塔吊基础施工方案.docx
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塔吊基础施工方案
苏州工业园区星汇学校项目
1#塔吊基础专项
施
工
方
案
编制单位:
通州建总集团有限公司
星汇学校项目部
编制日期:
2016年8月16日
第一章工程概况
1、建设单位:
苏州市工业园区教育局
2、项目名称:
星汇学校土建安装总承包工程
3、建设地点:
苏州工业园区钟南街东、方洲路北
4、承包范围:
包括土建安装总承包工程,具体以工程量清单及施工图纸为准。
5、设计单位:
苏州设计院股份有限公司
6、监理单位:
建研凯勃建设工程咨询有限公司
7、质量要求:
质量要求合格,确保扬子杯。
8、安全文明要求:
江苏省AAA文明工地
9、工期:
工期335日历天,计划开工日期2016年08月30日,计划竣工日期2017年07月30日。
本工程位于苏州市工业园区方洲路以北,兆佳巷以南,锦溪街以西。
工程总用地面积60425.40m2,总建筑面积66503.67m2。
由实验行政综合楼、学生中心、教学楼4-5号楼、食堂、教学楼1-3号楼、体艺楼、纯地库及3个门卫组成,设1层地下室。
本工程拟建建筑物结构为框架结构。
第二章编制依据
《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
《建筑地基基础设计规范》GB5007-2011
《混凝土结构设计规程》GB50010-2010
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
《建筑安全检查标准》JGJ59-2011
QTZ63、QT80塔吊使用说明书
星汇学校项目工程建施、结施图。
岩土工程勘察报告(勘察编号:
KC201512140520)
本方案结构计算采用品茗(施工现场设施安全计算软件)。
第三章塔吊布置
本工程共计有九栋楼组成,其中行政实验楼7层,学生中心、教学楼1#2#3#4#5#楼5层,食堂楼3层,体艺楼4层。
其中行政实验楼和学生中心二栋楼之间有地下车库连接,考虑到施工现场的需求以及结构特点,拟定现场地下室施工。
塔吊选型及布置位置如下:
教学楼4#5#食堂初中部塔吊QTZ80:
布置于1#楼和2#楼之间,位置在8轴-7轴/D-E轴之间,7轴向右4000,D轴向下5000,臂长60米;(1#塔吊)
教学楼1#2#3#小学部塔吊QTZ63:
布置于4#楼南侧,位置在D-E轴/8-9轴之间,臂长55米;(2#塔吊)
行政实验楼塔吊QTZ63:
布置于行政实验楼南侧,位置在学生中心Q-R轴/6-7轴之间,臂长55米;(3#塔吊)
学生中心塔吊QTZ80:
布置于学生中心楼西侧,位置在E轴/2-3轴之间,臂长60米;(4#塔吊)
经过上述的合理安排,本工程4台塔吊基本可覆盖整个基坑的面积,基本能满足施工生产需求。
塔吊的布置平面图分别见塔吊平面布置附图。
第四章地基土的构成与特征
一、地形、地貌
苏州地处长江三角洲东南缘太湖水网平原东部,北纬31°19′、东经120°38′。
根据区域地质资料,本地区第四纪以来地壳运动以沉降为主,广泛接受堆积,形成广阔的冲积、湖积平原地貌。
第四系地层分布广,厚度较大。
拟建场地主要为拆除的建筑物垃圾,堆积的厚度一般,孔口标高一般在2.27m~4.15m。
二、地基土的构成及特征
据勘探揭示,在场地自然地面下最大深度46.30m范围内地基土除表层填土外,其余主要由粘性土、粉性土等组成。
按其岩土工程特性从上到下可分为8个大层。
本场地内自地面起自上而下的土层分别为:
①层素填土:
灰黄色,以粉质粘土为主,松散,浅部含植物根茎及建筑垃圾。
土质不均匀。
近期回填,该土层场地内均有分布。
②层粘土:
灰黄色、黄褐色,夹灰色条带,可塑,含Fe、Mn质结核物,有光泽,无摇震反应,干强度高,韧性高,具中压缩性。
该土层场地内均有分布。
③层粉质粘土:
灰黄色,可塑,稍有光泽,无摇震反应,干强度中等,韧性中等,含铁质氧化物,具中压缩性。
该土层场地内均有分布。
④1层粉质粘土夹粉土:
灰黄色、灰色,软塑,夹稍密状粉土,稍有光泽,摇震反应无~缓慢,干强度中等,韧性中等,具中偏高压缩性。
该土层场地内均有分布。
三、场地地层厚度埋深及层底标高
场地地层厚度埋深及层底标高统计表
层号
厚度最小值
(米)
厚度最大值
(米)
厚度平均值
(米)
层底标高最小值(米)
层底标高最大值(米)
层底标高平均值(米)
层底埋深最小值(米)
层底埋深最大值(米)
层底埋深平均值(米)
数据个数
①
3.00
5.90
4.23
-2.63
0.29
-0.74
3.00
5.90
4.23
248
②
0.90
3.00
2.11
-3.86
-2.17
-2.84
5.70
7.20
6.31
102
③
0.70
2.50
1.63
-5.03
-3.77
-4.47
7.00
8.80
7.94
102
④1
8.20
12.20
11.04
-16.35
-12.78
-15.49
15.20
19.80
18.95
95
四、地基土的物理力学性质
各土层的物理力学性质指标均按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)的要求进行了分层统计,详见《物理力学性质指标统计表》。
根据室内土工试验成果、野外原位测试、理论公式计算、结合工程实践经验,综合确定各土层的地基承载力特征值(fak)见表2.3。
地基承载力特征值(fak)表2.3
土层
编号
地层名称
物理指标
静力触探试验
抗剪强度指标计算
标贯试验计算
综合确定
确定值
(kPa)
qc
(kPa)
确定值
(kPa)
CK
φK
确定值
(kPa)
N
确定值
(kPa)
fak
(kPa)
②
粘土
283
1934
210
53.1
13.3
259.8
/
/
180
③
粉质粘土
223
1900
207
39.7
12.8
194.2
/
/
150
④1
粉质粘土夹粉土
172
1791
197
32.0
13.3
163.7
/
/
120
④2
粉质粘土
184
1553
175
37.0
13.0
183.9
/
/
130
注:
Ps、qc换算公式采用华东电力设计院经验公式,承载力计算公式根据工程地质手册(第四版)及参考上海岩土工程勘察规范。
第五章基础设计
因本工程场地狭小,为了有效利用塔吊覆盖范围,拟将塔吊布置在基坑外。
根据实际工程进展以及工作需求,计划首先进行塔吊基础土方开挖施工,塔吊安装完毕后再进行楼号土方的开挖。
一、塔吊基础设计
1#塔吊QTZ80
基础采用采用矩形板式基础。
塔吊基础位于地址二层粘土层,塔吊顶标高为-3.30(黄海高程0.45米),高层0.000标高相当于“国家高程”3.750m。
位置位于4#楼D轴向南5米,7轴向东4米,具体位置如下
二、承台设计
本塔吊基础,采用天然地基上板式基础,砼标号为C35,基础尺寸为5500mm×5500mm×1250mm。
基础顶标高为-3.30m,基础底标高为-4.55m。
基础配筋为上下两层23根Ф22,间距为@200mm,拉筋为Ф10@500呈梅花布置,钢筋保护层厚度为50mm。
塔吊基础设计要求:
.在满足塔吊基础结构受力情况下,避免破坏主体结构,必须塔身避开承台。
第六章基础施工
1、施工顺序:
定位放线→桩基施工→开挖土方→浇垫层→绑钢筋→支模板→安放基础预埋节→校正→浇塔吊基础混凝土→养护→安装塔吊→砌竖井→加盖板。
2、在基础土方开挖完成第一皮卸土时,即刻进行塔吊基础土方开挖。
采用200型液压反铲挖掘机1台挖土,就近抛土于坑外,随基坑挖土一并运离场地。
一级放坡,坡比1:
1~1:
1.2,工作面500宽,周边设排水沟。
3、安放基础预埋高强螺栓时,采用Ф20钢筋焊制斜撑,防止混凝土浇筑过程中基础预埋螺栓移动、偏位。
4、模板支设及钢筋绑扎
办理地基验槽手续后,立即浇灌垫层混凝土,并在垫层上弹出基础边线。
以后进行钢筋绑扎,钢筋绑扎完放入预埋件,放入预埋件时应仔细复核轴线、尺寸及标高,塔吊基础模板采用15厚九夹板,背楞50*100木枋,间距300,螺栓加固。
复核无误后进行模板固定,进行固定时还应认真校验轴线、尺寸及标高。
基础模板加固并自检后,立即请监理工程师到现场验收,办好隐检手续。
5、混凝土的浇捣
1)浇筑混凝土时应分层连续进行,浇筑层高度应根据结构特点、钢筋疏密决定,一般为振捣器作用部分长度的1.25倍,最大不超过50cm。
2)使用插入式振捣器应快插慢拔,插点要均匀排列,逐点移动,顺序进行,不得漏振,做到均匀振实。
移动间距不大于振捣器作用半径的1.5倍(一般为30~40cm)。
振捣上一层时应插入下层5cm,以消除两层间的接缝。
3)浇筑混凝土应连续进行,如必须间歇,其间歇时间应控制在前层混凝土初凝之前,将次层混凝土浇筑完毕,浇筑时需留置两组混凝土试块。
4)浇混凝土时有专人监测模板、钢筋、预埋件等有无移动,发现问题应立即处理,并应在已浇筑混凝土凝结前修正好。
5)混凝土浇好之后24h,在混凝土表面浇水保持湿润,保持湿润时间不小于7d。
第七章塔吊质量验收要求
1、基础表面平整度允许偏差1/1000;
2、塔式起重机的混凝土基础应验收合格后,方可使用。
3、塔式起重机的金属结构、及所有电气设备的金属外壳,应有可靠的接地装置,接地电阻不应大于10Ω。
4、按塔机说明书,核对基础施工质量关键部位。
5、检测塔机基础的几何位置尺寸误差,应在允许范围内,测定水平误差大小,以便准备垫铁。
6、机脚螺丝应严格按说明书要求的平面尺寸设置,允许偏差不得大于5mm。
7、基础砼浇筑完毕后应浇水养护,达到砼设计强度方可进行上部结构的安装作业。
如提前安装必须有同条件养护砼试块试验报告,强度达到安装说明书要求。
8、塔吊基础砼浇筑后应按规定制作试块,基础内钢筋必须经质检部门、监理部门验收合格方可浇筑砼,并应作好、隐检记录。
以备作塔吊验收资料。
9、钢筋、水泥、砂石集料应具有出厂合格证或试验报告。
10、塔吊基础底部土质应良好,开挖经质检部门验槽,符合设计要求及地质报告概述方可施工。
11、塔吊基础施工后,四周应排水良好,以保证基底土质承载力。
12、塔机的避雷装置宜在基础施工时首先预埋好,塔机的避雷针可用横截面不小于16mm2的绝缘铜电缆或横截面30mm×3.5mm表面经电镀的金属条直接与基础底板钢筋焊接相连,接地件至少插入地面以下1.5m。
13、塔吊基础的钻孔灌注桩施工严格按本工程桩基工程施工方案进行施工质量控制。
14、基础塔吊砼拆模后应在四角设置沉降观测点,并完成初始高程测设,在上部结构安装前再测一次,以后在上部结构安装后每半月测设一次,发现沉降过大、过快、不均匀沉降等异常情况应立即停止使用,并汇报公司工程技术部门分析处理后,方可决定可断续使用或不能使用。
第八章、保证质量安全措施
1、开工前要做好各级技术准备和技术交底工作,施工技术人员,测量人员要熟悉图纸,掌握现场测量桩及水准点位置尺寸。
2、挖土机无论在挖土时,还是在作水平运输土方时,都派专人指挥。
3、认真执行项目部制定的技术、质量管理制度。
4、做好钢筋隐蔽工程验收工作,确保塔吊基础施工质量。
5、土方工程质量保证措施
(1)严格控制挖土标高,最后200厚人工铲土,严禁超挖,严禁虚土回填。
(2)基坑底标高的控制应根据基准点,由测量技术人员将水平高度引测到基坑周边稳定的结构上,并做好明显的标志。
(3)挖土施工人员根据测量标记采用固定丈量的量具,将坑底土方修理平整。
6、保证施工安全和环境的技术措施:
1)挖土机臂杆旋转区域严禁其他人员施工。
2)运土车辆出大门时,应有专人检查员车轮是否带泥,并及时清理和做好大门口的保洁工作。
3)每天检查车辆挡板和挡土设施是否完好,并及时进行修复。
4)下雨期间进行挖土时,车辆行走的施工道路,宜设麻袋及防止污染物品,防止车辆污染及场外道路环境。
5)工地全封闭施工,大门口设水龙头、排水沟、集水池、出场时必须冲洗干净,方准离开工地,不准将污泥带出门外,影响市容。
第九章安全文明施工
1.施工期间,操作人员需正确佩戴好安全帽,严禁酒后作业。
2.塔吊桩基施工期间,需在周边挖坑或设置排污沟,防止泥浆随意乱流,影
响现场文明施工。
3.钢筋笼吊装期间,操作人员需站稳、抓牢,防止被牵带摔倒或跌入桩内。
4.机械用电缆线使用前需检查其外观完好程度,外皮有损坏的需更换,且电缆线不得拖泡在水中,确需经过水坑时,可采取架空处理。
5.夜间施工时,需提前做好照明工作,且在白天就应将周边危险区域作警示
或设置防护栏,防止夜间人员施工误入造成伤害。
6.夜间施工需控制好噪声及光源的污染,原则上夜间施工不得超过22:
00点。
7.混凝土运输车在放完混凝土后,需经指定地点清洗轮胎及排放洗斗的污水。
8.焊接钢筋或混凝土承台施工期间,焊工需正确使用防护罩及绝缘手套,防
止因过强光线伤害眼睛或发生触电事件。
第十章塔吊桩基础计算书
计算依据:
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
3、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
一、塔机属性
塔机型号
QTZ80
塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)
27
塔机独立状态的计算高度H(m)
35
塔身桁架结构
角钢
塔身桁架结构宽度B(m)
1.8
二、塔机荷载
塔机竖向荷载简图
1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0(kN)
251
起重臂自重G1(kN)
37.4
起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)
22
小车和吊钩自重G2(kN)
3.8
小车最小工作幅度RG2(m)
2
最大起重荷载Qmax(kN)
60
最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m)
11.5
最小起重荷载Qmin(kN)
10
最大吊物幅度RQmin(m)
60
最大起重力矩M2(kN·m)
Max[60×11.5,10×60]=690
平衡臂自重G3(kN)
19.8
平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)
6.3
平衡块自重G4(kN)
89.4
平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)
11.8
2、风荷载标准值ωk(kN/m2)
工程所在地
江苏吴县东山
基本风压ω0(kN/m2)
工作状态
0.2
非工作状态
0.45
塔帽形状和变幅方式
锥形塔帽,小车变幅
地面粗糙度
C类(有密集建筑群的城市市区)
风振系数βz
工作状态
1.78
非工作状态
1.852
风压等效高度变化系数μz
0.802
风荷载体型系数μs
工作状态
1.95
非工作状态
1.95
风向系数α
1.2
塔身前后片桁架的平均充实率α0
0.35
风荷载标准值ωk(kN/m2)
工作状态
0.8×1.2×1.78×1.95×0.802×0.2=0.534
非工作状态
0.8×1.2×1.852×1.95×0.802×0.45=1.251
3、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1(kN)
251+37.4+3.8+19.8+89.4=401.4
起重荷载标准值Fqk(kN)
60
竖向荷载标准值Fk(kN)
401.4+60=461.4
水平荷载标准值Fvk(kN)
0.534×0.35×1.8×35=11.775
倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
37.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8+0.9×(690+0.5×11.775×35)=493.296
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN)
Fk1=401.4
水平荷载标准值Fvk'(kN)
1.251×0.35×1.8×35=27.585
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)
37.4×22+3.8×2-19.8×6.3-89.4×11.8+0.5×27.585×35=133.477
4、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1(kN)
1.2Fk1=1.2×401.4=481.68
起重荷载设计值FQ(kN)
1.4Fqk=1.4×60=84
竖向荷载设计值F(kN)
481.68+84=565.68
水平荷载设计值Fv(kN)
1.4Fvk=1.4×11.775=16.485
倾覆力矩设计值M(kN·m)
1.2×(37.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8)+1.4×0.9×(690+0.5×11.775×35)=753.247
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
1.2Fk'=1.2×401.4=481.68
水平荷载设计值Fv'(kN)
1.4Fvk'=1.4×27.585=38.619
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.2×(37.4×22+3.8×2-19.8×6.3-89.4×11.8)+1.4×0.5×27.585×35=256.72
三、基础验算
基础布置图
基础布置
基础长l(m)
5.5
基础宽b(m)
5.5
基础高度h(m)
1.25
基础参数
基础混凝土强度等级
C35
基础混凝土自重γc(kN/m3)
25
基础上部覆土厚度h’(m)
0
基础上部覆土的重度γ’(kN/m3)
19
基础混凝土保护层厚度δ(mm)
50
地基参数
修正后的地基承载力特征值fa(kPa)
180
基础及其上土的自重荷载标准值:
Gk=blhγc=5.5×5.5×1.25×25=945.312kN
基础及其上土的自重荷载设计值:
G=1.2Gk=1.2×945.312=1134.375kN
荷载效应标准组合时,平行基础边长方向受力:
Mk''=G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4+0.9×(M2+0.5FvkH/1.2)=37.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8+0.9×(690+0.5×11.775×35/1.2)
=462.387kN·m
Fvk''=Fvk/1.2=11.775/1.2=9.812kN
荷载效应基本组合时,平行基础边长方向受力:
M''=1.2×(G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4)+1.4×0.9×(M2+0.5FvkH/1.2)=1.2×(37.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8)+1.4×0.9×(690+0.5×11.775×35/1.2)=709.974kN·m
Fv''=Fv/1.2=16.485/1.2=13.737kN
基础长宽比:
l/b=5.5/5.5=1≤1.1,基础计算形式为方形基础。
Wx=lb2/6=5.5×5.52/6=27.729m3
Wy=bl2/6=5.5×5.52/6=27.729m3
相应于荷载效应标准组合时,同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩:
Mkx=Mkb/(b2+l2)0.5=493.296×5.5/(5.52+5.52)0.5=348.813kN·m
Mky=Mkl/(b2+l2)0.5=493.296×5.5/(5.52+5.52)0.5=348.813kN·m
1、偏心距验算
相应于荷载效应标准组合时,基础边缘的最小压力值:
Pkmin=(Fk+Gk)/A-Mkx/Wx-Mky/Wy=(461.4+945.312)/30.25-348.813/27.729-348.813/27.729=21.344kPa≥0
偏心荷载合力作用点在核心区内。
2、基础底面压力计算
Pkmin=21.344kPa
Pkmax=(Fk+Gk)/A+Mkx/Wx+Mky/Wy=(461.4+945.312)/30.25+348.813/27.729+348.813/27.729=71.661kPa
3、基础轴心荷载作用应力
Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(461.4+945.312)/(5.5×5.5)=46.503kN/m2
4、基础底面压力验算
(1)、修正后地基承载力特征值
fa=180.00kPa
(2)、轴心作用时地基承载力验算
Pk=46.503kPa≤fa=180kPa
满足要求!
(3)、偏心作用时地基承载力验算
Pkmax=71.661kPa≤1.2fa=1.2×180=216kPa
满足要求!
5、基础抗剪验算
基础有效高度:
h0=h-δ=1250-(50+22/2)=1189mm,X轴方向净反力:
Pxmin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×(461.400/30.250-(462.387+9.813×1.250)/27.729)=-2.517kPa
Pxmax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×(461.400/30.250+(462.387+9.813×1.250)/27.729)=43.700kPa
假设Pxmin=0,偏心安全,得
P1x=((b+B)/2)Pxmax/b=((5.500+1.800)/2)×43.700/5.500=29.001kPa
Y轴方向净反力:
Pymin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×(461.400/30.250-(462.387+9.813×1.250)/27.729)=-2.517kPaPymax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×(461.400/30.250+(462.387+9.813×1.250)/27.729)=43.700kPa
假设Pymin=0,偏心安全,得
P1y=((l+B)/2)Pymax/l=((5.500+1.800)/2)×43.700/5.500=29.001kPa
基底平均压力设计值:
px=(Pxmax+P1x)/2=(43.7+29.001)/2=36.35kPa
py=(Pymax+P1y)/2=(43.7+29.001)/2=36.35kPa
基础所受剪力:
Vx=|px|(b-B)l/2=36.35×(5.5-1.8)×5.5/2=369.866kN
Vy=|py|(l-B)b/2=36.35×(5.5-1.8)×5.5/2=369.866kN
X轴方向抗剪:
h0/l=1189/5500=0.216≤4
0.25βcfclh0=0.25×1×16.7×5500×1189=27302.412kN≥Vx=369.866kN
满足要求!
Y轴方向抗剪:
h0/b=1189/5500=0.216≤4
0.25βcfcbh0=0.25×1×16.7×5500×1189=27302.412kN≥Vy=369.866kN
满足要求!
作用在软弱下卧层顶面处总压力:
pz+pcz=0+0=0kPa≤faz=326.65kPa
满足要求!
四、基础配筋验算
基础底部长向配筋
HRB400Φ22@200
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