广东框剪结构住宅楼工程塔吊基础施工方案

目录HYPERLINK\l"_Toc364922823"一、编制依据1HYPERLINK\l"_Toc364922824"二、工程概况1HYPERLINK\l"_Toc364922825"三、地质状况1HYPERLINK\l"_Toc364922826"四、塔吊技术性能参数5HYPERLINK\l"_Toc364922827"五、塔吊基础设置及桩基验算6HYPERLINK\l"_Toc364922828"30-31栋住宅工程塔吊定位图15一、编制依据1、《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2011）；2、《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）；3、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）；4、《混凝土设计规范》（GB50010-2010）；5、《简明钢筋混凝土结构计算手册》；6、《建筑结构图纸》；7、QTZ80（6012）自升塔式起重机使用说明书；8、塔式起重机安全规范（GB5144-2006）；9、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）；10、岩土工程勘察报告。二、工程概况序号项目内容1工程名称30-31栋住宅宅工程2工程地址3建设单位4设计单位5监理单位公司6施工单位7面积地上面积352884m2，地下面积1286mm2，总建筑面面积365700m28层高/层数建筑高度99.77米，负一层层层高5.4米，首层层层高6.75米，2~32层层高为3米/地下一层，上上面三十二层层本工程合理使用年年限为50年，框架-剪力墙结构构，框架抗震震等级为三级级，剪力墙抗抗震等级为三三级。结构安安全等级为二二级。地下室室抗震设防分分类为丙类，设设防烈度6度。建筑耐耐火等级为一一级三、地质状况勘察报告显示，场区地层为第eq\o\ac(○,1)层素～杂填土、第eq\o\ac(○,2)-1层粉质粘土、第eq\o\ac(○,2)-2层粉质粘土、第eq\o\ac(○,3)-1层粉质粘土、第eq\o\ac(○,3)-2层粉质粘土、第eq\o\ac(○,4)层全风化岩、第eq\o\ac(○,5)层强风化岩、第eq\o\ac(○,6)层中风化岩、第eq\o\ac(○,7)层微风化岩。土层部分人工填土层（Qml），地层编号eq\o\ac(○,1)第eq\o\ac(○,1)层素～杂填土：杂色，松散，湿，为碎石及粘性土等，为回填土。大于多数孔段揭露。因大部分孔段为填石、砖块，无法进行标准贯入试验，本次勘察于部分孔段进行了动力触探试验。该层层厚0.20～14.50m，平均厚度为4.15m。（2）冲坡积层（Qal）,地层编号eq\o\ac(○,2)第eq\o\ac(○,2)-1层粉质粘土：灰黄色～黄灰色，可塑，饱和，含中细砂。仅于ZK235、ZK234、ZK196、ZK195等孔段揭露。层厚0.6～4.10m，平均层厚为2.18m。层面埋深0.00～6.00m。标准贯入试验共6次，实测击数N′=1.0～9.0击，平均值为6击，标准值为5.1击。经杆长修正后，N=0.8～7.3击，平均值为5.4击，标准值为4.7击。取试样共2件，天然含水量平均值W=24.9%，天然重度平均值v=19.0KN/m3,压缩系数平均值a1-2=0.23MPa-1，建议承载力特征值取140Kpa。取试样共2件，天然含水量平均值W=24.1%，天天然重度平均值v=19.3KN/m3,凝聚力平均值C=36Mpa，内摩擦角平均值φ=16.5°，压缩系数平均值a1-2=0.32MPa-1a,压缩模量平均值Es=5.56Mpa，建议承载力特征值取60KPa。第eq\o\ac(○,2)-2层粉质粘土：黄红色，硬塑，湿，含中细砂。仅ZK203、ZK65等也段揭露。层厚1.10～3.0m，平均层厚为1.97m。层面埋深5.2～6.0m。标准贯入试验共2次，实测击数N′=12～25击，平均值为18.5击。经杆长修正后，N=10.3～22.1击，平均值为16.2击，建议承载力特征值取180KPa。（3）残积层（Qel），地层编号eq\o\ac(○,3)第eq\o\ac(○,3)-1层粉质粘土：灰黄色，硬塑，湿，为砂岩风化后产物。该层仅于ZK187等孔段揭露。层厚1.10～3.0m，平均层厚为1.97m。层面埋深3.60～7.60m。标准贯入试验共1次，实测击数N′=17击。经杆长修正后，N=15.2击。取试样共1件，天然含水量平均值W=22.1%，天然重度平均值v=19.2KN/m3,凝聚力平均值C=42Mpa，内摩擦角平均值φ=23.5°，压缩系数平均值a1-2=0.28MPa-1a,压缩模量平均值Es=5.16Mpa，建议承载力特征值取200KPa。第eq\o\ac(○,3)-2层粉质粘土：灰～灰黄色，坚硬，稍湿，为砂岩风化后产物。该层仅于ZK221、ZK203、ZK198、ZK233、ZK232、ZK196、ZK219、ZK197等孔段揭露。层厚0.7～12.0m，平均层厚为2.97m。层面埋深1.5～10.1m。标准贯入试验共7次，实测击数N′=19～25击，平均值为22.4击，标准值为21.0击。经杆长修正后，N=17.4～22.4击，平均值为19.7击，标准值为18.3击。取试样共4件，天然含水量平均值W=21.9%，天然重度平均值v=19.5KN/m3,凝聚力平均值C=42MPa，内摩擦角平均值φ=23.5°，压缩系数平均值a1-2=0.63MPa-1a,压缩模量平均值Es=5.85MPa，建议承载力特征值取270KPa。基岩部分本场区基岩绝大多数孔段为石灰岩，少数孔段揭露有泥质粉砂岩、细砂岩。场区基岩按风化程度可分为全风化、强风化、中风化及微风化，按《岩土工程勘察规范》GB50021-2001，附录划分标准及《建筑地基基础高计规范》DBJ15-31-2003，30≥N′﹤50击为全风化岩，N′≤50击为强风化岩。全风化、强风化、中风化、及微风化反复交替出现，岩层风化程度规律性极差，风化极不均匀。现按风化程度分述如下：第eq\o\ac(○,4)层全风化岩：灰色～灰黄色，呈坚硬～半岩半土～碎块状。该层仅于ZK236、ZK235、ZK234、ZK232等孔段揭露。揭露层厚1.7～5.10m，平均层厚为3.56m。层面埋深3.10～12.50m。标准贯入试验共7次，实测击数N′=31～40击，平均值为36.6击，标准值为34.4击。修正后，N=27.9～33.1击，平均值为19.7击，标准值为28.5击。建议承载力特征值fak取400KPa。第eq\o\ac(○,5)层强风化岩：白色～灰黄色，岩芯破碎，呈半岩半土～碎屑～碎块状。该层于大部分孔段揭露。揭露层厚0.40～1.80m，平均层厚为0.81m。层面埋深12.10～18.80m。标准贯入试验共11次，实测击数N′=52～178击，平均值为115.5击，标准值为87击。修正后，N=45.2～151击，平均值为96.5击，标准值为71.3击。建议承载力特征值fak取500KPa。强风化岩岩石坚硬程度属极软岩，岩体完整程度等级为破碎～极破碎，经综合判定，岩体基本质量等级属Ⅴ类。此层多间夹中风化，详情见各钻孔柱状图。第eq\o\ac(○,6)层中风化岩：白色～灰黄色，岩芯较破碎～破碎，呈碎块～半边～短柱状。该层于全部孔段揭露。揭露层层厚0.4～16.60m，平均揭露层厚度为5.09m。层面埋深0.00～36.1m。该层共取69组试样进行天然/饱和单轴稿压强度试验，其中，石灰岩采取试样41组，天然单轴抗压强度值为8.5～23.8MPa，平均值为15.4MPa,标准值14.3MPa，软化系数为0.62。泥质粉砂岩采取试样11组，天然单轴坑压强度值为5.2～20.1MPa，平均值为12.3MPa，标准值9.2MPa，软化系数为0.57。细砂岩采取试样17组，天然单轴坑压强度值为6.4～27.5MPa，平均值为13.1MPa，标准值10.6MPa，软化系数为0.61。中风化岩石坚硬程度属软岩～较软岩，岩体完整程度等级为软破碎～破碎，经综合判定，岩体基本质量等级Ⅴ类。此层多间夹微风化详情见各钻孔柱状图，因该层夹层较多且无规律，岩芯亦较破碎，故建议：依照柱状图，如该层间夹强风化则取承载力特征值1000KPa，如夹层微风化：泥质粉砂岩则取承载力特征值1500KPa，细砂岩则取承载力特征值1700KPa，石灰岩则取承载力特征值2000KPa。第eq\o\ac(○,7)层微风化岩：棕红～灰白～白灰，为微风化，岩芯稍破碎～较完整，呈碎块～短～中长柱状。该层大部分孔段揭露。揭露层厚0.7～14.50m，平均揭露层厚度为4.98m。层面埋深0.6～25.8m。该层共取141组试样进行天然/饱和单轴稿压强度试验，其中，石灰岩采取试样101组，天然单轴抗压强度值为13.6～55.8MPa，平均值为28.9MPa,标准值27.2MPa，因该层皆间夹中风化且无规律，完整程度亦差，故建议承载力特征值3300KPa。软化系数为0.762。泥质粉砂岩采取试样23组，天然单轴坑压强度值为12.1～42.7MPa，平均值为22.8MPa，标准值19.7MPa，因该层皆间夹中风化且无规律，完整程度亦差，故建议承载力特征值2300KPa。软化系数为0.697。细砂岩采取试样17组，天然单轴坑压强度值为14.1～60MPa，平均值为31.7MPa，标准值25.2MPa，因该层皆间夹中风化且无规律，完整程度亦差，故建议承载力特征值2800KPa。软化系数为0.782。微风化岩岩石坚硬程度属较软～较硬～坚硬岩，岩体完整程度等级为较完整～稍破碎，经综合判定，岩体基本质量等级Ⅳ类。根据工程施工需要，30-31栋现场拟安装一台QTZ80（6012）塔式起重机（自编为2#塔吊）负责本工程的垂直运输，2#塔吊布置在（31-A轴外）*（31-5轴～31-9轴之间）,塔吊基础顶面标高-6.1m,为保证塔吊安全、顺利安装完毕，特制定本施工方案。本塔吊独立固体式最大高度为45m（本工程拟需用高度为128.8米），臂长60米，塔吊首次安装高度为30m。四、塔吊技术性能参数1、QTZ80（6012）最大独立高度：45m，起重臂长度：60m，使用6块平衡重,共17.05t，塔身尺寸为：1800×2800。2、工作状态及非工作状态技术参数QTZ80（6012）工况地基基础载荷Fh(KN)P2Fv（KN）M（KN.m）Mn（KN.m）工作工况22.8684.52152402非工作工况97624.52695.10.0Ｆh基础所受的水平力Ｆv基础所受的垂直力M基础所受的倾覆力矩Mn基础所受的扭矩3、塔机型号塔QTZ80（6012）拟定需用高度为128.8米，初始安装高度为30米。塔机主要技术参数如下：QTZ80（6012）最大起重力矩800KN.m；最大起重量6吨；回转机构速度：0—0.8转/min；牵引机构速度：0--55m/min；顶升机构速度：0.7m/min；五、塔吊基础设置及桩基验算1、由《QTZ80（6012）塔式起重机安装使用说明书》可知，地基承压力要求值不得低于190Kpa。基础的实际承载能力不得低于下面数据：垂直载荷69.82T，水平载荷2.33T，倾翻力矩219.5Ｔ，扭矩41T*M。根据2011年06月10《蓝筹地块二、三、四期岩土工程详细勘察报告》:查勘察报告显示能够满足2#塔吊基础承载力要求的土质持力层为中粗砂层，本层土质承载力特征值fak为200Kpa；200Kpa﹥《QTZ80（6012）塔式起重机安装使用说明书》可知，地基承压力要求值不得低于19t/㎡（折合190Kpa）本层土质符合要求，根据工程勘察报告钻等相关资料显示建议采用冲孔灌注桩，并选用中、微风化岩层作桩端持力层，该层土质承载力特征值fak为1500～3300Kpa，桩径选1.4米,桩端须进入中微风化岩层不少于3.5米，单桩承载力特征为11000KN,桩身混凝土强度等级为C30。本工程塔吊基础采用整体式，塔吊基础尺寸为4000×4000×1400mm，采用C35混凝土浇筑。在混凝土浇筑前，要求塔吊安装厂家提供塔吊预埋地脚螺栓安装图，并按塔吊基础方案先预埋地脚螺栓，并作固定(详见塔吊基础施工图)。2、QTZ80（6012）塔吊桩基础安全验算：（基础为单桩承台）依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)。2.1.参数信息塔吊型号:QTZ80（6012）塔机自重标准值:Fk1=624.50kN起重荷载标准值:Fqk=80.00kN塔吊最大起重力矩:M=800.00kN.m塔吊计算高度:H=128.8m塔身宽度:B=1.80m非工作状态下塔身弯矩:M1=2695.1kN.m承台混凝土等级:C35矩形承台边长:4.00m承台厚度:Hc=1.400m承台钢筋级别:HPB235承台顶面埋深:D=-1.4m桩混凝土等级:C30保护层厚度:40mm桩直径d=1.400m桩钢筋级别:HRB335桩入土深度暂定:20m2.2.荷载计算2.2.1.自重荷载及起重荷载1)塔机自重标准值Fk1=624.5kN2)基础以及覆土自重标准值Gk=4×4×1.40×25=560kN3)起重荷载标准值Fqk=80kN2.2.2.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)=0.8×1.59×1.95×1.35×0.2=0.67kN/m2=1.2×0.67×0.35×1.8=0.51kN/mb.塔机所受风荷载水平合力标准值Fvk=qsk×H=0.51×46.00=23.29kNc.基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk=0.5Fvk×H=0.5×23.29×2)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=0.35kN/m2)=0.8×1.62×1.95×1.35×0.35=1.19kN/m2=1.2×1.19×0.35×1.8=0.90kN/mb.塔机所受风荷载水平合力标准值Fvk=qsk×H=0.90×46.00=41.53kNc.基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk=0.5Fvk×H=0.5×41.53×2.2.3.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=2695.1+0.9×非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值2.3.承台计算承台尺寸:4000mm×4000mm×1400mm单桩承台的承台弯矩两个方向都为0(kN.m)，所以承台只需采用构造配筋，不需要进行抗剪和其它的验算！2.4.桩身最大弯矩计算计算简图：2.4.1.按照m法计算桩身最大弯矩：计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第条，并参考《桩基础的设计方法与施工技术》。(1)计算桩的水平变形系数(1/m):其中m──地基土水平抗力系数；b0──桩的计算宽度，b0=2.25m。E──抗弯弹性模量，E=0.67Ec=20100.00N/mm2；I──截面惯性矩，I=0.25m4；经计算得到桩的水平变形系数:=0.411/m(2)计算Dv:Dv=41.53/(0.41×3897.20)=0.03(3)由Dv查表得：Km=1.00(4)计算Mmax:经计算得到桩的最大弯矩值:Mmax=3897.20×。由Dv查表得：最大弯矩深度z=0.20/0.41=0.48m。2.5.桩配筋计算依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第条。沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载力计算：(1)偏心受压构件，其偏心矩增大系数按下式计算：式中l0──桩的计算长度，取l0=26.69m；h──截面高度，取h=1.40m；h0──截面有效高度，取h0=1.46m；1──偏心受压构件的截面曲率修正系数：解得：1=1.00A──构件的截面面积，取A=1.77m2；2──构件长细比对截面曲率的影响系数,当l0/h<15时,取1.0,否则按下式:解得：2=0.97经计算偏心增大系数=1.05。(2)偏心受压构件应符合下例规定：式中As──全部纵向钢筋的截面面积；r──圆形截面的半径，取r=0.7m；rs──纵向钢筋重心所在圆周的半径，取rs=0.66m；e0──轴向压力对截面重心的偏心矩:e0=Mmax/F=3912.31/640=6.11m；ea──附加偏心矩，应取20mm和偏心放学截面最大尺寸的1/30两者中的较大者，ea=50.00mm；──对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2的比值，取=0.51；t──纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当>0.625时，取t=0：由一式，经计算解得：As=-149047.08mm2由二式，经计算解得：As=1201.97mm2由上两式计算结果：桩的配筋面积As=1201.97mm2,配筋详附图。2.6.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)的第和条轴心竖向力作用下，Qk=640.00kN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；