塔吊基础专项施工方案67#.docx
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塔吊基础专项施工方案67#
目录
一、工程概况2
二、场地工程地质2
三、塔吊基础施工要点3
四、主要安全技术措施4
五、塔吊基础计算书5
六、基础验算8
七、基础配筋验算13
八、塔吊基础的做法14
九、现场安装施工安全条例15
十、大型混凝土养护措施15
附塔吊定位图
塔吊基础施工方案
一、工程概况
时代倾城二期工程位于清远市大学西路北侧,由广州瀚华建筑设计有限公司设计。
建筑面积约117566.05平方米,自编号为24至27#,30至32,均为高层,地下室为一层。
为满足垂直运输的需要,共计划安装3台自升塔式起重机。
工程目标
质量目标
确保清远优良样板工程,争创广东省优良样板工程
安全、文明施工目标
确保清远市安全生产、文明施工优良样板(“双优”)工地,争创广东省安全生产、文明施工优良样板(“双优”)工地
考虑本工程及现场垂直和水平运输的实际需要,我司在现场共设置3台塔吊,5#、6#、7#为长沙京龙工程机械有限公司生产的QTZ80自升塔式起重机。
二、场地工程地质
据钻探揭露资料,场地内岩土层按其成因及物理力学性质差异自上而下分为:
人工填土层、冲积层、残积层及岩基。
分述如下:
1、人工填土层
素填土:
灰褐色,稍压实,主要成分为粉质粘土、碎石。
2、冲积层
淤泥、淤泥质土:
灰黑色,饱和,流塑,具腐臭味,不均匀含少量砂,局部含少许粉质粘土。
3、残积层
粉质粘土:
灰黄色、褐红色、浅红色,可塑状为主,局部软塑,粘性一般,含较多砂粒。
4、基岩
场地基岩岩性为石炭系灰岩等,按风化程度可划分为强风化、中风化、微风化三个风化岩带。
1.3场地地质构造
据钻探资料反映,场地未发现断裂构造迹象,参考区域地质志未有大型活动性断裂通过本场地,本次钻探未发现断裂破碎带,场地处于基本稳定状态。
参照工程岩土勘察报告和相关地质资料,塔吊基础均采用预应力管桩基础。
其中6#、7#塔吊采用桩承台基础(5#塔吊详见5#塔吊方案),塔吊基础尺寸5.5m×5.5m×1.4m,基础持力层为强风岩层,地基承载力特征值fak=500KN/㎡,在基础计算时,拟按强风化岩层为依据,验算其地基承载力。
塔吊基础均采用商品砼浇注,砼强度等级为C35。
三、塔吊基础施工要点
1、场地平整后放线定位,并会同有关人员对轴线位置进行复核。
2、开挖过程中,尽量减少破坏原有的基坑护坡。
3、采用机械挖土直至基底设计标高上200mm左右,再用人工修平到基底标高,挖出的土方直接用于基坑回填。
4、基础底垫层采用C15素混凝土100mm厚,各飘出基础边100mm,基础侧模板由现场自定。
5、预埋塔吊地脚螺栓必须由专业施工人员作业,浇筑混凝土前必须经有关人员进行隐蔽验收,验收合格后才能浇筑混凝土。
6、采用商品混凝土,浇混凝土浇注时采用平铺法,每层厚度不超过500mm,并振捣密实,振捣时应密切注意避免碰撞钢筋和预埋塔吊地脚螺栓。
7、根据塔吊的定位,塔吊基础严禁处于基坑回填土区域,在定位时考虑避免使基础处于回填土上,同时在靠基坑一侧做一定的加强措施。
四、主要安全技术措施
1、严格执行各项安全操作规程,施工前交任务必须要有安全交底,加强对进场职工进行安全施工教育,提高他们的自保、互保意识,充分发挥安全网、安全帽、安全带的作用。
同时,坚持班前安全活动,以提高工地全体职工的安全意识,从而自觉执行我公司制订的各项安全规章制度。
2、加强安全生产宣传教育工作。
特殊工种必须持证上岗。
各工种的工人须经安全培训和考试及格后方准进行施工作业。
进入施工现场必须戴安全帽,施工人员不得穿高跟鞋和拖鞋开工,工作前和工作时间不准饮酒。
3、机械挖土时应由专人指挥,防止基础超挖回填。
当挖至基础持力层时马上浇注垫层混凝土,基础持力层不得长时间暴露。
4、设专职安全员负责整个现场的安全检查工作,实行逐级安全交底制度,把施工安全作为头等大事来抓。
5、搬运钢筋时,要注意前后方向有无碰撞危险或被钩挂料物,特别是避免碰撞周围和上下方向的高压电线。
人工抬运钢筋,上肩卸料要注意安全。
6、使用振动器的作业人员,应穿胶鞋,戴绝缘手套,使用带有漏电保护的开关箱。
7、施工现场内的一切电源、电路的安装和拆除,必须由持证电工专管,电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器,电线、电缆必须按规定架空,严禁拖地和乱拉乱搭。
8、人工挖土时应由上而下,逐层挖掘,严禁偷岩或在孤石下挖土,夜间应有充足的照明。
9、在基坑操作时,应随时注意土壁的变动情况,如发现有大面积裂缝现象,必须暂停施工,报告项目经理进行处理。
10、在基坑作业时,必须戴安全帽,严防上面土块及其他物体下砸伤头部,遇有地下水渗出时,应把水引到集水井加以排除。
11、基础持力层必须至少达到强风化的泥岩层,挖到基础底设计标高必须进行验槽,确定达到强风化后才能浇筑基础垫层混凝土,否则继续向下开挖直到达到强风化岩层。
12、塔吊基础严禁全部或局部处于基坑回填土上。
五、塔吊基础计算书
矩形板式基础计算书
一、塔机属性
塔机型号
TC5613-6
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)
251
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)
11.5
最小起重荷载Qmin(kN)
10
最大吊物幅度RQmin(m)
50
最大起重力矩M2(kN·m)
Max[60×11.5,10×50]=690
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)
89.4
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
广东清远市
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+89.4=401.4
起重荷载标准值Fqk(kN)
60
竖向荷载标准值Fk(kN)
401.4+60=461.4
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+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8+0.9×(690+0.5×19.02×43)=675.88
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN)
Fk1=401.4
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)
37.4×22-19.8×6.3-89.4×11.8+0.5×75.37×43=1263.6
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=1.2×401.4=481.68
起重荷载设计值FQ(kN)
1.4FQk=1.4×60=84
竖向荷载设计值F(kN)
481.68+84=565.68
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+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8)+1.4×0.9×(690+0.5×19.02×43)=1008.86
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
1.2Fk'=1.2×401.4=481.68
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×(37.4×22-19.8×6.3-89.4×11.8)+1.4×0.5×75.37×43=1840.4
六、基础验算
矩形板式基础布置图
基础布置
基础长l(m)
5.5
基础宽b(m)
5.5
基础高度h(m)
1.5
基础参数
基础混凝土强度等级
C35
基础混凝土自重γc(kN/m3)
25
基础上部覆土厚度h’(m)
0
基础上部覆土的重度γ’(kN/m3)
19
基础混凝土保护层厚度δ(mm)
40
地基参数
地基承载力特征值fak(kPa)
500
基础宽度的地基承载力修正系数ηb
0.3
基础埋深的地基承载力修正系数ηd
1.6
基础底面以下的土的重度γ(kN/m3)
19
基础底面以上土的加权平均重度γm(kN/m3)
19
基础埋置深度d(m)
1.5
修正后的地基承载力特征值fa(kPa)
544.65
地基变形
基础倾斜方向一端沉降量S1(mm)
20
基础倾斜方向另一端沉降量S2(mm)
20
基础倾斜方向的基底宽度b'(mm)
5000
基础及其上土的自重荷载标准值:
Gk=blhγc=5.5×5.5×1.4×25=1058.75kN
基础及其上土的自重荷载设计值:
G=1.2Gk=1.2×1058.75=1270.5kN
荷载效应标准组合时,平行基础边长方向受力:
Mk''=G1RG1-G3RG3-G4RG4+0.5Fvk'H/1.2
=37.4×22-19.8×6.3-89.4×11.8+0.5×75.37×43/1.2
=993.52kN·m
Fvk''=Fvk'/1.2=75.37/1.2=62.81kN
荷载效应基本组合时,平行基础边长方向受力:
M''=1.2×(G1RG1-G3RG3-G4RG4)+1.4×0.5Fvk'H/1.2
=1.2×(37.4×22-19.8×6.3-89.4×11.8)+1.4×0.5×75.37×43/1.2
=1462.3kN·m
Fv''=Fv'/1.2=105.52/1.2=87.93kN
基础长宽比:
l/b=5.5/5.5=1≤1.1,基础计算形式为方形基础。
Wx=lb2/6=5.5×5.52/6=27.73m3
Wy=bl2/6=5.5×5.52/6=27.73m3
相应于荷载效应标准组合时,同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩:
Mkx=Mkb/(b2+l2)0.5=1263.6×5.5/(5.52+5.52)0.5=893.5kN·m
Mky=Mkl/(b2+l2)0.5=1263.6×5.5/(5.52+5.52)0.5=893.5kN·m
1、偏心距验算
(1)、偏心位置
相应于荷载效应标准组合时,基础边缘的最小压力值:
Pkmin=(Fk+Gk)/A-Mkx/Wx-Mky/Wy
=(401.4+1058.75)/30.25-893.5/27.73-893.5/27.73=-16.18<0
偏心荷载合力作用点在核心区外。
(2)、偏心距验算
偏心距:
e=(Mk+FVkh)/(Fk+Gk)=(1263.6+75.37×1.4)/(401.4+1058.75)=0.94m
合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离:
a=(5.52+5.52)0.5/2-0.94=2.95m
偏心距在x方向投影长度:
eb=eb/(b2+l2)0.5=0.94×5.5/(5.52+5.52)0.5=0.66m
偏心距在y方向投影长度:
el=el/(b2+l2)0.5=0.94×5.5/(5.52+5.52)0.5=0.66m
偏心荷载合力作用点至eb一侧x方向基础边缘的距离:
b'=b/2-eb=5.5/2-0.66=2.09m
偏心荷载合力作用点至el一侧y方向基础边缘的距离:
l'=l/2-el=5.5/2-0.66=2.09m
b'l'=2.09×2.09=4.36m2≥0.125bl=0.125×5.5×5.5=3.78m2
满足要求!
2、基础底面压力计算
荷载效应标准组合时,基础底面边缘压力值
Pkmin=-16.18kPa
Pkmax=(Fk+Gk)/3b'l'=(401.4+1058.75)/(3×2.09×2.09)=111.75kPa
3、基础轴心荷载作用应力
Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(401.4+1058.75)/(5.5×5.5)=48.27kN/m2
4、基础底面压力验算
(1)、修正后地基承载力特征值
fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)
=500.00+0.30×19.00×(5.50-3)+1.60×19.00×(1.50-0.5)=544.65kPa
(2)、轴心作用时地基承载力验算
Pk=48.27kPa≤fa=544.65kPa
满足要求!
(3)、偏心作用时地基承载力验算
Pkmax=111.75kPa≤1.2fa=1.2×544.65=653.58kPa
满足要求!
5、基础抗剪验算
基础有效高度:
h0=h-δ=1400-(40+25/2)=1348mm
X轴方向净反力:
Pxmin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×(401.400/30.250-(993.519+62.808×1.400)/27.729)=-34.737kN/m2
Pxmax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×(401.400/30.250+(993.519+62.808×1.400)/27.729)=70.564kN/m2
假设Pxmin=0,偏心安全,得
P1x=((b+B)/2)Pxmax/b=((5.500+1.600)/2)×70.564/5.500=45.546kN/m2
Y轴方向净反力:
Pymin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×(401.400/30.250-(993.519+62.808×1.400)/27.729)=-34.737kN/m2
Pymax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×(401.400/30.250+(993.519+62.808×1.400)/27.729)=70.564kN/m2
假设Pymin=0,偏心安全,得
P1y=((l+B)/2)Pymax/l=((5.500+1.600)/2)×70.564/5.500=45.546kN/m2
基底平均压力设计值:
px=(Pxmax+P1x)/2=(70.56+45.55)/2=58.06kN/m2
py=(Pymax+P1y)/2=(70.56+45.55)/2=58.06kPa
基础所受剪力:
Vx=|px|(b-B)l/2=58.06×(5.5-1.6)×5.5/2=622.64kN
Vy=|py|(l-B)b/2=58.06×(5.5-1.6)×5.5/2=622.64kN
X轴方向抗剪:
h0/l=1348/5500=0.25≤4
0.25βcfclh0=0.25×1×16.7×5500×1348=30953.45kN≥Vx=622.64kN
满足要求!
Y轴方向抗剪:
h0/b=1348/5500=0.25≤4
0.25βcfcbh0=0.25×1×16.7×5500×1348=30953.45kN≥Vy=622.64kN
满足要求!
6、地基变形验算
倾斜率:
tanθ=|S1-S2|/b'=|20-20|/5000=0≤0.001
满足要求!
七、基础配筋验算
基础底部长向配筋
HRB335Φ22@150
基础底部短向配筋
HRB335Φ22@150
基础顶部长向配筋
HRB335Φ22@150
基础顶部短向配筋
HRB335Φ22@150
1、基础弯距计算
基础X向弯矩:
MⅠ=(b-B)2pxl/8=(5.5-1.6)2×58.06×5.5/8=607.08kN·m
基础Y向弯矩:
MⅡ=(l-B)2pyb/8=(5.5-1.6)2×58.06×5.5/8=607.08kN·m
2、基础配筋计算
(1)、底面长向配筋面积
αS1=|MⅡ|/(α1fcbh02)=607.08×106/(1×16.7×5500×13482)=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=|MⅡ|/(γS1h0fy1)=607.08×106/(0.998×1348×300)=1504mm2
基础底需要配筋:
A1=max(1504,ρbh0)=max(1504,0.0015×5500×1348)=11121mm2
基础底长向实际配筋:
As1'=18480mm2≥A1=11121mm2
满足要求!
(2)、底面短向配筋面积
αS2=|MⅠ|/(α1fclh02)=607.08×106/(1×16.7×5500×13482)=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=|MⅠ|/(γS2h0fy2)=607.08×106/(0.998×1348×300)=1504mm2
基础底需要配筋:
A2=max(1504,ρlh0)=max(1504,0.0015×5500×1348)=11121mm2
基础底短向实际配筋:
AS2'=18480mm2≥A2=11121mm2
满足要求!
(3)、顶面长向配筋面积
基础顶长向实际配筋:
AS3'=18480mm2≥0.5AS1'=0.5×18480=9240mm2
满足要求!
(4)、顶面短向配筋面积
基础顶短向实际配筋:
AS4'=13983mm2≥0.5AS2'=0.5×18480=9240mm2
满足要求!
(5)、基础竖向连接筋配筋面积
基础竖向连接筋为双向Φ10@500。
八、塔吊基础的做法
塔吊的基础用刨机挖至设计深度,打桩,打垫层(100mm厚),四周砌砖胎模(24厚),按照配筋图绑扎钢筋完后浇筑C35混凝土。
浇筑完混凝土前,先预埋地脚螺栓,安装时标准节与地脚螺体对接,以免浇筑混凝土时移位。
基础中预埋与地下室底板相接的钢筋,接头50%错开,钢筋相连采用焊接的方式。
七、现场安装施工安全守则
7.1作业前,有关部门人员对全体施工人员进行安全技术交底。
7.2塔式起重机安装作业区,布好警戒线,挂起警告牌。
7.3作业时,必须有专人指挥,有专职电工负责照管电源,专人操作液压台。
7.4进行安装作业时,风力不得不大于六级。
如遇六级或以上风力应停止高空作业。
高空作业佩带好安全带、安全帽、穿着防滑鞋、严禁酒后作业。
7.5塔式起重机安装期间,严禁超载卸吊,构件下禁止站人,以防落物伤人。
7.6凡需使用气焊接时,必须做好放火措施,专人配备灭火工具并监视,用铁皮、湿透麻袋接焊渣。
作业后认真检查确认无火种隐患方可离场。
7.7如遇到高压电线,吊装构件必须与高压电线保持有效的安全距离。
7.8所有特种作业人员必须持证才能上岗操作。
8、大型混凝土养护措施
对大体积混凝土的养护主要是控制混凝土中心和表面温度的温差,保持一定的湿度,防止产生裂缝,而养护的手段不外乎混凝土内部降温法和保温法。
在工程实践中,主要是以薄膜加麻袋的保温法为主,并且只要按要求做好了,效果还是很好的。
但往往由于计算的假定与实际有出入或气温骤变时,进场的保温材料的数量不一定能满足要求,同时覆盖保温材料时人为因素较多,顾采取蓄水养护法。
根据热交换原理,每1立方米砼在规定时间内,内部中心温度降到表面温度时放出的热量,等于砼在此养护期间散失到大气中的热量。
此时,砼表面所需的热阻系数按下式计算(公式来源施工手册):
温度控制的时间设定为10天,则砼维持到指定温度的延续时间X=10×24=240(h)混凝土表面系数M=F/V设长和宽均为40米,厚1.4米要求砼中心温度和表面温度之差控制在25°Tmax-Th=25°设K=1.3Tj=20°w=255kg(水泥用量按拌站配合比)砼在指定龄期内水泥的水化热=188kJ/kg。
混凝土表面的蓄水深度
暂定蓄水深度为11厘米。
若发生砼中心温度和表面温度之差大于25℃,可采用调整蓄水深度来控制。
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