1#塔吊基础设计施工方案.docx
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1#塔吊基础设计施工方案
目录
一、编制依据1
二、工程概况1
三、塔机主要技术参数1
四、塔吊基础设计及处理要求2
五、计算参数3
六、基础桩顶作用效应计算4
七、单桩允许承载力特征计算5
八、桩基水平承载力验算5
九、抗拔桩基承载力验算5
十、抗倾覆验算6
十一、桩身受冲切承载力验算6
十二、计算结果8
一、编制依据
1.1《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
1.2《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)
1.3《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)
1.4《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
1.5《混凝土结构施工质量验收规范》(GB50204-2002)
1.6《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33—2001 J119—2001)
1.7《建筑塔式起重机安全规程》(GB5144-85)
1.8《QTZ100(6015)型塔机基础制作说明书》
1.9本工程《岩土工程勘察报告》
1.10本工程工程施工组织总设计
1.11本工程施工图纸
二、工程概况
工程名称:
博罗县圆洲镇东江广雅学校-6#教师住宅楼工程
建设地点:
广东省博罗县圆洲镇
建设单位:
设计单位:
监理单位:
XX有限公司
施工单位:
XX有限公司
安装单位:
XX有限公司
建筑规模:
建筑总面积为12327.9m2,23层楼,建筑物总高度24.3m。
根据本工程的特点及工程进度要求,我公司计划布置一台臂长为50米的塔吊,塔吊型号为:
广西雄起重工机械制造有限公司生产的QTZ100(6013)、安装位置在XXX,自编号为1(见平面图)。
按现场实际情况,经我司技术有关人员考虑1#塔吊安排在XX安装,基础面标高在原地面下1.50m。
具体位置尺寸详见附后图及总平面布置图。
三、塔机主要技术参数
本工程根据安装技术和场地情况要求,安装使用广西雄起重工机械制造有限公司生产的QTZ100(6013)型塔式起重机,主要技术参数如下:
1.机械主要参数:
公称起重力矩
1000kN·m
最大起重量
60kN
最大幅(跨)度
60m
基本臂最大幅度处额定起重量
15kN
检测(提升)高度
44m
附着最大起升高度
209m
轨距(轨道式)
44m
变幅型式
小车变幅
轨距(轨道式)
53/27/8m/min
最大起升速度
40m/min
最低稳定下降速度
2.5m/min
回转速度
0.62r/min
2.技术参数:
(1)塔身横截面尺寸1.7×1.7m;起重臂最大安装幅度为60m;
(2)平衡重长度11.3m;塔机独立高度为44m,
(3)标准节高度为3m.额定起重为6t(15m内)-1.3t(50m处)
(4)塔机额定功率为40.2KW;基础形式为预埋螺栓式。
3.主要结构件重量:
序号
部件名称
重量(kg)
备注
1
标准节
806
2
顶升套架
2561
3
顶升系统
720
4
上拉盘
2385
5
下接盘
1724
6
回转支承
1024
7
驾驶室
267
8
平衡臂、拉杆
3744+1323
9
塔顶
1238
10
起重臂、拉杆
4180+1225
11
吊钩组
212
12
起升机构
1245
13
平衡重
13000
60米臂长
四、塔吊基础设计及处理要求
根据本工程地质资料,1#塔吊基础采用四根直径600mm预制管桩,承台采用5000mm×5000mm×1500mm,C35混凝土浇筑,在混凝土浇筑时按厂家提供塔吊预埋地脚螺栓安装图预埋地脚螺栓。
详见《塔吊基础复核设计计算书》。
塔吊基础开挖深度达到1.5M后,经甲方、监理、建筑公司技术人员验收合格;采用C35混凝土浇捣100厚垫层,待垫层强度达到75%后,进行塔吊基础承台钢筋安装,并按厂家要求进行塔吊螺栓预埋和模板安装;经复核尺寸无误后进行混凝土浇筑;待同条件养护拆模砼试件检测试压强度达30MPa以上,交付塔吊安装公司进行安装塔吊机座。
五、计算参数
塔吊型号QTZ100(6013)型臂长50.00m,安装高度约85m;
1、基本参数:
(1)基本参数
采用1台QTZ100(6013)塔式起重机,塔身尺寸1.70m,基础开挖深度为-1.60m;现场地面标高与塔吊基础承台面同标高,基础埋设深度为-1.5m;采用预应力管桩基础,地下水位约为-3.00m。
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
950.00
30.00
1600.00
340.00
非工作状态
850.00
70.00
1800.00
0
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=850.00kN,Fh=70.00kN
M=1800.00+70.00×1.40=1898.00kN.m
Fk,=850.00×1.35=1147.50kN,Fh,=70.00×1.35=94.50kN
Mk=(1800.00+70.00×1.40)×1.35=2562.30kN.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
填土
0.20
40.00
1400.00
8.00
0.40
3.20
2
粘性土
4.50
70.00
2300.00
315.00
0.50
157.50
3
中砂
6.50
74.00
5500.00
481.00
0.70
336.70
4
砾砂
7.80
160.00
6000.00
1248.00
0.70
873.60
桩长
19.00
∑qsik*Li
2052.00
∑λiqsik*Li
1371.00
3)基础设计主要参数
基础桩采用4根φ600预应力管桩,桩顶标高-1.40m;桩混凝土等级C25,fC=11.90N/mm2,EC=2.80×104N/mm2;ft=1.27N/mm2,桩长19.00m,壁厚70mm;钢筋HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2
承台尺寸长(a)=5.00m,宽(b)=5.00m,高(h)=1.50m;桩中心与承台中心1.80m,承台面标高0m;承台混凝土等级C25,ft=1.27N/mm2,fC=11.90N/mm2,γ砼=25kN/m3
Gk=abhγ砼=5.00×5.00×1.50×25=937.50kN
塔吊基础尺寸示意图
六、基础桩顶作用效应计算
(1)竖向力
1)轴心竖向力作用下
Nk=(Fk+Gk)/n=(850.00+937.50)/4=446.88kN
2)偏心竖向力作用下
按照Mx作用在对角线进行计算,Mx=Mk=1898.00kN.m,yi=1.80×20.5=2.55m
Nk=(Fk+Gk)/n±Mxyi/Σyi2=(850.00+937.50)/4±
(1898.00×2.55)/(2×2.552)=446.88±372.16
Nkmax=819.04kN,Nkmin=74.72kN(基桩不承受竖向拉力)
(2)水平力
Hik=Fh/n=70.00/4=17.50kN
七、单桩允许承载力特征计算
管桩外径d=600mm=0.60m,内径d1=600-2×70=460mm=0.46m,hb=7.80
hb/d=7.80/0.60=13.00,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×(0.602-0.462)/4=0.12m2,Apl=πd12/4=3.14×0.462/4=0.17m2
Qsk=u∑qsik
i=πd∑qsik
i=3.14×0.60×2052.00=3865.97kN
Qpk=qpk(Aj+λpApl)=6000.00×(0.12+0.80×0.17)=1536.00kN,
Quk=Qsk+Qpk=3865.97+1536.00=5401.97kN
Ra=1/KQuk=1/2×5401.97=2700.99kN
(2)桩基竖向承载力计算
1)轴心竖向力作用下
Nk=446.88kN<Ra=2700.99kN,竖向承载力满足要求。
2)偏心竖向力作用下
Nkmax=819.04kN<Ra=1.2×2700.99=3241.19kN,竖向承载力满足要求。
八、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×(0.604-0.464)/64=0.0042m4
EI=EcI=2.80×107×0.0042=117600kN.m2
查表得:
m=6.00×103kN/m4,Xoa=0.010m
bo=0.9(1.5d+0.5)=1.26m=1260mm
α=(mbo/ECI)0.2=(6.00×1000×1.26/117600)0.2=0.58
αL=0.58×19.00=11.02>4,按αL=4,查表得:
υx=2.441
RHa=0.75×(α3EI/υx)χoa=0.75×(0.583×117600/2.441)×0.01=70.50kN
(2)桩基水平承载力计算
Hik=17.50kN<Rha=70.50kN,水平承载力满足要求。
九、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×(1.80×2+0.60)×4×1371.00=5758.20kN
Tuk=ΣλiqsikuiLi=1371.00×3.14×0.60=2582.96kN
(2)抗拔承载力计算
Ggp=Ggp1+Ggp2=5.00×5.00×1.50×18.80/4
+5.00×5.00×17.40×(18.80-10)/4=1133.25kN
Gp=Gp1+Gp2=0.12×1.60×25+0.12×17.40×(25-10)=36.12kN
Tgk/2+Ggp=5758.20/2+1133.25=4012.35kN
Tuk/2+Gp=2582.96/2+36.12=1327.60kN
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。
十、抗倾覆验算
a1=1.80+0.60/2=2.10m,bi=1.80×2+0.60/2=3.90m
倾覆力矩M倾=M+Fhh=1800+70.00×(1.60-0)=1912.00kN.m
抗倾覆力矩M抗=(Fk+Gk)ai+2(Tuk/2+Gp)bi
=(850.00+937.50)×2.10+2×(2582.96/2+36.12)×3.90=14109.03kN.m
M抗/M倾=14109.03/1912.00=7.38
抗倾覆验算7.38>1.6,满足要求。
十一、桩身受冲切承载力验算
(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=2562.30kN.m,yi=1.80×20.5=2.55m
Nk=(Fk‘+1.2Gk)/n±Mxyi/Σyi2=(1147.50+1.2×937.50)/4±(2562.30×2.55)/(2×2.552)
=568.13±502.41
Nkmax=1070.54kN,Nkmin=65.72kN
Ψc=0.85,ΨcfcAj=0.85×11.90×1000×0.12=1213.80kN
正截面受压承载力=1213.80kN>Nkmax=1070.54kN,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=65.72kN,正截面受拉承载力满足要求。
M倾/(4x1As)=1912.00×1000/(4×1.80×1884)=140.95N/mm2
M倾/(4x1As)=140.95N/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,=1147.50kN,ho=1.50-0.10=1.40m=1400mm
βhp=1.0+[(2000-1500)/(2000-800)]×(0.9-1.0)=0.96
а0=1.80-0.60/2-1.70/2=0.65m,λ=а0/ho=0.65/1.40=0.46
β0=0.84/(λ+0.2)=0.84/(0.46+0.2)=1.27
um=4×(1.70+1.40)=12.40m
βhpβ0umftho=0.96×1.27×12.40×1.27×1000×1.40=26879.95kN
承台受冲切承载力=26879.95kN>Fι=1147.50kN,满足要求。
2)角桩向上冲切力承载力计算
N1=Nk,=Fk,/n+Mxyi/Σyi2=1147.50/4+2562.30×2.55/(2×2.552)=789.29kN
λ1x=λ1y=а0/ho=0.65/1.40=0.46,c1=c2=0.70+0.30=1.00m
V=2Nk,=2×789.29=1578.57kN
β1x=β1y=0.56/(λ1x+0.2)=0.56/(0.46+0.2)=0.85
[β1x(c2+а1y/2)+β1y(c1+а1x/2)]βhpftho
=0.85×(1.00+0.65/2)×2×0.96×1.27×1000×1.40=3844.75kN
角桩向上冲切承载力=3844.8kN>V=1578.57kN,满足要求。
3)承台受剪切承载力验算
Nk,=Fk,/n+Mxyi/Σyi2=1147.50/4+2562.30×2.55/(2×2.552)=789.29kN
V=2Nk,=2×789.29=1578.58kN
βhs=(800/ho)1/4=(800/1400)0.25=0.87,λ=а0/ho=0.65/1.40=0.46
α=1.75/(λ+1)=1.75/(0.46+1)=1.20,b0=5.00m=5000mm
βhsαftb0ho=0.87×1.20×1.27×1000×5.00×1.40=9281.16kN
承台受剪切承载力=9281.16kN>V=1578.58kN,满足要求。
(4)承台抗弯验算
1)承台弯矩计算
Ni=Fk,/n+Mxyi/Σyi2=1147.50/4+2562.30×2.55/(2×2.552)=789.29kN,Xi=1.80m
M=ΣNiXi=2×789.29×1.80=2841.44kN.m
2)承台配筋计算
承台采用HRB335,fy=300.00N/mm2
As=M/0.9fyho=2841.44×106/(0.9×300×1400)=7517mm2
取2522@205mm(钢筋间距满足要求),As=25×380=9500mm2
承台配筋面积9500mm2>7517mm2,满足要求。
十二、计算结果
(1)基础桩
4根φ600预应力管桩,桩顶标高-1.40m,桩长19.00m;桩混凝土等级C25,壁厚70mm,桩顶插筋6根直径20mm。
(2)塔吊承台
长(a)=5.00m,宽(b)=5.00m,高(h)=1.50m,桩中心与承台中心1.80m,承台面标高与现有路面同标高;混凝土等级C25,承台钢筋采用双层双向25根直径22间距200mm。
(3)基础大样图
塔吊基础平面图
塔吊基础剖面图
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