5#塔吊基础施工方案QTZ806012.docx
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5#塔吊基础施工方案QTZ806012
附图
塔吊平面布置图
一、编制依据
1、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015);
2、《塔式起重机使用说明书》;
3、施工图;
4、《岩土工程勘察报告》
5、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011);
6、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2011)
7、《塔式起重机》GB/T5031—2008
8、《塔式起重机安全规程》GB5144—2007
9、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33—2012
10、《建筑施工安全检查标准》JGJ59—2011
11、《施工现场机械设备检查技术规程》JGJ160—2008
12、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80—1991
13、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46—2005
14、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
15、《塔式起重机砼基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
16、《施工组织设计》
17、《一洲安全计算软件》V5.3
二、工程概况
工程名称:
广东白云学院北校区(首期)-1#实验楼、艺术楼、体育馆、风雨连廊、地下室
工程地点:
广州市白云区钟落潭镇登塘村
工程规模:
总建筑面积:
149559.2㎡,其中1#实验楼1幢,地上14层,39326.2㎡;艺术楼1幢,地上9层,30314.60㎡;体育馆1幢,地上3层,19304.50㎡;风雨连廊、地下室1幢,地上3层,6619.60㎡,地下1层53994.30㎡。
本工程由广东白云学院筹建,广东省冶金建筑安装有限公司承建,广东省城规建设监理有限公司监理。
根据工程进度情况及施工组织设计布置,本工程拟继续安装一台QTZ80(6012)型塔式起重机(自编号5#)。
塔机安装周边空旷,无障碍物,周边环境符合塔机安装和进退场需要。
三、地质情况
一、场地土层自上而下情况大致为:
<1>耕植土:
层厚0.30~0.90m,为灰色、灰褐色、浅灰色,由粉质粘土及少量植物根系等组成,稍湿,可塑。
<2>素填土:
层厚0.90m,为杂色,由粘性土及块石等堆填而成,稍湿,结构松散,为新近填土,未完成自重固结,堆积年限不超过10年。
<3>粉质粘土:
层厚0.60~10.0m,为棕红色,黄棕色,灰白色等,呈花斑状,可塑,局部硬塑,粘性较好,切面光滑。
综合建议其承载力特征值fak=180kPa。
<4>淤泥质土:
层厚1.40m,为深灰、灰黑色,饱和,流塑,含少量粉细砂及大量腐木碎屑,有腥臭味。
综合建议其承载力特征值fak=50kPa。
<5>粉细砂:
层厚1.50~3.30m,平均2.27m,为浅黄色,灰白色,灰黄色,饱和,松散~稍密,级配一般,成分为石英。
综合建议其承载力特征值fak=100kPa。
<6>中粗砂:
层厚1.80~7.20m,平均4.21m,为黄棕色,灰白色,土黄色等,饱和,松散~稍密,级配良好,成分为石英砂,含少量粘粒。
综合建议其承载力特征值fak=160kPa。
<7>砾砂:
层厚0.60~9.40m,平均4.78m,以砾砂、圆砾为主。
为浅黄色,灰白色、灰褐色等,饱和,稍密~中密,局部松散,分级配良好,成分为石英砂,磨圆较差,次棱角状。
综合建议其承载力特征值fak=200kPa。
<8>卵石:
层厚0.60~3.50m,平均1.52m,为灰黄色,灰白色等,饱和,稍密~中密,卵石含量50~60%,成分以石英砂岩为主,粒径一般2~5cm,充填物为粗砾砂。
综合建议其承载力特征值fak=300kPa。
<9>粉质粘土:
层厚0.40~8.80m,平均3.64m,为棕褐色,土黄色等,稍湿,硬塑,粘性一般,含少量粉细粒石英砂颗粒,为风化残积土,遇水易软化。
综合建议其承载力特征值fak=250kPa。
<10>强风化岩:
主要由泥质粉砂岩和砂砾岩等组成,层厚0.50~5.20m,平均2.53m,为棕褐色,岩石风化强烈,岩石结构大部分已破坏,岩芯呈半岩半土状、碎块状、岩柱状,局部夹中风化岩块。
综合建议承载力特征值fa=500kPa。
二、地下水
场区内各钻孔所遇地下水为第四系孔隙水和基岩裂隙水,<2-3>粉细砂、<2-4>中粗砂、<2-5>砾砂和<2-6>卵石为主要含水层,属于中等~强透水层,在场地呈厚层状连续分布,故第四系孔隙水较丰富。
下伏基岩强风化或中风化岩,在裂隙发育部位,有一定水量,但水量一般不大。
根据现场开挖情况,无明显地下水。
四、塔吊布置选型及基础设计
考虑工作面的覆盖范围以及利用率,同时考虑施工段间的流水施工方案,本工程拟继续投入一台QTZ100(TCT6012)型塔式起重机。
序号
塔吊编号
塔吊型号
安装位置
安装臂长(m)
拟安装高度
基础尺寸(㎜)
1
5#
QTZ100型(TCT6012)
1-18~1-19×D-D~D-E轴
60
40m
5500×5500×1400
塔吊型号:
QTZ100型(TCT6012),
塔吊起升高度(独立式)H:
40.5m,(附着式)H:
200m,
塔身宽度B:
1.8m,基础埋深D:
1.500m,
自重F1:
450kN,基础承台厚度Hc:
1.400m,
最大起重荷载F2:
60kN,基础承台宽度Bc:
5.500m,
标准节长度:
2.8m,基础垫层厚度Hc:
0.100m,
桩钢筋级别:
HRB400,桩直径:
0.500m,
桩间距a:
4.0m承台箍筋间距S:
170.000mm,
承台混凝土的保护层厚度:
40mm,承台混凝土强度等级:
C35;
额定起重力矩是:
1000kN·m,
主弦杆材料:
角钢/方钢,宽度/直径c:
120mm,
所处城市:
广东广州市,基本风压ω0:
0.75kN/m2,
地面粗糙度类别为:
B类田野、乡村,风荷载高度变化系数μz:
1.32。
本方案选用的QTZ100型塔式起重机。
塔机为水平臂架,小车行走变幅,上旋转自升起塔式起重机,最大起重6T,结合主体情况考虑,安装高度为40m,最大幅度起重时为1.0T。
基础设计:
按照塔吊厂家提供的塔吊使用说明书,QTZ100型塔吊基础选用5500×5500×1400mm,根据塔吊说明书所提供的数据显示所需要的地基承载力设计值需200KN/m2(即为200Kpa/m2)。
结合塔吊说明书及现场实际情况,本工程设计塔机基础为5500×5500×1500mm,桩基选用与本工程基础桩做法相同的4根D=500预制管桩,单桩设计竖向承载力为1900KN,桩端持力层为强风化砂岩,入持力层不小于1.0m。
由于塔吊基础面与地下室底板底部平标高,根据勘察报告及现场地下室开挖情况,地下室底板土质基本为粉质粘土层,综上所述,当塔吊桩入岩强风化持力层时,有效桩长约为7m。
其施工方法按工程桩设计做法要求进行施工。
五、施工方案
施工流程:
定位防线→土方开挖(支护)→100厚砂石垫层施工→钢筋制作及绑扎→预埋塔吊基础预埋件→模板支设→C35基础砼浇筑
1、定位放线:
根据塔吊具体位置放出塔吊基础土方开挖边线。
2、土方开挖:
进行机械挖土和人工清理,机械挖至预定标高层,满足规范承载能力的要求,人工清理后及时进行垫层施工。
注意事项:
A.土方开挖时,不得在已开挖的基坑边进行其它施工活动。
B.注意地表水的合理排放,防止地表水流入基坑或渗入边坡。
C.观测边坡,发现失稳先兆(如产生裂纹时),立即采取有效措施修复支护边坡。
3、基础模板的制作:
根据现场情况,本工程塔吊基础模板采用18厚夹板,螺杆双向对拉加支撑。
4、钢筋的制作与绑扎和预埋件预埋:
按方案要求均匀绑扎钢筋,绑扎完毕后垫好垫块,保证钢筋保护层厚度。
预埋件的预埋:
先绑扎好基础底板下层钢筋后,用吊车将预埋平板按放好的位置点放好。
用水准仪校正标准节水平后,用钢筋做支撑及斜撑把预埋件与塔吊基础钢筋焊牢。
防雷钢筋采用φ14钢筋,分别在塔吊基础四个角位与塔吊基础钢筋及桩钢筋进行焊接,焊接长度为20cm,伸出塔吊基础长度1m。
经质检人员检查无误后方可浇筑砼。
5、砼浇筑:
塔吊基础采用C35商砼配浇筑。
砼必需振捣密实,并制作试块。
基础混凝土一次性浇捣密实,加强养护,控制混凝土内外温差不得大于25℃。
六、防雷接地
1、塔吊基础接地采用40*40的角铁垂直向下埋设,埋设深度不小与1000;
2、接地角铁用4*100的扁钢与基础钢筋焊接牢固(或采用不小于4m2的铜芯线)。
3、置于基础的塔吊基础节决不能做为接地装置;
4、接地装置的电阻不得超过4欧姆;
5、接地装置应由专业人员安装,因为接地电阻率视时间和条件不同而有很大变化,测定电阻要高效精密的仪器,且要定期检查接地线及电阻;
七、塔吊基础质量要求
1、塔吊基础土方开挖到设计标高后应会同监理、甲方等单位检查土质是否符合〈岩土工程勘察报告〉要求,并形成相关隐蔽资料,验收合格后及时浇筑垫层混凝土;
2、基础采用C35商品混凝土,混凝土要振捣密实,施工时制作同条件试件一组;
3、基础混凝土强度达到设计要求的75%以上时方可安装塔吊;
4、基础表面应平整,平面度误差应小与1/500;
5、与基础节下端四个大法兰的连接处应用二次浇筑的方法找平至水平,可用水平仪测量,其水平误差值应小于1/1000;
6、基础采用浇水养护,养护时间不少于7d;
八、基础降排水
1、本工程塔吊基础面相对于自然地面较低,雨水与地基土层含水汇集到基坑内,合理的排水系统将关系到塔吊基础的正常使用。
2、基础施工时在距基础边任意一方1.5米处设置一个圆形钢筋笼,钢筋笼采用6Ф16,Ф8@500制作,钢筋笼下口低于基础面500,并及时进行抽水。
3、日后地下室底板施工时要进行要在地下室底板预埋止水钢板。
九、塔吊基础设计(四桩)计算书
工程名称:
广东白云学院北校区(首期)-1#实验楼、艺术楼、体育馆、风雨连廊、地下室
编制单位:
广东省冶金建筑安装有限公司
1.计算参数
(1)基本参数
采用1台QTZ100(6012)塔式起重机,塔身尺寸1.80m,地下室开挖深度为-7.70m;现场地面标高-5.80m,承台面标高-6.20m;采用预应力管桩基础,地下水位-9.00m。
1)塔吊基础受力情况
荷载工况
基础荷载
P(kN)
M(kN.m)
Fk
Fh
M
MZ
工作状态
558.20
19.70
1545.70
301.10
非工作状态
451.00
80.40
1677.30
0
比较桩基础塔吊的工作状态和非工作状态的受力情况,塔吊基础按非工作状态计算如图
Fk=451.00kN,Fh=80.40kN
M=1677.30+80.40×1.30=1781.82kN.m
Fk,=451.00×1.35=608.85kN,Fh,=80.40×1.35=108.54kN
Mk=(1677.30+80.40×1.30)×1.35=2405.46kN.m
2)桩顶以下岩土力学资料
序号
地层名称
厚度L
(m)
极限侧阻力标
准值qsik(kPa)
极限端阻力标准值qpk(kPa)
qsik
i
(kN/m)
抗拔系数λi
λiqsik
i
(kN/m)
1
砾砂
1.52
70.00
106.40
0.50
53.20
2
粉质粘土
3.64
26.00
94.64
0.70
66.25
3
强风化砾岩
2.53
220.00
7000.00
556.60
0.70
389.62
桩长
7.69
∑qsik*Li
757.64
∑λiqsik*Li
509.07
3)基础设计主要参数
基础桩采用4根φ500预应力管桩,桩顶标高-7.50m;桩混凝土等级C80,fC=35.90N/mm2,EC=3.80×104N/mm2;ft=2.22N/mm2,桩长7.69m,壁厚125mm;钢筋HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2
承台尺寸长(a)=5.50m,宽(b)=5.50m,高(h)=1.40m;桩中心与承台中心2.25m,承台面标高-6.20m;承台混凝土等级C35,ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3
Gk=abhγ砼=5.50×5.50×1.40×25=1058.75kN
塔吊基础尺寸示意图
2.桩顶作用效应计算
(1)竖向力
1)轴心竖向力作用下
Nk=(Fk+Gk)/n=(451.00+1058.75)/4=377.44kN
2)偏心竖向力作用下
按照Mx作用在对角线进行计算,Mx=Mk=1781.82kN.m,yi=2.25×20.5=3.18m
Nk=(Fk+Gk)/n±Mxyi/Σyi2=(451.00+1058.75)/4±(1781.82×3.18)/(2×3.182)=377.44±280.16
Nkmax=657.60kN,Nkmin=97.28kN(基桩不承受竖向拉力)
(2)水平力
Hik=Fh/n=80.40/4=20.10kN
3.单桩允许承载力特征值计算
管桩外径d=500mm=0.50m,内径d1=500-2×125=250mm=0.25m,hb=2.53
hb/d=2.53/0.50=5.06,λp=0.80
(1)单桩竖向极限承载力标准值计算
Aj=π(d2-d12)/4=3.14×(0.502-0.252)/4=0.15m2,Apl=πd12/4=3.14×0.252/4=0.05m2
Qsk=u∑qsik
i=πd∑qsik
i=3.14×0.50×757.64=1189.49kN
Qpk=qpk(Aj+λpApl)=7000.00×(0.15+0.80×0.05)=1330.00kN,Quk=Qsk+Qpk=1189.49+1330.00=2519.49kN
Ra=1/KQuk=1/2×2519.49=1259.75kN
(2)桩基竖向承载力计算
1)轴心竖向力作用下
Nk=377.44kN<Ra=1259.75kN,竖向承载力满足要求。
2)偏心竖向力作用下
Nkmax=657.60kN<Ra=1.2×1259.75=1511.70kN,竖向承载力满足要求。
4.桩基水平承载力验算
(1)单桩水平承载力特征值计算
I=π(d4-d14)/64=3.14×(0.504-0.254)/64=0.0029m4
EI=EcI=3.80×107×0.0029=110200kN.m2
查表得:
m=6.00×103kN/m4,Xoa=0.010m
bo=0.9(1.5d+0.5)=1.13m=1130mm
α=(mbo/ECI)0.2=(6.00×1000×1.13/110200)0.2=0.57
αL=0.57×7.69=4.38>4,按αL=4,查表得:
υx=2.441
RHa=0.75×(α3EI/υx)χoa=0.75×(0.573×110200/2.441)×0.01=62.70kN
(2)桩基水平承载力计算
Hik=20.10kN<Rha=62.70kN,水平承载力满足要求。
5.抗拔桩基承载力验算
(1)抗拔极限承载力标准值计算
Tgk=1/nu1ΣλiqsikLi=1/4×(2.25×2+0.50)×4×509.07=2545.35kN
Tuk=ΣλiqsikuiLi=509.07×3.14×0.50=799.24kN
(2)抗拔承载力计算
Ggp=Ggp1+Ggp2=5.50×5.50×1.40×18.80/4+5.50×5.50×6.19×(18.80-10)/4=610.99kN
Gp=Gp1+Gp2=0.15×1.50×25+0.15×6.19×(25-10)=19.55kN
Tgk/2+Ggp=2545.35/2+610.99=1883.67kN
Tuk/2+Gp=799.24/2+19.55=419.17kN
由于基桩不承受竖向拉力,故基桩呈整体性和非整体性破坏的抗拔承载力满足要求。
6.抗倾覆验算
a1=2.25+0.50/2=2.50m,bi=2.25×2+0.50/2=4.75m
倾覆力矩M倾=M+Fhh=1677+80.40×(7.70-6.20)=1797.60kN.m
抗倾覆力矩M抗=(Fk+Gk)ai+2(Tuk/2+Gp)bi
=(451.00+1058.75)×2.50+2×(799.24/2+19.55)×4.75=7756.49kN.m
M抗/M倾=7756.49/1797.60=4.31
抗倾覆验算4.31>1.6,满足要求。
7.桩身承载力验算
(1)正截面受压承载力计算
按照Mx作用在对角线进行计算,Mx=Mk=2405.46kN.m,yi=2.25×20.5=3.18m
Nk=(Fk‘+1.2Gk)/n±Mxyi/Σyi2=(608.85+1.2×1058.75)/4±(2405.46×3.18)/(2×3.182)
=469.84±378.22
Nkmax=848.06kN,Nkmin=91.62kN
Ψc=0.85,ΨcfcAj=0.85×35.90×1000×0.15=4577.25kN
正截面受压承载力=4577.25kN>Nkmax=848.06kN,满足要求。
(2)预制桩插筋受拉承载力验算
插筋采用HRB400,fy=360.00N/mm2,取620,As=6×314=1884mm2
fyAs=360×1884=678240N=678.24kN
fyAs=678.24kN>Nkmin=91.62kN,正截面受拉承载力满足要求。
M倾/(4x1As)=1797.60×1000/(4×2.25×1884)=106.02N/mm2
M倾/(4x1As)=106.02N/mm2<360.00N/mm2,满足要求。
(3)承台受冲切承载力验算
1)塔身边冲切承载力计算
Fι=F-1.2ΣQik=Fk,=608.85kN,ho=1.40-0.10=1.30m=1300mm
βhp=1.0+[(2000-1400)/(2000-800)]×(0.9-1.0)=0.95
а0=2.25-0.50/2-1.80/2=1.10m,λ=а0/ho=1.10/1.30=0.85
β0=0.84/(λ+0.2)=0.84/(0.85+0.2)=0.80
um=4×(1.80+1.30)=12.40m
βhpβ0umftho=0.95×0.80×12.40×1.57×1000×1.30=19234.38kN
承台受冲切承载力=19234.38kN>Fι=608.85kN,满足要求。
2)角桩向上冲切力承载力计算
N1=Nk,=Fk,/n+Mxyi/Σyi2=608.85/4+2405.46×3.18/(2×3.182)=530.43kN
λ1x=λ1y=а0/ho=1.10/1.30=0.85,c1=c2=0.50+0.25=0.75m
V=2Nk,=2×530.43=1060.86kN
β1x=β1y=0.56/(λ1x+0.2)=0.56/(0.85+0.2)=0.53
[β1x(c2+а1y/2)+β1y(c1+а1x/2)]βhpftho
=0.53×(0.75+1.10/2)×2×0.95×1.57×1000×1.30=2671.87kN
角桩向上冲切承载力=2671.9kN>V=1060.86kN,满足要求。
3)承台受剪切承载力验算
Nk,=Fk,/n+Mxyi/Σyi2=608.85/4+2405.46×3.18/(2×3.182)=530.43kN
V=2Nk,=2×530.43=1060.86kN
βhs=(800/ho)1/4=(800/1300)0.25=0.89,λ=а0/ho=1.10/1.30=0.85
α=1.75/(λ+1)=1.75/(0.85+1)=0.95,b0=5.50m=5500mm
βhsαftb0ho=0.89×0.95×1.57×1000×5.50×1.30=9491.16kN
承台受剪切承载力=9491.16kN>V=1060.86kN,满足要求。
(4)承台抗弯验算
1)承台弯矩计算
Ni=Fk,/n+Mxyi/Σyi2=608.85/4+2405.46×3.18/(2×3.182)=530.43kN,Xi=2.25m
M=ΣNiXi=2×530.43×2.25=2386.94kN.m
2)承台配筋计算
承台采用HRB400,fy=360.00N/mm2
As=M/0.9fyho=2386.94×106/(0.9×360×1300)=5667mm2
取2820@194mm(钢筋间距满足要求),As=28×314=8792mm2
承台配筋面积8792mm2>7150mm2,满足要求。
8.计算结果
(1)基础桩
4根φ500预应力管桩,桩顶标高-7.50m,桩长7.69m;桩混凝土等级C80,壁厚125mm,桩顶插筋620。
(2)承台
长(a)=5.50m,宽(b)=5.50m,高(h)=1.40m,桩中心与承台中心2.25m,承台面标高-6.20m;混凝土等级C35,承台底钢筋采用双向2820@194mm。
(3)基础大样图
塔吊基础平面图
塔吊基础剖面图
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- 塔吊 基础 施工 方案 QTZ806012
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