塔吊桩基础施工方案专家论证.docx
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塔吊桩基础施工方案专家论证
某某工程
塔吊桩基础施工方案
编制单位:
编制:
审核:
编制日期:
2018年月日
塔吊基础施工方案
一、工程概况
1、项目简况
序号
项目
内容
1
工程名称
2
工程地址
3
建设规模
4
建设单位
5
设计单位
6
监理单位
7
施工单位
8
检测单位
9
施工范围
10
合同工期
以合同约定为准
2、设计概况:
2。
1工程位于×××,紧邻南北大道。
结构类型为剪力墙结构,车库为框架结构,基础型式为机械钻孔灌注桩基础及独立基础;抗震等级为四级,建筑结构安全等级为二级,抗震设防烈度6度,耐火等级一级,设计合理使用年限50年。
2.2工程项目组成:
工程名称
用途
结构类型
总高度(m)
建筑层数
57#~65#、77#、89#~93#、95#~101#楼
住宅
剪力墙
10。
8
3F/1F
66#~76#、78#~88#楼
住宅
剪力墙
20。
1
6F/1F
车库
公共停车
框架
-5.4
1F
2。
3总平面图(图一)
3、施工条件
二期场内地三通一平基本完成,施工用电和用水由一期最近点接入,施工现场的前期准备工作就绪,具备施工条件。
二、编制依据
1、《QTZ63(5013)塔式起重机使用说明书》
2、《岩土工程勘察报告》
3、《塔式起重机操作使用规程》(ZBJ80012—89);
4.《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33—2012);
5.《塔式起重机安全规程》(GB5144-2006);
6、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T301-2013)
7、《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)
8、《地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202—2002)
9、《建筑桩基础技术规范》(JGJ94—2008)
10、混凝土结构设计规范(GB50010-2010)(2015版)。
11、建筑结构荷载规范(GB50009—2012)
12、国家和行业现行的相关施工及工程质量验收规范。
三、塔机设备的数量要求
本工程拟采用11台QTZ63(5013)塔吊可满足施工阶段垂直和操作面水平运输要求。
如总平面布置图示。
四、塔机基础施工方案选择
1.本工程塔吊定位根据塔吊平面布置图;
2.本工程塔吊定位是根据工程图示尺寸,且考虑到完工后能方便拆除塔吊的情况下而准确的放线确定。
塔吊基础定位具体详总平面布置图(见附图一)并按现场实际情况调整。
每台塔吊安装的高差保持与各楼栋室外环境标高确定.
3.该工程全部为洋房,地面上屋顶高度最高处24.6m,因此1#~11#塔吊均采用独立式即可满足使用要求,安装完成高度:
1#塔吊40m、2#塔吊35m、3#塔吊40m、4#塔吊35m、5#塔吊35m;6#塔吊40m、7#塔吊35m、8#塔吊40m;9#塔吊35m、10#塔吊40m、11#塔吊35m。
4.每台塔吊中心点定位由测量员精确测量,放线定位,经技术负责人核实后进行施工.具体详塔吊平面布置图,安排采用大于等于20T以上汽车吊进行安装,塔机安、拆方案由租赁安装单位编制,并报审认定后方可进行。
五、基础的设计方案
厂家提供的塔机说明书要求承载力≥220kpa,根据现场地质实际情况,1#~4#、6~8#、10~11#塔机基础地基为中风化泥岩,承载力能满足要求,故采用独立墩基础;5#、9#塔机基础分别为深度7m、12m软弱土质地基,地质较弱,故采用塔吊承台底部中心设置机械成孔桩嵌岩基础的结构形式。
桩基础采用直径为1。
6m的旋挖桩,嵌入中风化泥岩3d,岩石的天然单轴抗压强度标准值frk≥5Mpa,桩深16~22m之间。
桩竖向纵筋24根C16,加紧箍C14@2000mm,螺旋箍C10@100/200mm,竖向纵筋锚入承台上部钢筋之下900弯折150mm,桩混凝土强度等级C30。
基础承台(含独立墩基础)高度为1.5m,边长为5m×5m正方形。
承台水平受力钢筋C18@200双层双向,竖向构造钢筋C14@400纵横设置,承台混凝土强度等级C35。
六、塔吊基础施工方法
1、塔机基础施工顺序(独立墩基础除无桩工序外其余工序相同)
砼蓄水养护
2、本工程各塔吊所在位置标高均与所对应楼栋基本一致,旋挖桩施工时与工程桩同步.
3、桩基施工完成后,按设计的塔吊基础几何尺寸外边框采用胶合板支模,40×80木枋、A48×3。
2钢管、A14对拉杆加固,基底采用C10砼垫层浇至设计配筋砼塔吊基础下口低于桩顶100.
详平面图及1—1剖面图:
图二
4、当塔吊基础垫层C10砼浇至配筋砼塔吊基础下口标高干硬后,重新施放塔吊基础准确定位线,按照设计的配筋要求进行就位绑扎成型,按照设计的要求准确定位点焊预埋螺栓,待验收后浇灌砼。
5、塔吊承台基础混凝土浇灌砼前,必须将塔吊基础上应埋设的部件及留孔进行仔细检查,并进行标高复核方可浇灌塔吊基础砼,塔吊租赁公司必须派人员到施工现场校正地脚螺栓的位置,保证尺寸准确。
6、基础构造:
图三
7、注意事项:
塔吊基础施工前一道工序完成后进行自检,符合要求后填报隐蔽工程报验单,经现场监理和业主现场代表认可,方可进行下一道工序。
七、基础施工技术要求
为早日安装塔吊,塔吊钢筋混凝土承台强度等级为C35砼,使砼7天能达到75%以上的强度,确保塔吊基础砼强度能达到塔吊安装要求.
塔吊基础及螺栓配筋、位置及具体做法应严格塔机生产厂家提供的塔机基础图施工.
塔吊基础施工时,应按塔吊基础图要求设置防雷接地装置,塔吊基础的防雷接地做法为:
将上下层钢筋网片四周边沿钢筋按规范标准焊接连通,并与桩基主筋焊通,再用-40×4焊接留出塔吊配筋砼承台1.50m,待塔吊安装后与塔吊底部型钢进行焊接作为防雷接地装置,焊缝长度双面焊接为6d,单面焊接为12d(d为较小钢筋的直径),其防雷接地电阻测试应≤4欧姆,否则应另行增设接地极,并满足测试要求。
塔吊基础配筋砼表面高低差不大于2mm,地脚螺栓位置偏差不大于正负1mm,地脚螺栓露出部分不得超过塔吊基础设计±5mm。
塔吊基础的地脚螺检栓定位,上部采用木枋凿凹槽卡(或先安装塔机底座)作地脚螺栓定位,下部采用钢筋焊点定位。
塔机基础除满足上述要求外,施工中还应做到:
1.在浇筑混凝土施工中,根据出厂说明书图示埋好螺栓用水准仪进行校核后加固焊牢。
2.砼基础表面应校水平,平整度小于1/500.
3.所用原材料必须具备合格证和试验报告。
4.钢筋的制作、绑扎应符合基础设计及规范要求。
5.混凝土配合比应经试验室出具试配报告,浇筑时严格控制施工配合比,混凝土应取样试验。
6.在基础中预埋防雷接地极,采用-40×4与塔楼基础连接。
7.为保证地基不被水侵蚀,在塔吊基础周边挖排水小沟排除积水以免因地基沉陷而产生沉降。
八、施工注意事项
1.塔基础施工前一道工序完成后,进行自检,符合要求后填报隐蔽工程报验单,经现场监理和业主现场代表认可后,主可进行下一道工序.
2.由专业队伍按塔机安装和拆除方案进行安装和拆除。
3.经安全监督机关验收合格方可投入使用,在使用前应编制多机作业指导书,并进行安全技术交底并签字后方可上机操作.
九、塔吊独立桩基础结构验算
〈一〉、塔吊基本参数信息:
塔吊型号:
QTZ63(5013)桩直径=1.6m
桩长:
22米(按最不利取值)桩钢筋级别:
HRB400
嵌入岩层的石质地基强度标准值:
5。
0MPa
嵌岩深度:
1500(现场要求按3d,计算取值按岩层能达到要求强度)
1、塔机属性
塔机型号
QTZ63
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)
48
塔身桁架结构
圆钢管
塔身桁架结构宽度B(m)
1.6
2、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0(kN)
224.18
起重臂自重G1(kN)
59.2
起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)
25.3
小车和吊钩自重G2(kN)
4.1
小车最小工作幅度RG2(m)
2。
5
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)
14.16
最大起重力矩M2(kN。
m)
630
平衡臂自重G3(kN)
37.52
平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)
6.7
平衡块自重G4(kN)
92
平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)
12.5
3、风荷载标准值ωk(kN/m2)
工程所在地
重庆重庆
基本风压ω0(kN/m2)
工作状态
0.2
非工作状态
0。
4
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。
588
非工作状态
1.635
风压等效高度变化系数μz
1.336
风荷载体型系数μs
工作状态
1。
789
非工作状态
1。
639
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
0.8×1.2×1.588×1。
789×1。
336×0.2=0。
729
非工作状态
0.8×1.2×1.635×1.639×1。
336×0。
4=1。
375
4、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)
224.18+59.2+4.1+37。
52+92=417
起重荷载标准值Fqk(kN)
60
竖向荷载标准值Fk(kN)
417+60=477
水平荷载标准值Fvk(kN)
0.729×0。
35×1。
6×48=19.596
倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
59.2×25.3+4。
1×14.16-37。
52×6。
7-92×12。
5+0.9×(630+0.5×19.596×48)=1144.706
非工作状态
竖向荷载标准值Fk’(kN)
Fk1=417
水平荷载标准值Fvk’(kN)
1.375×0.35×1.6×48=36.96
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)
59。
2×25。
3+4.1×2。
5—37。
52×6。
7-92×12.5+0.5×36。
96×48=993。
666
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=1.2×417=500.4
起重荷载设计值FQ(kN)
1。
4Fqk=1.4×60=84
竖向荷载设计值F(kN)
500.4+84=584.4
水平荷载设计值Fv(kN)
1.4Fvk=1。
4×19。
596=27。
434
倾覆力矩设计值M(kN·m)
1。
2×(59。
2×25。
3+4。
1×14。
16—37.52×6。
7-92×12。
5)+1。
4×0.9×(630+0.5×19.596×48)=1571。
701
非工作状态
竖向荷载设计值F’(kN)
1.2Fk’=1。
2×417=500。
4
水平荷载设计值Fv’(kN)
1.4Fvk’=1.4×36。
96=51.744
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.2×(59.2×25。
3+4。
1×2。
5-37。
52×6.7-92×12.5)+1.4×0.5×36.96×48=1369。
807
三、桩顶作用效应计算
承台布置
承台长l(m)
5
承台宽b(m)
5
承台高度h(m)
1.5
桩直径d(m)
1。
6
承台混凝土等级
C35
承台混凝土保护层厚度δ(mm)
50
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
承台及其上土的自重荷载标准值:
Gk=bl(hγc+h'γ’)=5×5×(1.3×25+0×19)=812.5kN
承台及其上土的自重荷载设计值:
G=1.2Gk=1.2×812.5=975kN
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下:
Qk=(Fk+Gk)/1=(477+812.5)/1=1289。
5kN
2、荷载效应基本组合
轴心竖向力作用下:
Q=(F+G)/1=(584.4+975)/1=1559.4kN
<二>、抗倾覆验算:
(一)圆形桩底部抵抗倾覆弯矩最大值M1计算
由于塔吊基础持力层为中风化岩质地基,地基变形忽略不计,整个钢筋混凝土基础为刚性状态,因此,作为钢筋混凝土承台的底部回填土软弱地基的承载力忽略不计。
桩自重(按1米长度取值)=0.82×3.14×22×2.5=110。
5吨=1105KN
塔吊正常工作重力应力σ=
1559.4+1105
=1326kN/m2=1.33MPa
3.14×0。
82
验算抗倾覆力矩时取较小值趋于安全,因此取σ=1。
33Mpa
桩基抗倾覆必须满足以下两个条件:
1、叠加后拉应力为零,即σ+σmin=0
从第一条件可得:
σ=|σmin|=σmax=1.33Mpa
桩基底部受压受弯叠合如下图:
圆形桩底部的抗弯矩模量为:
W1=0.0982d3=0.402m3
以上计算简图可知弯矩图产生的三角形荷载的最大应力为:
1.25Mpa
圆形桩底部最大抵抗弯矩M1=1。
33×103×0.402=534.7KN。
m
2、叠加后的总压应力小于地基承载力
即:
σ+σmax=2.66MPa﹤5×0。
85=4。
25MPa满足要求.
(二)桩底嵌岩部分抵抗倾覆弯矩最大值M2计算
计算设定参数:
嵌入中风化岩层的石质地基强度标准值:
5。
0Mpa,嵌岩深度按1500取值。
计算简图如下:
M2=
1.6×0。
75×5×1×103
=3000KN。
m
2
通过以上计算,
总抗倾覆矩M=M1+M2=3534。
7KN。
m﹥K×塔吊倾覆力矩=2835kN.m(式中K为安全系数,取值1。
5)满足抗倾覆要求并具有一定安全富余。
〈三〉、桩身钢筋验算
计算设定参数:
桩身横截面的最小配筋率配筋:
Ag=3.14×802×0.2%=40.19cm2
桩身配钢筋配置为:
HRB400,24Φ16@200均分。
钢筋实际配筋面积为:
Ag=2。
011×24=48。
264cm2
钢筋笼直径d为:
1480
1、截面力学特性:
面积A=3.14×802=20096cm2
惯性矩J=3。
14×804÷4=128614400cm4
2、计算:
η
桩长
=
22000
=13.75﹥7需考虑η值
桩直径
1600
μ=
Ag
=
48.264
=0。
24%﹤3%不需要修正J值
A
20096
e0=
M
=
1571。
701KN。
m
=
1571。
701
=1.008m
N
1559.4
1559.4
e0
=
1。
008
=0.63
d
1.6
按公式ae=
0.1
+0。
143=0。
251
0.3+
e0
d
η=
1
=
1
=
1
1-
KNL2
1-
1。
55×155940×22002
1—0.012
10aeEhJ
10×0.251×3×105×128614400
=1。
012
按规范:
α=
KN+RGAG
=
1.55×155940+3600×48。
264
=
241707+173750。
4
RWA+2RGAG
143×20096+2×3600×48。
264
2873728+347500。
8
=0。
129﹤0。
5,属于大偏心受压。
按规范公式:
KNeo≤(RWA
r0
+2RGAGrg)
sinπα
π
=(143×20096×
74
+2×3600×48.264×74×)
Sin(3.14×0。
121)
3。
14
=(212655872+25715029.2)×0。
126=30034737Kg。
cm=3003。
5KN。
m
M=
1
(RWA
r
+2RGAGrg)
sinπα
Kη
2
π
=
1
×30034737=19147480Kg.cm=1914.75KN.m
1.55×1。
012
M=1914。
75KN.m>1571。
701KN。
m满足结构要求。
〈四〉、桩身主筋与承台的锚固要求
1、当承台厚度大于1米时,桩主筋锚入承台顶部钢筋处。
2、当承台厚度小于1米时,桩主筋锚入承台顶部钢筋处再进行弯锚,弯锚的水平长度不小于300.
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