矩形板式桩塔吊基础施工方案.docx
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矩形板式桩塔吊基础施工方案
塔
吊
基
础
施
工
方
案
第一章、工程概况
第二章、塔吊设备配置
1、垂直运输设备的选择
垂直运输是本工程确保工期质量的关键。
我们依据每层结构的工程量,并适当考虑上部工程的土建、安装、装修的运输量对本工程的塔吊配备进行了认真核算。
垂直运输设备的选取
根据现场条件和施工需要,选取5台QZT63A型塔吊,垂直运输。
塔吊主要技术指标如下:
最大幅度
最大幅度起重量
最大起重量
最大起重量幅度
起升速度
55m
6KN
60KN
6-12.5m
21-40m/Min
根据每层工程量估算,完全可以满足吊运量和工程进度要求。
为了确保在使用期不出现因设备故障而影响工期,我们另外配置一套必要的塔吊易损配件,做到预防在先,确保塔吊的运行正常,以此确保工期目标的万无一失。
(见后附塔吊布置图)
第三章、矩形板式桩基础计算书
一、塔机属性
塔机型号
QTZ63
塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)
22
塔机独立状态的计算高度H(m)
22
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
上海上海
基本风压ω0(kN/m2)
工作状态
0.2
非工作状态
0.55
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
1.68
风压等效高度变化系数μz
1.13
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
0.8×1.2×1.59×1.95×1.13×0.2=0.67
非工作状态
0.8×1.2×1.68×1.95×1.13×0.55=1.95
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)
0.67×0.35×1.6×22=8.25
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+0.5×8.25×22)=389.51
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)
1.95×0.35×1.6×22=24.02
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)
37.4×22-19.8×6.3-89.4×11.8+0.5×24.02×22=92.64
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=1.4×8.25=11.55
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+0.5×8.25×22)=607.95
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'=1.4×24.02=33.63
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.2×(37.4×22-19.8×6.3-89.4×11.8)+1.4×0.5×24.02×22=-58.32
三、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h(m)
1.25
承台长l(m)
5.5
承台宽b(m)
5.5
承台长向桩心距al(m)
1.6
承台宽向桩心距ab(m)
1.6
桩直径d(m)
0.3
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
矩形桩式基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值:
Gk=bl(hγc+h'γ')=5.5×5.5×(1.25×25+0×19)=945.31kN
承台及其上土的自重荷载设计值:
G=1.2Gk=1.2×945.31=1134.38kN
桩对角线距离:
L=(ab2+al2)0.5=(1.62+1.62)0.5=2.26m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下:
Qk=(Fk+Gk)/n=(461.4+945.31)/4=351.68kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下:
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L
=(461.4+945.31)/4+(389.51+8.25×1.25)/2.26=528.38kN
Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L
=(461.4+945.31)/4-(389.51+8.25×1.25)/2.26=174.98kN
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+Fvh)/L
=(565.68+1134.38)/4+(607.95+11.55×1.25)/2.26=700.07kN
Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L
=(565.68+1134.38)/4-(607.95+11.55×1.25)/2.26=149.95kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度等级
C30
桩基成桩工艺系数ψC
0.85
桩混凝土自重γz(kN/m3)
25
桩混凝土保护层厚度б(mm)
35
桩入土深度lt(m)
22
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
是
桩身承载力设计值
2700
地基属性
是否考虑承台效应
否
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)
淤泥质土
13
5
100
0.7
-
粘性土
7.4
24
340
0.7
-
粉土
4.5
18
200
0.7
-
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长:
u=πd=3.14×0.3=0.94m
桩端面积:
Ap=πd2/4=3.14×0.32/4=0.07m2
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap
=0.94×(11.5×5+7.4×24+3.1×18)+200×0.07=288.3kN
Qk=351.68kN>Ra=288.3kN
Qkmax=528.38kN>1.2Ra=1.2×288.3=345.96kN
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=174.98kN≥0
不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算!
3、桩身承载力计算
纵向预应力钢筋截面面积:
Aps=nπd2/4=11×3.14×82/4=553mm2
(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=700.07kN
桩身结构竖向承载力设计值:
R=2700kN
满足要求!
(2)、轴心受拔桩桩身承载力
Qkmin=174.98kN≥0
不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算!
五、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB400Φ20@120
承台底部短向配筋
HRB400Φ20@120
承台顶部长向配筋
HRB400Φ20@160
承台顶部短向配筋
HRB400Φ20@160
1、荷载计算
承台有效高度:
h0=1250-50-20/2=1190mm
M=(Qmax+Qmin)L/2=(700.07+(149.95))×2.26/2=961.7kN·m
X方向:
Mx=Mab/L=961.7×1.6/2.26=680.02kN·m
Y方向:
My=Mal/L=961.7×1.6/2.26=680.02kN·m
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=565.68/4+607.95/2.26=410.1kN
受剪切承载力截面高度影响系数:
βhs=(800/1190)1/4=0.91
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离:
a1b=(ab-B-d)/2=(1.6-1.6-0.3)/2=-0.15m
a1l=(al-B-d)/2=(1.6-1.6-0.3)/2=-0.15m
剪跨比:
λb'=a1b/h0=-150/1190=-0.13,取λb=0.25;
λl'=a1l/h0=-150/1190=-0.13,取λl=0.25;
承台剪切系数:
αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.25+1)=1.4
αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.25+1)=1.4
βhsαbftbh0=0.91×1.4×1.57×103×5.5×1.19=13026.36kN
βhsαlftlh0=0.91×1.4×1.57×103×5.5×1.19=13026.36kN
V=410.1kN≤min(βhsαbftbh0,βhsαlftlh0)=13026.36kN
满足要求!
3、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围:
B+2h0=1.6+2×1.19=3.98m
ab=1.6m≤B+2h0=3.98m,al=1.6m≤B+2h0=3.98m
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)=680.02×106/(1.03×16.7×5500×11902)=0.005
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.005)0.5=0.005
γS1=1-ζ1/2=1-0.005/2=0.997
AS1=My/(γS1h0fy1)=680.02×106/(0.997×1190×360)=1592mm2
最小配筋率:
ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.2)=0.2%
梁底需要配筋:
A1=max(AS1,ρbh0)=max(1592,0.002×5500×1190)=13090mm2
承台底长向实际配筋:
AS1'=14714mm2≥A1=13090mm2
满足要求!
(2)、承台底面短向配筋面积
αS2=Mx/(α2fcbh02)=680.02×106/(1.03×16.7×5500×11902)=0.005
ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.005)0.5=0.005
γS2=1-ζ2/2=1-0.005/2=0.997
AS2=Mx/(γS2h0fy1)=680.02×106/(0.997×1190×360)=1592mm2
最小配筋率:
ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.2)=0.2%
梁底需要配筋:
A2=max(9674,ρlh0)=max(9674,0.002×5500×1190)=13090mm2
承台底短向实际配筋:
AS2'=14714mm2≥A2=13090mm2
满足要求!
(3)、承台顶面长向配筋面积
承台顶长向实际配筋:
AS3'=11114mm2≥0.5AS1'=0.5×14714=7357mm2
满足要求!
(4)、承台顶面短向配筋面积
承台顶长向实际配筋:
AS4'=11114mm2≥0.5AS2'=0.5×14714=7357mm2
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Φ10@500。
六、配筋示意图
(见后附图纸)
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