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QTZ80基础设计1225
GD220103□□
上林苑配套公寓小学教学楼
QTZ80(JL5014)塔吊基础施工方案
工程名:
上林苑公建配套小学教学楼
工程地点:
佛山南海三环东路
总承包施工单位:
湛江市粤西建筑工程公司
施工单位:
湛江市粤西建筑工程公司
编制单位:
湛江市粤西建筑工程公司
编制人:
王观河
编制日期:
2016年7月11日
审核人:
审批人:
审批日期:
年月日
目录
一、编制依据2
二、工程概况2
三、塔吊荷载3
四、主要施工方法3
五、塔吊基础验算4
六、技术要求4
七、验收要求11
一、编制依据
1、施工图及主要图集
本施工方案具体依据广州市设计院设计的“上林苑公建配套(小学教学楼)”施工图纸。
2、主要法规
名称
编号
《中华人民共和国建筑法》
《建设工程质量管理条例》
《建设工程安全生产管理条例》
其他:
1、国家其他有关法律法规2、广东省及地方相关行政法规
3、主要技术标准、规范、规程等
1)国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011);
2)广东省标准《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003);
3)《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009);
4)佛山市地颀工程勘察院编制的《上林苑配套公寓小学教学楼工程岩土工程勘察报告》;
5)塔式起重机QTZ6015使用说明书。
二、工程概况
工程名称:
上林苑公建配套(小学教学楼)
工程地点:
狮山三环东路9号
工程内容:
本工程总建筑面积4129m2,建筑基底面积为1204m2,层数为地上4层,建筑高度为16.4米。
本工程结构形式为钢筋混凝土框架结构,结构安全等级为二级。
本工程的建设单位为南海恒胜置业有限公司,设计单位为广州市建筑设计院,监理单位为广东建诚监理咨询有限公司,地质勘察单位为佛山地质工程勘察院,施工单位为湛江建筑工程公司。
因垂直运输的需要,本工程拟在7~L轴交7-10、7-11北侧(具体位置详塔吊位置示意图)安装一台QTZ6015塔式起重机,满足本工程的垂直运输需要。
根据该工程的地质资料,取塔吊位置附近的DKZ5孔为参考,具体地质情况详见地质报告(附后)。
本工程塔吊基础拟采用四桩承台基础,基础尺寸为5000×5000×1200,采用C35混凝土浇筑,承台垫层采用C15混凝土100mm厚,塔吊基础承台面标高暂定为-1.0m。
三、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
工作情况
57
540
2835(含安全系数)
0
非工作情况
51
480
2835(含安全系数)
0
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
四、主要施工方法
塔吊基座钢筋砼及基础节预埋:
塔吊基础钢筋砼承台选用:
5000(长)×5000(宽)×1200(厚),采用C35混凝土浇筑,钢筋保护层为50mm,承台垫层采用C15混凝土100mm厚,承台面标高暂定为-1m(相对±0.00)。
钢筋连接均采用压窄螺纹套筒。
浇筑混凝土时采用平铺法,每层厚度不超过400mm,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。
塔吊初始安装高度为44m,最终安装高度为44m,吊臂最大幅度为50m,回转范围内没有建筑物和高压线。
塔吊基础预埋件大样图见厂家有关图纸,承台配筋大样图见附图一。
五、塔吊基础验算
塔吊四桩基础的计算书
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)。
一.参数信息
塔吊型号:
QTZ6015
塔机自重标准值:
Fk1=510.00kN
起重荷载标准值:
Fqk=60kN
塔吊最大起重力矩:
M=2835kN.m
非工作状态下塔身弯矩:
M=-2835kN.m
塔吊计算高度:
H=44m
塔身宽度:
B=1.8m
桩身混凝土等级:
C80
承台混凝土等级:
C35
保护层厚度:
H=50mm
矩形承台边长:
H=5.0m
承台厚度:
Hc=1.2m
承台箍筋间距:
S=200mm
承台钢筋级别:
HRB400
承台顶面埋深:
D=0.0m
桩直径:
d=0.4m
桩间距:
a=4.0m
桩钢筋级别:
RRB400
桩入土深度:
15m
桩型与工艺:
预制桩
桩空心直径:
0.1m
计算简图如下:
二.荷载计算
1.自重荷载及起重荷载
1)塔机自重标准值
Fk1=510kN
2)基础以及覆土自重标准值
Gk=5×5×1.20×25=750kN
承台受浮力:
Flk=5×5×5.20×10=1300kN
3)起重荷载标准值
Fqk=60kN
2.风荷载计算
1)工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a.塔机所受风均布线荷载标准值(Wo=0.2kN/m2)
Wk=0.8×2.17×1.95×0.638×0.2=0.43kN/m2
qsk=1.2×0.43×0.35×1.8=0.33kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.33×44.00=14.37kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×14.37×44.00=316.11kN.m
2)非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a.塔机所受风均布线荷载标准值(本地区Wo=0.50kN/m2)
Wk=0.8×2.28×1.95×0.638×0.50=1.13kN/m2
qsk=1.2×1.13×0.35×1.80=0.86kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.86×44.00=37.74kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×37.74×44.00=830.32kN.m
3.塔机的倾覆力矩
工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=-2835+0.9×(2835+316.11)=1.00kN.m
非工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=-2835+830.32=-2004.68kN.m
三.桩竖向力计算
非工作状态下:
Qk=(Fk+Gk)/n=(510+750.00)/4=315.00kN
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L
=(510+750)/4+Abs(-2004.68+37.74×1.20)/5.66=661.43kN
Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L
=(510+750-1300)/4-Abs(-2004.68+37.74×1.20)/5.66=-356.43kN
工作状态下:
Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(510+750.00+60)/4=330.00kN
Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L
=(510+750+60)/4+Abs(1.00+14.37×1.20)/5.66=333.22kN
Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L
=(510+750+60-1300)/4-Abs(1.00+14.37×1.20)/5.66=1.78kN
四.承台受弯计算
1.荷载计算
不计承台自重及其上土重,第i桩的竖向力反力设计值:
工作状态下:
最大压力Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L
=1.35×(510+60)/4+1.35×(1.00+14.37×1.20)/5.66=196.73kN
非工作状态下:
最大压力Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L
=1.35×510/4+1.35×(-2004.68+37.74×1.20)/5.66=-295.55kN
2.弯矩的计算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4.2条
其中Mx,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m);
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m);
Ni──不计承台自重及其上土重,第i桩的竖向反力设计值(kN)。
由于工作状态下,承台正弯矩最大:
Mx=My=2×196.73×1.10=432.80kN.m
3.配筋计算
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条
式中α1──系数,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,α1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;
fy──钢筋受拉强度设计值,fy=360N/mm2。
底部配筋计算:
αs=432.80×106/(1.000×16.700×5000.000×11502)=0.0039
ξ=1-(1-2×0.0039)0.5=0.0039
γs=1-0.0039/2=0.9980
As=432.80×106/(0.9980×1150.0×360.0)=1047.5mm2
根据基础最小配筋率0.15%,则:
5000*1200*0.15/100=9000mm2
故承台取最小配筋率为9000mm2
用三级18厘钢筋,面层双向钢筋各向安装18条,底层双向钢筋各向安装18条,则9*9*3.14*2*18=9156.24mm2
实际钢筋用量9156.24mm2>最小配筋率9000mm2,符合规范要求。
五.承台剪切计算
最大剪力设计值:
Vmax=196.73kN
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的第6.3.4条。
我们考虑承台配置箍筋的情况,斜截面受剪承载力满足下面公式:
式中λ──计算截面的剪跨比,λ=1.500
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值,ft=1.570N/mm2;
b──承台的计算宽度,b=5000mm;
h0──承台计算截面处的计算高度,h0=1150mm;
fy──钢筋受拉强度设计值,fy=360N/mm2;
S──箍筋的间距,S=200mm。
经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!
六.承台受冲切验算
角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内,且承台高度符合构造要求,故可不进行承台角桩冲切承载力验算
七.桩身承载力验算
桩身承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)的第5.8.2条
根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值,取其中最大值N=1.35×661.43=892.93kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式:
其中Ψc──基桩成桩工艺系数,取0.85
fc──混凝土轴心抗压强度设计值,fc=35.9N/mm2;
Aps──桩身截面面积,Aps=117810mm2。
桩身受拉计算,依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.8.7条
受拉承载力计算,最大拉力N=1.35×Qkmin=-481.18kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积As=1336.598mm2。
由于桩的最小配筋率为0.15%,计算得最小配筋面积为177mm2
综上所述,全部纵向钢筋面积1337mm2
八.桩竖向承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)的第6.3.3和6.3.4条
轴心竖向力作用下,Qk=330.00kN;偏心竖向力作用下,Qkmax=661.43kN
桩基竖向承载力必须满足以下两式:
单桩竖向承载力特征值按下式计算:
其中Ra──单桩竖向承载力特征值;
qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值;按下表取值;
qpa──桩端端阻力特征值,按下表取值;
u──桩身的周长,u=1.26m;
Ap──桩端面积,取Ap=0.13m2;
li──第i层土层的厚度,取值如下表;
厚度及侧阻力标准值表如下:
序号
土层厚度(m)
侧阻力特征值(kPa)
端阻力特征值(kPa)
土名称
1
10.00
55.00
950.00
粘性土
2
10.00
55.00
1500
砾砂
由于桩的入土深度为15m,所以桩端是在第2层土层。
最大压力验算:
Ra=1.26×(10×55+5×55)+1500×0.13=1225.22kN
由于:
Ra=1225.22>Qk=330.00,最大压力验算满足要求!
由于:
1.2Ra=1470.27>Qkmax=661.43,最大压力验算满足要求!
九.桩的抗拔承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)的第6.3.5条
偏心竖向力作用下,Qkmin=-356.43kN
桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式:
式中Gp──桩身的重力标准值,水下部分按浮重度计;
λi──抗拔系数;
Ra=1.26×(0.750×10×55+0.750×5×55)=802.678kN
Gp=0.126×(15×25-15×10)=28.274kN
由于:
802.68+28.27>=356.43,抗拔承载力满足要求!
塔吊计算满足要求!
六、技术要求
(1)地基土质要求均匀,混凝土强度不低于C35。
(2)塔机安装,基础混凝土强度不应低于90%,并做好基础的排水工作。
(3)必须用Φ25圆钢穿过相邻两族地脚螺栓。
(4)基础必须做好接地措施,要求接地电阻≤4。
(5)浇注前,先将螺栓定位框穿好地脚螺栓与螺母,然后吊入基础地坑内。
(6)调整定位框的位置,并用水平仪检查定位框底板上端面,使其平面度达到不大于1/500的要求后,才可以将地脚螺栓与基础配筋用铁丝固定,底板和螺栓固定必须牢固可靠,不得因浇注混凝土而松动。
(7)特别注意:
地脚螺栓禁止采用焊接固定。
(8)浇筑混凝土时注意保护好地脚螺栓螺纹,以便装拆螺母。
(9)本工程东北方向场地开阔,拟设置于该工程的东北角,距主体工程5米,自由高度可满足施工要求,不需安装附墙件。
七、验收要求
(1)施工必须严格执行广东省《建筑地基基础施工及验收规程》(DBJ15-201-91)的有关规定及要求。
(2)基础钢筋必须进行隐蔽验收,浇筑基础混凝土时必须留置足够的试件。
(3)塔吊基础完成后必须进行专项验收合格后方可进行塔吊安装工作。
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