塔吊基础施工方案.docx
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塔吊基础施工方案
塔吊基础
施
工
方
案
目录
第一章工程概况1
一、工程概况1
二、本计算书主要依据1
三、塔吊基础设计2
四、相关地质资料2
五、塔吊基础施工4
第二章塔吊基础计算书7
一、塔吊的基本参数信息7
二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算8
三、基础抗倾覆验算9
四、地基承载力验算9
五、基础受冲切承载力验算10
六、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算11
七、承台截面主筋的计算12
八、承台截面抗剪切计算12
九、桩竖向极限承载力验算13
十、桩基础抗拔验算13
十一、桩配筋计算14
十二、5610型塔吊基础同6012型塔吊基础15
第三章其他事项15
一、塔吊基础排水措施15
二、其他事项15
三、施工危险识别、风险评估及风险控制对策表17
工程概况
一、工程概况
工程名称:
工程地点:
建设单位:
设计单位:
地勘单位:
监理单位:
施工单位:
本工程为****************。
我司根据本工程实际情况,在技术可行、经济最省的原则下,现场布置2台TC6012-6,2台TC5610型塔吊,结合本工程地质勘察资料分析,塔吊基础采用人工挖孔桩基础,设桩基础承台,塔吊安装高度110米。
二、本计算书主要依据
本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制:
《塔式起重机TC6012-6使用说明书》
《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)
《地基基础设计规范》(GB50007-2011)
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)
《建筑安全检查标准》(JGJ59-2011)
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)
《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)等编制。
三、塔吊基础设计
1、塔吊基础设置在地下室板底。
根据桩基础平面布置图说明桩端进入中风化粉砂岩层,桩极限端阻力标准值QPK=7200KPa。
2、基础垫层采用C15砼互混凝土浇筑100mm厚。
3、承台尺寸:
TC6012-6:
5300×5300×1000。
4、混凝土标号C50P8早强。
5、塔吊基础表面应平整,并校水平,平面误差控制在1/500以内。
6、塔吊基础要有防水浸措施。
7、塔吊混凝土基础达到设计标号100%以上方可进入塔吊安装程序。
8、桩基础采用5根直径900人工挖成孔灌注桩,桩端承载力特征值为3400KN,进入中风化粉砂岩层的桩端阻力值,桩极限端阻力标准值QPK=7200KPa。
9、防雷接地装置:
承台底板最外一圈钢筋采用ø12圆钢“Γ”搭接焊接成防雷圈,防雷圈与其中一根桩心钢筋及塔吊基础焊接,同时在承台内预埋50×4.0mm镀锌扁铁与防雷圈焊接,露出地面部分采用16m2铜芯电线与塔身有效的连接,要求塔吊的接地电阻不得大于4Ω,焊接采用ø12圆钢单面搭接焊,焊缝长度为120mm。
四、相关地质资料
根据《岩土工程补充勘察报告》据钻孔揭露,由人工填土、第四系冲积层:
粉质粘土、卵石、第四系残积层粉质黏土、第三系泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩、中风化粉砂岩组成。
1、场地地形地貌
经人工开挖平整后,现场地地势较为平坦,东邻德思勤城市广场,西邻雨花区地税局,原始地貌单元属湘江冲积阶地,场地标高为53.8~63.25米。
2、地层岩性
拟建场地内埋藏地层特征,按从上至下顺序:
人工填土:
以素填土为主,局部为杂填土,褐黄色、褐红色,主要由粘性土混5%~30%砾砂、卵石等组成,局部含生活垃圾、砖块、砼块等,其堆积年限超过3年,未完成自重固结,呈稍湿、松散状态。
场地内部分钻孔遇见该层,层厚1.50~13.30m。
第四系冲积层:
1、粉质粘土:
褐黄、褐灰色,切面稍有光泽,摇震无反应,具中等韧性及中等干强度,呈可塑状态。
场地内局部钻孔遇见该层,层厚0.70~7.40m。
2、卵石:
灰白色、灰黄色,含粘性土10%~25%及粗砾砂约5%~20%,母岩为石英砂岩等,亚圆形,分选性较好,级配不良,一般粒径为5-10cm左右,最大粒径超过20cm,呈很湿~饱和、稍密~中密状态。
场地内大部分钻孔遇见该层,层厚1.50~10.70m。
第四系残积层粉质黏土:
褐红色,具有少量铁锰质氧化物侵染,偶见石英砂砾,呈硬塑状态,由泥质粉砂岩原地风化残积而成,切面较光滑,摇震无反应,干强度及韧性中等,场地内少量钻孔遇见该层,层厚1.10~1.70m。
第三系泥质粉砂岩:
紫红色、灰褐色,主要成分为长石、石英及粘土矿物,泥质胶结,泥-钙质胶结,泥质粉砂结构,具浸水易软化,失水易干裂的特性。
本次勘察揭露强、中风化两带,分述如下:
。
a、强风化泥质粉砂岩:
场地东侧多呈灰褐色、西侧多呈紫红色,泥-钙质胶结,泥质粉砂结构,中厚层状构造,节理裂隙极发育,岩芯呈碎块状或短柱状,岩芯采取率65%~80%,岩芯偶见铁锰质浸染,属极软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ级。
场地内钻孔均遇见该层,揭露厚度6.20~20.40m,层厚不详。
b、中风化泥质粉砂岩:
场地东侧多呈灰褐色、西侧多呈紫红色,泥钙质胶结,泥质粉砂结构,中厚层状构造,节理裂隙较发育,岩芯呈柱状,岩芯偶见铁锰质浸染,局部水平层理特征明显,岩芯采取率80%~95%,RQD=80~90,属极软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ级。
场地内钻孔均遇见该层,揭露厚度为6.20~20.40m,层厚不详。
3、基础选型建议
现对各桩型的优、缺点和在本场地的可行性进行综合分析:
人工挖孔桩的特点为:
其受力性能可靠,不需大型机具设备,施工操作工艺简单,可直接检查桩底岩土层情况,单桩承载力高,无环境污染,但挖孔中劳动强度较大,单桩施工速度较慢,持力层地下水位以下难以成孔,尤其是安全性较差,所以人工挖孔桩施工中安全措施非常重要,必须高度重视,当帷幕止水效果较差时,不宜采用该法。
综合上述分析,从技术可行性角度考虑,本工程可人工挖孔桩以中风化粉砂岩层作为桩端持力层。
塔吊桩基础采用人工挖孔桩,桩长7米,入持力层中风化粉砂岩层不小于1米。
五、塔吊基础施工
1、施工机具准备
1.1、手推车、风镐、锹、手铲、钎、线坠、小三角手动钻机、混凝土泵、导管、振捣棒、安全帽;
1.2、所有设备、设施、安全装置、工具配件及个人劳保用品必须经常检查,确保完好和使用安全。
2、技术准备
2.1、熟悉施工图纸、地勘资料,编制塔吊基础施工方案并报批,并向作业人员进行技术交底和安全交底;
2.2、按基础平面图,根据甲方提供的坐标点引测现场坐标控制点,测出塔吊基础四角点桩及孔桩桩位,四周撒灰线,测定开挖高程,办理预检手续。
2.3、按设计要求制作孔桩钢筋笼及承台钢筋,钢筋型号主筋17
12,,加劲筋
12@2000,螺旋箍
8@1000/2000,并联系好混凝土供应商备料。
3、材料、人员准备
3.1、配合比要求,对所需原材料的品种、规格、质量进行采购、检查、验收、入库;
3.2、对水泥、钢筋、石子、砂子、砖、防水材料,由持证材料员和试验员按规定对其进行抽样检验,确保原材质量符合要求;
3.3、准备好作业人员并进行安全技术交底。
4、原材料要求
4.1、水:
应用自来水(饮用水)或不含有害物质的洁净水。
4.2、如掺加早强剂应通过试验选用,粉煤灰掺合料按试验定的规定确定。
4.3、钢筋:
钢筋的级别、直径必须符合设计要求,有出厂证明书及复试报告。
4.4、商品混凝土必须符合设计要求的强度等级和其它要求,有出厂证明书、合格证及复试报告。
4.5、防水材料选用本工程地下室底板设计防水材料,并附相关质量证明文件。
5、塔吊基础施工方法
1、人工挖孔灌注桩施工工艺流程详见图《人工挖孔灌注桩施工工艺流程图》。
2、塔吊基础承台施工工艺流程
a、定位放线→基坑开挖、人工清底、破桩头→塔基垫层浇筑→砖胎模砌筑→钢筋加工、安装→塔吊埋件、验收→防雷预埋→混凝土浇筑、养护。
b、塔吊基础浇筑完后用水准仪校找平,倾斜度和平整度误差不超过±5mm。
c、螺杆位置、在浇筑混凝土时要有专人进行看守,浇完混凝土后应特别注意做好复核工作,尺寸误差不超过±0.5毫米。
螺纹位须抹上黄油,并在浇筑混凝土前用塑料薄膜保护。
6、塔吊基础施工质量保证措施
1).钢筋工程质量控制措施
(1)、进入施工现场的钢筋都要有出厂合格证或检验证明,使用前由材料员和试验员按照规范标准由监理公司见证取样,送有资质的试验机构复检,合格后再加工使用。
(2)、塔吊基础钢筋连接主要采用直螺纹套筒连接,应保证套筒的出厂质量,以及现场车丝精度控制,满足规范要求。
(3)、钢筋的规格、数量、品种、型号均要符合方案、图纸要求,钢筋绑扎时,要注意弯钩朝向,箍筋的接头位置应错开,扎扣要紧,不能有漏扎现象,且绑扎成形的钢筋骨架不超出规范规定的允许偏差范围。
(4)、为了保证钢筋位置准确,加设支撑或设混凝土垫块,确保钢筋保护层厚度,对绑扎好的钢筋应采取措施加以保护,避免踩踏变形。
(5)、混凝土浇筑时,对钢筋进行跟踪检查,发现偏位等问题及时纠正。
(6)、钢筋采用批量进货,每批钢材出厂质量证明书或试验书齐全,钢筋表面或每捆(盘)钢筋应有明确标志,且与出厂检验报告及出厂单必须相符。
钢筋进场检验内容包括查封标志、外观观察,并在此基础上再按规范要求60t为一批抽样做力学性能试验,合格后方可用于施工。
(7)、在整个钢筋工程的施工过程中,从材料进场、存放、断料、焊接至现场绑扎施工,将实行责任落实到人,制定质量保证措施层层严把质量关的质量保证措施。
(8)、混凝土浇筑时,对钢筋尤其是底板的插筋进行跟踪捡查,发现问题及时纠正。
2).模板工程质量控制措施
(1)、为了防止浇筑混凝土时对砖胎模的侧压力过大而倒塌,对砖胎模一侧土方进行回填,并压实。
(2)、浇筑混凝土时专门派人负责检查,发现异常情况及时加以处理;
3).混凝土工程质量控制措施
(1)、混凝土施工配合比必须由试验室通过试验后确定,确保所施工的混凝土可以满足设计的要求。
(2)、混凝土所使用的各种原材料的质量必须严加控制,经检验合格后方可用于施工。
(3)、混凝土浇筑前,模板内部清洗干净,严禁踩蹋钢筋,踩踏变形的钢筋应及时地在浇筑前复位。
下落的混凝土不得发生离析现象,并由专人负责做好混凝土的养护工作。
(4)、混凝土浇筑施工实行挂牌制,以提高作业人员的工作责任心,保证混凝土的浇捣质量。
同时按规定进行取样、留置试块,试件数量应能满足全面了解混凝土施工质量的要求,并进行抗压强度、抗渗性能等相关试验。
(5)、混凝土浇筑若遇雨天,及时调整配合比,做好已浇砼的保护,施工缝严格按方案要求留设,并按规范要求进行认真处理和施工。
(6)、雨天浇筑混凝土施工时,及时准备充足的覆盖材料,对混凝土进行覆盖,保证质量与安全。
(7)、按现行有关规定进行混凝土试块制作和测试。
(8)、对班组进行施工技术交底,浇捣实行挂牌制,谁浇捣的混凝土部位,就由谁负责混凝土的浇捣质量。
(9)、混凝土浇捣后由专人负责混凝土的养护工作,技术负责人和质量员负责监督其养护质量。
第二章塔吊基础计算书
一、塔吊的基本参数信息
塔吊型号:
TC6012-6,塔吊起升高度H:
100.00m,
塔身宽度B:
1.6m,塔吊最大自由高度H:
40.50m,
基础埋深D:
2.0m,最大起重荷载F2:
60kN,
基础承台厚度Hc:
1.0m,
承台混凝土强度等级:
C50P8早强;基础承台宽度Bc:
5.300m,
标准节长度:
2.8m,额定起重力矩是:
699kN·m,
主弦杆材料:
角钢/方钢,宽度/直径c:
120mm,
所处城市:
基本风压ω0:
0.35kN/m2,
桩钢筋级别:
HRB400,桩直径或者方桩边长:
0.900m,
桩间距a:
2.75承台混凝土的保护层厚度:
50mm,
桩混凝土强度:
C30,桩长:
7米
桩直径d:
0.800m,保护层厚度:
50.000mm,
桩钢筋级别:
HRB400,桩钢筋直径:
16.00mm,
本工程基础只承载自由高度下塔吊的荷载作用,超过自由高度后,采用附着附墙,因此基础设计主要考虑按在自由高度(无附着状态)下塔吊的工作状态和非工作状态的荷载进行计算。
塔吊公司提供的在工作状态下和非工作状态下的荷载值具体如下表所示:
因对塔吊基础设计起控制作用的是水平荷载及倾覆力矩,所以由上表可知,本工程的塔吊设计应按非工作状态下的荷载值进行设计。
二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算
非工况下:
塔吊自重(包括压重)F1=464.1kN;
1、塔吊风荷载计算
依据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)中风荷载体型系数:
地处湖南长沙市,基本风压为ω0=0.35kN/m2;
查表得:
荷载高度变化系数μz=1.61;
挡风系数计算:
φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/(Bb)=[(3×1.6+2×2.5+(4×1.62+2.52)0.5)×0.12]/(1.6×2.5)=0.416;
因为是角钢/方钢,体型系数μs=2.153;
高度z处的风振系数取:
βz=1.0;
所以风荷载设计值为:
ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×2.153×1.61×0.35=0.849kN/m2;
2、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算:
Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=0.849×0.416×1.6×43×43×0.5=522.43kN·m;
Mkmax=Me+Mω+P×hc=699+522.43+73.9×1.35=1321.2kN·m;
三、基础抗倾覆验算
塔吊抗倾覆主要考虑在自由高度下,南北向的偏心矩,按JGJ/T187-2009《塔式起重机混凝土基础技术规程》第4.1节要求;
非工作状态下:
1、基础所受垂直力Fv为:
464.1KN
2、基础自重:
G=5.0×5.0×1.35×25=844KN
3、塔吊总重:
F=Fv+G=464.1+844=1308.1KN
4、力矩M/=M+Fh×1.35=1552+73.9×1.35=1651.8KN.m
a、当轴心荷载作用时:
P=F/A=1308.1/(5.0×5.0)=52.32kPa<f=160kPa,
——满足要求
b、当偏心荷载作用时:
偏心距e:
e=1.4(M+Fv.h)/(F+G)×1.35=1.4×(1552+73.9×1.35)/(464.1+844)×1.35
=2312.47/1765.94=1.31
——塔吊稳定性能满足要求
c、塔吊基础抗倾覆验算:
M抗=F×b/2=1308.1×5.0/2=3270.25KN.m
K=M抗/M倾=M抗÷M/=3270.25÷1651.8=1.97>1.4
——满足要求
因此,塔吊基础抗倾覆性能满足要求。
四、地基承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。
e=1.4×(M+Fv.h)/(F+G)×1.35=1.4×(1552+73.9×1.35)/(464.1+844)×1.35
=2312.47/1765.94=1.31>B/6=0.83
所以按大偏心计算,计算公式如下:
式中F──塔吊作用于基础的竖向力,它包括塔吊自重,压重和最大起重荷载,F=464.1kN;
G──基础自重与基础上面的土的自重,G=25.0×5×5×1.35+20.0×Bc×Bc×D=844kN(D取零,因塔吊基础上没有覆土);
Bc──基础底面的宽度,取Bc=5m;
M──倾覆力矩M=1552kN.m;
a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m),按下式计算
a=5/2-1552/(464.1+844)=1.004m。
经过计算得到:
最大压力设计值Pkmax=2×1.2×(464.1+844)/(3×5×1.004)=165.43kPa
本工程塔吊基础的地基承载力特征值为:
fa=5200.00kPa
偏心荷载作用:
由于1.2×160=192≥Pkmax=165.43kPa,所以满足要求!
五、基础受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
验算公式如下:
式中
βhp---受冲切承载力截面高度影响系数,当h不大于800mm时,βhp取1.0.当h大于等于2000mm时,βhp取0.9,其间按线性内插法取用;
ft---混凝土轴心抗拉强度设计值;
ho---基础冲切破坏锥体的有效高度;
am---冲切破坏锥体最不利一侧计算长度;
at---冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长,当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时,取柱宽(即塔身宽度);当计算基础变阶处的受冲切承载力时,取上阶宽;
ab---冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长,当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内,计算柱与基础交接处的受冲切承载力时,取柱宽加两倍基础有效高度;当计算基础变阶处的受冲切承载力时,取上阶宽加两倍该处的基础有效高度。
pj---扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力,对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力;
Al---冲切验算时取用的部分基底面积
Fl---相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。
则,βhp---受冲切承载力截面高度影响系数,取βhp=0.94;
ft---混凝土轴心抗拉强度设计值,取ft=1.57MPa;
am---冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:
am=(1.60+5)/2=3.3m;
ho---承台的有效高度,取ho=1.30m;
Pj---最大压力设计值,取Pj=165.43KPa;
Fl---实际冲切承载力:
Fl=165.43×3.3×1.3=709.69kN。
允许冲切力:
0.7×0.9×1.57×3300×1300=4243.24kN;
Fl=709.69KN<4243.24KN
实际冲切力不大于允许冲切力设计值,所以能满足要求!
六、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算
1.桩顶竖向力的计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.1.1条,在实际情况中x、y轴是随机变化的,所以取最不利情况计算。
Nik=((Fk+Gk)/4)/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2;
其中n──单桩个数,n=2;
Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值,Fk=464.1kN;
Gk──桩基承台的自重标准值:
Gk=25×Bc×Bc×Hc=25×5.30×5.30×1.35=844kN;
Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值,取1321.2kN·m;
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=1.41m;
Nik──单桩桩顶竖向力标准值;
经计算得到单桩桩顶竖向力标准值
最大压力:
Nkmax=(464.1+844)/2+1321.2×1.41/(2×1.412)=1122.56kN。
最小压力:
Nkmin=(464.1+844)/2-1321.2×1.41/(2×1.412)=185.55kN。
七、承台截面主筋的计算
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2015)受弯构件承载力计算。
αs=M/(α1fcbh02)
ζ=1-(1-2αs)1/2
γs=1-ζ/2
As=M/(γsh0fy)
式中,αl──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,期间按线性内插法得1.00;
fc──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2;
ho──承台的计算高度:
Hc-0.1=900.00mm;
fy──钢筋受拉强度设计值,fy=360.00N/mm2;
经过计算得:
αs=700.76×106/(1.00×16.70×5300.00×900.002)=0.0098;
ξ=1-(1-2×0.005)0.5=0.0098;
γs=1-0.005/2=0.995;
Asx=Asy=700.76×106/(0.995×900.00×360.00)=2173.71mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:
5300.00×1350.00×0.15%=7950mm2。
配筋值:
HRB400钢筋,
25@217。
承台底面单向根数24根。
实际配筋值11775mm2。
八、承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.9条,承台斜截面受剪承载力满足下面公式:
V≤βhsαftb0h0
其中,b0──承台计算截面处的计算宽度,b0=5300mm;
λ──计算截面的剪跨比,λ=a/h0,此处,a=-0.12m;当λ<0.25时,取λ=0.25;当λ>3时,取λ=3,得λ=0.25;
βhs──受剪切承载力截面高度影响系数,当h0<800mm时,取h0=800mm,h0>2000mm时,取h0=2000mm,其间按内插法取值,βhs=(800/1300)1/4=0.886;
α──承台剪切系数,α=1.75/(0.25+1)=1.4;
0.886×1.4×1.57×5300×1300=12653.996kN≥1.2×165.43=198.52kN;
经过计算承台已满足抗剪要求!
九、桩竖向极限承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.1条:
桩的轴向压力设计值中最大值Nk=1983.36kN;
单桩竖向极限承载力标准值公式:
Quk=u∑qsikli+qpkAp
u──桩身的周长,u=2.513m;
Ap──桩端面积,Ap=0.503m2;
各土层厚度及阻力标准值如下表:
序号土厚度(m)土侧阻力标准值(kPa)土端阻力标准值(kPa)抗拔系数土名称
11.5~13.370.001550.000.70人工填土层
20.7~7.480.002000.000.70粉质粘土
41.5~10.7110.003200.000.70卵石
51.1~1.780.002000.000.70粉质粘土
62.1~9.1110.003200.000.70泥质粉砂岩
76.2~20.4120.004500.000.70强风化泥质粉砂岩
89.97200.007000.000.70中风化泥质粉砂岩
由于桩的入土深度为7.00m,所以桩端是在第7层土层。
单桩竖向承载力验算:
Quk=2.513×1247.1+7000×0.503=6652.888kN;
单
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