塔吊基础施工方案.docx
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塔吊基础施工方案.docx
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塔吊基础施工方案
施工组织设计(方案)报审表
工程名称:
寻甸锦绣中央广场项目编号:
01
致:
(监理单位)
我方已根据施工合同的有关规定完成了寻甸锦绣中央广场项目A3塔吊基础工程施工组织设计(方案)的编制,并经我单位上级技术负责人审查批准,请予以审查。
附:
寻甸锦绣中央广场项目A3塔吊基础专项(方案)
承包单位(章)
项目经理:
日期2016.6.28
专业监理工程师审查意见:
专业监理工程师
日期
总监理工程师审核意见:
项目监理机构
总监理工程师
日期
寻甸锦绣中央广场项目A3
塔吊基础施工方案
1.编制依据
1.1.由锦汉转业有限公司工程部提供的寻甸锦绣中央广场项目A3施工图纸、岩土工程勘察报告。
1.2.由四川强力建筑机械有限公司提供的QTZ63(5013)塔式起重机的使用说明书、塔吊基础施工图。
1.3《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-1992)《地基基础设计规范》(GB50007-2002)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2006)《建筑安全检查标准》(JGJ59-99)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)。
2.工程基本概况
2.1.工程建设概况
本工程A3块建筑层数:
地上四层,地下一层;建筑总高度未超过30m。
2.2.场地内地质情况:
场地地质情况较差,主要为粘土层、圆砾和泥炭质土。
基础受力层为粘土层,承载力特征值fak=130KPa.
3.塔吊选择及平面布置
本工程占地平面积较大;为尽可能满足区域内楼层都在塔吊覆盖范围内,本工程选用两台55米臂长的施工塔吊,型号为QTZ63(Q5510)和一台60米臂长的施工塔吊Q6010,生产厂家为四川强力建筑机械有限公司。
臂端起重量1.0吨。
独立式的起升高度为37.5米,附着式的起升高度可达140米,可满足本工程的垂直及水平运输需要。
A3北的塔吊为1#塔吊(Q5510),A3西的为2#塔吊(Q5510),A3南的为3#塔吊(Q6010)。
2#塔吊为主吊,由于受1#和3#塔吊影响,2#塔吊须比1号塔吊高5米,比3号塔吊高10米,加上2#塔吊地面比3#塔吊地面高6米,塔吊吊钩及富余钢丝绳考虑5m长,塔吊最终安装高度为40米左右(至操作室),12个标准节高。
4.塔吊基础设计
综合施工需要、附着长度、建筑物地下结构情况,1号塔吊基础中心定位于坐标:
X=2628914.046m、Y=942640.405m处;2号塔吊基础中心定位于坐标:
X=2628992.330m、Y=942713.918m处;3号塔吊基础中心定位于坐标:
X=2628901.017m、Y=942723.352m处。
经查对地勘资料,整个场地面层为粘土,平均厚度7.5m,承载力特征值fak=120kpa;第二层为圆砾、粘土、粉土层,平均厚度21.1m,承载力特征值fak=130kpa;第三层为泥炭质土层,平均厚度1.17m,承载力特征值fak=50kpa;第1#、2#塔吊位于基坑边,场地条件限制不能设置天然独立基础,采用矩形板式桩基础。
参照使用说明书要求(见附件)、塔吊基础施工图,结合现场情况,1#、2#塔吊基础的参数如下:
承台长4000mm,宽4000mm,高1000mm,共配两层钢筋网片,上层钢筋为双向各24根HPB335¢20,下层为双向各32根HPB335¢20,承台竖向连接筋为双向HPB300Φ10@500,(见附图),桩平面布置及配筋详附图,桩深8m。
3#塔吊位于地下室内,满足设置天然独立基础的条件,参照使用说明书要求(见附件)、塔吊基础施工图,结合现场情况,3#塔吊基础的参数如下:
承台长4800mm,宽4800mm,高1000mm,共配两层钢筋网片,上层钢筋为双向各31根HPB335¢20,下层为双向各31根HPB335¢20,架力筋为HPB300¢12@500,的钢筋。
(见附图)。
5.塔吊基础外防水处理
由于塔基顶面较低,在塔吊基础施工完成后要考虑排水和挡土问题,其处理方法:
在基础的上口沿基础边砌筑240厚砖墙至高于相邻地面150mm。
此砖墙有两个作用:
挡土和挡水。
为保证在塔吊使用期间基础内不致渗入水,需在砖墙外侧做抹灰层(防水砂浆[防水粉掺量参见使用说明],厚度20,配合比1:
2);防水涂膜,涂膜上口上翻至砖挡墙顶;1:
2水泥砂浆保护层。
3#塔吊底板防水同车库底板后浇带。
6.塔吊基础倾覆力及地基承载力验算
6.11#、2#塔吊验算书
矩形板式桩基础计算书
一、塔机属性
塔机型号
QTZ63(Q5510)
塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)
40
塔机独立状态的计算高度H(m)
43
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B(m)
1.6
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)
410
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
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)
12.38
最小起重荷载Qmin(kN)
1
最大吊物幅度RQmin(m)
55
最大起重力矩M2(kN·m)
Max[60×12.38,1×55]=742.8
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)
145
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
昆明寻甸县
基本风压ω0(kN/m2)
工作状态
0.2
非工作状态
0.75
塔帽形状和变幅方式
锥形塔帽,小车变幅
地面粗糙度
B类(田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区)
风振系数βz
工作状态
1.59
非工作状态
1.69
风压等效高度变化系数μz
1.32
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
0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.2=0.79
非工作状态
0.8×1.2×1.69×1.95×1.32×0.75=3.13
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+145=457
起重荷载标准值Fqk(kN)
60
竖向荷载标准值Fk(kN)
457+60=517
水平荷载标准值Fvk(kN)
0.79×0.35×1.6×43=19.02
倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
37.4×22+3.8×12.38-19.8×6.3-145×11.8+0.9×(742.8+0.5×19.02×43)=70.66
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN)
Fk1=457
水平荷载标准值Fvk'(kN)
3.13×0.35×1.6×43=75.37
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)
37.4×22-19.8×6.3-145×11.8+0.5×75.37×43=607.52
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=1.2×457=548.4
起重荷载设计值FQ(kN)
1.4FQk=1.4×60=84
竖向荷载设计值F(kN)
548.4+84=632.4
水平荷载设计值Fv(kN)
1.4Fvk=1.4×19.02=26.63
倾覆力矩设计值M(kN·m)
1.2×(37.4×22+3.8×12.38-19.8×6.3-145×11.8)+1.4×0.9×(742.8+0.5×19.02×43)=292.1
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
1.2Fk'=1.2×457=548.4
水平荷载设计值Fv'(kN)
1.4Fvk'=1.4×75.37=105.52
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.2×(37.4×22-19.8×6.3-145×11.8)+1.4×0.5×75.37×43=1053.11
三、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h(m)
1
承台长l(m)
4
承台宽b(m)
4
承台长向桩心距al(m)
1.6
承台宽向桩心距ab(m)
1.6
桩直径d(m)
1
承台参数
承台混凝土等级
C30
承台混凝土自重γC(kN/m3)
25
承台上部覆土厚度h'(m)
0
承台上部覆土的重度γ'(kN/m3)
19
承台混凝土保护层厚度δ(mm)
50
配置暗梁
否
矩形桩式基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值:
Gk=bl(hγc+h'γ')=4×4×(1×25+0×19)=400kN
承台及其上土的自重荷载设计值:
G=1.2Gk=1.2×400=480kN
桩对角线距离:
L=(ab2+al2)0.5=(1.62+1.62)0.5=2.26m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下:
Qk=(Fk+Gk)/n=(457+400)/4=214.25kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下:
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L
=(457+400)/4+(607.52+75.37×1)/2.26=516.05kN
Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L
=(457+400)/4-(607.52+75.37×1)/2.26=-87.55kN
2、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下:
Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L
=(548.4+480)/4+(1053.11+105.52×1)/2.26=769.15kN
Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L
=(548.4+480)/4-(1053.11+105.52×1)/2.26=-254.95kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度等级
C30
桩基成桩工艺系数ψC
0.85
桩混凝土自重γz(kN/m3)
25
桩混凝土保护层厚度б(mm)
35
桩入土深度lt(m)
8
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
否
桩混凝土类型
钢筋混凝土
桩身普通钢筋配筋
HRB33520Φ16
地基属性
是否考虑承台效应
否
土名称
土层厚度li(m)
侧阻力特征值qsia(kPa)
端阻力特征值qpa(kPa)
抗拔系数
承载力特征值fak(kPa)
粘性土
7.5
20
35
0.7
-
粘性土
21.1
50
130
0.7
-
淤泥
1.1
50
35
0.7
-
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长:
u=πd=3.14×1=3.14m
桩端面积:
Ap=πd2/4=3.14×12/4=0.79m2
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap
=3.14×(7.3×20+0.7×50)+130×0.79=670.73kN
Qk=214.25kN≤Ra=670.73kN
Qkmax=516.05kN≤1.2Ra=1.2×670.73=804.88kN
满足要求!
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=-87.55kN<0
按荷载效应标准组合计算的桩基拔力:
Qk'=87.55kN
桩身的重力标准值:
Gp=ltApγz=8×0.79×25=157.08kN
Ra'=uΣλiqsiali+Gp=3.14×(0.7×7.3×20+0.7×0.7×50)+157.08
=555.12kN
Qk'=87.55kN≤Ra'=555.12kN
满足要求!
3、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积:
As=nπd2/4=20×3.14×162/4=4021mm2
(1)、轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值:
Q=Qmax=769.15kN
ψcfcAp+0.9fy'As'=(0.85×14×0.79×106+0.9×(300×4021.24))×10-3=10752.89kN
Q=769.15kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=10752.89kN
满足要求!
(2)、轴心受拔桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值:
Q'=-Qmin=254.95kN
fyAS=300×4021.24×10-3=1206.37kN
Q'=254.95kN≤fyAS=1206.37kN
满足要求!
4、桩身构造配筋计算
As/Ap×100%=(4021.24/(0.79×106))×100%=0.51%≥0.25%
满足要求!
五、承台计算
承台配筋(不设暗梁)
承台底部长向配筋
HRB335Φ20@120
承台底部短向配筋
HRB335Φ20@120
承台顶部长向配筋
HRB335Φ20@160
承台顶部短向配筋
HRB335Φ20@160
1、荷载计算
承台有效高度:
h0=1000-50-20/2=940mm
M=(Qmax+Qmin)L/2=(769.15+(-254.95))×2.26/2=581.75kN·m
X方向:
Mx=Mab/L=581.75×1.6/2.26=411.36kN·m
Y方向:
My=Mal/L=581.75×1.6/2.26=411.36kN·m
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=548.4/4+1053.11/2.26=602.51kN
受剪切承载力截面高度影响系数:
βhs=(800/940)1/4=0.96
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离:
a1b=(ab-B-d)/2=(1.6-1.6-1)/2=-0.5m
a1l=(al-B-d)/2=(1.6-1.6-1)/2=-0.5m
剪跨比:
λb'=a1b/h0=-500/940=-0.53,取λb=0.25;
λl'=a1l/h0=-500/940=-0.53,取λl=0.25;
承台剪切系数:
αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.25+1)=1.4
αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.25+1)=1.4
βhsαbftbh0=0.96×1.4×1.43×103×4×0.94=7230.07kN
βhsαlftlh0=0.96×1.4×1.43×103×4×0.94=7230.07kN
V=602.51kN≤min(βhsαbftbh0,βhsαlftlh0)=7230.07kN
满足要求!
3、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围:
B+2h0=1.6+2×0.94=3.48m
ab=1.6m≤B+2h0=3.48m,al=1.6m≤B+2h0=3.48m
角桩位于冲切椎体以内,可不进行角桩冲切的承载力验算!
4、承台配筋计算
(1)、承台底面长向配筋面积
αS1=My/(α1fcbh02)=411.36×106/(1.04×14.3×4000×9402)=0.008
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.008)0.5=0.008
γS1=1-ζ1/2=1-0.008/2=0.996
AS1=My/(γS1h0fy1)=411.36×106/(0.996×940×300)=1465mm2
最小配筋率:
ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.43/300)=max(0.2,0.21)=0.21%
梁底需要配筋:
A1=max(AS1,ρbh0)=max(1465,0.002×4000×940)=8066mm2
承台底长向实际配筋:
AS1'=10787mm2≥A1=8066mm2
满足要求!
(2)、承台底面短向配筋面积
αS2=Mx/(α2fcbh02)=411.36×106/(1.04×14.3×4000×9402)=0.008
ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.008)0.5=0.008
γS2=1-ζ2/2=1-0.008/2=0.996
AS2=Mx/(γS2h0fy1)=411.36×106/(0.996×940×300)=1465mm2
最小配筋率:
ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.43/300)=max(0.2,0.21)=0.21%
梁底需要配筋:
A2=max(9674,ρlh0)=max(9674,0.002×4000×940)=8066mm2
承台底短向实际配筋:
AS2'=10787mm2≥A2=8066mm2
满足要求!
(3)、承台顶面长向配筋面积
承台顶长向实际配筋:
AS3'=8169mm2≥0.5AS1'=0.5×10787=5394mm2
满足要求!
(4)、承台顶面短向配筋面积
承台顶长向实际配筋:
AS4'=8169mm2≥0.5AS2'=0.5×10787=5394mm2
满足要求!
(5)、承台竖向连接筋配筋面积
承台竖向连接筋为双向Φ10@500。
六、配筋示意图
矩形桩式承台配筋图
矩形桩式桩配筋图
6.23#塔吊验算书
矩形板式基础计算书
计算依据:
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)、《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-92)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001(2006年版))编制。
一、参数信息
1)塔吊基本参数
塔吊型号:
Q6010,塔吊最大起吊高度H0=40m,塔身宽度B=1.6m;
2)塔机自重参数
塔身自重G0=416kN,起重臂自重G1=37.4kN,小车和吊钩自重G2=3.8kN,平衡臂自重G3=19.8kN,平衡块自重G4=180kN,最大起重荷载Qmax=60kN,最小起重荷载Qmax=10kN;
3)塔机尺寸参数
起重臂重心到塔身中心的距离RG1=25.9m,小车和吊钩重心到塔身中心的距离RG2=11.5m,平衡臂重心到塔身中心的距离RG3=6.3m,平衡块重心到塔身中心的距离RG4=11.8m,最大起重荷载到塔身中心的距离RQmax=11.5m,最小起重荷载到塔身中心的距离RQmin=60m;
4)塔吊承台参数
承台长度b=4.8m,承台宽度l=4.8m,承台高度h=1m,承台混凝土强度等级:
C30,承台混凝土自重=25kN/m3,承台上部覆土厚度d=0.2m,承台上部覆土重度=17kN/m3;
5)塔吊基础参数
地基承载力特征值fa=130kN/m2,基础宽度地基承载力修正系数ηb=0.3,基础埋深地基承载力修正系数ηd=1.6,基础埋深地基承载力修正系数γ=170kN/m3,基础底面以上的土的加权平均重度γm=25kN/m3,承台埋置深度D=1.5m,修正后的地基承载力特征值fa=209.8kN/m2;
6)风荷载参数
塔身桁架杆件类型为:
型钢或方钢管,地面粗糙度类型为:
B类城市郊区,塔机计算高度h=43m,塔身前后片桁架平均充实率α0=0.35,塔身风向系数α=1.2,基本风压W0=0.45kN/m2(工程所在地:
北京,取50年一遇),风荷载高度变化系数μz=1.32,风荷载体型系数μs=1.95,风荷载风振系数βz=1.65;
7)承台配筋参数
承台底面长向配筋:
使用HRB335钢筋,直径为20mm,间距为160mm;
承台底面短向配筋:
使用HPB235钢筋,直径为20mm,间距为160mm;
二、荷载计算
1、自重荷载及起重荷载
1)塔机自重标准值
Fk1=416+37.4+3.8+19.8+180=657kN;
2)基础自重标准值
Gk=4.8×4.8×(1×25+0.2×17)=654.34kN;
丰水期:
G'k=4.8×4.8×(1×(25-10)+0.2×17)=423.94kN;
3)起重荷载标准值
Fqk=60kN;
2、风荷载计算
计算公式如下:
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
工作状态下ω0=0.2kN/m2
μz=1.32
μs=1.95
βz=1.59
α0=0.35
α=1.2
计算结果:
ωk=0.65kN/m2
qsk=0.44kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=18.92kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=406.78kN·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
非工作状态下ω0=0.45kN/m2(北京,取50年一遇)
μz=1.32
μs=1.95
βz=1.65
α0=0.35
α=1.2
计算结果:
ωk=1.53kN/m2
q'sk=1.03kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
F'vk=q'sk×H=44.29kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
M'sk=0.5F'vk×H=952.24kN·m
3、塔机的倾覆力矩
塔机自身产生的倾覆力矩,向前(起重臂方向)为正,向后为负。
1)大臂自重产生的向前力矩标准值
M1=37.4×25.9=968.66kN·m
2)最大起重荷载产生的最大向前起重力矩标准值
(Qmax比Qmin产生的力矩大)
M2=60×11.5=690kN·m
3)小车位于上述位置时的向前力矩标准值
M3=3.8×11.5=43.7kN·m
4)平衡臂产生的向后力矩标准值
M4=-19.8×6.3=-124.74kN·m
5)平衡重产生的向后力矩标准值
M5=-180×11.8=-2124kN·m
计算结果:
工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=M1+M3+M4+M5+0.9(M2+Msk)=-249.28kN·m
非工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值
M'k=M1+M4+M5+M'sk=-327.84kN·m
三、地基承载力验算
修正后的地基承载力特征值fa=209.8kN/m2
1)工作状态下
Mk=-249.28kN·m
a.当轴心荷载作用时:
Fk=Fk1+Fqk=717kN
Pk=(717+654.34)/(4.8×4.8)=59.52kN/m2
Pk≤fa=209.8,满足要求。
b.当偏心荷载作用时:
基础长宽比b/l=4.8/4.8=1
基础长宽比小于等于1.1,按方形基础计算
Wx=l×b×b/6=18.43m3
Wy=l×l×b/6=18.43m3
Mkx=Mk×b/(b2+l2)0.5=-176.27kN·m
Mky=Mk×l/(b2+l2)0.5=-176.27k
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