26 塔吊基础方案Word格式.docx
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TC6020
60
55
6000mm×
1350mm
桩基础
4#
TC6013
40
6500mm×
天然基础
5#
5700mm×
8500mm×
6#
TC5513
50
46
7500mm×
3.2基础选型
1、4#塔吊
根据地质勘察报告及现场开挖情况显示,4#塔吊基础位置的地质为强风化泥质份砂岩,承载力特征值为450kpa,可做天然基础,故拟采用天然基础作为其塔吊基础。
根据说明书要求,结合计算结构,确定基础尺寸为6500mm×
1350mm,基础混凝土强度等级为C35。
2、3#、5#、6#塔吊
根据地质勘察报告及现场开挖情况显示,3#、5#、6#塔吊基础位置均为粘土层,结构疏松,土质不均,承载力低,不宜设置天然基础,故拟采用冲孔灌注桩作为其塔吊基础。
考虑3台塔吊基础位置均设计1直径为1.2m的灌注桩,可采用此部分工程桩兼做塔吊基础的支承桩,另外打入3根Φ1200的灌注桩(配筋及做法同ZJ1),与其共同作为塔吊基础的承重桩。
基础混凝土强度等级为C35。
因TC5513型塔吊基础反力小于TC6013型塔吊基础反力,故TC5513型塔吊基础按照TC6013型塔吊基础设计。
3.3安装位置
各台塔吊详细定位见图3.3-1~3.3-4。
图3.3-13#塔吊基础定位图3.3-24#塔吊基础定位
图3.3-35#塔吊基础定位图3.3-47#塔吊基础定位
根据现场实际情况,为了便于施工,将塔吊基础顶标高平底板顶面标高,即塔吊基础作为以后底板结构一部分,在塔吊基础施工时即做防水处理和留置止水钢板,防水做法同底板。
四、基础施工
4.1设计方案
根据现场开挖显示的土质情况并结合本项目《岩土工程勘察报告》,拟对塔吊基础进行设计。
塔基底部做100厚C15素砼垫层,施工缝用快易收口网拦设。
塔吊基础砼强度等级为C35。
防水做法同地下室底板防水施工且按规范预留搭接头。
塔吊基础应事先浇筑完毕,养护期大于14天。
同时应考虑开挖后的基础土质情况,等开挖后现场勘察,如果土质较差,拟在相应位置加大基础受压面积或增加开挖深度,并进行换土处理,可减少地基沉降,造成塔吊基础的沉降不均匀。
塔吊基础土方开挖后必须及时进行垫层施工防止雨水浸泡地基土,降低地基土的承载力。
塔吊基础锚入底板长度不小于设计锚固长度,塔吊基础钢筋与底板钢筋焊接连接,接头率不大于50%。
塔吊基础做法详见图4.1-1~4.1-2
图4.1-14#塔吊基础与底板连接做法图
图4.1-23#、5#、6#塔吊基础与底板连接做法图
4.2锚杆施工
根据设计,塔吊基础将作为底板结构的组成部分,因此在塔吊基础施工前需要组织对基础影像范围内的所有锚杆先行施工完毕。
塔吊基础周边1500mm范围锚杆同塔吊基础同时施工。
4.3施工缝的处理
由于塔吊基础顶面标高与结构底板面平,在塔吊基础周边会形成一道施工缝,因此在施工塔吊基础时,需按照该部位结构底板钢筋按50%错开预留,以便与后施工的底板钢筋连接。
该预留洞四周的施工缝是地下室底板渗水的薄弱环节,拟在塔吊基础四周,底板中间位置安装2厚、300宽的止水钢板,在底板砼浇筑时,将施工缝处进行凿毛处理,充分湿润后刷素水泥浆一道,浇筑砼将塔吊基础与底板进行有效连接。
4.4防水搭接处理
因塔吊基础将作为底板结构一组成部分,故在塔吊基础施工阶段即需做防水施工,塔吊基础防水与底板搭接≥800,此搭接部分防水施工完成即进行保护层施工,待后期底板防水施工时在不破坏防水层的前提下将此部分保护层去除,将此部分防水与底板防水进行搭接施工,其中抗拔锚杆防水同底板结构锚杆防水大样。
塔吊基础防水搭接范围见图4.4。
图4.4塔吊基础防水与底板预留搭接
4.5楼板预留洞
由于塔吊要穿过地下室每层楼板,需在结构板上设预留洞。
每层留洞(洞口尺寸为2.5m×
2.5m),钢筋按规范错开预留,待塔吊拆除后浇筑比同层砼高一个标号的微膨胀砼进行连接补口。
另4#、6#塔吊位置在首层板面(即地下室顶板)时,因上部无结构,为室外园林等种植面,所以这2台塔吊出±
0.0位置时,预留洞口边缘施工缝也需留置止水钢板。
为了防止首层雨水倒灌进地下室,在首层结构预留洞边用M5水泥砂浆砌筑180mm厚0.2m高砖墙挡水。
五、基础验算
5.1验算结果说明
本工程塔吊基础设计验算时,根据现场各种可能的工况,取最不利工况进行分析,就是当作用于塔吊的风荷载与自身的最大倾覆荷载作用叠加时为最不利工况;
设计验算结构如下表:
表5.1-1各塔吊基础信息统计表
承台底部配筋
承台顶部配筋
支撑桩长
桩截面主筋
C25@150
C20@150(同底板)
9m
26C16(同设计配筋)
C20@150
/
C22@150
8m
5.23#塔吊计算书
一.参数信息
塔吊型号:
塔机自重标准值:
Fk1=682.0kN
起重荷载标准值:
Fqk=100Kn
塔吊最大起重力矩:
M=1000kN.m
非工作状态下塔身弯矩:
M=2695.1kN.m
塔吊计算高度:
H=55m
塔身宽度:
B=1.8m
桩身混凝土等级:
C30
承台混凝土等级:
C35
保护层厚度:
H=50mm
矩形承台边长:
H=6m
承台厚度:
Hc=1.35m
承台箍筋间距:
S=200mm
承台钢筋级别:
HRB400
承台顶面埋深:
D=0m
桩直径:
d=1.2m
桩间距:
a=6m
桩钢筋级别:
桩入土深度:
桩型与工艺:
泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩
计算简图如下:
二.荷载计算
1.自重荷载及起重荷载
1)塔机自重标准值
Fk1=682kN
2)基础以及覆土自重标准值
Gk=6.0×
6.0×
1.35×
25=1215kN
承台受浮力:
Flk=6.0×
0.85×
10=306kN
3)起重荷载标准值
Fqk=60kN
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(Wo=0.2kN/m2)
=0.8×
1.77×
1.95×
0.99×
0.2=0.55kN/m2
=1.2×
0.55×
0.35×
1.8=0.41kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×
H=0.41×
55.00=22.55kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×
H=0.5×
22.55×
55.00=620.125kN.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
a.塔机所受风均布线荷载标准值(本地区Wo=0.50kN/m2)
1.85×
0.50=1.43kN/m2
1.43×
1.80=1.08kN/m
H=1.08×
55.00=59.40kN
59.40×
55.00=1633.50kN.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
Mk=2695.1-0.9×
800+625.14=2844.975kN.m
非工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=2695.1+1633.50=5328.50kN.m
三.桩竖向力计算
非工作状态下:
Qk=(Fk+Gk)/n=(682+1215)/4=459.875kN
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×
h)/L
=(682+1215)/4+(5328.50+59.40×
1.35)/5.09=1536.62kN
Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×
=(682+1215-276.165)/4-(5328.50+59.40×
1.35)/5.09=-664.62kN
工作状态下:
Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(682+1215+60)/4=575.113kN
Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×
=(682+1215+100)/4+(2844.975+22.55×
1.35)/5.09=1054.035kN
Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×
=(682+1215+100-276.165)/4-(2844.975+22.55×
1.35)/5.09=-310.49kN
四.承台受弯计算
1.荷载计算
不计承台自重及其上土重,第i桩的竖向力反力设计值:
最大压力Ni=1.35×
(Fk+Fqk)/n+1.35×
(Mk+Fvk×
=1.35×
(682+100)/4+1.35×
(2844.975+22.55×
1.35)/5.09=2074.433kN
最大拔力Ni=1.35×
(Fk+Fqk)/n-1.35×
(682+100)/4-1.35×
1.35)/5.09=-793.96kN
Fk/n+1.35×
682/4+1.35×
(5328.50+59.4×
1.35)/5.09=1405.698kN
Fk/n-1.35×
682/4-1.35×
1.35)/5.09=-122.223kN
2.弯矩的计算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4.2条
其中Mx,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);
Ni──不计承台自重及其上土重,第i桩的竖向反力设计值(kN)。
由于非工作状态下,承台正弯矩最大:
Mx=My=2×
1629.51×
[(6.0-2.4)÷
2]=7467.96kN.m
承台最大负弯矩:
Mx=My=2×
-180.538×
2]=-440.002kN.m
3.配筋计算
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条
式中α1──系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1取为0.94,期间按线性内插法确定;
fc──混凝土抗压强度设计值;
h0──承台的计算高度;
fy──钢筋受拉强度设计值,fy=360N/mm2。
底部配筋计算:
αs=7467.96×
106/(1.000×
16.700×
6000×
13002)=0.044
ξ=1-(1-2×
0.044)0.5=0.045
γs=1-0.042/2=0.977
As=7467.96×
106/(0.977×
1300.0×
360.0)=16325.47mm2
选择配筋为C25@150,查表可知,截面面积A=3272*6.0=19632mm2,满足要求。
顶部配筋计算:
αs=440.001×
13002)=0.0026
0.0026)0.5=0.0026
γs=1-0.00854/2=0.9987
As=440.001×
106/(0.9987×
360.0)=941.40mm2
选择配筋同底板为C20@150,查表可知,截面面积A=2094*8.2=17170.8mm2,满足要求。
五.承台剪切计算
最大剪力设计值:
Vmax=2074.433kN
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的第6.3.4条。
我们考虑承台配置箍筋的情况,斜截面受剪承载力满足下面公式:
式中λ──计算截面的剪跨比,λ=2.012
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值,ft=1.570N/mm2;
b──承台的计算宽度;
取最小边,即b=5500mm;
h0──承台计算截面处的计算高度,h0=1300mm;
fy──钢筋受拉强度设计值,fy=210N/mm2;
S──箍筋的间距,S=400mm。
经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!
六.承台受冲切验算
依据塔机规范,塔机立柱对承台的冲切可不验算,本案只计算角桩对承台的冲切!
承台受角桩冲切的承载力可按下式计算:
式中Nl──荷载效应基本组合时,不计承台以及其上土重的角桩桩顶的竖向力设计值;
β1x,β1y──角桩冲切系数;
β1x=β1y=0.56/(0.962+0.2)=0.482
c1,c2──角桩内边缘至承台外边缘的水平距离;
c1=c2=1200mm
a1x,a1y──承台底角桩内边缘45度冲切线与承台顶面相交线至桩内边缘的水平距离;
a1x=a1y=1250mm
βhp──承台受冲切承载力截面高度影响系数;
βhp=0.877
ft──承台混凝土抗拉强度设计值;
ft=1.57N/mm2
h0──承台外边缘的有效高度;
h0=1300mm
λ1x,λ1y──角桩冲跨比,其值应满足0.25~1.0,取λ1x=λ1y=a1x/h0=0.962
Nl=1.35×
(682+60)/4+1.35×
1.35)/5.09=1012.89kN
(5328.50+59.40×
1.35)/5.09=1136.43kN
等式右边[0.482×
(1200+625)+0.482×
(1200+625)]×
0.877×
1.57×
1300/1000=1684.62kN
比较等式两边,所以满足要求!
七.桩身承载力验算
桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.8.2条
根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值,取其中最大值N=1.35×
2074.43=2800.485kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式:
其中Ψc──基桩成桩工艺系数,取0.75
fc──混凝土轴心抗压强度设计值,fc=14.3N/mm2;
Aps──桩身截面面积,Aps=1130974mm2。
桩身受拉计算,依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.8.7条
受拉承载力计算,最大拉力N=1.35×
Qkmin=-309.919kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积As=2492.314mm2。
由于桩的最小配筋率为0.20%,计算得最小配筋面积为2262mm2;
图纸设计,桩基配筋为26C20钢筋,查表计算As=26×
314.2=8169.2mm2
综上所述,全部纵向钢筋配筋按设计图纸要求为26C20。
八.桩竖向承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)的第6.3.3和6.3.4条
轴心竖向力作用下,Qk=551.656kN;
偏向竖向力作用下,Qkmax=1207.044kN.m
桩基竖向承载力必须满足以下两式:
单桩竖向承载力特征值按下式计算:
其中Ra──单桩竖向承载力特征值;
qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值;
按下表取值;
qpa──桩端端阻力特征值,按下表取值;
u──桩身的周长,u=3.77m;
Ap──桩端面积,取Ap=1.13m2;
li──第i层土层的厚度,取值如下表;
厚度及侧阻力标准值表如下:
序号
土层厚度(m)
侧阻力特征值(kPa)
端阻力特征值(kPa)
土名称
1
3.65
20
150
密实粉土
2
9.7
100
1200
砂类土中的群桩
3
10
3000
由于桩的入土深度为9m,所以桩端是在第2层土层。
最大压力验算:
Ra=3.77×
(3.65×
20+5.35×
100)+1200×
1.13=3649.28kN
由于:
Ra=3649.28>
Qk=474.25最大压力验算满足要求!
1.2Ra=4379.13>
Qkmax=1843.94,最大压力验算满足要求!
九.桩的抗拔承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)的第6.3.5条
偏向竖向力作用下,Qkmin=-664.62kN.m
桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式:
式中Gp──桩身的重力标准值,水下部分按浮重度计;
λi──抗拔系数;
Ra=3.77×
(0.700×
3.65×
20+0.500×
5.35×
100)=1251.423kN
Gp=1.131×
(9×
25-9×
10)=152.682kN
1251.42+152.68>664.62,抗拔承载力满足要求!
塔吊计算满足要求!
5.24#塔吊计算书
Fk1=624.50kN
Fqk=60.00kN
M=800kN.m
H=46m
M=-2695.1kN.m
钢筋级别:
地基承载力特征值:
450kPa
承台宽度:
Bc=6.5m
h=1.35m
基础埋深:
计算简图:
Fk1=624.5kN
Gk=6.5×
6.5×
25=1425.94kN
承台受浮力:
Flk=6.5×
10=359.125kN
Fqk=60kN
=0.8×
0.966×
0.2=0.53kN/m2
=1.2×
0.53×
1.8=0.40kN/m
Fvk=qsk×
H=0.40×
46=18.4kN
Msk=0.5Fvk×
18.4×
46=423.2kN.m
1.86×
0.5=1.40kN/m2
1.40×
1.8=1.06kN/m
H=1.06×
46=48.76kN
48.76×
46=1121.48kN.m
Mk=2695.1-0.9×
800-423.20=1551.9kN.m
Mk=2695.1-1121.48=1573.62kN.m
为了安全起见,本工程不考虑风荷载影响,具体取值如下:
800=1975.1kN.m
Mk=2695.1kN.m
三.地基承载力计算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)第4.1.3条承载力计算。
塔机工作状态下:
当轴心荷载作用时:
=(624.5+60+1066.813)/(6.5×
6.5)=40.03kN/m2
当偏心荷载作用时:
6.5)-2×
(1975.1×
1.414/2)/45.77
=-20.99kN/m2
由于Pkmin<
0所以按下式计算Pkmax:
=(1975.1+18.4×
1.35)/(624.50+1066.813)=1
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