塔吊基础专项施工方案补充调整.docx
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塔吊基础专项施工方案补充调整
舟山保亿·风景沁园(二期工期)
塔吊基础施工方案
(补充调整)
编制:
审核:
审批:
浙江省长城建设集团股份有限公司
二0一一年三月
一、工程概述
舟山临城新区LKC-5-4地块二期建安工程是由保亿置业(舟山)有限公司投资兴建的工程,整个工程由16幢建筑物组成(1、7、8、13、14、17、18、23、24、29#楼,均为地上六层、半地下室;19、20#楼,均为地上九层、地下一层;25、26#楼,均为地上十五层、地下一层;30、31#楼,均为地上十六层、地下一层),结构形式为框架结构,总建筑面积约99178平方米,其中地上建筑面积71132平方米,地下建筑面积28046平方米。
工程位于舟山市临城新区海客路与恰岛路交叉口的西南角。
±0.000相当于黄海标高3.90m。
二、编制依据
1、舟山临城新区LKC-5-4地块二期建安工程施工图纸及基坑围护图纸;
2、施工手册
3、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
4、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
5、《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)
6、《钢结构设计规范》(GB50017-2001)
7、《钢结构制作工艺规程》
8、海军东海建筑安装工程中心勘测队提供的《岩土工程勘察报告》
9、塔吊生产厂家(浙江虎霸建筑机械有限公司)提供的该型塔吊的力学参数
10、塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T187-2009)
三、平面布置:
根据建筑物平面布置情况,在满足周边环境及现场垂直运输要求的前提下,现确定设置5台虎霸QTZ63D塔吊,其中2台塔吊安装在地下室中(该地下室埋深为-5.7m,±0.000相当于黄海标高3.90m),3台塔吊安装在建筑物地下室外侧(该地下室埋深为-2.6m,±0.000相当于黄海标高3.90m),塔吊位置详见平面布置图,以保证最大覆盖面(塔吊在地下室土方开挖前安装完毕)。
具体位置详见《塔吊平面布置图》
塔吊安装高度:
1#、2#塔吊为70M;3#、4#、5#塔吊为40M
塔吊安装幅度:
55m;
四、塔吊基础形式:
1#、2#塔吊基础形式均为钻孔灌注桩加钢构柱,桩基采用4根Ф750钻孔灌注桩,桩心距1.6米,桩身砼强度C30,桩顶标高为-7.20m,桩顶处设一块5.0m×5.0m×0.4m小基础(要求锚桩100mm),混凝土采用C35,四肢角钢(L140×10)格构柱直接埋设在桩内,与桩搭接3米,格构柱与桩钢筋笼共两处电焊焊接,即格构柱和钢筋笼顶处及格构柱底和钢筋笼处,格构柱柱顶设一块40mm厚钢板,作为格构柱与塔吊基础节的连接板,标高为-1.2m。
详见附图。
3#、4#、5#塔吊基础形式均为钻孔灌注桩加承台,桩基采用4根Ф600钻孔灌注桩,桩心距4米,桩身砼强度C30,桩顶标高为-2.0m,桩顶处设5.0m×5.0m×1.3m基础(要求锚桩100mm,锚筋1000mm),承台混凝土采用C35,塔吊基础节与基础承台连接采用预埋螺栓。
五、工程地质及水文情况(详见地质报告)
六、基础验算
(一)格构式塔吊桩基计算
1、力学参数
P垂直力KN
F水平力KN
M弯矩KNM
N附着工况受力KN
434
73.5
1796
121
1)桩内力分析
A.理论依据
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)计算
B.桩内力计算
塔吊xy轴的方向是随机变化的,设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算,即当吊臂在承台对角线方向。
a竖向力作用下:
G=5×5×0.4×24=240KN
Nk=(434+24×5×5×0.4)/4=168.5KN
b偏心力作用下:
其中
n──桩数;
Fvk──相应于荷载效应标准组合时,作用于桩基承台顶面的竖向力;
G──桩基承台的自重标准值;
Mx,My──相应于荷载效应标准组合作用于承台底面通过桩群形心的xy轴的力矩;
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离;
Nik──相应于荷载效应标准组合单桩桩顶竖向力
Nikmax=(434+24×5×5×0.4)/4+(1796+73.5×0.4)×(1.6×1.414/2)/[2×(1.6×1.414/2)2]=975.3KN
要求单桩承载力达到975.3KN以上。
2、单桩承载力设计值确定
2.1、1#塔吊
1#塔吊基础桩基采用4根Φ750钻孔灌注桩,有效桩长取16m。
桩长范围内各层土分层厚度及桩侧极限摩阻力值如下:
(参地质报告26-26’剖面的ZK96号孔)
土层
厚度
极限摩阻力
桩端土承载力
第3层淤泥质粉质粘土
15m
9Kpa
第4-a层碎石混砾砂
1m
44Kpa
1600
有效桩长16m。
桩顶标高为-7.20m(相对标高)。
桩竖向承载力验算
A.理论依据
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)计算
a轴心竖向力作用下
b偏心竖向力作用下
Ra──单桩竖向承载力特征值
B.单桩竖向承载力特征值计算
计算公式如下:
其中qpa、──桩端端阻力特征值(kN/m2);
qsia──桩侧阻力特征值(kN/m2);
Ap──桩端截面面积;Ap=3.14×0.3752=0.442m2
up──桩身周边长度,up=3.14×0.75=2.355m;
li──第i层岩土的厚度;
解得单桩竖向承载力特征值
Ra=0.442×1600+2.355×(15×9+1×44)=1128KN>Nk=975.3KN
满足承载力要求。
2.2抗倾覆验算(土方开挖过程中,塔吊处于最不利状态)
Mx≤P.yi+Rsu.Y+G.Y
P.yi+Rsu.Y+G.Y=434×0.8+1128×2×1.6+(16×3.14×0.3752×24×2)×1.6=4499KN·M>1796KN·M
抗倾覆验算满足要求。
3、小承台基础的验算
承台截面主筋验算
A.矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-94)
其中:
恒载分项系数取1.2,活载分项系数取1.4;
Mx1,My1---计算截面处XY方向的弯矩设计值(KN.m);
xi,yi----单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m);
Ni1-----扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(KN)。
Ni1=1.2×434/4+(1.4×1796+1.4×73.5×0.4)×(1.6/2)/[4×(1.6×2)2]
=130.2+1825.4×1.4/12.8
=130.2+199.7=329.9KN
经计算得到弯矩设计值:
Mx1=My1=2×329.9×1.6/2=527.84kN.m
B.承台截面主筋的计算
a依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)受弯构件承载力计算。
其中
1──系数,当混凝土强度不超过C50时,
1取为1.0;当混凝土强度等级为C80时,
1取为0.94;期间按线性内插法确定。
1=1.0;
fc──混凝土抗压强度设计值,fc=14.3N/mm2;
h0──承台的计算高度,h0=1250mm;
fy──钢筋受拉强度设计值,fy=210N/mm2。
经过计算得
s=527.84×106/(1.0×14.3×5×103×4002)=0.046
=1-(1-2×0.046)1/2=0.047
s=1-0.047/2=0.9765
Asx1=Asy1=527.84×106/(0.9765×400×210)=6435.03mm2。
b按照《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)规定的最小配筋率0.15%,计算
Asx2=Asy2=5×103×1.3×103×0.15%=9750mm2
最后取Asx=Asy=9750mm2
C.承台截面主筋验算
双层双向
16﹫150钢筋As=20106.19mm2>9750mm2
∴所以基础承台截面配筋符合要求。
4、桩配筋计算
配筋率一般取0.4%
则:
S=ΠR2=π×0.3752=0.442m2
AS=0.442×0.4%=17.7cm2
配10φ18钢筋,螺旋箍φ8@300,加强箍为φ14@2000。
桩顶以下3.0M为加密区,箍筋间距为100mm,加强箍加强箍为φ14@1000。
钢筋笼长度为桩长的2/3,即16m。
5、格构柱计算
1)格构柱整体稳定性计算
依据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)。
1.格构柱截面的力学特性:
格构柱的截面尺寸为0.45×0.45m;
主肢选用:
14号角钢b×d×r=140×10×14mm;
缀板选用(m×m):
0.25×0.36
主肢的截面力学参数为A0=27.37cm2,Z0=3.82cm,Ix0=514.65cm4,Iy0=514.65cm4;
格构柱截面示意图
格构柱的y-y轴截面总惯性矩:
格构柱的x-x轴截面总惯性矩:
经过计算得到:
Ix=4×[514.65+27.37×(45/2-3.82)2]=40265.00cm4;
Iy=4×[514.65+27.37×(45/2-3.82)2]=40265.00cm4;
2.格构柱的长细比计算:
格构柱主肢的长细比计算公式:
其中H──格构柱的总高度,取6.00m;
I──格构柱的截面惯性矩,取,Ix=40265.00cm4,Iy=40265.00cm4;
A0──一个主肢的截面面积,取27.37cm2。
经过计算得到
x=31.29,
y=31.29。
格构柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比计算公式:
其中b──缀板厚度,取b=0.25m。
h──缀板长度,取h=0.36m。
a1──格构架截面长,取a1=0.45m。
经过计算得iL=[(0.252+0.362)/48+5×0.452/8]0.5=0.36m。
1=6.00/0.36=16.60。
换算长细比计算公式:
经过计算得到
kx=35.42,
ky=35.42。
3.格构柱的整体稳定性计算:
格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式:
其中N──轴心压力的计算值(kN);取N=975.30kN;
A──格构柱横截面的毛截面面积,取4×27.37cm2;
──轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数;
根据换算长细比
0x=35.42,
0y=35.42,查《钢结构设计规范》得到
x=0.92,
y=0.92。
经过计算得到X方向的强度值为97.1N/mm2,不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求!
Y方向的强度值为97.1N/mm2,不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求!
2)格构柱顶板计算
(1)顶板截面抵抗矩顶板厚度取40MM
W=bh2/6=450×402/6=120000mm3
(2)顶板所受的弯矩顶板按四边简支板计算
M=Kxqb2=0.0368×711.3/0.45×0.452=16.15KN.M
(3)顶板强度б=M/W=16.15×106/120000=134.6N/mm2<f=205N/mm2
满足要求
6、格构柱的构造要求
随着挖土施工过程,对四根格构柱进行加固。
采用L100×10角钢作为缀条及斜杆。
缀条水平四周跟通,垂直间距为1.5米,斜杆“之”字形布置,四面设置,缀条与格构柱的连接采用焊接。
格构柱与桩身钢筋笼主筋帮条焊牢。
塔吊基础节与格构柱采用Φ30高强螺栓连接。
挖土完成后,需做塔吊临时基础,尺寸为5×5×0.4米,配双层双向Φ16@150钢筋网片。
格构柱穿地下室底板需采取防水措施,采用4mm厚钢板作为止水片,位置在地下室底板中间。
7、施工中应注意:
(1)、四肢格构柱直接埋设在桩内,必须与桩搭接3米,并且埋在桩内的格构柱上下两端必须与钢筋笼中的2根钢筋电焊焊接,焊缝长度为双面10d,焊缝高度为10mm。
(2)、ø750钻孔灌注桩配筋为10根Ф18。
桩钢筋笼配制长度必须达到桩有效长度的2/3以上。
(3)、当挖土方时,在塔吊基础部位,必须分层开挖。
钢柱之间的缀条必须跟随挖土深度每1.5米焊一次。
(4)当土方挖至标高后,必须立即做好坑底砼板,以加强四根钻孔桩的整体稳定。
(5)严格控制格构柱的钢材质量及加工焊接质量。
桩顶承台未达设计强度前,严禁使用塔吊。
(6)放置格构柱时应控制其水平度、垂直度及平面位置,确保格构柱使用过程中受力安全性。
(7)塔吊安拆应由专业队伍负责施工,并编制相应的搭拆专项方案报分公司审批,在安拆塔吊前应提前通知分公司,并递交相关资料,由集团公司审察并同意签发安拆令后方可安装塔吊。
七、塔吊避雷措施
塔机要用专用的接地线可靠接地,接地电阻不得大于4Ω,塔吊接地圆钢同塔吊基础钢筋与桩基钢筋用φ12圆钢焊接,形成一个接地网,上部与塔吊专设接地线相连,确保塔吊防雷安全。
八、主要安全技术措施:
1、基础平面与水平面倾斜度<1/1000。
2、标准节垂直度控制在<1/1000。
3、确保格构柱与桩基稳固连接。
4、在塔吊安装前,必须向操作人员进行安全、技术交底。
5、作业人员进入现场必须戴安全帽,穿防滑鞋,高空作业必须系安全带。
6、塔吊操作须有专人指挥,全体作业人员集中经精力、相互配合,在指挥人员指挥下安全作业。
7、对所有的起重工具如索具、夹具等进行全面检查并计算、验算后方可使用。
8、塔吊安装后必须经主管部门检查验收合格后,挂牌方可使用。
9、塔吊司机须持有效操作证上岗。
10、严格执行“十个不准吊”。
11、塔吊电箱必须上锁,专人保管,工作完毕切断电源、上锁。
12、经常对塔吊进行保养维修,特别是对五限位(超高、变幅、超重、力矩、升空室)上保险;吊钩、钢丝绳、滚筒要经常检查并准备配件。
九、塔吊基础沉降观测
1.塔吊安装完毕后,应加强对塔吊基础的沉降观测,并记录在案备查。
以确保塔吊的安全使用。
2.塔吊基础沉降观测半月一次。
垂直度在塔吊自由高度时半月一次测定。
3.在塔机出现沉降,垂直度偏差超过规定范围时,必须进行偏差校正。
在最低节与塔吊基脚螺栓加垫钢片校正。
校正过程中用高吨位千斤顶顶起塔身,顶塔身之前,塔身用大缆绳四面揽紧,在确保安全的前提下才能起顶塔身。
十、多塔作业注意事项
1、项目部必须配置塔吊指挥且持证上岗,配备对讲机,由塔吊指挥统一协调塔吊的吊装作业;
2、塔吊安装高度必须不在同一平面(应有足够的高差);
3、项目部应做好塔吊司机和塔吊指挥的安全技术交底工作,特别有关多塔作业的注意事项;
4、两台塔吊不得同时在吊装重叠区域进行吊装作业,当塔吊在吊装重叠区域进行作业时应注意相关塔吊的运行方向,并与塔吊指挥随时保持联系,确保各塔吊在使用中不相相互碰撞。
十一、塔吊安拆方案
详见塔吊安拆施工方案。
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