塔吊钢平台基础专项施工方案.doc

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浙江万华建设有限公司石碶街道建庄4号安置地块工程

石碶街道建庄4号安置地块工程塔吊基础专项施工方案

一、工程概况

1、建设单位：

宁波市鄞州区石碶街道新村建设办公室

2、管理单位：

宁波市鄞州腾波房地产开发有限公司

3、设计单位：

浙江高专建筑设计研究院有限公司

4、监理单位：

宁波斯正项目管理咨询有限公司

5、施工单位：

浙江万华建设有限公司

6、工期：

680日历天

7、工程规模：

本工程位于鄞州区石碶街道建庄村，由12幢住宅楼、2幢配电房和1层地下车库组成。

±0.00黄海高程为4.30米，总建筑面积约98972.94平方米，地下建筑面积约21940平方米。

楼号

建筑面积（m2）

层数

全高

楼号

建筑面积（m2）

层数

全高

1#楼

5181.17

14F

42.360

7#楼

8042.31

14F

42.360

2#楼

5178.39

14F

42.360

8#楼

5181.3

14F

42.360

3#楼

9821.90

14F

43.010

9#楼

5194.77

14F

42.360

4#楼

5194.77

14F

42.460

10#楼

9693.94

14F

42.360

5#楼

6289.50

11F

34.060

11#楼

10602.88

14F

42.360

6#楼

6289.50

11F

34.060

12#楼

5452.18

14F

42.460

二、编制依据

1、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

2、《建筑施工手册》中国建筑工业出版社

3、《钢结构设计规范》GB50017-2003

4、《高层建筑施工手册》中国建筑工业出版社

5、《塔式起重机设计规范》GB/T13752-92

6、《建筑钢结构焊接规范》GB50061-2011

7、《塔吊起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009

三、基础所受的荷载分析

1、根据上部结构各单体建筑高度和平面分布情况，兼顾主体结构和地下室结构施工的便利，综合比较后，决定布置4台广西建机生产的臂长55米的QTZ80（TCT5512）型塔吊，4台塔吊都设置在地下室内。

塔吊的安装高度：

1#塔吊59.5米（2+19节）；2#塔吊54.5米（2+17节）；3#塔吊54.5米（2+17节）；4#塔吊49.5米（2＋15节）。

其中1#塔吊在10#楼9层梁板和14层梁板位置各设一道附墙件，2#塔吊在12#楼11层梁板设置一道附墙件，3#塔吊在9#楼11层梁板设置一道附墙件，4#塔吊在7#楼11层梁板位置设一道附墙件。

塔吊的具体位置见附图。

2、塔吊的附墙装置只承担风荷载等水平荷载及弯矩、扭矩，不承担自重等竖向荷载，将塔身、附墙简化为多跨连续梁受力模型，通过受力分析，可以得出结论：

塔吊在独立高度状态下所承受的风荷载等水平荷载所产生的内力最大。

安装附墙装置以后，对基础的荷载与独立高度相比仅多了标准的重量，而其所传递的风荷载要少的多，因此下面荷载取值均以独立高度状态进行计算。

四、塔吊基础的设计计算

桩基钢平台基础计算

初步确定，1#~4#塔吊均采用四桩钢平台基础，塔吊基础均采用4根Ф800钻孔灌注桩，桩距2.6´2.6米。

4台塔吊均设置在地下室内，桩顶相对标高-0.850米，

1#塔吊桩长26米，桩有效摩擦20.4米，桩尖进入5-2层粉土层；

2#塔吊桩长27米，桩有效摩擦21.4米，桩尖进入5-2层粉土层；

3#塔吊桩长32米，桩有效摩擦26.4米，桩尖进入6-1层粘土层；

4#塔吊桩长29米，桩有效摩擦23.4米，桩尖进入5-2层粉土层；

全部塔吊桩，-0.85米~-9.15米为4根L140´14角钢组成的钢构式格构柱，截面尺寸460´460。

下部桩为构造配筋12Ф18（HRB400），箍筋为Ф6@250，加强箍Ф14@2000，钢格构柱与钢筋搭接3米，搭接部分的桩箍筋Ф6@100。

加强筋Ф14@500。

桩砼标号为C30，由于桩顶标高高于自然地面，因桩机施工需要，塔吊平台四周6米范围内铺填塘渣至桩顶标高处（-0.850），砼浇灌到桩顶标高平。

地下室塔吊桩挖土后将型钢外围的砼凿除，隔2米用12#槽钢四面加焊横撑，并在中间用12#槽钢设水平十字撑，，横撑间用12#槽钢设垂直剪刀撑，剪刀撑和横撑随土开挖深度的增加跟进，底板和顶板施工时将钢格构柱内的砼凿除，浇筑底板和顶板时将型钢浇筑在内，角钢四周焊环形钢板止水带-10´50。

钢平台焊接前，以塔吊为中心1:

1放坡挖6000´6000´1500（深度）的土坑，以便钢平台的焊接，钢平台采用型钢电焊加工成型，四根钢格构柱上部各焊一块-30´600´600钢托板。

四块托板上部水平对角各设一根50a工字钢。

在工字钢上四根格构柱的两边（内外）各设通长22#槽钢一根，共设8根。

在22#槽钢上设置井字型18#工字钢四根，塔吊标准节四角对穿螺栓范围上、下部各焊一块-30´650´650钢板。

平台与格构柱连接处竖向焊接-14´300´400三角钢板，每根格构柱四块。

（具体做法，详见附图）

1、单桩承载力特征计算

根据浙江开天工程技术有限公司提供的石碶街道建庄4号安置地块岩土工程勘察报告，桩基设计参数如下表：

层号

地层

名称

钻孔灌注桩

桩侧阻力

特征值

（kpa）

1#塔吊

层厚

（m）

2#塔吊

层厚（m）

3#塔吊

层厚（m）

4#塔吊

层厚（m）

抗拔承载力系数

②-1

淤泥

6

/

/

0.43

0.7

②-2

淤泥

6

5.86

6.73

9.2

7.5

0.7

②-3

淤泥质黏土

9

/

/

3.5

1.8

0.7

⑤-1

粉质粘土

28

12.40

12.30

6.3

12.4

0.7

⑤-2

粉土

24

2.14

2.37

5.4

1.27

0.7

⑥-1

粘土

24

/

/

2.54

/

0.7

4台塔吊基础都在地下室内，地下室地梁挖土标高为-6.450米，因此地下室塔吊桩单桩竖向承载力特征值计算从-6.450米以下开始，桩按摩擦桩计算。

QTZ80型塔吊桩单桩竖向承载力特征值为：

1#塔吊：

Ra=u∑qsia.li=0.8´3.14（6´5.86+28´12.4+24´2.14）=1089KN

2#塔吊：

Ra=u∑qsia.li=0.8´3.14（6´6.73+28´12.3+24´2.37）=1109KN

3#塔吊：

Ra=u∑qsia.li=0.8´3.14（6´9.2+9´3.5+28´6.3+24´5.4+24´2.54）=1139KN

4#塔吊：

Ra=u∑qsia.li=0.8´3.14（6´7.93+9´1.8+28´12.4+24´1.27）=1108KN

2、桩基所受荷载的计算分析

塔机QTZ80（TCT5512）的竖向荷载简体如下所示。

图中各参数根据广西建工集团建筑机械制造有限责任公司生产的QTZ80（TCT5512）塔机的使用说明。

2.1自重荷载及起重荷载

1）塔机自重标准值Fk1=469KN

2）基础自重标准值Gk==50KN

3）起重荷载标准值Fqk=60.0KN

2.2风荷载计算

1）工作状态下塔机截面对角线方向所受风荷载标准值

①塔机所受风荷载均布线荷载标准值（Wo=0.20KN/m2）

=0.8×1.2×1.59×1.79×1.29×0.2×0.35×1.5

=0.37KN

②塔机所受风荷载水平合力标准值

=0.37×43=15.91KN.m

③基础顶面风荷载产生的力矩标准值

=15.91×0.5×43=342KN.m

2）非工作状态下塔机截面对角线方向所受风荷载标准值

①塔机所受风荷载均布线荷载标准值（宁波市）

=0.8×1.2×1.65×1.58×1.29×0.5×0.35×1.6

=0.84KN

②塔机所受风荷载水平合力标准值

=0.84×43=36.28KN.m

③基础顶面风荷载产生的力矩标准值

=36.28×0.5×43=780KN.m

2.3塔机的倾覆力矩

塔机自身产生的倾覆力矩，向前为正。

1）大臂自重产生的向前力矩标准值

M1=58.9×29=1705kN.m

2）最大起重荷载产生的最大向前力矩标准值

M2=60×15=900kN.m

3）小车位于上述位置时的向前起重力矩标准值

M3=2.2×15=33kN.m

4）平衡臂产生的向后力矩标准值

M4=-30×6=-180kN.m

5）平衡重产生的向后力矩标准值

M5=-125×11=-1375kN.m

2.4综合分析、计算

1）工作状态下塔机对基础顶面的作用

①标准组合的倾覆力矩标准值

Mk=M1+M3+M4+M5+0.9（M2+MSK）

=1705+33-180-1375+0.9（900+342）=1300.8kN.m

②水平荷载标准值Fvk=15.91kN.m

③竖向荷载标准值

=469+50+60=579KN

2）非工作状态下塔机对基础顶面的作用

①标准组合的倾覆力矩标准值

Mk`=M1+M4+M5+MSK`

=1705-180-1375-780=-630kN.m

②水平荷载标准值Fvk`=36.28kN.m

③竖向荷载标准值

=469+50=519kN

3、桩基础设计

倾覆力矩按最不利的对角线方向作用,塔吊厂方提供的技术参数，最大倾覆力矩为1170Kn.m。

计算弯矩取最不利条件，取最大值。

P=469Kn，M=1300.8Kn，G=50Kn

上部桩重G=3.14´0.42´5.6´4´25=281.3KN

3.1基桩承载力验算

倾覆力矩按最不利的对角线方向作用

1）基桩竖向承载力验算

取最不利的非工作状态荷载进行验算

偏心竖向力作用下：

=-153.19kn

为竖向拔力153.19kn

基桩承载力符合要求，按抗压桩和抗拔桩设计

2）桩身轴心抗压承载力验算

桩身强度设计值为：

1.35×553.3=746.95Kn≤5388Kn

桩身轴心抗压承载力符合要求

3）桩身轴心抗拔承载力验算（桩身配筋12Φ18HRB400）

-153.19×1.35=-206.8kn

桩身轴心抗拔承载力符合要求

4、钢平台设计

4.1钢板桩连接板焊缝承载力计算

焊缝强度设计值ƒwv=160N/mm2安装焊缝折减系数0.7焊缝厚按6mm计算，每根桩按4条30cm长焊缝计算考虑。

连接板焊缝承载力为：

Nt=ƒwv·he·Lw=0.7×160×6×4´300/1000=806.4KN

QTZ80塔吊单肢压力计算：

Nt＞1.2Qkmax=747.6kN满足要求

4.2塔吊基础板与过渡板焊缝验算

焊缝强度设计值ƒwv=160N/mm2安装焊缝折减系数0.7焊缝厚按10mm计算，每块板焊缝长度按180cm计算考虑。

连接板焊缝承载力为：

Nt=ƒwv·he·Lw=0.7×160×10×1800/1000=2016KN

QTZ80塔吊单肢压力计算：

Nt＞1.2Qkmax=747.6kN满足要求

4.350a工字钢