深圳御景兰庭塔吊基础施工专项方案.docx
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深圳御景兰庭塔吊基础施工专项方案
目录
一、编制依据2
二、工程概况2
三、地质情况2
四、塔吊平面位置布置4
五、塔吊基础做法5
六、塔吊QTZ80(TC6510)基础验算计算书5
七、附着计算计算书5
八、质量保证措施14
九、安全保证措施14
十、附图14
1
一、编制依据
1.《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002);
2.《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003);
3.《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2006年版);
4.《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002);
5.《简明钢筋混凝土结构计算手册》;
6.《地基及基础》(高等数学教学用书)(第二版);
7.建筑、结构设计图纸;
8.塔式起重机使用说明书;
9.塔式起重机设计规范(GB/T13752-92);
10.《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2001、J119-2001);
11.岩土工程勘查报告。
二、工程概况
工程名称:
莲塘东住宅(运发御景兰庭)
工程地点:
罗湖区东国威路北侧
建设单位:
深圳市集团股份有限公司
质检单位:
深圳市罗湖区建设工程质量监督站
安检单位:
深圳市罗湖区建设工程安全监督站
监理单位:
深圳市恒浩建工程项目管理有限公司
勘察单位:
深圳市工勘岩土工工程有限公司
设计单位:
深圳市同济人建筑设计有限公司
施工单位:
深圳市建设实业有限公司
工程质量目标:
达到合格质量标准,争创优良工程。
安全生产目标:
严格按国家安全检查标准、安全操作规程、建筑施工安全技术规范施工,保证安全生产。
本工程东侧紧邻保障性住房北地块;南侧紧邻保障房施工单位板房;西侧紧邻仙桐御景小区,本工程的基础形式:
筏板基础、独立基础,主体结构形式为:
钢筋砼框剪结构。
本工程为单栋高层塔式住宅楼,建筑总高度约66.30米,地下2层,地上20层,总建筑面积14276.98㎡,建筑基层面积605.85㎡,标准层建筑面积为462.51㎡。
±0.000相当于绝对标高77.9米。
我司充分考虑因垂直运输需要准备安装1台塔吊。
三、地质情况
3.1地质条件
3.1.1地层岩性
岩土层的岩性特征
根据钻探揭露,场地内地层自上而下依次为:
人工填土层、第四系坡积层、第四系残积土层,下伏基岩为侏罗系上统凝灰岩。
现将各岩土层的岩性特征自上而下分述如下:
1第四系人工填土层
素填土:
黄褐、褐红、浅灰等杂色。
主要成分为黏性土,含砂砾,碎石块及砼、砖块、建筑垃圾,含量及分布不均匀,局部以填石为主,块径5~15cm,个别大者可达30cm以上,稍湿~湿,呈稍密~中密状态。
填土层揭露层厚0.5~8.7m,平均层厚3.54m,层底高程70.41~87.69m。
堆填年限较长。
全场地均有分布。
2第四系坡积层
含碎石粉质黏土:
黄褐、浅灰色,可塑状态,稍混,不均匀含有强风化岩碎及由-微风化岩滚石,直径5cm~20cm,个别大者可达40cm以上,揭露层厚4.9~7.2m,平均层厚6.14m,层顶高程71.29~80.49m。
3第四系残积土层
砂质粘性土:
黄褐色,原岩结构尚可辩,由凝灰岩风化残积而成,除石英矿物外,其他已风化呈粘性上状,湿,可塑~硬塑状态。
揭露层厚2.1~12.1m,平均层厚6.15m,层顶埋深2.1~8.7m,层顶高各人70.41~77.86m。
该层在场地内均有分布。
进行标准贯入试验9次,经杆长校正后锤击数18.5~26.4击,平均值21.9击,标准值20.4击。
4侏罗系上统凝灰岩
场地下伏基岩为侏罗系上统凝灰岩,凝灰质结构,块状构造,局部由于风化不均匀在残积土或全、强风化带中存中~微风化弧石或夹层,本次勘察揭露全、强、中、微四个风化带,现将其岩性特征简述如下:
(1)全风化凝灰岩:
黄褐、浅黄色。
原岩结构基本破坏,岩芯呈土柱状,除少量长石和石英矿物外,其他成份均已风化呈土状。
泡水易软化,合金钻进容易,除ZK2、ZK3外,其余钻孔均有揭露。
揭露层厚3.3~18.2m,平均层厚9.18m,层顶埋深1.7~18.0m,层顶高程61.02~78.52m,进行标准续篇试验28次,经杆长校正后锤击数30.4~47.5击,平均值35.5击,标准值34.0击。
(2)强风化凝灰岩
本场地强风化性质变化较大,分为两个次亚层。
强风化凝灰岩(土状):
褐黄色、青灰色。
岩芯呈土柱状,局部砂土状,原岩结构清晰可见,风化裂隙极发育。
合金钻头可钻进。
揭露层厚2.0~25.0m,平均层厚9.94m。
层顶埋深6.5~27.5m,层顶高程51.52~79.69m,所有钻孔均有揭露,进行标准贯入试验13次,经杆长校正后锤击数50.0~59.8击,平均值53.1击,标准值51.6击,
强风化凝灰岩(块状):
褐黄色。
岩芯呈砂土夹块状。
原岩结构清晰可见,风化裂隙有发育。
夹有强风化块,岩块手可折断,合金钻头可钻进,揭露层厚0.8~14.5m,平均层厚5.68m,层顶埋深5.5~36.5m,层顶高程44.7~80.49m。
(3)中风化凝灰岩:
麻灰、浅灰色。
裂隙很发育,若芯较破碎,呈碎块状,裂面稍被铁锰质浸染。
本次钻探进入该层0.6~3.0m,平均1.85m。
层顶埋深23.1~39.8m,层顶高程39.22~57.46m。
(4)微风化凝灰岩:
青灰色。
岩芯呈柱状,局部短柱状及碎块状,岩质新鲜致密坚硬,节理裂隙稍发育,裂隙面闭合状。
需金刚石钻进。
本次进入该层深度0.6~5.3m,层顶埋深16.3~42.2m,层顶高程36.82~63.92m。
2.2.2场地水文地质条件
勘察期间为旱季,通过钻孔观测,地下水埋深介于0.3~13.6m高程介于65.20~79.99m,平均高程72.29m。
孔隙水主要赋存于第四系人工填土层及坡、残积土层,含水层富水性较差,填土层吃不呈弱~中透水性,坡、残积土层呈弱透水性。
基岩裂隙水主要赋存于强、中风化凝灰岩节理、裂隙内、受节理、裂隙发育程度控制,其富水性一般,呈弱~中等透水性,具有一定承压性。
场地地下水主要接受后缘山体及雨水补给,以渗流方式为主向山体下方排泄。
3.1.2塔吊基础地质剖面图
塔吊基础布置在负二层地下室伐板基层
~
轴/
~
轴之间轴线位置;根据岩土工程地勘报告,塔吊基础位置开挖到全风化凝灰岩,地基承载力特征值为350KPa;
四、塔吊平面位置布置
施工总体思路:
具体位置详见“施工总平面布置示意图”。
距地上楼层外墙约3~4米。
计划安排1台[QTZ80(TC5613-6)]塔式起重机进行材料的垂直运输和水平运输。
塔吊布置在
~
轴/
~
轴之间轴线位置,安装自由高度40米,安装总高度为84米,附墙第一层高度在32.5米,第二层高度在57.7米位置,防雷采用2Φ16钢筋做为防雷引下线,焊接在基础底板钢筋上。
本工程塔吊选用长沙中联重工科技发展股份有限公司生产的QTZ80(TC5613-6)型塔式起重机。
塔机为水平臂架,小车行走变幅,上旋转自升起塔式起重机,最大起重6T,结合主体情况考虑,安装总高度为84米,最大幅度起重时为1.5T。
五、塔吊基础做法
根据岩土工程勘察报告情况并参考厂家提供的塔基图,综合考虑现场环境与条件,塔吊QTZ80(TC5613-6)为天然基础,天然基础持力层及地基承载力特征值:
350KPa,结合6000mm*6000mm*1350mm现浇砼承台基础。
基础底标高-9.60m,绝对标高为77.9m,强度等级C35,钢筋等级HRB335,具体配筋详见塔吊基础配筋图,
六、塔吊QTZ80(TC6510)基础验算计算书
运发御景兰庭建筑工程工程;工程建设地点:
罗湖区莲塘仙桐路;属于框架结构;地上20层;地下2层;建筑高度:
65.4m;标准层层高:
3m;总建筑面积:
14276.98平方米;总工期:
600天。
本工程由深圳市集团股份有限公司投资建设,深圳市同济人建筑设计有限公司设计,深圳市工勘岩土工程有限公司地质勘察,深圳市恒浩建工程项目管理有限公司监理,深圳市建设实业有限公司组织施工;由侯**担任项目经理,安*担任技术负责人。
工程说明:
本工程东侧紧邻莲塘保障性住房北地块;南侧紧邻莲塘保障房施工单位板房;西侧紧邻仙桐御景小区,本工程的基础形式:
筏板基础、独立基础,主体结构形式为:
钢筋砼框剪结构。
本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制:
《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-1992)、《地基基础设计规范》(GB50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《建筑安全检查标准》(JGJ59-99)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)等编制。
一、参数信息
塔吊型号:
QTZ80,塔吊起升高度H:
110.00m,
塔身宽度B:
1.6m,基础埋深d:
0.30m,
自重G:
655kN,基础承台厚度hc:
1.35m,
最大起重荷载Q:
60kN,基础承台宽度Bc:
6.00m,
混凝土强度等级:
C35,钢筋级别:
HRB335,
基础底面配筋直径:
25mm
二、塔吊对交叉梁中心作用力的计算
1、塔吊竖向力计算
塔吊自重:
G=655kN;
塔吊最大起重荷载:
Q=60kN;
作用于塔吊的竖向力:
Fk=G+Q=655+60=715kN;
2、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算:
Mkmax=2162.2kN·m;
三、塔吊抗倾覆稳定验算
基础抗倾覆稳定性按下式计算:
e=Mk/(Fk+Gk)≤Bc/3
式中e──偏心距,即地面反力的合力至基础中心的距离;
Mk──作用在基础上的弯矩;
Fk──作用在基础上的垂直载荷;
Gk──混凝土基础重力,Gk=25×6×6×1.35=1215kN;
Bc──为基础的底面宽度;
计算得:
e=2162.2/(715+1215)=1.12m<6/3=2m;
基础抗倾覆稳定性满足要求!
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。
计算简图:
混凝土基础抗倾翻稳定性计算:
e=1.12m>6/6=1m
地面压应力计算:
Pk=(Fk+Gk)/A
Pkmax=2×(Fk+Gk)/(3×a×Bc)
式中Fk──作用在基础上的垂直载荷;
Gk──混凝土基础重力;
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=Bc/20.5-Mk/(Fk+Gk)=6/20.5-2162.2/(715+1215)=3.122m。
Bc──基础底面的宽度,取Bc=6m;
不考虑附着基础设计值:
Pk=(715+1215)/62=53.611kPa
Pkmax=2×(715+1215)/(3×3.122×6)=68.681kPa;
实际计算取的地基承载力设计值为:
fa=350.000kPa;
地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=53.611kPa,满足要求!
地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力标准值Pkmax=68.681kPa,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:
F1≤0.7βhpftamho
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;取βhp=0.95;
ft--混凝土轴心抗拉强度设计值;取ft=1.57MPa;
ho--基础冲切破坏锥体的有效高度;取ho=1.30m;
am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度;am=(at+ab)/2;
am=[1.60+(1.60+2×1.30)]/2=2.90m;
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);取at=1.6m;
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;ab=1.60+2×1.30=4.20;
Pj--扣除基础自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;取Pj=82.42kPa;
Al--冲切验算时取用的部分基底面积;Al=6.00×(6.00-4.20)/2=5.40m2
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。
Fl=PjAl;
Fl=82.42×5.40=445.05kN。
允许冲切力:
0.7×0.95×1.57×2900.00×1300.00=3936068.50N=3936.07kN>Fl=445.05kN;
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
1.抗弯计算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第8.2.7条。
计算公式如下:
MI=a12[(2l+a')(Pmax+P-2G/A)+(Pmax-P)l]/12
式中:
MI--任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值;
a1--任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离;取a1=(Bc-B)/2=(6.00-1.60)/2=2.20m;
Pmax--相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值,取82.42kN/m2;
P--相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值,P=Pmax×(3×a-al)/3×a=82.42×(3×1.6-2.2)/(3×1.6)=44.643kPa;
G--考虑荷载分项系数的基础自重,取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×6.00×6.00×1.35=1640.25kN/m2;
l--基础宽度,取l=6.00m;
a--塔身宽度,取a=1.60m;
a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.60m。
经过计算得MI=2.202×[(2×6.00+1.60)×(82.42+44.64-2×1640.25/6.002)+(82.42-44.64)×6.00]/12=288.53kN·m。
2.配筋面积计算
αs=M/(α1fcbh02)
ζ=1-(1-2αs)1/2
γs=1-ζ/2
As=M/(γsh0fy)
式中,αl--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,取为0.94,期间按线性内插法确定,取αl=1.00;
fc--混凝土抗压强度设计值,查表得fc=16.70kN/m2;
ho--承台的计算高度,ho=1.30m。
经过计算得:
αs=288.53×106/(1.00×16.70×6.00×103×(1.30×103)2)=0.002;
ξ=1-(1-2×0.002)0.5=0.002;
γs=1-0.002/2=0.999;
As=288.53×106/(0.999×1.30×103×300.00)=740.45mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
6000.00×1350.00×0.15%=12150.00mm2。
故取As=12150.00mm2。
建议配筋值:
HRB335钢筋,25@235mm。
承台底面单向根数25根。
实际配筋值12272.5mm2。
七、附着计算计算书
塔机安装位置至附墙或建筑物距离超过使用说明规定时,需要增设附着杆,附着杆与附墙连接或者附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时,必须进行附着计算。
主要包括附着支座计算、附着杆计算、锚固环计算。
(一)、支座力计算
塔机按照说明书与建筑物附着时,最上面一道附着装置的负荷最大,因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。
附着式塔机的塔身可以简化为一个带悬臂的刚性支撑连续梁,其内力及支座反力计算如下:
风荷载标准值应按照以下公式计算:
ωk=ω0×μz×μs×βz=0.450×1.170×1.450×0.700=0.534kN/m2;
其中ω0──基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用:
ω0=0.450kN/m2;
μz──风压高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用:
μz=1.450;
μs──风荷载体型系数:
μs=1.170;
βz──高度Z处的风振系数,βz=0.700;
风荷载的水平作用力:
q=Wk×B×Ks=0.534×1.600×0.200=0.171kN/m;
其中Wk──风荷载水平压力,Wk=0.534kN/m2;
B──塔吊作用宽度,B=1.600m;
Ks──迎风面积折减系数,Ks=0.200;
实际取风荷载的水平作用力q=0.171kN/m;
塔吊的最大倾覆力矩:
M=500.000kN·m;
弯矩图
变形图
剪力图
计算结果:
Nw=33.9118kN;
(二)、附着杆内力计算
计算简图:
计算单元的平衡方程:
ΣFx=0
T1cosα1+T2cosα2-T3cosα3=-Nwcosθ
ΣFy=0
T1sinα1+T2sinα2+T3sinα3=-Nwsinθ
ΣM0=0
T1[(b1+c/2)cosα1-(α1+c/2)sinα1]+T2[(b1+c/2)cosα2-(α1+c/2)sinα2]+T3[-(b1+c/2)cosα3+(α2-α1-c/2)sinα3]=Mw
其中:
α1=arctan[b1/a1]α2=arctan[b1/(a1+c)]α3=arctan[b1/(a2-a1-c)]
2.1第一种工况的计算:
塔机满载工作,风向垂直于起重臂,考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩和风荷载扭矩。
将上面的方程组求解,其中θ从0-360循环,分别取正负两种情况,求得各附着最大的轴压力和轴拉力。
杆1的最大轴向压力为:
53.41kN;
杆2的最大轴向压力为:
0.00kN;
杆3的最大轴向压力为:
29.59kN;
杆1的最大轴向拉力为:
6.54kN;
杆2的最大轴向拉力为:
31.89kN;
杆3的最大轴向拉力为:
39.59kN;
2.2第二种工况的计算:
塔机非工作状态,风向顺着着起重臂,不考虑扭矩的影响。
将上面的方程组求解,其中θ=45,135,225,315,Mw=0,分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力。
杆1的最大轴向压力为:
29.97kN;
杆2的最大轴向压力为:
8.35kN;
杆3的最大轴向压力为:
34.36kN;
杆1的最大轴向拉力为:
29.97kN;
杆2的最大轴向拉力为:
8.35kN;
杆3的最大轴向拉力为:
34.36kN;
(三)、附着杆强度验算
采用标准附墙件!
(购买塔吊时配置的附墙件)
(四)、附着支座连接的计算
附着支座与建筑物的连接多采用与预埋件在建筑物构件上的螺栓连接。
预埋螺栓的规格和施工要求如果说明书没有规定,应该按照下面要求确定:
1.预埋螺栓必须用Q235钢制作;
2.附着的建筑物构件混凝土强度等级不应低于C20;
3.预埋螺栓的直径大于24mm;
4.预埋螺栓的埋入长度和数量满足下面要求:
0.75nπdlf=N
其中n为预埋螺栓数量;d为预埋螺栓直径;l为预埋螺栓埋入长度;f为预埋螺栓与混凝土粘接强度(C20为1.5N/mm2,C30为3.0N/mm2);N为附着杆的轴向力。
5.预埋螺栓数量,单耳支座不少于4只,双耳支座不少于8只;预埋螺栓埋入长度不少于15d;螺栓埋入端应作弯钩并加横向锚固钢筋。
(五)、附着设计与施工的注意事项
锚固装置附着杆在建筑结构上的固定点要满足以下原则:
1.附着点布置在靠近柱根部;
2.附着固定点布设在靠近楼板处,以利于传力和便于安装。
八、质量保证措施
承台施工质量保证措施
1、承台底标高、尺寸严格按照设计标高放样确定;
2、砼浇捣前对钢筋进行隐蔽验收;
3、与塔机厂家联系,正确预埋预埋件;
4、承台砼标号35,并留置同条件试块。
砼强度达到设计强度100%后方可安装塔吊
九、安全保证措施
1、由于本工程塔吊处于地下室内,须预留孔洞,孔洞的围护采用钢管搭设进行临边围护。
2、定期对塔吊基础进行沉降观测和倾斜测量。
3、如施工工期较长,需根据实际情况定期对结构柱进行防锈处理。
4、塔吊安拆方案由具有相关资质的专业施工单位编制并负责实施。
十、附图
1、东住宅(运发御景兰庭)场地平面布置图
2、塔吊基础结构施工图
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