑采用水泥搅拌止水。
3.2塔吊1的技术参数及计算书
3.2.1塔机基本属性
塔机型号
QTZ60(浙江建机)
塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)
35
塔机独立状态的计算高度H(m)
38
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B(m)
1.6
3.2.2、塔机荷载
1、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1(kN)
434
起重荷载标准值Fqk(kN)
60
竖向荷载标准值Fk(kN)
494
水平荷载标准值Fvk(kN)
18.9
倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
561.58
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN)
434
水平荷载标准值Fvk'(kN)
102.3
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)
373.05
2、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1(kN)
1.35Fk1=1.35×434=585.9
起重荷载设计值FQ(kN)
1.35FQk=1.35×60=81
竖向荷载设计值F(kN)
585.9+81=666.9
水平荷载设计值Fv(kN)
1.35Fvk=1.35×18.9=25.515
倾覆力矩设计值M(kN·m)
1.35Mk=1.35×561.58=758.133
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
1.35Fk'=1.35×434=585.9
水平荷载设计值Fv'(kN)
1.35Fvk'=1.35×102.3=138.105
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.35Mk=1.35×373.05=503.618
3.2.3、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h(m)
1
承台长l(m)
3.5
承台宽b(m)
3.5
承台长向桩心距al(m)
2.5
承台宽向桩心距ab(m)
2.5
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)
20
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)
50
配置暗梁
否
基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值:
Gk=bl(hγc+h'γ')=3.5×3.5×(1×20+0×19)=245kN
承台及其上土的自重荷载设计值:
G=1.35Gk=1.35×245=330.75kN
桩对角线距离:
L=(ab2+al2)0.5=(2.52+2.52)0.5=3.536m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下:
Qk=(Fk+Gk)/n=(494+245)/4=184.75kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下:
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L
=(494+245)/4+(561.58+18.9×1)/3.536=348.935kN
Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L
=(494+245)/4-(561.58+18.9×1)/3.536=20.565kN
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
=(666.9+330.75)/4+(758.133+25.515×1)/3.536=471.062kN
Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L
=(666.9+330.75)/4-(758.133+25.515×1)/3.536=27.763kN
3.2.4、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)
50
桩入土深度lt(m)
22
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
否
桩混凝土类型
预应力混凝土
桩身普通钢筋配筋
HPB3002Φ16
桩身预应力钢筋配筋
65012Φ10.70
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)
0
是否考虑承台效应
否
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)
吹填土
5.7
25
0
0.5
-
淤泥
15.6
15
0
0.5
-
粉细砂
2.2
30
1200
0.7
-
粉质粘土
8.9
58
1300
0.7
-
强风化岩
1.1
170
4500
0.8
-
中风化岩
1.5
250
5500
0.8
-
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
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap
=1.571×(5.7×25+15.6×15+0.7×30)+1200×0.196=860.011kN
Qk=184.75kN≤Ra=860.011kN
Qkmax=348.935kN≤1.2Ra=1.2×860.011=1032.013kN
满足要求!
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=20.565kN≥0
不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算!
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=12×3.142×10.72/4=1079mm2
(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=471.062kN
ψcfcAp+0.9fy'As'=(0.85×36×0.196×106+0.9×(270×402.124+400×1079.043))×10-3=6531.797kN
Q=471.062kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=6531.797kN
满足要求!
(2)、轴心受拔桩桩身承载力
Qkmin=20.565kN≥0
不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算!
4、裂缝控制计算
Qkmin=20.565kN≥0
不需要进行裂缝控制计算!
3.2.5、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB335Φ22@130
承台底部短向配筋
HRB335Φ22@130
承台顶部长向配筋
HRB335Φ18@130
承台顶部短向配筋
HRB335Φ18@130
1、荷载计算
承台有效高度:
h0=1000-50-22/2=939mm
M=(Qmax+Qmin)L/2=(471.062+(27.763))×3.536/2=881.806kN·m
X方向:
Mx=Mab/L=881.806×2.5/3.536=623.531kN·m
Y方向:
My=Mal/L=881.806×2.5/3.536=623.531kN·m
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=666.9/4+758.133/3.536=381.157kN
受剪切承载力截面高度影响系数:
βhs=(800/939)1/4=0.961
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离:
a1b=(ab-B-d)/2=(2.5-1.6-0.5)/2=0.2m
a1l=(al-B-d)/2=(2.5-1.6-0.5)/2=0.2m
剪跨比:
λb'=a1b/h0=200/939=0.213,取λb=0.25;
λl'=a1l/h0=200/939=0.213,取λl=0.25;
承台剪切系数:
αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.25+1)=1.4
αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.25+1)=1.4
βhsαbftbh0=0.961×1.4×1.57×103×3.5×0.939=6940.127kN
βhsαlftlh0=0.961×1.4×1.57×103×3.5×0.939=6940.127kN
V=381.157kN≤min(βhsαbftbh0,βhsαlftlh0)=6940.127kN
满足要求!
3、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围:
B+2h0=1.6+2×0.939=3.478m
ab=2.5m≤B+2h0=3.478m,al=2.5m≤B+2h0=3.478m
角桩位于冲切椎体以内,可不进行角桩冲切的承载力验算!
4、承台配筋计算
(1)、承台底面长向配筋面积
αS1=My/(α1fcbh02)=623.531×106/(1.03×16.7×3500×9392)=0.012
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.012)0.5=0.012
γS1=1-ζ1/2=1-0.012/2=0.994
AS1=My/(γS1h0fy1)=623.531×106/(0.994×939×300)=2227mm2
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(2227,0.0024×3500×939)=7740mm2
承台底长向实际配筋:
AS1'=10615mm2≥A1=7740mm2
满足要求!
(2)、承台底面短向配筋面积
αS2=Mx/(α2fcbh02)=623.531×106/(1.03×16.7×3500×9392)=0.012
ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.012)0.5=0.012
γS2=1-ζ2/2=1-0.012/2=0.994
AS2=Mx/(γS2h0fy1)=623.531×106/(0.994×939×300)=2227mm2
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(9674,0.0024×3500×939)=7740mm2
承台底短向实际配筋:
AS2'=10615mm2≥A2=7740mm2
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'=7106mm2≥0.5AS1'=0.5×10615=5308mm2
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'=7106mm2≥0.5AS2'=0.5×10615=5308mm2
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。
3.2.7、配筋示意图
承台配筋图
桩配筋图
3.3塔吊2所在位置的地质状况及水文条件
3.3.1平面位置
图3.3-1塔吊基础定位图
3.1.2地质状况
塔吊1地质情况:
塔吊2位于地质勘探点K8位置附近,所以地质状况按KK17参考计算。
表3.1-1地层分层参数表(天然基础)
层序
岩土名称
平均分层厚度m
承载力特征值fak(kPa)
1
吹填土
5.4
-
2
淤泥
13.2
-
3
粉细砂
4.9
-
4
粉质粘土
4.3
-
5
强风化岩
9.2
-
6
中风化岩
3.4
-
表3.1-2地基岩土物理力学参数表(桩基础)
层序
岩土名称
重度γ
kN/m³
孔隙比e
液性指数IL
内摩擦角(°)
压缩模量Es(MPa)
侧阻力qsk(kPa)
端阻力qpk(kPa)
抗拔系数λi
承载力特征值fak(kPa)
1
淤泥
15.9
1.61
52.96
3.03
2.16
15
-
0.5
-
2
粉质粘土
18.5
0.89
39.23
17.25
3.54
58
1300
0.7
-
3
全风化花岗混合岩
19.6
0.68
30.07
22.85
5.1
250
5500
0.8
-
3.1.3本工程所在场地50年重现期的基本风压为0.5kN/m²。
地下稳定水位埋深为1m~3m,基坑采用水泥搅拌止水。
3.4塔吊2的技术参数及计算书
3.4.1、塔机属性
塔机型号
QTZ60(浙江建机)
塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)
35
塔机独立状态的计算高度H(m)
38
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B(m)
1.6
3.4.2、塔机荷载
1、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1(kN)
434
起重荷载标准值Fqk(kN)
60
竖向荷载标准值Fk(kN)
494
水平荷载标准值Fvk(kN)
18.9
倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
561.58
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN)
434
水平荷载标准值Fvk'(kN)
102.3
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)
373.05
2、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1(kN)
1.35Fk1=1.35×434=585.9
起重荷载设计值FQ(kN)
1.35FQk=1.35×60=81
竖向荷载设计值F(kN)
585.9+81=666.9
水平荷载设计值Fv(kN)
1.35Fvk=1.35×18.9=25.515
倾覆力矩设计值M(kN·m)
1.35Mk=1.35×561.58=758.133
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
1.35Fk'=1.35×434=585.9
水平荷载设计值Fv'(kN)
1.35Fvk'=1.35×102.3=138.105
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.35Mk=1.35×373.05=503.618
3.4.3、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h(m)
1
承台长l(m)
3.5
承台宽b(m)
3.5
承台长向桩心距al(m)
2.5
承台宽向桩心距ab(m)
2.5
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)
20
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)
50
配置暗梁
否
基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值:
Gk=bl(hγc+h'γ')=3.5×3.5×(1×20+0×19)=245kN
承台及其上土的自重荷载设计值:
G=1.35Gk=1.35×245=330.75kN
桩对角线距离:
L=(ab2+al2)0.5=(2.52+2.52)0.5=3.536m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下:
Qk=(Fk+Gk)/n=(494+245)/4=184.75kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下:
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L
=(494+245)/4+(561.58+18.9×1)/3.536=348.935kN
Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L
=(494+245)/4-(561.58+18.9×1)/3.536=20.565kN
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
=(666.9+330.75)/4+(758.133+25.515×1)/3.536=471.062kN
Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L
=(666.9+330.75)/4-(758.133+25.515×1)/3.536=27.763kN
3.4.4、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)
50
桩入土深度lt(m)
22
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
否
桩混凝土类型
预应力混凝土
桩身普通钢筋配筋
HPB3002Φ16
桩身预应力钢筋配筋
65012Φ10.70
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)
0
是否考虑承台效应
否
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)
吹填土
5.4
25
0
0.5
-
淤泥
13.2
15
0
0.5
-
粉细砂
4.9
31
1200
0.7
-
粉质粘土
4.3
60
1300
0.7
-
强风化岩
9.2
162
4500
0.8
-
中风化岩
3.4
255
5500
0.8
-
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
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap
=1.571×(5.4×25+13.2×15+3.4×31)+1200×0.196=924.257kN
Qk=184.75kN≤Ra=924.257kN
Qkmax=348.935kN≤1.2Ra=1.2×924.257=1109.108kN
满足要求!
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=20.565kN≥0
不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算!
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=12×3.142×10.72/4=1079mm2
(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=471.062kN
ψcfcAp+0.9fy'As'=(0.85×36×0.196×106+0.9×(270×402.124+400×1079.043))×10-3=6531.797kN
Q=471.062kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=6531.797kN
满足要求!
(2)、轴心受拔桩桩身承载力
Qkmin=20.565kN≥0
不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算!
4、裂缝控制计算
Qkmin=20.565kN≥0
不需要进行裂缝控制计算!
3.4.5、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB335Φ22@130
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