桩基础塔吊基础施工方案.docx
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桩基础塔吊基础施工方案
一、编制依据
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001);
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002);
建筑、结构设计图纸;
《东方红大厦工程岩土工程详细勘察报告》
QTZ80自升塔式起重机使用说明书。
二、工程概况:
东方红大厦位于湖南省郴州市桂东县桂东大道旁,由湖南浙商房地产开发有限公司筹建,湖南建设科学研究院有限公司设计,由湖南长大建设集团股份有限公司承建。
项目工程计划工期大厦270日历天,计划开工日期大厦2014年8月2日、广场2014年9月2日,计划竣工日期大厦2015年5月2日、广场2014年9月2日。
东方大厦全楼共十层,地下一层,地上九层,一至三层为商业,四至九层为住宅,地下一层层高为5.4米,一层层高为层高4.8m,二、三层层高为4.5m,住宅层高均为2.9m,建筑总高度为36.000米,占地面积为2696.85m2,总建筑面积为19072.45m2,一至三层为整体商业,四至九层分南、北两栋,由三个一梯两户的住宅单元组成。
本工程为二类商住楼建筑。
建筑耐火等级为地上二级,地下一级,结构形式为框架结构,抗震不设防,设计使用年限50年。
混凝土环境:
室内正常环境为一类,室内潮湿,露天及与水土直接接触部分(基础、屋面等)为二类(a)。
基础采用长螺旋钻孔灌注桩基础,桩心截面为600㎜,其中由于现场场地条件限制,在轴/轴、轴/轴、N-1轴/N-J轴、N-1轴/N-B轴、N-31轴/N-J轴五个桩钻孔桩设备无法就位,改做Φ1000mm的人工挖孔桩。
持力层为强风化花岗岩-1,单桩竖向承载力特征值1400KN,要求桩长不小于12米,桩端入持力层≥1.2米。
根据现场实际情况,本工程考虑采用一台QTZ80型塔式起重机,详见塔吊布置图。
三、现场地质条件
(一)地形、地貌
场地位于桂东县桂东大道旁,属基坑内长螺旋钻孔灌注桩,低于±000标高约5.7m。
(二)场地岩土构成、水文地质条件
地层岩性构成
据现场勘探及已有地质勘察资料,构成场地的地层自上而下描述如下:
中粗砂:
冲洪积成因,黄色,水饱和,稍密至中密,含泥,水饱和,骨架颗粒小于0.25-0.5mm,其含量为45%-65%,含少量砾石,泥质胶结,粘性土含量为15%-25%,该土层场地内27个钻孔均有揭露,其厚度3.8-5.0m,平均厚4.34m。
力学强度较低、工程特性较差。
残积土:
残积成因,褐黄色、黄色,由粉质粘土和粉土等组成,硬可塑状态,干强度中等,韧性中等,摇振无反应,土芯切面规则,稍有光泽和滑腻感,含少量(母岩)石英砾石积石英碎石,该土层场地内27个钻孔均有揭露,其厚度为3.50-11.10m,平均厚9.46m。
该土层力学强度中等、工程特性中等。
强风化花岗岩:
浅肉红色,黄色,强风化,散体—碎裂结构,块状构造,矿物成分由长石、石英、云母组成,原岩长石矿物已风化呈高岭土,石英呈颗粒状,局部夹全风化花岗岩,镐可挖掘,不易干钻,岩石RQD指标极差,岩体基本质量等级为软岩V级。
该岩层场地27个钻孔均有揭露,其厚度3.0-6.70m(部分钻孔未揭穿该层),平均厚度3.31m。
该岩层力学强度中等,工程特性中等。
中风化花岗岩:
褐黄色、黄色、中风化,块状构造,岩芯呈短柱状,少量碎块状,岩块不易折断,不能干钻,岩石RQD指标为40-60,岩体基本质量等级为较软岩Ⅳ级。
该岩层ZK1~ZK16等16个钻孔探至该层,其厚度5.0-5.4m,未揭穿,该岩层力学强度高,工程特性好。
四、塔吊布置原则
1、最大限度的满足垂直运输的要求和服务半径,满足现场施工需求。
2、塔吊与周围建筑物之间的距离最大限度的满足安全规范的要求;
3、塔吊附着满足塔吊性能要求
4、满足塔吊安装和拆卸的工作面要求,保证塔吊安装拆卸的可行性。
五、塔吊选择
考虑本工程实际垂直运输工程量及施工总平面布置,拟布置1台塔吊,塔吊型号为QTZ5013,臂长56米。
六、塔吊定位
根据地下室结构平面布置图、主楼结构平面布置图和建筑布置图,塔吊基础具体位置详见塔吊基础平面布置图。
七、塔吊基础
塔吊采用长螺旋钻孔桩承台基础,桩径为600mm,承台尺寸为5000mm×5000㎜×1500㎜。
塔吊基础土方开挖后须经监理、勘察单位验收,进行地基承载力试验,满足设计要求200Kpa后方可进行封底。
塔吊基础混凝土浇筑前,应先预埋好塔吊地脚螺栓,做好基础隐蔽工程资料,并组织监理单位(或建设单位)验收,报送混凝土浇灌令后方可进行混凝土浇筑施工。
八、塔吊基础配筋图
九、结构验算
计算简图:
一、参数信息
1.塔吊参数
塔吊型号:
QTZ80(广西建机)
塔吊自重(Fk1):
401.40kN
起重荷载(Fqk):
60.00kN
塔身宽度(B):
1.6m
塔机计算高度(H):
43m
2.矩形承台参数
矩形承台截面长度(lc):
5m
矩形承台截面宽度(bc):
5m
矩形承台截面高度(hc):
1.35m
地下水位深度(hw):
0m
混凝土强度等级:
C35
承台钢筋级别:
HRB400
保护层厚度(as):
50mm
承台埋置深度(d):
1.65m
3.桩参数
桩个数(n):
4个
桩型与工艺:
长螺旋钻孔灌注桩
桩入土深度(lt):
12m
轴线距离(a1):
2.5m
轴线距离(a2):
2.5m
桩钢筋级别:
HRB400
桩钢筋直径:
14mm
桩直径(边长)(D):
0.6m
4.地基参数
二、塔吊抗倾覆稳定性验算
1.自重荷载以及起重荷载
1)塔机自重标准值:
Fkl=G0+G1+G2+G3+G4=251+37.4+3.8+19.8+89.4=401.40kN
2)起重荷载标准值:
Fqk=60.00kN
3)竖向荷载标准值:
Fk=Fk1+Fqk=401.40+60.00=461.40kN
4)基础及其上土自重标准值:
Gk=bc×lc×hc×25=5×5×1.35×25=843.75kN
受水位影响后其值:
Gk′=G11+G21=506.25+0.00=506.25kN
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
①塔基所受风均布线荷载标准值(ω0=0.20kN/m2)
qsk=0.8×α×βz×μS×μZ×ω0×α0×B×H/H
=0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.20×0.35×1.6
=0.44kN/m
②塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk·H=0.44×43=18.92kN
③基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk·H=0.5×18.92×43=406.82kN·m
2)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
①塔机所受风线荷载标准值(深圳市ω0′=0.75kN/m2)
qsk′=0.8×α×βz×μs×μz×ω0′×α0×B×H/H
=0.8×1.2×1.69×1.95×1.32×0.75×0.35×1.6
=1.75kN/m
②塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk′=qsk′·H=1.75×43=75.42kN
③基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk′=0.5Fvk′·H=0.5×75.42×43=1621.52kN·m
3.基础顶面倾覆力矩计算
1)工作状态下塔机倾覆力矩标准值
Mk=M1+M2+M3+M4+0.9(M5+Msk)
=(37.4×22)+(3.8×11.5)+(-19.8×6.3)+(-89.4×11.8)+0.9×(max(60×11.5,10×50)+406.82)
=673.98kN·m
2)非工作状态下塔机倾覆力矩标准值
Mk′=M1+M3+M4+Msk′
=(37.4×22)+(-19.8×6.3)+(-89.4×11.8)+1621.52
=1264.66kN·m
比较上述两种工况的计算,可知塔机在非工作状态时对基础传递的倾覆力矩最大,故应按非工作状态的荷载组合进行地基基础设计。
三、承台计算
1.荷载计算
最大压力:
N1=1.35×[Fk1/n+(Mk′+Fkv′hc)/L]=1.35×[401.40/4+(1264.66+75.42×1.35)/3.54]=657.25kN
最大拔力:
N2=1.35×[Fk1/n-(Mk′+Fkv′hc)/L]=1.35×[401.40/4-(1264.66+75.42×1.35)/3.54]=-386.30kN
Ni=max{N1,N2}=657.25kN
2.承台弯矩计算
依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条:
xi=(a1-B)/2=(2.5-1.6)/2=0.45m
yi=(a2-B)/2=(2.5-1.6)/2=0.45m
Mx=∑Niyi=2×657.25×0.45=591.52kN·m
My=∑Nixi=2×657.25×0.45=591.52kN·m
3.承台截面配筋的计算
依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002:
1)底面配筋:
h0=hc-as-d/2=1.35-50/1000-25/1000/2=1.29m
αsⅠ=My/(α1fclch02)=591.52/(1×16.70×103×5×1.292)=0.004
ξⅠ=1-(1-2αsⅠ)1/2=1-(1-2×0.004)1/2=0.004
γⅠ=1-ξⅠ/2=0.998
沿bc向配筋面积:
AsⅠ=My/(γⅠh0fy)=591520.69/(1.00×1.29×360.00)=1278.943mm2;
建议配筋面积:
As=max{AsⅠ,0.15%lchc}=max{1278.943,0.15%×5000×1350}=10125.00mm2
αsⅡ=Mx/(α1fclch02)=591.52/(1×16.70×103×5×1.292)=0.004
ξⅡ=1-(1-2αsⅡ)1/2=1-(1-2×0.004)1/2=0.004
γⅡ=1-ξⅡ/2=0.998
沿lc向配筋面积:
AsⅡ=Mx/(γⅡh0fy)=591520.69/(1.00×1.29×360.00)=1278.943mm2;
建议配筋面积:
As=max{AsⅡ,0.15%bchc}=max{1278.943,0.15%×5000×1350}=10125.00mm2
2)顶面配筋:
建议最小配筋面积:
沿bc向配筋面积:
AsⅠ′=0.5AsⅠ=5062.50mm2
沿lc向配筋面积:
AsⅡ′=0.5AsⅡ=5062.50mm2
4.承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.10条和第5.9.14条:
a1x=(a1-B-D)/2=(2.5-1.6-0.6)/2=0.15m
a1y=(a2-B-D)/2=(2.5-1.6-0.6)/2=0.15m
λx=a1x/h0=0.15/1.29=0.12
λy=a2x/h0=0.15/1.29=0.12
(800/h0)1/4×ftbch0×1.75/(λmax+1)=(800/(1.29×103))1/4×1.57×103×5×1.29×1.75/(0.25+1)
=12562.63kN≥Ni=657.25kN,满足要求!
5.承台受冲切验算
角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏椎体以内,且承台高度符合构造要求,故可不进行承台受角桩冲切的承载力验算。
四、基桩承载力验算
1.基桩竖向承载力验算
μ=πD=3.14×0.6=1.88m
Aps=πD2/4=3.14×0.62/4=0.28m2
Ra=μ∑qsi
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