塔吊基础施工方案矩形板式塔吊桩基础.docx
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塔吊基础施工方案矩形板式塔吊桩基础
塔吊基础施工方案
一、编制依据:
1、揭西碧桂园规划与建筑方案总平面图。
2、揭西碧桂园岩土工程勘察报告。
3、中联重科生产的QTZ80(TC6013)塔式起
重机钢筋混凝土基础施工图做法。
4、施工规范:
《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-1992)、《地基基础设计规范》(GB50007-2011)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)、《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)。
5、地质勘察报告。
工程概况
工程名称:
揭西碧桂园
工程地点:
揭阳市揭西县河婆街道樟树坑村地段
工程内容:
揭西碧桂园项目包含中高层住宅1#~19#栋(1#、4#栋建筑高度53.105m。
地下一层层高3.9m,地上17层,首层,5.8m标准层高2.95m;2#栋建筑高度44.545m,地下一层层高3.9m,地上15层首层2.95m,标准层高2.95m;3#栋、5#~7#栋、11#~19#栋建筑高度53.4m。
地下二层层高3.6m、地下一层层高3.4m。
地上18层,首层,2.95m,标准层高2.95m;,8#栋建筑高度31.8m。
地下二层层高3.6m、地下一层层高3.4m,地上10层首层3.15m标准层高3.15m;9#栋建筑高度23.9mm。
地下一层层高3.9m,地上8层首层2.95m标准层高2.95m;10#栋建筑高度32.750m。
地上11层首层2.95m标准层高2.95m;商业、会所、垃圾站等,总建筑面积24.05万平方米。
其中:
地上总建筑面积约194468平米;地下室总建筑面积约46032平米。
本工程参建单位如下:
建设单位:
揭阳碧桂园置业开发有限公司
设计单位:
广东博意建筑设计院有限公司
监理单位:
广东利泰安建设项目管理有限公司
施工单位:
广东省兴宁市第二建筑工程有限公司
设计思路:
本工程计划安装11台塔吊,其中:
1#塔吊安装在1#楼,采用中联重科TC6013,臂长40米,5桩承台(静压管桩,直径500)
2#塔吊安装在2#楼,采用重庆大江本Q5513,臂长40米,5桩承台(静压管桩,直径500)
3#塔吊安装在3#楼,采用广西雄起TC6013,臂长50米,5桩承台(静压管桩,直径500)
4#塔吊安装在4#楼,采用中联重科TC6013,臂长48米,5桩承台(静压管桩,直径500)
7#塔吊安装在7#楼,采用中联重科TC6013,臂长40米,5桩承台(静压管桩,直径500)
11#塔吊安装在11#楼,采用中联重科TC6013,臂长56米,天然基础
12#塔吊安装在12#楼,采用中联重科TC6013,臂长50米,天然基础
15#塔吊安装在15#楼,采用中联重科TC6013,臂长56米,5桩承台(静压管桩,直径500)
16#塔吊安装在16#楼,采用中联重科TC6013,臂长56米,5桩承台(静压管桩,直径500)
17#塔吊安装在1#楼,采用中联重科TC6013,臂长40米,单桩承台(灌注桩桩,直径1000)
18#塔吊安装在18#楼,采用中联重科TC6013,臂长56米,天然基础
二、管桩施工
1、根据地勘报告与现场实际土质情况决定基础形式采用预应力管桩基础,取7#塔吊做如下计算。
1、管桩施工根据现场塔吊周边所处位置工程桩施工要求进行。
塔吊管桩持力层为强风化砂岩层,管桩桩长约为16m,最后三阵平均贯入度≤100mm(最终施打桩长以实际情况为准)。
三、承台基础施工
1、按坐标放置塔吊基础外围控制线,每边扩大1.m布置开挖线,采用反铲挖掘机进行挖土,堆放至离塔吊基坑1.5m外旁,开挖过程严禁碰撞管桩。
2、塔吊基础垫层采用C15混凝土浇筑,厚度为100mm,宽出基础外边缘240mm。
3、基础模板采用M7.5水泥砂浆砌240mm厚标准砖砖模,砖模净尺寸塔吊基础为尺寸5600mm(长)×5600mm(宽)×1500mm(高)。
4、按纵横主钢筋结合基础图进行下料制作加工,基础钢筋采用双层双向水平钢筋安装时,采用三级钢20制作四个马凳便于钢筋安装。
其他构造钢筋按基础图安装。
钢筋安装完然后按塔吊基础设计要求布置地脚螺栓,地脚螺栓上部应采用塔吊基础专用定位模板,下部地脚螺栓锚固孔内穿36钢筋,另用三级钢16短钢筋定位与底板钢筋垂直固定,螺栓顶标高为基顶上140mm,基顶螺栓处用高标号水泥砂浆找平与垫板一起安装平整。
5、为尽快达到塔吊安装强度要求,决定采用C35商品混凝土浇筑,浇筑时利用基坑内临时施工道路将混凝土采用泵送商品砼形式往基础内灌入,然后用插入式振动棒进行振捣。
四、五桩基础计算书
五桩基础计算书
矩形板式桩基础计算书
计算依据:
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术标准》JGJ/T187-2019
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
一、塔机属性
塔机型号
QTZ80(TC5613)-江汉建机
塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)
44.6
塔机独立状态的计算高度H(m)
50.5
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B(m)
1.7
二、塔机荷载
1、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)
575
起重荷载标准值Fqk(kN)
100
竖向荷载标准值Fk(kN)
675
水平荷载标准值Fvk(kN)
29
倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
1699
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN)
575
水平荷载标准值Fvk'(kN)
79
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)
2289
2、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)
1.35Fk1=1.35×575=776.25
起重荷载设计值FQ(kN)
1.35Fqk=1.35×100=135
竖向荷载设计值F(kN)
776.25+135=911.25
水平荷载设计值Fv(kN)
1.35Fvk=1.35×29=39.15
倾覆力矩设计值M(kN·m)
1.35Mk=1.35×1699=2293.65
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
1.35Fk'=1.35×575=776.25
水平荷载设计值Fv'(kN)
1.35Fvk'=1.35×79=106.65
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.35Mk'=1.35×2289=3090.15
三、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
5
承台高度h(m)
1.5
承台长l(m)
5
承台宽b(m)
5
承台长向桩心距al(m)
3.6
承台宽向桩心距ab(m)
3.6
承台参数
承台混凝土等级
C35
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
承台底标高d1(m)
-4
基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值:
Gk=bl(hγc+h'γ')=5×5×(1.5×25+0×19)=937.5kN
承台及其上土的自重荷载设计值:
G=1.35Gk=1.35×937.5=1265.625kN
桩对角线距离:
L=(ab2+al2)0.5=(3.62+3.62)0.5=5.091m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下:
Qk=(Fk'+Gk)/n=(575+937.5)/5=302.5kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下:
Qkmax=(Fk'+Gk)/n+(Mk'+FVk'h)/L
=(575+937.5)/5+(2289+79×1.5)/5.091=775.378kN
Qkmin=(Fk'+Gk)/n-(Mk'+FVk'h)/L
=(575+937.5)/5-(2289+79×1.5)/5.091=-170.378kN
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'+Fv'h)/L
=(776.25+1265.625)/5+(3090.15+106.65×1.5)/5.091=1046.76kN
Qmin=(F'+G)/n-(M'+Fv'h)/L
=(776.25+1265.625)/5-(3090.15+106.65×1.5)/5.091=-230.01kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩类型
预应力管桩
预应力管桩外径d(mm)
500
预应力管桩壁厚t(mm)
125
桩混凝土强度等级
C80
桩基成桩工艺系数ψC
0.75
桩混凝土自重γz(kN/m3)
25
桩混凝土保护层厚度б(mm)
50
桩底标高d2(m)
-29.7
桩有效长度lt(m)
25.7
桩端进入持力层深度hb(m)
1
桩配筋
桩身预应力钢筋配筋
65015Φ10.7
桩身承载力设计值
4190
桩裂缝计算
钢筋弹性模量Es(N/mm2)
200000
法向预应力等于零时钢筋的合力Np0(kN)
100
预应力钢筋相对粘结特性系数V
0.8
最大裂缝宽度ωlim(mm)
0.2
裂缝控制等级
三级
地基属性
地下水位至地表的距离hz(m)
1.33
自然地面标高d(m)
0
是否考虑承台效应
是
承台效应系数ηc
0.1
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)
素填土
4.71
10
150
0.6
90
淤泥
5.36
8
100
0.3
50
砾砂
7.32
25
3500
0.4
150
粉土
7.48
35
1900
0.6
160
全风化岩
12.56
70
4000
0.6
330
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长:
u=πd=3.14×0.5=1.571m
hb/d=1×1000/500=2<5
λp=0.16hb/d=0.16×2=0.32
空心管桩桩端净面积:
Aj=π[d2-(d-2t)2]/4=3.14×[0.52-(0.5-2×0.125)2]/4=0.147m2
空心管桩敞口面积:
Ap1=π(d-2t)2/4=3.14×(0.5-2×0.125)2/4=0.049m2
承载力计算深度:
min(b/2,5)=min(5/2,5)=2.5m
fak=(0.71×90+1.79×50)/2.5=153.4/2.5=61.36kPa
承台底净面积:
Ac=(bl-n(Aj+Ap1))/n=(5×5-5×(0.147+0.049))/5=4.804m2
复合桩基竖向承载力特征值:
Ra=ψuΣqsia·li+qpa·(Aj+λpAp1)+ηcfakAc=0.8×1.571×(0.71×10+5.36×8+7.32×25+7.48×35+4.83×70)+4000×(0.147+0.32×0.049)+0.1×61.36×4.804=1726.961kN
Qk=302.5kN≤Ra=1726.961kN
Qkmax=775.378kN≤1.2Ra=1.2×1726.961=2072.353kN
满足要求!
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=-170.378kN<0
按荷载效应标准组合计算的桩基拔力:
Qk'=170.378kN
桩身位于地下水位以下时,位于地下水位以下的桩自重按桩的浮重度计算,
桩身的重力标准值:
Gp=lt(γz-10)Aj=25.7×(25-10)×0.147=56.77kN
Ra'=ψuΣλiqsiali+Gp=0.8×1.571×(0.6×0.71×10+0.3×5.36×8+0.4×7.32×25+0.6×7.48×35+0.6×4.83×70)+56.77=622.588kN
Qk'=170.378kN≤Ra'=622.588kN
满足要求!
3、桩身承载力计算
纵向预应力钢筋截面面积:
Aps=nπd2/4=15×3.142×10.72/4=1349mm2
(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=1046.76kN
桩身结构竖向承载力设计值:
R=4190kN
Q=1046.76kN≤4190kN
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=230.01kN
fpyAps=(650×1348.804)×10-3=876.722kN
Q'=230.01kN≤fpyAps=876.722kN
满足要求!
4、裂缝控制计算
裂缝控制按三级裂缝控制等级计算。
(1)、纵向受拉钢筋配筋率
有效受拉混凝土截面面积:
Ate=π[d2-(d-2t)2]/4=3.14×[5002-(500-2×125)2]/4=147262mm2
Aps/Ate=1348.804/147262=0.009<0.01
取ρte=0.01
(2)、纵向钢筋等效应力
σsk=(Qk'-Np0)/Aps=(170.378×103-100×103)/1348.804=52.178N/mm2
(3)、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数
ψ=1.1-0.65ftk/(ρteσsk)=1.1-0.65×3.11/(0.01×52.178)=-2.774
取ψ=0.2
(4)、受拉区纵向钢筋的等效直径
dep=Σnidi2/Σniνidi=(15×10.72)/(15×0.8×10.7)=4.205mm
(5)、最大裂缝宽度
ωmax=αcrψσsk(1.9c+0.08dep/ρte)/Es=2.2×0.2×52.178×(1.9×50+0.08×4.205/0.01)/200000=0.015mm≤ωlim=0.2mm
满足要求!
五、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB335Φ22@160
承台底部短向配筋
HRB335Φ22@160
承台顶部长向配筋
HRB335Φ22@160
承台顶部短向配筋
HRB335Φ22@160
1、荷载计算
承台计算不计承台及上土自重:
Fmax=F/n+M/L
=776.25/5+3090.15/5.091=762.213kN
Fmin=F/n-M/L
=776.25/5-3090.15/5.091=-451.713kN
承台底部所受最大弯矩:
Mx=Fmax(ab-B)/2=762.213×(3.6-1.7)/2=724.102kN.m
My=Fmax(al-B)/2=762.213×(3.6-1.7)/2=724.102kN.m
承台顶部所受最大弯矩:
M'x=Fmin(ab-B)/2=-451.713×(3.6-1.7)/2=-429.127kN.m
M'y=Fmin(al-B)/2=-451.713×(3.6-1.7)/2=-429.127kN.m
计算底部配筋时:
承台有效高度:
h0=1500-50-22/2=1439mm
计算顶部配筋时:
承台有效高度:
h0=1500-50-22/2=1439mm
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=776.25/5+3090.15/5.091=762.213kN
受剪切承载力截面高度影响系数:
βhs=(800/1439)1/4=0.863
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离:
a1b=(ab-B-d)/2=(3.6-1.7-0.5)/2=0.7m
a1l=(al-B-d)/2=(3.6-1.7-0.5)/2=0.7m
剪跨比:
λb'=a1b/h0=700/1439=0.486,取λb=0.486;
λl'=a1l/h0=700/1439=0.486,取λl=0.486;
承台剪切系数:
αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.486+1)=1.177
αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.486+1)=1.177
βhsαbftbh0=0.863×1.177×1.57×103×5×1.439=11483.541kN
βhsαlftlh0=0.863×1.177×1.57×103×5×1.439=11483.541kN
V=762.213kN≤min(βhsαbftbh0,βhsαlftlh0)=11483.541kN
满足要求!
3、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围:
B+2h0=1.7+2×1.439=4.578m
ab=3.6m≤B+2h0=4.578m,al=3.6m≤B+2h0=4.578m
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)=724.102×106/(1×16.7×5000×14392)=0.004
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.004)0.5=0.004
γS1=1-ζ1/2=1-0.004/2=0.998
AS1=My/(γS1h0fy1)=724.102×106/(0.998×1439×300)=1681mm2
最小配筋率:
ρ=0.15%
承台底需要配筋:
A1=max(AS1,ρbh0)=max(1681,0.0015×5000×1439)=10793mm2
承台底长向实际配筋:
AS1'=12260mm2≥A1=10793mm2
满足要求!
(2)、承台底面短向配筋面积
αS2=Mx/(α2fclh02)=724.102×106/(1×16.7×5000×14392)=0.004
ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.004)0.5=0.004
γS2=1-ζ2/2=1-0.004/2=0.998
AS2=Mx/(γS2h0fy1)=724.102×106/(0.998×1439×300)=1681mm2
最小配筋率:
ρ=0.15%
承台底需要配筋:
A2=max(AS2,ρlh0)=max(1681,0.0015×5000×1439)=10793mm2
承台底短向实际配筋:
AS2'=12260mm2≥A2=10793mm2
满足要求!
(3)、承台顶面长向配筋面积
αS1=M'y/(α1fcbh02)=429.127×106/(1×16.7×5000×14392)=0.002
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.002)0.5=0.002
γS1=1-ζ1/2=1-0.002/2=0.999
AS3=M'y/(γS1h0fy1)=429.127×106/(0.999×1439×300)=996mm2
最小配筋率:
ρ=0.15%
承台顶需要配筋:
A3=max(AS3,ρbh0,0.5AS1')=max(996,0.0015×5000×1439,0.5×12260)=10793mm2
承台顶长向实际配筋:
AS3'=12260mm2≥A3=10793mm2
满足要求!
(4)、承台顶面短向配筋面积
αS2=M'x/(α2fclh02)=429.127×106/(1×16.7×5000×14392)=0.002
ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.002)0.5=0.002
γS2=1-ζ2/2=1-0.002/2=0.999
AS4=M'x/(γS2h0fy1)=429.127×106/(0.999×1439×300)=996mm2
最小配筋率:
ρ=0.15%
承台顶需要配筋:
A4=max(AS4,ρlh0,0.5AS2')=max(996,0.0015×5000×1439,0.5×12260)=10793mm2
承台顶面短向配筋:
AS4'=12260mm2≥A4=10793mm2
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HPB30010@500。
六、配筋示意图
承台配筋图
桩配筋图
基础立面图
五、塔吊独立桩基础结构验算
<一>、塔吊基本参数信息:
塔吊型号:
QTZ80(6013)桩直径=1.6m
桩长:
22米(按最不利取值)桩钢筋级别:
HRB400
嵌入岩层的石质地基强度标准值:
5.0MPa
嵌岩深度:
1500(现场要求按3d,计算取值按岩层能达到要求强度)
1、塔机属性
塔机型号
QTZ80
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)
48
塔身桁架结构
圆钢管
塔身桁架结构宽度B(m)
1.6
2、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0(kN)
224.18
起重臂自重G1(kN)
59.2
起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)
25.3
小车和吊钩自重G2(kN)
4.1
小车最小工作幅度RG2(m)
2.5
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)
14.16
最大起重力矩M2(kN.m)
630
平衡臂自重G3(kN)
37.52
平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)
6.7
平衡块自重G4(kN)
92
平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)
12.5
3、风荷载标准值ωk(kN/m2)
工程所在地
重庆重庆
基本风压ω0(kN/m2)
工作状态
0.2
非工作状态
0.4
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
1.588
非工作状态
1.635
风压等效高度变化系数μz
1.336
风荷载体型系数μs
工作状态
1.789
非工作状态
1.639
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
0.8×1.2×1.588×1.789×1.336×0.2=0.729
非工作状态
0.8×1.2×1.635×1.639×1.336×0.4=1.375
4、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)
224.18+59.2+4.1+37.52+92=417
起重荷载标准值Fqk(kN)
60
竖向荷载标准值Fk(kN)
417+60=477
水平荷载标准值Fvk(kN)
0.729×0.35×1.6×48=19.596
倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
59.2×25.3+4.1×14.16-37.52×6.7-92×12.5+0.9×(630+0.5×19.596×48)=1144.706
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN)
Fk1=417
水平荷载标准值Fvk'(kN)
1.375×0.35×1.6×48=36.9
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- 塔吊 基础 施工 方案 矩形 板式 桩基础