塔吊基础方案.docx
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塔吊基础方案
GD2201003□□
TC6013-6塔吊基础施工方案
工程名称:
检测实验大楼工程
工程地点:
广州市先烈东路121号
施工单位:
广东省建筑工程集团有限公司
编制单位:
广东省建筑工程集团有限公司
编制人:
编制日期:
2010年5月6日
审批负责人:
审批日期:
年月日
目录
1、工程概况1
2、编制依据及执行标准1
3、塔吊布置1
4、塔吊荷载2
5、工程地质条件及土层物理力学指标3
6、塔吊基础设计及验算3
6.1塔吊基础设计3
6.2、塔吊基础验算4
7、塔吊与地下室负四层底板的处理8
8、塔吊穿越地下室楼板洞口浇筑方案8
1、工程概况
本工程位于广州市先烈东路121号,本检测实验大楼1栋,总建筑面积17629平方米,地上12层(12501平方米),地下5层(5128平方米),检测实验大楼地下室接地铁6号线沙河站。
本工程的建设单位为广东省建筑科学研究院,设计单位为广东省建科建筑设计院,监理单位为广东建科建设监理有限公司,施工单位为广东省建筑工程集团有限公司。
本工程为钢筋混凝土框架结构,钢筋混凝土结构安全等级为二级,结构设计基准期为50年,建筑抗震设防类别为丙类,地基基础设计等级为乙级,桩基安全等级为二级。
根据本工程建设规模、工期要求,我司配置1台TC6013-6型塔吊在现场辅助施工,满足材料水平、垂直运输的需要。
塔吊安装高度为75米,初次安装高度为46米。
2、编制依据及执行标准
(1)《塔式起重机安全技术规范》GB5144-1994;
(2)《建筑机械使用安全技术规程》JGJ-2001、J119-2001;
(3)《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002;
(4)《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2003;
(5)《施工现场临时用电安全技术规范》及条文说明JGJ46-2005;
(6)《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99;
(7)有关设计图纸和有关政府部门颁发的文件;
3、塔吊布置
根据本工程的特点,为满足垂直水平运输的需要,因此在整个施工现场共安装1台自升塔式起重机,场地周边有建科院办公楼、居民住宅区其他建筑物。
塔吊采用TC6013-6型号,其自由搭设独立高度可达46m,基础采用天然基础,基础尺寸为5.50m×5.50m×1.5m(长×宽×高),砼强度为C35。
塔吊安装在负4层底板上,塔身穿越4层地下室楼板,塔吊设置在E轴~F轴交3轴~4轴之间(安装位置详见下图)。
塔吊安装高度为75米,初次安装高度为46米。
4、塔吊荷载
塔吊基础所受的荷载如下:
荷载
情况
F(KN)
M(KN·m)
Fh
FV
M
Mn
97
624.5
2070
402
FV—基础所垂直力;Fh—基础所受水平力
M—基础所受弯矩;Mn—基础所受扭矩
5、工程地质条件及土层物理力学指标
根据《岩土工程勘察报告》;由于塔基距离ZK4钻孔最近,因此选取ZK4钻孔的地质资料为本工程塔吊基础设计的参考资料,地质情况及土层物理力学指标如下表所示:
ZK钻孔地质情况及土层物理力学指标
地质时代
分层序号
岩性
厚度(米)
层底深度(米)
层底高程(米)
岩性描述
qpa(kpa)
Q4ml
1
素填土
3.50
3.50
28.32
棕红色,稍密,主要由砂砾岩残积土组成,顶部0.2m为砼块,0.2-0.9m为碎石、碎砖及圆砾。
/
Q4ml
3
粉土
31.30
34.80
-2.98
棕红色,稍湿,密实,为砂砾岩风化残积而成,遇水易软化,局部夹大量角砾
250
K
4-1
砂砾岩
1.20
36.00
-4.18
棕红色,砂砾质结构,层状构造,强风化状态,岩芯呈土柱状,夹较多碎块
800
6、塔吊基础设计及验算
6.1塔吊基础设计
(1)了解现场布置及地质情况,清理周围障碍物。
(2)根据地质情况,拟采用采用天然基础,基础尺寸为5.50m×5.50m×1.5m(长×宽×高),砼强度为C35,塔吊安装在地铁负4层底板上,该底板双层双向配筋φ22@180,利用粉土层作为基础持力层,地基土承载力取250KPa。
地基承压力及砼基础尺寸,必须满足塔机使用要求。
(3)塔吊基础承台预埋件螺栓由原厂提供,按照厂家规格尺寸按要求预埋。
(4)塔吊安装必须待混凝土达到要求强度后才可进行。
6.2、塔吊基础验算
一.参数信息
塔吊型号:
TC6013-6,自重(包括压重)F1=624.50kN,最大起重荷载F2=80.00kN,
塔吊倾覆力距M=2070.00kN.m,塔吊起重高度H=75.00m,塔身宽度B=1.80m,
混凝土强度等级:
C35,基础埋深D=0.00m,基础最小厚度h=1.50m,
基础最小宽度Bc=5.50m,
二.基础最小尺寸计算
基础的最小厚度取:
H=1.50m
基础的最小宽度取:
Bc=5.50m
三.塔吊基础承载力计算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。
计算简图:
当不考虑附着时的基础设计值计算公式:
当考虑附着时的基础设计值计算公式:
当考虑偏心距较大时的基础设计值计算公式:
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=1.2×704.5=845.40kN;
G──基础自重与基础上面的土的自重,G=1.2×(25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D)=1361.25kN;
Bc──基础底面的宽度,取Bc=5.50m;
W──基础底面的抵抗矩,W=Bc×Bc×Bc/6=27.73m3;
M──倾覆力矩,包括风荷载产生的力距和最大起重力距,M=1.4×2070.00=2898.00kN.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=5.50/2-2898.00/(845.40+1361.25)=1.44m。
经过计算得到:
无附着的最大压力设计值Pmax=(845.40+1361.25)/5.502+2898.00/27.73=177.46kPa
无附着的最小压力设计值Pmin=(845.40+1361.25)/5.502-2898.00/27.73=-31.56kPa
为提高塔吊基础抗倾覆安全性,在塔吊基础面周边砌筑240mm厚1.5m高砖模,内部回填土方。
有附着的压力设计值P=(845.40+1361.25)/5.502=72.95kPa
偏心距较大时压力设计值Pkmax=2×(845.40+1361.25)/(3×5.50×1.44)=186.17kPa
四.地基基础承载力验算
地基承载力设计值为:
fa=250.00kPa
修正后的地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=177.46kPa,满足要求!
地基承载力特征值1.2×fa大于偏心距较大时的压力设计值Pkmax=186.17kPa,满足要求!
五.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
hp──受冲切承载力截面高度影响系数,取
hp=0.94;
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值,取ft=1.57kPa;
am──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:
am=[1.80+(1.80+2×1.45)]/2=3.25m;
h0──承台的有效高度,取h0=1.45m;
Pj──最大压力设计值,取Pj=186.17kPa;
Fl──实际冲切承载力:
Fl=186.17×(5.50+4.70)×0.40/2=379.79kN。
允许冲切力:
0.7×0.94×1.57×3250×1450=4868295.25N=4868.30kN
实际冲切力不大于允许冲切力设计值,所以能满足要求!
六.承台配筋计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
1.抗弯计算,计算公式如下:
式中a1──截面I-I至基底边缘的距离,取a1=1.85m;
P──截面I-I处的基底反力:
P=186.17×(3×1.44-1.85)/(3×1.44)=106.26kPa;
a'──截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.80m。
经过计算得M=1.852×[(2×5.50+1.80)×(186.17+106.26-2×1361.25/5.502)+(186.17-106.26)×5.50]/12
=864.37kN.m。
2.配筋面积计算,公式如下:
依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
式中
1──系数,当混凝土强度不超过C50时,
1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,
1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。
经过计算得
s=864.37×106/(1.00×16.70×5.50×103×14502)=0.004
=1-(1-2×0.004)0.5=0.004
s=1-0.004/2=0.998
As=864.37×106/(0.998×1450×210.00)=2845.03mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
12375mm2。
实际地铁底板配筋面积为31447.34mm2,满足配筋要求。
图1塔吊基础平面图
图2基础配筋大样图
7、塔吊与地下室负四层底板的处理
拟安装塔吊基础尺寸5500X5500X1500,基础底与底板底相平,基础面高出底板面150mm,塔吊基础范围除保留原有设计底板配筋外,在基础面增设φ20@200X200双向钢筋网片,并按塔吊安装说明书要求预埋φ40螺杆,锚固长度不小于1350mm,为保证底板防水性能,在预埋螺杆中间部位设置橡胶止水条,采用原设计的C35抗渗混凝土浇筑塔吊基础,详见下图。
在塔吊使用完毕拆除后,人工凿除高于底板面150mm的钢筋混凝土,按设计要求完成底板面层施工。
8、塔吊穿越地下室楼板洞口浇筑方案
拟安装塔吊穿越地下室负三层、负二层、负一层、首层楼板,塔吊安装部位结构板预留洞口2800X2800mm,板底面钢筋按原设计板筋预留,沿洞口周边外露400mm。
此四层预留楼板洞口在塔吊拆除后重新浇筑,洞口楼板面筋、底筋按原设计要求规格间距与原预留钢筋焊接10d,新旧砼交接面清除杂物,并用高压水冲洗干净,浇筑前先涂扫砼界面处理剂,再用比原有板砼强度高一等级的微膨胀砼浇筑,振捣密实,并沿洞口周边砌一皮砖蓄水养护不少于14天,如下图所示。
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