单桩塔吊基础方案.docx
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单桩塔吊基础方案.docx
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单桩塔吊基础方案
单桩塔吊基础方案(共12页)
1、工程概况
、本工程为“东安花园二期保障性住房工程”,采用BT形式兴建。
本工程由九栋塔楼(五个单体)和一个幼儿园组成。
具体情况如下:
1#、2#楼(两栋)为一单体,17层(无地下室),塔楼最高点+,±标高相当于绝对标高(塔吊基础处排污管道内底标高);
14#、15#楼(两栋)为一单体,17#楼为一单体,12#、13#楼(两栋)为一单体,均为18层和一层地下室,塔楼最高点均为+60m,±标高相当于绝对标高分别为、、;
10#、11#楼(两栋)为一单体,28层(无地下室),塔楼最高点+,±标高相当于绝对标高。
、塔吊的现场布置原则:
综合考虑现场平面覆盖、材料的垂直运输需求及安装、附墙、运转、拆除的方便,满足施工工艺的要求;基础避让承台、地梁和管道。
、根据上述布置原则,本工程设置4台塔吊,其中4#塔吊QTZ63(5013)附着在11#楼,覆盖10#、11#楼。
(详见附图2“塔吊平面布置图”)。
2、编制依据
《塔式起重混凝土基础工程技术规程》(GB/T187-2009);
《地基基础设计规范》(GB50007-2002);
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001);
《建筑安全检查标准》(JGJ59-2011);
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002);
《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)
本工程《岩土工程勘查报告》;
本工程结构施工图纸。
、佛山市南海高达建筑机械有限公司提供的《QTZ63(5013|)塔式起重机使用说明书》;
、工程施工现场实际情况。
3、塔吊基础形式选择
按照“分区布塔、全面覆盖、满足吊次、经济合理”的原则,合理布置塔吊位置,以保证施工工作面基本在塔吊的覆盖范围之内,且能满足钢筋、模板等现场材料的水平、垂直运输需求,同时应考虑安装、附臂、运转、拆除的方便和满足地基承载能力。
依据佛山市南海高达建筑机械有限公司提供的塔吊资料:
4#塔吊QTZ63(5013)基础标准尺寸为:
长×宽×厚=4500×4500×1400mm,下设1根直径1400的钻孔灌注桩,有效桩长20m,基础顶面标高为(详见附图1-图三)。
考虑后期主体结构及塔吊最大自由高度的影响,基础混凝土浇筑完毕后待混凝土强度达到90%(以同条件混凝土试块抗压强度报告为准)方可进行塔吊安装。
施工期间内要充分保证塔基混凝土养护工作,以尽快进入塔吊安装,保证基础胎模施工时塔吊投入使用。
4、塔吊基础受力验算
、4#塔吊计算书如下:
1.计算参数
(1)基本参数
采用1台QZT63(5013)塔式起重机,塔身尺寸,基坑开挖深度;现场地面标高,承台面标高;采用钻(冲)孔基础,地下水位。
(2)计算参数
1)塔机基础受力情况
荷载工况
基础荷载
P(kN)
M
Fk
Fh
M
MZ
工作状态
非工作状态
0
比较桩基础塔机的工作状态和非工作状态的受力情况,塔机基础按非工作状态计算如图
Fk=,Fh=,M=+×=‘=×=,Fh,=×=
Mk=+××=)桩顶以下岩土力学资料
序号
地层名称
厚度
极限侧阻力
岩石饱和单轴抗压强度
qsik*ιi
抗拔系数
λiqsik*ιi
L(m)
标准值qsik(kPa)
标准值frk(kPa)
(kN/m)
λi
(kN/m)
1
填土
2
粉质粘土
3
粘性土
4
粉土
5
中砂
6
强风化砾岩
桩长
∑qsik*ιi
∑λiqsik*ιi
3)基础设计主要参数
基础桩采用1根φ1600钻(冲)孔灌注桩,桩顶标高,桩端不设扩大头,桩端入强风化砾岩;桩混凝土等级C30,fC=mm2,EC=×104N/mm2;ft=mm2,桩长;钢筋HRB335,fy=mm2,Es=×105N/mm2
承台尺寸长(a)=、宽(b)=、高(h)=;桩中心与承台中心重合,承台面标高;承台混凝土等级C35,ft=mm2,fC=mm2,γ砼=25kN/m3。
Gk=abhγ砼=×××25=
2.桩顶作用效应计算
(1)轴心竖向力作用下:
Nk=(Fk+Gk)/n=+/1=
(2)水平力作用下:
Hik=Fh/n=1=
3.桩基竖向承载力验算
(1)单桩竖向极限承载力标准值计算
hr=,d==1600mm,hr/d==,查表得,ζr=
Ap=πd2/4=×4=
Qsk=u∑qsik
i=πd∑qsia
i=××=
Qrk=ζrfrkAp=×3200×=,Quk=Qsk+Qsk=+=
Ra=1/KQuk=1/2×=
4.桩基竖向承载力计算
轴心竖向力作用下
Nk=<Ra=,竖向承载力满足要求。
5.桩基水平承载力验算
(1)单桩水平承载力特征值计算
αE=Es/Ec=×105/×104=,γm=2,ζN=
ρg=+(2000-1600)/(2000-300)×查表得:
m=×103kN/m4,bo=(d+1)=
α=(mbo/ECI)=×1000×8415000)=
αL=×=>4,按αL=4查表得:
Vm=
Nk=(Fk’+/n=+×/1=
An=πd2/4[1+(Es/Ec-1)Pg]=×(1+×%)=
RHa=×αγmftW0/Vm)+22ρg)(1+ζNN1k/γmftAn)
=××2××1000×/
×+22×100)×[1+×(2××1000×]=
(2)桩基水平承载力
Hik=<Rha=,水平承载力满足要求。
6.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=×4×=
Tuk=ΣλiqsikuiLi=××=
(2)抗拔承载力计算
Ggp=Ggp1+Ggp2=×××1+×××/1
=
Gp=Gp1+Gp2=××××25+××××(25-10)=
Tgk/2+Ggp=2+=,Tuk/2+Gp=2+=
7.抗倾覆验算
单桩承台塔吊基础在组合承台后,类似于悬臂桩
故采用静力平衡法确定单桩倾覆转点,即桩身最大弯矩处:
依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第条,
(1)计算桩的水平变形系数(1/m):
其中m──地基土水平抗力系数;
b0──桩的计算宽度,b0=。
E──抗弯弹性模量,E==mm2;
I──截面惯性矩,I=;
经计算得到桩的水平变形系数:
=m
(2)计算Dv:
Dv=×=
(3)由Dv查表得:
Km=
(4)计算Mmax:
经计算得到桩的最大弯矩值:
Mmax=×=。
由Dv查表得:
最大弯矩深度z==。
bi=2=
倾覆力矩M倾=M+Fhh=+×+=抗倾覆力矩M抗=(Fk+Gk)bi+(Tuk/2+Gp)bi
=+×+2+×=抗/M倾==
抗倾覆验算>,满足要求。
8.桩身承载力验算
(1)正截面受压承载力计算
Nk=(Fk’+/n=+×/1=
Ψc=,ΨcfcAp=××1000×=
正截面受压承载力=>NK=,满足要求。
(2)配筋计算
采用HRB335钢筋,fy=mm2,按照配筋率ρ=ρg=%计算:
As1=ρAP=%××106=6231mm2
桩身钢筋抗拔计算
As2=2M倾/dfy=2××106/(1600×300)=6454mm2
比较As1和As2,按As2配筋,取2718,As=27×254=6858mm2>AS2=6454mm2(满足要求)
9.承台受冲切承载力验算
只考虑塔身边冲切承载力计算
Fι=F-ΣQik=Fk’=,ho=承台受冲切承载力=>Fk=,满足要求。
10.承台受剪切承载力计算
V=Nk’=Fk’/n=1=
βhs=(800/ho)1/4=(800/1300)=,λ=а0/ho==
α=(λ+1)=+1)=,b0==4500mm
βhsαftb0ho=×××1000××=
承台受剪切承载力=>V=,满足要求。
11.承台配筋计算
(1)承台弯矩计算
Ni=Fk=,xi=
M=Nixi=×=
(2)承台配筋计算
基础采用HRB335钢筋,fy=300N/mm2,最小配筋率ρ=%计算配筋
As1=M/=×106/×300×1300)=738mm2
As2=ρbho=×4500×1300=8775mm2
比较As1和As2,按As2配筋,取2325@193mm(钢筋间距满足要求)
As=23×491=11293mm2
承台配筋面积=11293mm2>8775mm2,满足要求。
12.计算结果
(1)基础桩
1根φ1600钻(冲)孔灌注桩,桩端不设扩大头,桩顶标高,桩长,桩端入强风化砾岩;桩混凝土等级C30,桩身钢筋采用2718,箍筋采用φ10mm@250mm。
(2)承台
长(a)=、宽(b)=、高(h)=;桩中心与承台中心重合,承台面标高;混凝土等级C35,承台底钢筋采用双向2325@193mm。
5、施工要求
、混凝土浇筑
塔吊基础钢筋、防雷接地和固定支脚的位置、标高和垂直度经检查符合要求后,才能进行混凝土浇筑;(固定支脚由厂家派专业人员到场预埋,其预埋要求和防雷接地要求详见《使用说明书》)。
为保证尽早安装塔吊,塔吊基础采用C35强度等级的混凝土,达到设计要求的90%方能进行塔吊安装,必须以同条件试块试验结果为准。
砼浇筑前,对班组进行详细的施工技术交底,砼浇筑实行挂牌制,谁浇筑的部位就由谁负责砼的浇筑质量,确保砼质量达到内实外光。
同时,专人负责做好砼表面层养护工作,避免出现干缩龟裂现象。
浇筑面应清理干净,踩蹋变形的钢筋应在砼浇筑前复位。
混凝土浇筑时,密切注意观察钢筋、支座有无移位的情况,当发现有位移时,必须立即停止浇筑并及时修整,处理满足允许偏差要求方可再继续浇筑。
混凝土浇筑时,塔吊基础上表面除塔身范围内平整度严格要求外,自塔身范围向周边找坡,水流向四周排水沟,最终汇于集水坑,避免地脚螺栓泡水。
砼浇筑若遇雨天,应及时与预拌砼供应商联系,及时调整砼配合比。
同时,现场应备足防雨蓬布,做好雨天已浇砼保护工作。
混凝土浇筑时留设三组同条件试块,一组测7d强度、一组测10d强度、一组备用,如果试块抗压强度结果满足要求,即可进行塔吊安装。
、混凝土的养护
混凝土浇筑后洒水养护,不少于7d,保证混凝土表面不干燥。
、对基础的要求
1、当基础混凝土强度达到设计强度的95%以上时,方可进行塔吊的安装;
2、基础表面平整度允许偏差5mm;
3、埋设件的位置、标高和垂直度必须严格按照塔吊租赁单位的说明书要求进行施工,具体如下;
①四个支脚的同一高度尺寸的四个销孔中心线应在同一平面内,允许偏差≤孔间距的1/6500,四个孔两两之间的绝对偏差值≤。
②露出基础上皮尺寸150mm,允许偏差为±5mm。
③支脚主角钢垂直度允许偏差≤1/1000。
④基础表面平整度在支脚2000×2000mm范围内≤3mm。
⑤固定支脚附近钢筋不得减少和断开。
、塔吊安装高度要求
塔吊首次安装高度应高过覆盖范围内建筑不小于15米、不大于说明书指定高度,再升高前,应提前根据说明书进行附墙,附墙后方可进行顶升。
6、沉降观测
塔吊基础施工后、塔吊安装前在基础外边四角内偏200mm处用红色油漆标出四个红十字,为塔吊基础沉降观测点。
同时在塔吊使用期间,做好对1#、2#塔吊外基坑上口的沉降监测。
塔吊在安装前进行先进行第一次观测,并将观测结果做好记录;塔吊安装后进行第二次观测,以后每两周观测一次,附臂顶升后和大风、大雨后加测一次。
沉降观测注意事项:
为保证观测成果的正确性,如实反映出建筑物观测情况,确保工程施工、使用安全应做到五固定:
(1)固定人员观测和整理成果
(2)固定使用水准仪及水准塔尺
(3)使用固定的水准点
(4)观测路线固定
(5)固定的外界条件。
观测过程发现沉降不均匀或局部数据过大,立即上报技术部、安全部,经过核实处理、确保安全后塔吊方可继续作业。
附图:
1、塔吊基础定位图及剖面图
2、塔吊平面布置图
QTZ63塔吊基础配筋图
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