塔吊基础方案分析.docx
- 文档编号:26714136
- 上传时间:2023-06-22
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:341.77KB
塔吊基础方案分析.docx
《塔吊基础方案分析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《塔吊基础方案分析.docx(21页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
塔吊基础方案分析
第一节编制依据
一、设计文件及地质资料
1、************项目所提供图纸
2、广东工程勘察设计院提供的《***********工程项目岩土工程勘察报告》。
二、技术标准、规范及规程
《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)、《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2012)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)、《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2011)、《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2012)、(TC6012-6)自升塔式起重机使用说明书。
第二节工程概况
工程名称:
工程地点:
建设单位:
设计单位:
监理单位:
施工单位:
本工程位*********************
第三节施工部署
本工程计划安装2台自升塔式起重机,其中1#塔吊型号为:
QTZ80(TC6012-6)型号塔机,1#机计划安装在学生宿舍楼西面(详细位置见塔吊平面布置图),位于基坑内,塔吊安装高度约为40.5m,一次安装完成。
塔吊基础桩在支护桩施工的同时插入进行,塔吊在地下室结构施工时即可投入使用,解决材料的垂直及水平运输。
TC6012-6型自升式塔式起重机为水平臂架、小车变幅、上回转自升式多用途塔机,起重臂长60米(本塔吊臂长安装至60米使用),平行臂长15m,额定最大起重为6吨,额定起重力矩80吨·米,最大独立高度为40.5m。
第四节塔吊基础
一、地质情况
1、根据广东省工程勘察设计院提供的区域地质资料,本次勘察揭露的地层自上而下按成因类型分为人工填土层(Qml)、冲积层(Qal)、坡积层(Qdl)残积层(Qel)、4.基岩(K),现分述如下:
1.人工填土层(Qml)
素填土(层号1):
灰色杂灰色黑色,球场主要由碎石及粉煤渣组成,其他地方由粘土组成,局部含砂砾。
层厚0.50~3.44m,平均层厚为1.02m。
2.冲积层(Q4al)
(1)粉质粘土(层号1):
灰黄色、黄色为主,可塑,顶面标高10.42~12.76m,顶面埋深0.5~2.8m,平均层厚3.6m。
(2)淤泥(层号2):
灰黄色,浅黄色,局部灰白色,可塑,含砂。
层厚1.30~9.00m,层厚为1.0~5.1m,层顶埋深0.7~2.7m(标高9.45~11.82m)。
(3)粉质粘土(层号3):
顶面标高6.31~7.24m,顶面埋深5.0~5.80m,厚度0.8~2.9m,平均2.15m,灰黄色,浅黄色,局部灰色,可塑。
含砂。
(4)中砂层(层号4):
灰黄色、黄色、灰白色、灰色等,饱和稍密为主,局部中密。
顶面标高3.41~9.92m,顶面埋深2.20~8.70m,厚度1.30~4.50m,平均厚度2.82m。
(5)粉质粘土层(层号3):
灰黄色、黄色、局部杂红色,可塑,局部含砂。
顶面标高5.22~8.42m,顶面埋深3.70~7.0m,厚度0.6m~1.10m,均厚0.85m,
3.残积层(Qel)(层号)
(1)可硬塑粉状粘土(层号1):
红色,可塑。
顶面标高6.88~14.5m,顶面埋深0.50~5.20m,厚度1.50~4.80m,平均厚度3.00m。
(2)硬塑粉状粘土(层号2):
红色,硬塑。
含砂不均匀,局部素夹粉土。
顶面标高1.75~13.7m,顶面埋深0.50~10.4m,厚度1.10~21.80平均厚度5.73。
4.基岩(K)
该区基底岩为白垩系沉积岩——屑碎岩,岩性为泥质砂岩,局部为砂砾岩,砂岩,铁质胶结,中厚层状构造。
在勘察深度范围内按风化程度可分为以下四个风化岩带:
4.
(1)全风化岩带(层号⑤1)
红色,岩芯呈坚硬土状或密实状(含砂量较高),局部夹强风化岩。
顶面标高-11.29~12.2m,顶面埋深2.0~24.00m,厚度1.50~14.50m,平均厚度4.37m。
(2)强风化岩带(层号⑤2)
红色,岩芯呈块状、柱状为主,局部半岩半土状、砂状,岩质极软,岩块可折断或手捏易散,局部夹有中风化岩或中风化岩硬夹层。
顶面标高-15.19~7.40m,顶面埋深7.60~27.90m,平均厚度9.81m。
(3)中风化岩带(层号⑤3)
红色,岩芯呈柱状,局部块状,岩质较松软,局部夹强风化软夹层或硬夹层。
顶面标高-24.26~-0.50m,顶面埋深12.6~37.2m,厚度0.4~13.80m,平均厚度3.72m。
(4)中风化岩带(层号⑤4)
红色,岩芯呈柱状,岩质较松软,局部夹强或中风化软夹层。
顶面标高-25.62~0.56m,顶面标高-25.62~0.56m,顶面埋深11.50~38.50m,厚度18.0m。
经常查地质勘探报告得出,1#塔吊在场地ZK41~ZK42之间(桩孔面标高:
5.10m),灌注桩桩长满足不低于12.0米。
2、各土岩层参数:
地层代号
土性
Qp(Kpa)桩侧摩擦阻力特征值
Qp(Kpa)桩端阻力特征值
人工填土
8
2
粉质黏土硬塑
32
⑤1
全风化层泥质砂岩
45
⑤2
强风化泥质砂岩
80
750
⑤3
中风化砾砂岩
250
二、塔吊基础设计
塔机基础设计根据其说明书提供的基础资料,结合现场实际地质情况进行。
1、塔吊基础的选择
根据现场实际情况,1#塔吊基础采用4根Φ800钻孔灌注桩,桩端支承在强风化岩层,桩长不小于12.0米,桩身构造与本工程的支护桩相同,桩入承台0.1m,桩钢筋锚入承台长度1.0m,桩身混凝土等级C35。
(其本桩实际桩长视现场实际情况而定)
2、塔吊尺寸及配筋
1#塔吊基础的尺寸b×b×h=5000×5000×1500mm,桩间距3.5m,基础做法见附图。
塔吊基础砼强度等级,根据《建筑机械使用安全规程》JGJ33-2012第4.4.2要求,基础砼强度等级采用C35。
塔吊基础混凝土强度达80%后可安装塔身。
承台尺寸计算过程见下面塔吊四桩基础的计算书,其配筋图见承台大样图。
3、塔吊基础验算
塔机固定在基础上,未采用附着装置前,塔机对基础产生的荷载值,基础所受的荷载最大,依此最不利条件对基础进行验算。
塔吊基础计算
1)、计算书如下:
三、塔吊四桩基础的计算书
塔吊四桩基础的计算书
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)。
一.参数信息
塔吊型号:
TQ60/80
塔机自重标准值:
Fk1=593.90kN
起重荷载标准值:
Fqk=60kN
塔吊最大起重力矩:
M=800.00kN.m
非工作状态下塔身弯矩:
M=1670kN.m
塔吊计算高度:
H=40.5m
塔身宽度:
B=1.6m
桩身混凝土等级:
C35
承台混凝土等级:
C35
保护层厚度:
H=50mm
矩形承台边长:
H=5.0m
承台厚度:
Hc=1.5m
承台箍筋间距:
S=180mm
承台钢筋级别:
HRB400
承台顶面埋深:
D=0.0m
桩直径:
d=0.8m
桩间距:
a=3.5m
桩钢筋级别:
HRB400
桩入土深度:
12m
桩型与工艺:
泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩
计算简图如下:
二.荷载计算
1.自重荷载及起重荷载
1)塔机自重标准值
Fk1=593.9kN
2)基础以及覆土自重标准值
Gk=5×5×1.50×25=937.5kN
承台受浮力:
Flk=5×5×9.60×10=2400kN
3)起重荷载标准值
Fqk=60kN
2.风荷载计算
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(Wo=0.2kN/m2)
Wk=0.8×1.77×1.95×0.924×0.2=0.51kN/m2
qsk=1.2×0.51×0.35×1.6=0.34kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.34×40.50=13.89kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×13.89×40.50=281.22kN.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(本地区Wo=0.50kN/m2)
Wk=0.8×1.86×1.95×0.924×0.50=1.34kN/m2
qsk=1.2×1.34×0.35×1.60=0.90kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.90×40.50=36.48kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×36.48×40.50=738.80kN.m
3.塔机的倾覆力矩
工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=1670+0.9×(800+281.22)=2643.10kN.m
非工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=1670+738.80=2408.80kN.m
三.桩竖向力计算
非工作状态下:
Qk=(Fk+Gk)/n=(593.9+937.50)/4=382.85kN
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L
=(593.9+937.5)/4+(2408.80+36.48×1.50)/4.95=880.63kN
Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L
=(593.9+937.5-2400)/4-(2408.80+36.48×1.50)/4.95=-714.93kN
工作状态下:
Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(593.9+937.50+60)/4=397.85kN
Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L
=(593.9+937.5+60)/4+(2643.10+13.89×1.50)/4.95=936.13kN
Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L
=(593.9+937.5+60-2400)/4-(2643.10+13.89×1.50)/4.95=-740.43kN
四.承台受弯计算
1.荷载计算
不计承台自重及其上土重,第i桩的竖向力反力设计值:
工作状态下:
最大压力Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L
=1.35×(593.9+60)/4+1.35×(2643.10+13.89×1.50)/4.95=947.36kN
最大拔力Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L
=1.35×(593.9+60)/4-1.35×(2643.10+13.89×1.50)/4.95=-505.98kN
非工作状态下:
最大压力Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L
=1.35×593.9/4+1.35×(2408.80+36.48×1.50)/4.95=872.45kN
最大拔力Ni=1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L
=1.35×593.9/4-1.35×(2408.80+36.48×1.50)/4.95=-471.57kN
2.弯矩的计算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4.2条
其中Mx,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m);
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m);
Ni──不计承台自重及其上土重,第i桩的竖向反力设计值(kN)。
由于工作状态下,承台正弯矩最大:
Mx=My=2×947.36×0.95=1799.99kN.m
承台最大负弯矩:
Mx=My=2×-505.98×0.95=-961.37kN.m
3.配筋计算
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条
式中α1──系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1取为0.94,期间按线性内插法确定;
fc──混凝土抗压强度设计值;
h0──承台的计算高度;
fy──钢筋受拉强度设计值,fy=360N/mm2。
底部配筋计算:
αs=1799.99×106/(1.000×11.900×5000.000×14502)=0.0144
ξ=1-(1-2×0.0144)0.5=0.0145
γs=1-0.0145/2=0.9928
As=1799.99×106/(0.9928×1450.0×360.0)=3473.4mm2
由于最小配筋率ρmin=0.15%,As=0.15%×5000×1500=11250mm2
实配34
22@150,As实际=12920mm2
顶部配筋计算:
αs=961.37×106/(1.000×11.900×5000.000×14502)=0.0077
ξ=1-(1-2×0.0077)0.5=0.0077
γs=1-0.0077/2=0.9928
As=961.37×106/(0.9961×1450.0×360.0)=1848.8mm2
As=1044.78×106/(0.9970×1450.0×360.0)=2007.5mm2
实配28
20@180,As实际=8792mm2
五.承台剪切计算
最大剪力设计值:
Vmax=947.36kN
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的第6.3.4条。
我们考虑承台配置箍筋的情况,斜截面受剪承载力满足下面公式:
式中λ──计算截面的剪跨比,λ=1.500
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值,ft=1.270N/mm2;
b──承台的计算宽度,b=5000mm;
h0──承台计算截面处的计算高度,h0=1450mm;
fy──钢筋受拉强度设计值,fy=360N/mm2;
S──箍筋的间距,S=180mm。
经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!
六.承台受冲切验算
角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内,且承台高度符合构造要求,故可不进行承台角桩冲切承载力验算
七.桩身承载力验算
桩身承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)的第5.8.2条
根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值,取其中最大值N=1.35×936.13=1263.77kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式:
其中Ψc──基桩成桩工艺系数,取0.75
fc──混凝土轴心抗压强度设计值,fc=16.7N/mm2;
Aps──桩身截面面积,Aps=502655mm2。
桩身受拉计算,依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.8.7条
受拉承载力计算,最大拉力N=1.35×Qkmin=-999.58kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积As=2776.600mm2。
由于桩的最小配筋率为0.20%,计算得最小配筋面积为1005mm2
八.桩竖向承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)的第6.3.3和6.3.4条
轴心竖向力作用下,Qk=397.85kN;偏心竖向力作下,Qkmax=936.13kN
桩基竖向承载力必须满足以下两式:
单桩竖向承载力特征值按下式计算:
其中Ra──单桩竖向承载力特征值;
qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值;按下表取值;
qpa──桩端端阻力特征值,按下表取值;
u──桩身的周长,u=2.51m;
Ap──桩端面积,取Ap=0.50m2;
li──第i层土层的厚度,取值如下表;
按照ZK41成孔计算桩承载力,厚度及侧阻力标准值表如下(桩顶标高高程5.1米):
序号
土层厚度(m)
侧阻力特征值(kPa)
端阻力特征值(kPa)
土名称
1
0.35
32
0
粉质粘土(硬塑)
2
3.3
45
0
全风化层泥质岩
3
8.35
80
750
强风化层泥质岩
250
0
中风化层泥质砂岩
桩的入土深度为12m,桩端持力层为强风化岩,是第⑤2层。
最大压力验算:
Ra1=2.51×(0.35×32+3.3×45+8.35×80)+750×0.50=2452.53kN
按照ZK42成孔计算桩承载力,厚度及侧阻力标准值表如下(桩顶标高高程5.1米):
序号
土层厚度(m)
侧阻力特征值(kPa)
端阻力特征值(kPa)
土名称
1
3.35
20
0
中砂
2
1.6
32
0
粉质黏土(硬塑)
3
1.8
45
0
全风化层泥质岩
4
2.2
80
750
强风化泥质岩
5
-
250
中风化泥质砂岩
6
微风化岩
桩的入土深度为12m,桩端持力层为强风化岩,在第⑤2层,按照钻孔资料,实际桩长只有8.95米。
最大压力验算:
Ra=2.51×(3.3×20+1.6×32+1.8×45+2.2×80)+750×0.50=1314.24kN
两者取平均值R’a=(Ra1+Ra2)/2=1383.38KN
由于:
Ra=1383.38>Qk=397.85,最大压力验算满足要求!
由于:
1.2Ra=2260.06>Qkmax=936.13,最大压力验算满足要求!
九.桩的抗拔承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)的第6.3.5条
偏心竖向力作用下,Qkmin=-740.43kN
桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式:
Gp1=0.503×(12×25-12×10)=90.54kN
Raf1=2.51×(0.35×32×0.6+3.3×45×0.6+8.35×80×0.7)+0.9Gp=1414.18+0.9×90.54=1495.67kN
Gp2=0.503×(8.95×25-8.95×10)=67.53kN
Raf2=2.51×(3.35×20×0.4+1.6×32×0.6+1.8×45×0.6+2.2×80×0.7)+0.9Gp=575.60+0.9×67.53=636.37kN
两者取平均值R‘af=(1495.67+636.37)=1066.02kN
由于:
1066.02>=815.58,抗拔承载力满足要求!
塔吊计算满足要求!
另按照桩基抗浮特征值验算桩的配筋,计算受拉纵筋得出:
As=4833mm^2
综上所述,全部纵向钢筋面积:
桩身实配20
18,As=5000mm^2
第五节、预埋螺栓的安装
1、地脚螺栓在预埋时,必须用底架或生产厂家随机提供的预埋模具架。
2、放置预埋模具架应注意,焊有角钢的一面向上,并且将钢板上焊有“后”字的一方置于塔机顶升平衡臂的一方。
3、将12颗地脚螺栓分别悬挂在模具架四角薄钢板的孔上,分别戴上一个(或两个)螺帽,使螺帽底面于螺栓顶端的长度为120毫米。
4、将模具架支承起来,使模具架的钢板底面比待浇筑混凝土基础顶面高出20~30毫米。
5、用水准仪将模板的四块钢板较平至相对误差≤1/500。
6、将地脚螺栓上部扶至竖直状态,然后在螺栓下端钩环内置入ф25的长度不少于400毫米的钢筋,并利用它将螺栓下部于绑扎好的钢筋焊接连接成为整体。
将螺栓头部用塑料布等物包住以防粘上水泥等杂物。
7、检查模具架的放置方位、水平度误差及螺栓的竖直及固定情况无误后方可浇筑混凝土。
8、防雷接地的要求:
塔机基础捣砼前,承台钢筋网应预留二根Φ12以上的钢筋外露于基础砼外,在塔机整体安装前,该钢筋应与建筑物的防雷联通,预埋螺栓的电阻值不得大于4Ω。
第六节、基础施工技术措施及质量验收
本塔吊基础的位置是符合本工程图纸设计要求,塔吊承台结构设计
采用计算程序的软件是PMPK(2012)进行的,能满足设计要求,承台与底
板连接成整体是采用永久性的设计,本工程完成后塔吊承台允许不做拆除。
1、承台模板
承台底浇筑C15混凝土100厚作底模,侧模采用砖模,采用M10砂浆砌180厚灰砂砖模,具备浇筑垫层条件的,即进行垫层施工,以保护外露的基层土方免受水的浸泡。
2、承台钢筋
、钢筋绑扎前要认真对照承台配筋图及说明书开料,钢筋绑扎时用22#绑扎丝进行绑扎。
钢筋保护层,承台底筋用塑料垫块,承台侧面用带扎丝的1:
2水泥砂浆预制垫块支垫,承台底面钢筋采用双向
18@180,拉结筋
14@540×540,竖向钢筋支撑
18@900×900。
、钢筋绑扎完毕后,必须由项目经理部质安员对照承台配筋图及说明书进行自检,自检合格后,再申报监理单位,并填写隐蔽工程验收记录。
本方案暂不考虑桩基础对地下水整体抗浮的作用,因此承台浇筑混凝土前,应放样确定好承台里锚杆位置,在此位置预先插入内直径不小于200mm套筒,长度宜高出承台面300mm,并固定完好,避免偏移。
3、承台混凝土浇筑
本工程承台尺寸5.0m×5.0m,厚度1.5m,承台混凝土37.5m3,利用一台混凝土输送泵输送到位。
为加强混凝土的密实度,提高混凝土的抗拉强度,防止混凝土的收缩裂缝,混凝土的振捣采用插入式振动棒进行振动,振动棒的操作要做到“快插慢拔,直上直下”,保证砼的浇筑质量。
采用斜面分层进行浇筑的承台混凝土,布置三道插入式振棒,按斜坡区上中下各一台。
混凝土的振捣顺序为从浇筑的底层开始逐层上移,以保证分层混凝土之间的施工质量。
混凝土初凝后立即浇水湿润,且安排专人每天定期浇水进行混凝土的养护。
4、基础钻孔桩施工:
基础钻孔桩在工程桩施工的同时插入进行,施工工艺详见本工程“钻(冲)孔灌注桩施工方案”。
5、起重机的混凝土基础应验收合格后,方可使用。
6、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4Ω。
7、按塔机说明书,核对基础施工质量关键部位。
8、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。
9、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。
10、基础砼浇筑完毕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。
11、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。
12、钢筋、水泥、砂石集料应具有出厂合格证或试验报告。
13、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。
14、塔吊基础施工后,四周应排水良好,以保证基底土质承载力。
15、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。
16、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
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 塔吊 基础 方案 分析