TC5610塔吊基础设计施工方案.doc

海南建设机械施工有限公司 TC5610 塔吊基础设计方案 第 1 页 共 20 页 目目 录录 第一节第一节 工程概况工程概况 2 2 一 基本概况一 基本概况 2 二 塔吊技术指标二 塔吊技术指标 3 三 塔吊基础基本情况三 塔吊基础基本情况 3 四 地质堪探报告四 地质堪探报告 4 第二节第二节 塔吊基础设计计算书塔吊基础设计计算书 1010 一 塔吊的计算说明一 塔吊的计算说明 10 二 塔吊的基本参数信息二 塔吊的基本参数信息 11 三 塔吊单桩基础计算书三 塔吊单桩基础计算书 11 四 矩形承台截面主筋的计算四 矩形承台截面主筋的计算 13 五 矩形承台斜截面抗剪切计算五 矩形承台斜截面抗剪切计算 14 第三节第三节 塔吊桩竖向极限承载力验算塔吊桩竖向极限承载力验算 1515 一 桩基竖向承载力计算一 桩基竖向承载力计算 15 二 桩基础抗拔验算二 桩基础抗拔验算 17 三 桩配筋计算三 桩配筋计算 18 第四节 塔吊防雷施工要求第四节 塔吊防雷施工要求 1818 第五节 塔吊施工质量要求第五节 塔吊施工质量要求 1818 第六节 附录 第六节 附录 1919 海南建设机械施工有限公司 TC5610 塔吊基础设计方案 第 2 页 共 20 页 TC5610TC5610 型塔吊基础设计方案型塔吊基础设计方案 第一节第一节 工程概况工程概况 一 基本概况一 基本概况 工程名称 江安县江安镇南屏西区城中村改造工程 工程地点 宜宾市江安县南屏片区华夏路东侧 建设单位 江安县财信建设有限公司 设计单位 四川省建筑科学研究院 监理单位 总包单位 重庆黄金建设 集团 有限公司 本工程总建筑面积 95809 96m2 容积率 2 94 其中地上 79563 27m2 地下 16249 69m2 由 5 栋高层住宅 3 栋 18 层 2 栋 25 层 临街 2 层商业用房和附属一层地下室组成 建筑层数分别为 序号楼号地下 地上层 数 建筑面积 m2 总高度 m 0 000 1 1 楼1 25 层 16085 1580 30277 8 2 2 楼1 25 层 16120 6880 30280 3 3 3 楼1 18 层 13070 1559 30280 3 4 4 楼1 18 层 12039 3359 30277 8 5 5 楼1 18 层 13070 1559 30277 8 6 1 商铺地上 2 层 1415 27 45276 4 7 2 商铺地上 2 层 1832 627 45275 5 8 3 商铺地上 2 层 1063 847 45276 7 9 4 商铺地上 2 层 788 127 45279 0 10 5 商铺地上 2 层 834 037 45280 5 11 6 商铺地上 2 层 893 047 45282 6 12 7 商铺地上 2 层 1415 227 45284 6 13 地下车库地下 1 层 16249 695 4280 3 主楼建筑层高均为 3 米 建筑结构为框剪结构 计划开工日期 海南建设机械施工有限公司 TC5610 塔吊基础设计方案 第 3 页 共 20 页 2016 年 8 月 10 日 计划竣工日期 2018 年 8 月 9 日 总工期 730 天 其中 5 栋高层住宅各设置一台塔吊 1 2 3 5 楼塔吊为 TC5610 4 楼设置一台 TC5010 塔吊 1 4 5 楼为天然地基承台 塔吊基础 2 3 楼为桩基础承台塔吊基础 二 塔吊技术指标二 塔吊技术指标 本案塔吊主要为中联重工科技发展股份有限公司生产 QTZ80 TC5610 6 和 QTZ63 TC5010 4 塔吊 主要技术指标如下 序号技术指标技术数据 QTZ80 技术数据 QTZ63 1总功率32 8KW21 1KW 2工作幅度56m50m 3起升速度80m min65m min 4塔吊最大起重量6t4t 5最大幅度起重量1 0t1 0t 6起重力矩80KN m63KN m 7回转速度0 65 转0 6 转 8塔吊最大独立高度40 5m29 3m 9塔吊附着高度220m138 5m 10标准节宽度1 60m1 30m 11变幅速度25 50m min20 40m min 12倾覆力矩1552KN m KN m 其他技术参数祥见塔吊使用说明书 三 塔吊基础基本情况三 塔吊基础基本情况 1 楼塔吊为 QTZ80 5610 其基础尺寸为 海南建设机械施工有限公司 TC5610 塔吊基础设计方案 第 4 页 共 20 页 5000 5000 1000 4 5 楼为 QTZ63 5010 塔吊 基础尺寸为 4400 4300 1000 基础混凝土等级为 C35 采用承台基础的形式作 为塔吊的承重构件 地基为天然地基地基持力层为中风化泥岩 其承 载力特征值 fak 为 700kPa 满足起重机基础承载力要求 该塔吊基础 按塔式起重机使用说明书施工 2 3 塔吊为 QTZ80 5610 其基础尺寸为 5000 5000 1000 该部位基础标高土质较差 不能满足本塔吊基础持力层要求 故采用 四桩承台基础的形式作为塔吊的承重构件 基础混凝土等级为 C35 承台基础下浇注 100 厚 C15 砼垫层 根据地基条件 塔吊基础采用四 桩承台 桩基采用人工挖孔桩 孔桩形式为 A 工程桩桩长 8 13m 桩径为 800 主筋 9 14 砼标号为 C25 箍筋为 8 100 200 四 地质堪探报告四 地质堪探报告 一 工程地质 本工程根据四川省建筑科学研究院提供的 岩土工程勘察报告 工 程编号 2013 001 进行施工 1 场地位置 该建筑场地位于宜宾市江安县 绕城公路北侧 有公路直达场地 交通方便 2 地形地貌 根据现场踏勘及勘探钻孔现场鉴别 结合区域地质资料 建筑场 地属低山丘陵地带 场地四周地形开阔 原为农用耕地及民房 地面 起伏较大 地面高程 以地勘报告孔口标高为准 275 78 293 78m 海南建设机械施工有限公司 TC5610 塔吊基础设计方案 第 5 页 共 20 页 高差 18 0m 地表呈南低北高 根据场地现场踏勘及勘探钻孔揭露 场地内未发现不良地质作用 勘探钻孔中未发现对工程有不利影响的埋藏物 场地整体稳定 3 气候 场地所处宜宾地区属亚热带湿润季风气候 低丘 河谷兼有南亚 热带的气候属性 具气候温和 热量丰足 雨量充沛 光照适 宜 无霜期长 冬暖春早 四季分明的特点 年平均气温 18 左右 年平 均降水量 1 050 1 618mm 5 10 月为雨季 降水量占全年的 81 7 主汛期为 7 9 月 降雨量更集中 占全年总降雨量的 51 年平均日 照数为 1000 1130 小时 无霜期 334 360 天 年平均风速仅为 1 23m s 多为西北风和 东北风 静风频率较大 高达 34 53 风速 小 二 地层岩性及地质构造 1 地层岩性 勘探点深度范围内地层自上而下依次为 第四系全新统人工填土 Q4ml 第四系坡残积粉质粘土 Q4dl el 及三叠系飞仙关组 T1f3 泥 岩及粉砂岩 各地基土的分布情况详见下表 地层 代号 土名 层厚 m 分布特 征 岩性描述 耕土0 2 1 2普遍分布 褐灰色 松散 稍湿 以粘性土为主 含植物根茎及 粉砂岩风化碎块 Q4ml 素填土1 0 22 3普遍分布 杂色 松散 稍湿 以粘性土 粉砂岩碎块为主 其 上部含植物根 部分地段为耕土 根据访问调查 该 层回填时间约为 1 2 年 回填厚度较大地段主要分布 于场地南侧 2 3 9 10 11 号楼地段 海南建设机械施工有限公司 TC5610 塔吊基础设计方案 第 6 页 共 20 页 2 地质构造 查综合水文地质图 宜宾幅 比例尺 1 200000 场地上部为一 套第四系坡残积层 下伏三叠系飞仙关组下统 T1f3 泥岩及粉砂岩 该区地表褶皱平缓 两翼多不对称 地表断裂不发育 除纳溪背斜南 翼有一派生纵张断层外 未见断裂踪迹 区内主要褶皱构造有纳溪背 斜 纳溪断层 江安 合江大断裂 宜宾 合江隐伏背斜 简述如下 纳溪背斜 位于纳溪县龙车一带 核部由下沙溪庙组构成 两翼 不对称 地层为上沙溪庙组 北翼缓 倾角 7 15 南翼陡 倾角 10 47 纳溪断层 位于纳溪背斜南翼 为该背斜上的二次纵张构造 走 向近东西 倾向南 倾角 52 江安 合江大断裂 西起江安 顺长江河道经泸州 东抵合江 走 向近东西 地表无直接露头 为推测隐伏大断裂 粉质粘 土 1 0 5 2 9 较普遍分 布 褐灰色 可塑 含铁锰质结核 光泽反应稍有光滑 无摇振反应 Q4dl el 粉质粘 土 2 1 4 7 7 较普遍分 布 褐灰色 软塑 含铁锰质结核 光泽反应稍有光滑 无摇振反应 泥岩未揭穿 较连续分 布 紫红 棕红色 以粘粒颗粒为主 泥质结构 分为强 风化及中风化泥岩 强风化泥岩结构大部分破坏 矿 物色泽明显变化 风化裂隙发育 岩芯呈短柱 碎块 状 遇水易于软化 厚度 0 5 3 4m RQD 约为 30 40 中风化泥岩结构部分破坏 矿物色泽有变 化 风化裂隙较发育 裂面一般较光滑 岩芯呈短柱 柱状 结构少部分破坏 矿物色泽有一定变化 浸 水后较易于软化 RQD 约为 65 75 岩体基本质量 等级 IV 类 属软岩 该层未揭穿 场地附近测得产 状 NE77 29 T1f3 粉砂 岩 未揭穿局部分布 棕红色 粉砂质结构 分为强风化及中风化粉砂岩 局部分布 强风化粉砂岩风化裂隙发育 岩芯破碎 呈短柱 碎块状 厚度 0 6 3 5m RQD 约为 30 40 中风化粉砂岩结构部分破坏 钻进困难 岩 芯完整 呈短柱 柱状 RQD 约为 70 85 岩体基 本质量等级 IV 类 属较软岩 海南建设机械施工有限公司 TC5610 塔吊基础设计方案 第 7 页 共 20 页 宜宾 合江隐伏背斜 西起宜宾以西 中经江安 纳溪 东至合江 以经过这一线的北东向褶皱均增强形成高点 并呈东西向排列为表征 区内新构造运动较微弱 场地附近测得产状 NE77 29 褶皱断 裂不发育 地震活动微弱 为构造稳定场地 三 地基土的物理力学性质 1 土工试验 在粉质粘土 泥岩 粉砂岩层中取样做土工试验 试验结果见土 工试验报告 根据土工试验报告 粉质粘土压缩系数 0 26 0 45 属中 压缩性土 土工试验成果统计表土工试验成果统计表 土 名 指标 统计值 含水量 WO 密度 p0 g cm3 孔隙比 e0 压缩模量 ES Mpa 内聚力 C kpa 内摩擦角 0 频数777777 最小值22 619 60 6735 522 114 7 最大值26 019 90 7496 638 617 1 平均值24 219 80 7156 030 116 标准差1 110 10 030 435 60 89 变异系数0 0460 0050 0370 07201860 055 粉质 粘土 1 标准值2615 3 频数666666 最小值28 5190 8074 27 411 8 最大值31 919 30 8805 316 614 3 平均值30 319 20 8534 713 712 9 标准差1 140 10 020 373 420 89 变异系数0 0380 0050 0290 080 2510 069 粉质 粘土 2 标准值4 310 812 2 岩石试验成果统计表 海南建设机械施工有限公司 TC5610 塔吊基础设计方案 第 8 页 共 20 页 地基土 名称 项目频数 个 范围值平均值标准差变异系数 修正 系数 标准值 天然含水量 w0 46 23 7 166 80 40 059 天然密度 g cm3 424 1 24 224 20 050 002强风化 泥岩天然抗压强度 MPa 42 4 3 83 10 60 1960 7762 4 天然含水量 w0 92 2 3 812 90 60 208 天然密度 g cm3 924 6 24 824 70 090 004中风化 泥岩天然抗压强度 MPa 97 0 10 88 71 330 1530 8387 3 天然含水量 w0 34 32 6 065 40 970 178 天然密度 g cm3 323 6 23 823 70 120 005强风化 粉砂岩天然抗压强度 MPa 33 3 4 03 60 360 1 天然含水量 w0 61 06 2 861 90 760 392 天然密度 g cm3 624 8 25 024 90 080 003中风化 粉砂岩天然抗压强度 MPa 618 6 20 719 90 910 0460 93618 6 四 场地水文地质条件 1 地下水类型及含水层 场地地下水类型主要为 2 种 一是上层滞水 主要埋藏于填土中 和粉质粘土裂隙中 其在场地内分布不均 水量一般不大 水位水量 主要受大气降水影响 由大气降水 地表水下渗补给 另外一种为基 岩裂隙水 主要接受大气降水 地表水和远程径流补给 水量主要受 裂隙发育程度和裂隙贯通程度影响 水位不稳定 水量一般不大 粉 质粘土层为微透水层 其渗透系数 K 可按 2 10 5cm s 选用 2 地下水水位 拟建场地勘察期间属丰水期 经现场量测 场地内部分钻孔有上 层滞水分布 水位埋深为 1 4 7 7m 水位标高随地形而变化 未测得 基岩裂隙水 上层滞水水位受降雨影响显著 海南建设机械施工有限公司 TC5610 塔吊基础设计方案 第 9 页 共 20 页 3 地基土及持力层 根据室内土工试验成果 结合现场钻探 原位试验及当地建筑经 验 地基土层的埋藏分布特征等情况 综合分析得出场地地基土的主 要物理力学性质指标建议值如下表 地基土的物理力学指标建议值表 岩 土 名 称 重 度 kN m3 压缩 变形 模量 Es E0 MPa 粘聚力 C kPa 内摩擦角 o 承载力特征值 fak kPa 基床反力系数 K Mn m3 素填土19 02 0101280 粉质粘土 119 86 0301614018 粉质粘土 219 34 0131210015 强风化泥岩24 215 0501520020 中风化泥岩24 71503070040 强风化粉砂岩23 720 06035025 中风化粉砂岩24 920080050 地基土评价如下 1 耕土 素填土 结构松散 分布不均 力学强度低 不能作 拟建物地基持力层 2 粉质粘土 1 2 力学强度较低 较普遍分布 不宜直接作 拟建物地基持力层 3 泥岩 分为强风化 中风化泥岩 承载能力较高 分布连续 可作为拟建物地基持力层 中风化泥岩可作挖孔桩 墩 桩端持力层 4 粉砂岩 分为强风化 中风化粉砂岩 承载能力较高 分布 连续 但埋深大 中风化粉砂岩可作挖孔桩 墩 桩端持力层 五 地基基础方案 1 1 4 5 号楼 18 25F 地下车库 1F 根据工程地质剖 面图 基底标高为 272 40m 该高程位置分布中风化泥岩层 建议清 海南建设机械施工有限公司 TC5610 塔吊基础设计方案 第 10 页 共 20 页 除建基高程以上土层后 以中风化泥岩做地基持力层 采用独立基础 或筏板基础 2 2 3 号楼 18 25F 地下车库 1F 设计 0 00 280 30m 车库高度 5 4m 基底标高 274 90m 该建基高程处 分布素填土 粉质粘土 强风化泥岩层 局部为中风化泥岩层 基岩 顶板以上土层最大厚度 10 10m 建议开挖至高程后 采用桩基础 桩 端持力层为中风化泥岩及中风化粉砂岩 第二节第二节 塔吊基础设计计算书塔吊基础设计计算书 一 塔吊的计算说明一 塔吊的计算说明 1 根据本工程的建筑情况 拟搭设 QTZ80 5610 塔吊 塔吊安装高 度为 92m 塔吊最大起重 6t 此型号的塔吊自由安装高度达 40 5 米 所以本工程考虑使用附墙 2 建筑物的总高度为 59 3 80 3 米 塔吊基础面标高与地下室底板 垫层标高平齐 为 5 75 塔吊安装高度为 69 90 米 塔吊平面布置 见平面布置图 本次取 2 楼塔吊基础 90 米计算 3 因本工程的地基条件很差 不考虑承台效应 4 2 塔吊桩基础承载力计算依据为 江安县南屏片区第一安置点 岩土工程勘察报告 中的 11 14 90 勘察点 3 塔吊桩基础承载力 计算依据为 22 24 勘察点 本方案主要是计算 2 塔吊 3 塔吊基础 承载力 验算各种技术参数 使之满足工程施工的需要 5 基础受力要求 独立塔 设计值 载荷 工况 基础承载 海南建设机械施工有限公司 TC5610 塔吊基础设计方案 第 11 页 共 20 页 FhFVMT 工作状况18 3511 21335269 3 非工作状况73 9464 115520 Fh 基础所受水平力 kN FV 垂直力 kN M 倾覆力矩 kN m T 扭矩 kN m 6 塔吊倾覆验算按工作状态和非工作状态验算 二 塔吊的基本参数信息二 塔吊的基本参数信息 塔吊型号 TC5610 塔吊起升高度 H 90 0m 塔吊倾覆力矩设计值 M 1552kN m 塔身宽度 B 1 60m 基础以上土的厚度 D 0m 基础承台宽度 Bc 5 00m 基础承台厚度 Hc 1 00m 承台钢筋级别 HPB335 承台箍筋间距 S 180 000mm 承台砼的保护层厚度 50mm 基础承台混凝土强度等级 C35 桩直径或者方桩边长 800mm 桩间距 a 3 0m 塔机自重 45 6t 配重 14 6t 三 塔吊单桩基础计算书三 塔吊单桩基础计算书 一 塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算 作用于桩基承台顶面的竖向力 F 511 2kN 90 米高度时塔吊重量为 1050 kN 塔吊的倾覆力矩 M 1552N 二 矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算 海南建设机械施工有限公司 TC5610 塔吊基础设计方案 第 12 页 共 20 页 图中 x 轴的方向是随机变化的 设计计算时应按照倾覆力矩 M 最 不利方向进行验算 1 1 桩顶竖向力的计算桩顶竖向力的计算 依据 建筑桩基技术规范 JGJ94 2008 的第 5 1 1 条 取最不利 情况计算 其中 n 单桩个数 n 4 F 作用于桩基承台顶面的竖向力设计值 F 1050kN G 桩基承台的自重 G 1 2 25 Bc Bc Hc 20 Bc Bc D 1 2 25 5 00 5 00 1 20 5 00 5 00 0 750kN Mx My 承台底面的弯矩设计值 取 1552kN m 海南建设机械施工有限公司 TC5610 塔吊基础设计方案 第 13 页 共 20 页 xi yi 单桩相对承台中心轴的 XY 方向距离 a 20 5 2 12 Ni 单桩桩顶竖向力设计值 kN 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值为 最大压力 Ni 1050 750 4 1552 2 12 2 2 122 815 87kN 最小压力 Ni 1050 750 4 1552 2 12 2 2 122 84 13kN 四桩均受压力 进行下一步的验算 2 2 矩形承台弯矩的计算矩形承台弯矩的计算 依据 建筑桩基础技术规范 JGJ94 2008 的第 5 9 2 条 其中 Mx1 My1 计算截面处 XY 方向的弯矩设计值 kN m xi yi 垂直 Y 轴和 X 轴方向自桩轴线到计算截面的距离 取 a 2 B 2 3 0 2 1 6 2 0 7m Ni1 扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值 kN Ni1 Ni G n 815 87 750 4 628 37kN m2 经过计算得到弯矩设计值 Mx1 My1 2 628 37 0 7 879 718kN m 四 矩形承台截面主筋的计算四 矩形承台截面主筋的计算 依据 混凝土结构设计规范 GB50010 2010 第 6 2 条受弯构件 承载力计算 海南建设机械施工有限公司 TC5610 塔吊基础设计方案 第 14 页 共 20 页 式中 l 系数 当混凝土强度不超过 C50 时 1取为 1 0 当 混凝土强度等级为 C80 时 1取为 0 94 期间按线性内插法得 1 00 fc 混凝土抗压强度设计值查表得 16 7N mm2 ho 承台的计算高度 Hc 100 00 900 00mm fy 钢筋受拉强度设计值 fy 300 00N mm2 经过计算得 s 879 718 106 1 00 16 7 5000 00 900 002 0 013 1 1 2 0 013 0 5 0 013 s 1 0 013 2 0 9935 Asx Asy 879 718 106 0 9935 900 00 300 00 3279 53mm2 根据 混凝土结构设计规范 GB50010 2010 第 8 5 条受弯构件 最小配筋率为 0 2 和 45ft fy 45 1 67 300 0 2505 中的较大值 取 0 2505 最小受力钢筋面积为 0 2505 900 5000 100 11272 5mm2 单层钢筋为 11272 5 2 5636 25 3279 53 mm2 本基础选用 HRB335 钢筋 规格 25 双层双向 上下层纵横向各 24 根 海南建设机械施工有限公司 TC5610 塔吊基础设计方案 第 15 页 共 20 页 单向钢筋面积 24 条 3 14 12 52mm2 条 11812 5mm2 满足要求 五 矩形承台斜截面抗剪切计算五 矩形承台斜截面抗剪切计算 依据 建筑桩基技术规范 JGJ94 2008 的第 5 9 9 条和第 5 6 11 条 根据第二步的计算方案可以得到 XY 方向桩对矩形承台的 最大剪切力 考虑对称性 记为 V 932 22 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 其中 bo 承台计算截面处的计算宽度 bo 5000mm ho 承台计算截面处的计算高度 ho 900mm 计算截面的剪跨比 x ax ho y ay ho 此处 ax ay为柱边 墙边 或承台变阶处至 x y 方向计算一排桩的 桩边的水平距离 得 Bc 2 B 2 Bc 2 a 2 a 2 B 2 700 00mm 当 0 25 时 取 0 25 当 3 时 取 3 满足 0 25 3 0 范 围 得 0 78 hs 受剪切承载力截面高度影响系数 当 ho2000mm 时 取 ho 2000mm 得 hs 0 971 ft C35 混凝土轴心抗压强度设计值 fc 16 7N mm2 承台剪切系数 1 75 0 78 1 0 983 则 0 971 0 983 16 7 5000 900 7173 015KN 1 2 815 87 979 044 经过计算承台已满足抗剪要求 只需构造配箍筋 海南建设机械施工有限公司 TC5610 塔吊基础设计方案 第 16 页 共 20 页 第三节第三节 塔吊桩竖向极限承载力验算塔吊桩竖向极限承载力验算 本工程采用人工挖孔桩 塔吊桩基设计长度 10 12m 直径 D 800mm 混泥土强度 C25 纵筋主筋采用工程桩配筋 9 14 箍筋为 螺旋箍 8 200 桩顶 4000 范围内 8100 加劲钢筋 a 122000 桩端锚入持力层 800mm 持力层为中风化泥岩 桩底扩 a 大头为 1200mm 锅底为 100mm 一 桩基竖向承载力计算一 桩基竖向承载力计算 桩承载力计算依据 建筑桩技术规范 JGJ94 2008 的第 5 2 1 条桩的轴向压力设计值 取其中最大值 N 815 87kN 建筑桩技术规范 JGJ94 2008 的第 5 3 3 条单桩竖向极限 承载力标准值公式 各土层厚度及阻力标准值如下表 指标 地层名称 土厚度人工挖孔桩极限侧阻力标 准值 qsik kPa 人工挖孔桩极限端阻 力标准值 qpk kPa 素填土425 粉质粘土 1365 粉质粘土 2250 海南建设机械施工有限公司 TC5610 塔吊基础设计方案 第 17 页 共 20 页 强风化泥岩100 强风化粉砂岩110 中等风化泥岩1303500 中风化粉砂岩1604500 本工程 u 2 512 AP 1 13 土侧阻力标准值不予考虑 只考虑桩 端承载力 持力层放在中风化泥岩之上 单桩竖向承载力验算 QUK u qsiali qpaAp 2 512 395 0 75 3500 1 13 3958 49kPa 3020 495kN 单桩