学生宿舍4#塔吊基础方案.docx

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学生宿舍4#塔吊基础方案

目录

一、工程概况2

二、编制依据3

三、塔吊布置3

四、塔吊基础计算4

五、塔吊基础基本要求4

六、质量保证措施5

七、安全文明施工措施6

附件：

4#塔式起重机基础设计计算书（管桩基础）7

一、工程概况

本标段工程为广东技术师范学院新校区一期工程（之二）建设项目施工总承包。

广东技术师范学院新校区位于广州市白云区江高镇中心区域，东面是武广铁路客运专线，南面是规划道路环镇西路，西邻广清高速公路，北接规划道路白云五线。

用地总面积839904㎡，其中可建设用地面积为643037平方米，用地中部东西向30规划路将校园分为两部分。

新校区主入口设置在南面规划道路环镇西路上；有市政公路与新校区连接；“A5—A9栋学生宿舍”坐落在整个校区的北侧位置；校区内已修筑临时砖碴施工便道连接“A5—A9栋学生宿舍”施工区。

“A5—A9栋学生宿舍”建筑面积约54323.9m2；A5至A9栋学生宿舍为地上6层，建筑面积10202.7m2至12253.2m2，建筑高度均为21.9米；钢筋混凝土框架结构，天然基础。

E型学生宿舍平面图

三通一平情况：

临时施工用水、用电接驳点在施工场区旁边；进入施工区域的道路基本连通；场区内地面已基本平整；基本满足施工要求。

根据设计图纸本工程的长宽尺寸、建筑高度、现场场地情况和施工实际需要，在满足施工材料垂直运输的情况下，本工程设置四台塔吊，自编号分别为1#、2#、3#、4#塔吊；1#、3#塔吊的搭设高度约为40m；2#、4#塔吊的搭设高度是45m。

具体位置详见本工程施工总平面布置图。

二、编制依据

《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）

《建筑地基基础设计规范》（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）（2006年版）

《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-2003）

《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）

塔吊生产厂家提供的《塔式起重机使用说明书》

《广东技术师范学院工程岩土工程勘察报告》

本方案按业主提供的施工图纸编制，如施工图发生变化，应对方案进行调整。

三、塔吊布置

拟在施工区内设置四台塔吊进行吊运。

1台QTZ100（广东省建筑机械厂生产）、3台QTZ80（6010）（广州五羊建设机械有限公司生产）。

1#塔吊选用QTZ100型号；2#、3#、4#塔吊选用QTZ80（6010）型号。

QTZ100型塔吊机最大工作幅度55米，独立起升高度为40m。

QTZ80（6010）塔吊机，最大工作幅度60米，独立起升高度为45米。

4#塔吊置设在距离A5栋E型宿舍“A5-M”轴线9米的北侧位置；塔吊位置及覆盖平面示意见总平面布置图，塔吊具体轴线定位见塔吊承台定位图。

四、塔吊基础计算

根据工程岩土工程勘察报告，4#塔吊位于ZK107钻孔附近。

根据钻孔地质数据及塔吊相关技术参数，对塔吊基础地基承载力及抗倾翻计算、基础配筋计算（详细四台塔吊基础设计计算书见附件），经计算四台塔吊均选用预应力混凝土管桩基础，桩身直径D=500mm，壁厚t=125mm，桩身混凝土强度等级C80，选用AB型桩，塔吊承台尺寸为5500×5500×1500mm。

五、塔吊基础基本要求

塔式起重机地基基础是保证塔吊安全使用的必要条件，采用HPC-500，AB，臂厚125mm的高强预应力管桩及桩承台基础，其基本要求如下：

1）基础下土质应坚固并夯实后浇C15垫层100厚。

2）基础砼强度等级C35。

3）基础钢筋保护层厚度40mm。

4）混凝土基础表面应校水平，平面度允许偏差小于1/500。

5）塔吊基础配筋按计算书承台配筋大样进行绑扎，拉筋间距及绑扎质量必须符合图纸要求。

6）塔吊基础预埋固定支腿按厂家提供的图纸进行施工，安装尺寸必须按图预埋并固定，浇砼后对固定支腿位置进行复核，在两个方向的中心线挂铅垂线，保证预埋固定支腿及基础面平整度符合要求。

预埋固定支腿的砼必须振捣密实，充填率必须达95%以上。

7）防雷接地按厂提供的接地大样进行施工，塔吊基础防雷在垫层浇筑前，先打入L50×50角钢到地下土内，并测量接地电阻，不得超过4欧姆，打入土内的角钢应与承台钢筋及塔吊预埋支腿接通，浇筑混凝土后应重新测试按地电阻是否符合要求，不符合要求者必须重新另外再打入角钢并连接，直至达到防雷要求为止。

六、质量保证措施

1、承台钢筋施工除了按照方案要求绑扎钢筋外，还要进行塔吊标准节定位固定（承台内预埋固定支腿，由塔吊生产厂家负责施工，定位尺寸详见塔吊使用说明书）、防雷焊接等，完成后需要进行隐蔽验收。

2、浇捣混凝土时需安排经验丰富的工人打振动棒，严防出现孔洞、蜂窝等不良现象。

3、钢筋在加工过程中，如发现脆断或机械性能有显著异常的现象，应进行化学成分检验或其他专项检验。

4、钢筋需准确开料、垫层表面平整度需符合要求以保证钢筋的保护层符合规范要求。

5、浇筑混凝土应连续进行，异常情况间歇时间较长需留设施工缝时应征得设计和现场监理人员的同意，不允许随意出现工作面接口冷缝。

6、浇筑混凝土时应测试商品混凝土的坍落度并按规定预留混凝土试件。

7、混凝土施工完毕后，采用湿麻包袋覆盖，淋水养护，减小温度变化对混凝土的影响。

七、安全文明施工措施

1、如果挖土过程中发现地质条件恶劣不适宜施工，应及时上报另做处理。

2、浇捣承台砼时要留试件，以便进行强度试压。

当试压强度达到80%后，方可开始塔吊的安装。

切忌在砼强度达不到要求的情况下安装塔吊。

3、遵守工地现场管理，做到安全、文明施工。

4、钢筋隐蔽验收后，承台混凝土必须一次性连续浇灌。

5、塔吊安装前应编制可行的专项安装方案，对安装顺序、吊车行走路线、对基坑施工的影响等问题作出详细的考虑。

6、各塔吊吊臂相互之间应有不少于5m的高差，并在臂端设置信号灯。

塔吊指挥人员需特别留意塔吊旋转时相互间的平面距离，严防塔臂发生碰撞。

7、塔吊工作环境温度为-20～40℃。

塔吊工作时，风速低于6级，如遇到雷电，大暴雨和浓雾等天气，塔吊应停止工作。

如天气预报有10级以上大风时，塔机应用缆风绳加固。

起重臂高度大于50m时，塔顶应安装风向风速仪。

8、每月或连续大雨后，应及时对混凝土基础进行全面检查，检查其中是否有不均匀沉降。

附件：

4#塔式起重机基础设计计算书（管桩基础）

4#塔吊机是型号QTZ80（6010）塔吊吊机；选地质条件ZK107钻孔资料作为4#塔吊机的计算依据。

1.计算参数

（1）基本参数

采用1台QTZ80（6010）塔式起重机，塔身尺寸1.80m,地下开挖深度为-1.80m；现场地面标高0.00m，承台面标高-0.30m；采用预应力管桩基础，地下水位-4.00m。

1）塔吊基础受力情况

荷载工况

基础荷载

P（kN）

M（kN.m）

Fk

Fh

M

MZ

工作状态

659.00

27.00

1720.00

320.00

非工作状态

590.00

80.00

1930.00

0

比较桩基础塔吊的工作状态和非工作状态的受力情况，塔吊基础按非工作状态计算如图

Fk=590.00kN,Fh=80.00kN

M=1930.00+80.00×1.40=2042.00kN.m

Fk，=590.00×1.35=796.50kN,Fh，=80.00×1.35=108.00kN

Mk=（1930.00+80.00×1.40）×1.35=2756.70kN.m

2）桩顶以下岩土力学资料（参考地质资料中ZK107号孔的柱状图）

序号

地层名称

厚度L

（m）

极限侧阻力标

准值qsik（kPa）

极限端阻力标准值qpk（kPa）

qsik

i

（kN/m）

抗拔系数λi

λiqsik

i

（kN/m）

1

填土

1.80

22.00

39.60

0.40

15.84

2

粉质粘土

5.80

26.00

150.80

0.70

105.56

3

粉砂

2.20

24.00

52.80

0.50

26.40

4

粗砂

5.10

74.00

377.40

0.50

188.70

5

粉质粘土

8.80

26.00

228.80

0.70

160.16

6

粉砂

1.90

74.00

140.60

0.50

70.30

7

粗砂

1.00

74.00

3500.00

74.00

0.50

37.00

桩长

26.60

∑qsik*Li

1064.00

∑λiqsik*Li

603.96

3）基础设计主要参数

基础桩采用4根φ500预应力管桩,桩顶标高-1.70m；桩混凝土等级C80,fC=35.90N/mm2,EC=3.80×104N/mm2；ft=2.22N/mm2,桩长26.60m,壁厚125mm；钢筋HRB335，fy=300.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2

承台尺寸长（a）=5.50m,宽（b）=5.50m,高（h）=1.50m；桩中心与承台中心1.80m,承台面标高-0.30m；承台混凝土等级C35，ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3

Gk=abhγ砼=5.50×5.50×1.50×25=1134.38kN

塔吊基础尺寸示意图

2.桩顶作用效应计算

（1）竖向力

1）轴心竖向力作用下

Nk=（Fk＋Gk）/n=（590.00+1134.38）/4=431.10kN

2）偏心竖向力作用下

按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=2042.00kN.m，yi=1.80×20.5=2.55m

Nk=（Fk＋Gk）/n±Mxyi/Σyi2=（590.00+1134.38）/4±（2042.00×2.55）/（2×2.552）=431.10±400.39

Nkmax=831.49kN,Nkmin=30.71kN（基桩不承受竖向拉力）

（2）水平力

Hik=Fh/n=80.00/4=20.00kN

3.单桩允许承载力特征值计算

管桩外径d=500mm=0.50m，内径d1=500-2×125=250mm=0.25m，hb=1.00

hb/d=1.00/0.50=2.00,λp=0.16×2.00=0.32

（1）单桩竖向极限承载力标准值计算

Aj=π（d2-d12）/4=3.14×（0.502-0.252）/4=0.15m2,Apl=πd12/4=3.14×0.252/4=0.05m2

Qsk=u∑qsik

i=πd∑qsik

i=3.14×0.50×1064.00=1670.48kN

Qpk=qpk（Aj+λpApl）=3500.00×（0.15+0.32×0.05）=581.00kN，

Quk=Qsk＋Qpk=1670.48+581.00=2251.48kN

Ra=1/KQuk=1/2×2251.48=1125.74kN

（2）桩基竖向承载力计算

1）轴心竖向力作用下

Nk=431.10kN＜Ra=1125.74kN,竖向承载力满足要求。

2）偏心竖向力作用下

Nkmax=831.49kN＜Ra=1.2×1125.74=1350.89kN,竖向承载力满足要求。

4.桩基水平承载力验算

（1）单桩水平承载力特征值计算

I=π（d4-d14）/64=3.14×（0.504-0.254）/64=0.0029m4

EI=EcI=3.80×107×0.0029=110200kN.m2

查表得:

m=6.00×103kN/m4,Xoa=0.010m

bo=0.9（1.5d+0.5）=1.13m=1130mm

α=（mbo/ECI）0.2=（6.00×1000×1.13/110200）0.2=0.57

αL=0.57×26.60=15.16＞4,按αL=4,查表得:

υx=2.441

RHa=0.75×（α3EI/υx）χoa=0.75×（0.573×110200/2.441）×0.01=62.70kN

（2）桩基水平承载力计算

Hik=20.00kN＜Rha=62.70kN,水平承载力满足要求。

5.抗拔桩基承载力验算

（1）抗拔极限承载力标准值计算

Tgk=1/nu1ΣλiqsikLi=1/4×（1.80×2+0.50）×4×603.96=2476.24kN

Tuk=ΣλiqsikuiLi=603.96×3.14×0.50=948.22kN

（2）抗拔承载力计算

Ggp=Ggp1＋Ggp2=5.50×5.50×2.20×18.80/4＋5.50×5.50×24.30×（18.80-10）/4=1929.95kN

Gp=Gp1＋Gp2=0.15×2.30×25＋0.15×24.30×（25-10）=63.30kN

Tgk/2+Ggp=2476.24/2+1929.95=3168.07kN

Tuk/2+Gp=948.22/2+63.30=537.41kN

由于基桩不承受竖向拉力,故基桩呈整体性和非整体性破坏的抗拔承载力满足要求。

6.抗倾覆验算

a1=5.50/2=2.75m,bi=5.50/2+1.80=4.55m

倾覆力矩M倾=M＋Fhh=1930+80.00×（1.800.30）=2050.00kN.m

抗倾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）ai＋2（Tuk/2+Gp）bi

=（590.00+1134.38）×2.75+2×（948.22/2+63.30）×4.55=9632.48kN.m

M抗/M倾=9632.48/2050.00=4.70

抗倾覆验算4.70＞1.6,满足要求。

7.桩身承载力验算

（1）正截面受压承载力计算

按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=2756.70kN.m，yi=1.80×20.5=2.55m

Nk=（Fk‘＋1.2Gk）/n±Mxyi/Σyi2=（796.50+1.2×1134.38）/4±（2756.70×2.55）/（2×2.552）

=539.44±540.53

Nkmax=1079.97kN，Nkmin=-1.09kN

Ψc=0.85,ΨcfcAj=0.85×35.90×1000×0.15=4577.25kN

正截面受压承载力=4577.25kN＞Nkmax=1079.97kN,满足要求。

（2）预制桩插筋受拉承载力验算

插筋采用HRB335，fy=300.00N/mm2，取622，As=6×380=2280mm2

fyAs=300×2280=684000N=684.00kN

fyAs=684.00kN＞Nkmin=1.09kN,正截面受拉承载力满足要求。

M倾/（4x1As）=2050.00×1000/（4×1.80×2280）=124.88N/mm2

M倾/（4x1As）=124.88N/mm2＜300.00N/mm2,满足要求。

（3）承台受冲切承载力验算

1）塔身边冲切承载力计算

Fι=F－1.2ΣQik=Fk，=796.50kN，ho=1.50-0.10=1.40m=1400mm

βhp=1.0+[（2000-1500）/（2000-800）]×（0.9-1.0）=0.96

а0=1.80-0.50/2-1.80/2=0.65m,λ=а0/ho=0.65/1.40=0.46

β0=0.84/（λ+0.2）=0.84/（0.46+0.2）=1.27

um=4×（1.80+1.40）=12.80m

βhpβ0umftho=0.96×1.27×12.80×1.57×1000×1.40=34301.46kN

承台受冲切承载力=34301.46kN＞Fι=796.50kN,满足要求。

2）角桩向上冲切力承载力计算

N1=Nk，=Fk，/n+Mxyi/Σyi2=796.50/4+2756.70×2.55/（2×2.552）=739.65kN

λ1x=λ1y=а0/ho=0.65/1.40=0.46,c1=c2=0.95+0.25=1.20m

V=2Nk，=2×739.65=1479.31kN

β1x=β1y=0.56/（λ1x+0.2）=0.56/（0.46+0.2）=0.85

[β1x（c2+а1y/2）+β1y（c1+а1x/2）]βhpftho

=0.85×（1.20+0.65/2）×2×0.96×1.57×1000×1.40=5470.38kN

角桩向上冲切承载力=5470.4kN＞V=1479.31kN,满足要求。

3）承台受剪切承载力验算

Nk，=Fk，/n+Mxyi/Σyi2=796.50/4+2756.70×2.55/（2×2.552）=739.65kN

V=2Nk，=2×739.65=1479.30kN

βhs=（800/ho）1/4=（800/1400）0.25=0.87,λ=а0/ho=0.65/1.40=0.46

α=1.75/（λ+1）=1.75/（0.46+1）=1.20,b0=5.50m=5500mm

βhsαftb0ho=0.87×1.20×1.57×1000×5.50×1.40=12620.92kN

承台受剪切承载力=12620.92kN＞V=1479.30kN,满足要求。

（4）承台抗弯验算

1）承台弯矩计算

Ni=Fk，/n+Mxyi/Σyi2=796.50/4+2756.70×2.55/（2×2.552）=739.65kN,Xi=1.80m

M=ΣNiXi=2×739.65×1.80=2662.74kN.m

2）承台配筋计算

承台采用HRB335，fy=300.00N/mm2

As=M/0.9fyho=2662.74×106/（0.9×300×1400）=7044mm2

取2822@194mm（钢筋间距满足要求）,As=28×380=10640mm2

承台配筋面积10640mm2＞7700mm2,满足要求。

8.计算结果

（1）基础桩

4根φ500预应力管桩,桩顶标高-1.70m,桩长26.60m；桩混凝土等级C80,壁厚125mm,桩顶插筋6根￠22（II级钢）。

（2）承台

长（a）=5.50m，宽（b）=5.50m，高（h）=1.50m，桩中心与承台中心1.80m，承台面标高-0.30m；混凝土等级C35，承台底钢筋采用双向28￠22（II级钢）@194mm。

（3）基础大样图

塔吊基础平面图

塔吊基础剖面图