桩基础塔吊基础施工设计方案

...wd......wd......wd...一、编制依据?建筑地基根基设计标准?〔GB50007-2002〕；?建筑构造荷载标准?〔GB50009-2001〕；?混凝土构造设计标准?〔GB50010-2002〕；佳兆业·金域天下〔二期〕建筑、构造设计图纸；?佳兆业置业栗雨工程二期工程岩土工程详细勘察报告?QTZ5013自升塔式起重机使用说明书。TC5610Z自升塔式起重机使用说明书。二、工程概况：由株洲佳兆业置业开发的佳兆业·金域天下〔二期〕位于株洲栗雨工业园。本标段为二期，包括8～13#栋，总建筑面积为165687.66㎡，其中地下室建筑面积为33803.09㎡；地上建筑面积为131884.57㎡；其中8#栋为地下1层，地上33层，建筑面积为24408.62㎡，建筑高度为99.90m；9#栋为地下1层，地上33层，建筑面积为26703㎡，建筑高度为99.90m；10#栋为地下1层，地上32层，建筑面积为21849.79㎡，建筑高度为96.95m；11#栋为地下2层，地上32层，建筑面积为21026.37㎡，建筑高度为96.95m；12#栋为地下2层，地上33层，建筑面积为12853.12㎡，建筑高度为99.90m；13#栋为地下1层，地上33层，建筑面积为25702.73㎡，建筑高度为99.90m。根据现场实际情况，本地下室高层区考虑采用三台QTZ5013型和三台TC5610Z型塔式起重机。附着于各栋号主楼，六台塔吊分布覆盖情况详见塔吊布置图。三、现场地质条件场地主要为中软土、局部为中硬土，场地无可液化底层，地势平坦，场内土层分布基本为粉质粘土层、强风化岩层、中风化岩层。工程地质详见中国有色金属工业长沙勘察设计研究院2011年2月提供的?株洲佳兆业置业栗雨工程二期工程岩土详细勘察报告?。据现场勘察：1、2、3号塔吊根基坐落于风化岩上，4、5、6号塔吊基底为回填土。四、塔吊布置原那么1、最大限度的满足垂直运输的要求和服务半径，满足现场施工需求。2、两台塔吊之间的距离最大限度的满足安全标准的要求；3、塔吊附着满足塔吊性能要求4、满足塔吊安装和拆卸的工作面要求，保证塔吊安装拆卸的可行性。五、塔吊选择考虑本工程实际垂直运输工程量及施工总平面布置，拟布置6台塔吊。塔吊布设的位置及型号如下表所示：塔吊名称附着部位塔吊型号臂长(m)1#塔吊8#栋QTZ5013502#塔吊9#栋TC5610Z563#塔吊10#栋TC5610Z564#塔吊11#栋QTZ5013505#塔吊12#栋QTZ5013506#塔吊13#栋TC5610Z56六、塔吊定位根据地下室构造平面布置图、主楼构造平面布置图和建筑布置图，塔吊根基具体位置详见塔吊根基平面布置图。七、塔吊根基根据承载力情况，1号塔吊根基承台尺寸设计为6000㎜×6000㎜×1350㎜，2、3号塔吊根基承台尺寸设计为5000㎜×5000㎜×1350㎜，混凝土强度等级C35，在根基内预埋支腿，并焊接结实。根基混凝土浇灌完成后外表应平整，并校正水平，水平度偏差不大于1/500。4、5、6号塔吊采用人工挖孔桩承台根基，桩径为1600mm,承台尺寸为6000mm×6000㎜×1350㎜。塔吊根基土方开挖后须经监理、勘察单位验收，进展地基承载力试验，满足设计要求200Kpa前方可进展封底。塔吊根基混凝土浇筑前，应先预埋好塔吊地脚螺栓，做好根基隐蔽工程资料，并组织监理单位〔或建设单位〕验收，报送混凝土浇灌令前方可进展混凝土浇筑施工。八、塔吊根基配筋图九、构造验算QTZ5013型塔吊参数：塔吊自重70t，最大起重：6t，最小起重1.3t，起升高度119m，塔身宽度1.6m，臂长50m，塔吊根基尺寸：5000mm*5000mm*1350mm〔6000mm*6000mm*1350mm〕，混凝土等级为C35。塔吊倾覆力矩M=1406.3KN.m，塔吊水平荷载Fh=53.9KN。TC5610Z型塔吊参数：塔吊自重70t，最大起重：6t，最小起重1.0t，起升高度119m，塔身宽度1.6m，臂长56m，塔吊根基尺寸：5000mm*5000mm*1350mm〔6000mm*6000mm*1350mm〕，混凝土等级为C35。塔吊倾覆力矩M=1406.3KN.m，塔吊水平荷载Fh=53.9KN。1塔吊根基承载力计算：依据?建筑地基根基设计标准?(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。计算简图:当不考虑附着时的根基设计值计算公式：当考虑附着时的根基设计值计算公式：当考虑偏心距较大时的根基设计值计算公式：式中F──塔吊作用于根基的竖向力，它包括塔吊自重和最大起重荷载,F=1.2×(700+60)=912kN；G──根基自重与根基上面的土的自重G2、3=1.2×(25.0×Lc×Lc×Hc)=906.25kN；G1、4、5、6=1.2×(25.0×Lc×Lc×Hc)=1458kN；Lc──根基底面的宽度，2、3号塔吊取Lc=5m，1、4、5、6号塔吊取Lc=6m；Hc──根基高度，取Hc=1.35m；W──根基底面的抵抗矩，W2、3=Lc×Lc×Lc/6=20.83m3；W1、4、5、6=Lc×Lc×Lc/6=36m3M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M=1.4×1406.3=1968.82kN.m；a──合力作用点至根基底面最大压力边缘距离(m)，按下式计算：2、3号塔吊:a=5/2-1968.82/(912+906.25)=1.42m。1、4、5、6号塔吊:a=6/2-1968.82/(912+1458)=2.17m。经过计算得到:无附着的最大压力设计值2、3号塔吊Pmax=(912+906.25)/52+1968.82/20.83=167.25kPa1、4、5、6号塔吊Pmax=(912+1458)/62+1968.82/36=120.5Pa无附着的最小压力设计值2、3号塔吊Pmin=(912+906.25)/52-1968.82/20.83=-21.79kPa1、4、5、6号塔吊Pmin=(912+1458)/62-1968.82/36=11.14kPa有附着的压力设计值2、3号塔吊P=(912+906.25)/52=45.46kPa1、4、5、6号塔吊P=(912+1458)/62=65.83kPa偏心距较大时压力设计值2、3号塔吊Pkmax=2×(912+906.25)/(3×5×1.42)=170.73kPa1、4、5、6号塔吊Pkmax=2×(912+1458.0)/(3×6×2.17)=121.35kPa2地基承载力验算：地基根基承载力特征值计算依据?建筑地基根基设计标准?GB50007-2002第5.2.3条。计算公式如下:其中──修正后的地基承载力特征值(kN/m2)；──地基承载力特征值，取240.00kN/m2；──根基宽度地基承载力修正系数，取0.00；──根基埋深地基承载力修正系数，取0.00；──根基底面以下土的重度，取20.00kN/m3；──根基底面以上土的重度，取20.00kN/m3；L──根基底面宽度，1、2、3号塔吊取5.0m，4、5、6号塔吊取6.0m；d──根基埋深度,取0.00m。解得地基承载力设计值=240.00kPa实际计算取的地基承载力设计值为:=240.00kPa地基承载力特征值大于最大压力设计值2、3号塔吊Pmax=167.25kPa，1、4、5、6号塔吊Pmax=120.5kPa满足要求！地基承载力特征值1.2×大于偏心距较大时的压力设计值2、3号塔吊Pkmax=1.2×167.25=200.7kpa＞170.73kpa1、4、5、6号塔吊Pkmax=1.2×120.5=144.6kpa＞121.35kpa，满足要求！3受冲切承载力验算依据?建筑地基根基设计标准?GB50007-2002第8.2.7条。验算公式如下:式中──受冲切承载力截面高度影响系数，取=0.93；──混凝土轴心抗拉强度设计值，取=1.57kPa；──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:=[1.6+(1.6+2×1.40)]/2=3m；h0──承台的有效高度，取h0=1.35m；Pj──最大压力设计值，取2、3号塔吊Pj=167.25kPa，1、1、4、5、6号塔吊Pj=120.5kPa；──实际冲切承载力：2、3号塔吊Fl=167.25×(5+4.2)×0.4/2=307.74kN。1、4、5、6号塔吊Fl=120.5×(6+4.2)×0.4/2=245.82kN允许冲切力：0.7×0.93×1.57×3000×1350=4139383.5N=4139.38kN实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！41号塔吊〔QTZ5013〕根基抗倾覆验算根据?QTZ5013塔式起重机使用说明书?中相关荷载可知：PV=402.8KNM=1406.3KN·mL=5.0m,h=1.35mG=5.0×5.0×1.35×25=843.75KNPH=53.9KN在非工作情况下，要求偏心距满足以下要求：e=(M+PH×h)/(PV+G)=(1406.3+53.9×1.35)/〔402.8+843.75〕=1.19＜5/3=1.67满足要求，所以所选根基合理。52、3号塔吊〔TC5610Z〕根基抗倾覆验算根据?TC5610Z塔式起重机使用说明书?中相关荷载可知：PV=402.8KNM=1406.3KN·mL=5.0m,h=1.35mG=5.0×5.0×1.35×25=843.75KNPH=53.9KN在非工作情况下，要求偏心距满足以下要求：e=(M+PH×h)/(PV+G)=(1406.3+53.9×1.35)/〔402.8+843.75〕=1.19＜5/3=1.67满足要求，所以所选根基合理。64、5号塔吊〔QTZ5013〕根基构造验算①、4、5号塔吊〔QTZ5013〕采用人工挖孔桩根基，桩长〔H〕=底板上长〔h〕+锚固长度〔1/3h〕，H=8m。依据人工挖孔桩设计标准，当桩长L≤8m时，桩身直径〔不含护壁，下同〕不应小于0.8m，根据施工需要，设置独立桩基，塔吊根基人工挖孔桩桩径选用1.60m。承台尺寸为6000mm×6000㎜×1350㎜。②、扩大头尺寸：在入岩后扩大。b=350，d=1300，D=2000，h=1200，h1=350；其中：b/h=350/1200=7/24<1/2加宽局部的直接段高〔h1〕为350，在标准的300～500mm范围之内，且〔h+h1〕=1200+350﹥1000mm。均满足标准要求。③、单桩竖向承载设计值R=fr〔C1AP+C2UPh〕其中：fr取1500Kpa，AP=3.14*1.6*1.6/4=2.0096m2，C1=0.6，C2=0，M=1406.3KN，PV=402.8KN,PH=53.9KN，MN=0。考虑安全使用，承台下土方为回填夯实土，因此不考虑承台根基承重；承台自重：G=6.0*6.0*1.35*25=1215KNR=1500*0.6*2.0096=1808.64Kn＞PV+G=402.8+1215=1617.8Kn，满足要求。④、桩身配筋验算：钢筋混凝土桩抗弯：M抗=fyAs(h0-X/2)X=fy*As/fcm.b<εbh0按三级钢筋考虑,εb取0.544，fy=360N/mm2，fcm=13.5N/mm2；X=fy*As/fcm.b=360*24*3.14*20*20/13.5*1600*4=125.6<εbh0=0.544*1480=805.12mmM抗=fyAs(h0-X/2)=360*24*3.14*20*20*(1480-125.6/2)/4=3845Kn.m塔吊5013产生弯矩M吊=1406.3Kn.m，取土比重系数为20Kn/m3M土=20*8*1.6/2=128Kn.m，M吊+M土=1406.3+128=1534.3Kn.m<M抗=3845Kn.m⑤、桩护壁：拟将采用钢筋混凝土护壁，护壁混凝土强度等级为C20〔配筋如以以下列图〕。⑥、桩身配筋：〔1〕、纵向钢筋将采用一半〔12C20〕伸到桩底，另一半〔12C20〕伸1/2桩长，扩底局部不另行配筋。〔2〕、纵向受力钢筋进入承台锚固长度为：按03G101-1施工。⑦、承台尺寸塔吊QTZ5013承台尺寸为6000〔长〕*6000〔宽〕*1350〔高〕，混凝土强度等级为C35。⑧、塔吊根基抗倾覆验算根据?QTZ5013塔式起重机使用说明书?固定式附着根基荷载可知：塔吊5013根基抗倾覆验算：PV=402.8KNM=1406.3KN.mG=6.0*6.0*1.35*25=1215KNL=6.0mh=1.35mPH=53.9KN在非工作情况下要求偏心距满足以下条件：e=M+H*h/(V+G)=1406.3+53.9*1.35/(402.8+1215)=1479.07/1617.8=0.91＜5/3=1.67满足要求。所以方案塔吊5013中所选承台尺寸满足要求。76号塔吊根基构造验算①、6号塔吊〔TC5610Z〕采用人工挖孔桩根基，桩长〔H〕=底板上长〔h〕+锚固长度〔1/3h〕，H=8m。依据人工挖孔桩设计标准，当桩长L≤8m时，桩身直径〔不含护壁，下同〕不应小于0.8m，根据施工需要，设置独立桩基，塔吊根基人工挖孔桩桩径选用1.60m，承台尺寸为6000mm×6000㎜×1350㎜。②、扩大头尺寸：在入岩后扩大。b=350，d=1300，D=2000，h=1200，h1=350；其中：b/h=350/1200=7/24<1/2加宽局部的直接段高〔h1〕为350，在标准的300～500mm范围之内，且〔h+h1〕=1200+350﹥1000mm。均满足标准要求。③、单桩竖向承载设计值R=fr〔C1AP+C2UPh〕其中：fr取1500Kpa，AP=3.14*1.6*1.6/4=2.0096m2，C1=0.6，C2=0，M=1406.3KN，PV=402.8,PH=53.9KN，MN=0。考虑安全使用，承台下土方为回填夯实土，因此不考虑承台根基承重；承台自重：G=6*6*1.35*25=1215KNR=1500*0.6*2.0096=1808.64Kn＞PV+G=402.8+1215=1617.8Kn，满足要求。④、桩身配筋验算：钢筋混凝土桩抗弯：M抗=fyAs(h0-X/2)X=fy*As/fcm.b<εbh0按三级钢筋考虑,εb取0.544，fy=360N/mm2，fcm=13.5N/mm2；X=fy*As/fcm.b=360*24*3.14*20*20/13.5*1600*4=125.6<εbh0=0.544*1480=805.12mmM抗=fyAs(h0-X/2)=360*24*3.14*20*20*(1480-125.6/2)/4=3845Kn.m塔吊5610产生弯矩M吊=1406.3Kn.m，取土比重系数为20Kn/m3M土=20*8*1.6/2=128Kn.m，M吊+M土=1406.3+128=1534.3Kn.m<M抗=3845Kn.m⑤、桩护壁：拟将采用钢筋混凝土护壁，护壁混凝土强度等级为C20〔配筋如以以下列图〕。⑥、桩身配筋：〔1〕、纵向钢筋将采用一半〔12φ20〕伸到桩底，另一半〔12φ20〕伸1/2桩长，扩底局部不另行配筋。〔2〕、纵向受力钢筋进入承台锚固长度为：按03G101-1施工。⑦、承台尺寸塔吊TC5610Z承台尺寸为6000〔长〕*6000〔宽〕*1350〔高〕，混凝土强度等级为C35。⑧、塔吊根基抗倾覆验算根据?TC5610Z塔式起重机使用说明书?固定式附着根基荷载可知：塔吊TC5610Z根基抗倾覆验算：PV=402.8KNM=1406.3KN·mL=6.0m,h=1.35mG=6.0×6.0×1.35×25=1215KNPH=53.9KN在非工作情况下要求偏心距满足以下条件：e=M+H*h/(V+G)=1406.3+53.9*1.35/(402.8+1215)=1479.07/1617.8=0.91＜5/3=1.67满足要求。所以方案塔吊TC5610Z中所选承台尺寸满足要求。8承台配筋计算依据?建筑地基根基设计标准?GB50007-2002第8.2.7条。1.抗弯计算，计算公式如下:式中a1──截面I-I至基底边缘的距离，取a1=1.60m；P──截面I-I处的基底反力:2、3号塔吊P=200.7×(3×1.70-1.60)/(3×1.70)=137.74kPa1、4、5、6号塔吊P=144.6×(3×1.70-1.60)/(3×1.70)=99.24kPa；a──截面I-I在基底的投影长度,取a=1.70m。经过计算得2、3号塔吊MI=1.62×[(2×5+1.70)×(200.7+137.74-2×906.25/52)+(200.7-137.74)×5]/12=730.94kN.m。1、4、5、6号塔吊MI=1.62×[(2×6+1.70)×(144.6+99.24-2×1458/62)+(144.6-99.24)×6]/12=533.99kN.m。2.配筋面积计算,公式如下:依据?建筑地基根基设计标准?GB50007-2002第7.2条。式中1──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,期间按线性内插法确定；fc──混凝土抗压强度设计值；h0──承台的计算高度。经过计算得①2、3号塔吊s=730.94×106/(1.00×16.70×5×103×13502)=0.005；=1-(1-2×0.005)0.5=0.005；s=1-0.005/2=0.998；As=730.94×106/(0.998×1350×300.00)=1808.4mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:23308.2mm2。按照最小配筋率ρ=0.15%计算配筋；As2=ρbh0=0.0015×5000×1350=10125mm2；比较As1和As2，按As2=23308.2mm2配筋，2、3号塔吊根基按构造配筋为双层双向108C20，取108C20；根基配筋As=108*102×3.14=33912mm2>As2=23308.2mm2,满足要求。②1、4、5、6号塔吊s=533.99×106/(1.00×16.70×6×103×13502)=0.003；=1-(1-2×0.003)0.5=0.003；s=1-0.003/2=0.999；As=533.99×106/(0.999×1350×300.00)=1319.8mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:23308.2mm2。故取As=10548mm2。按照最小配筋率ρ=0.15%计算配筋；As2=ρbh0=0.0015×6000×1350=12150mm2；比较As1和As2，按As2=23308.2mm2配筋，1、4、5、6号塔吊根基按构造配筋为双层双向132C20，取132C2根基配筋As=132*102×3.14=41448mm2>As2=23308.2mm2,满足要求。十、质量保证措施为认真贯彻“百年大计，质量第一〞的方针，力争本工程质量达标创优，根据甲方合同要求，行业标准要求及公司ISO9002质量体系要求，特制定以下质量保证措施：1、建设质量保证体系在工程经理的统一安排下，质量措施要求层层落实并认真贯彻到每个岗位上。2、保证原材料质量①所用原材料要严格按标准要求分批检验、检测，合格前方可使用。②原材料必须有合格证〔质量保证书〕。3、保证施工质量①凡施工中现有原材料，材料部门均应按规定提供材料合格证证明，并必须经过复检后使用。②每道工序施工前要进展技术交底，工程技术负责人要对施工队人员技术交底，各级交底以口头进展，并有文字记录，交底和承受都必须有签字手续。③浇灌必须在上道工序检查合格并经监理签字后，施工人员根据工程质检、业主代表、监理人员签字认可后开场浇灌。④在施工过程中实施施工挂牌制，牌上注明管理者，操作者，施工日期和简洁明了的质量要求。⑤各工序班组要像重视工序的操作一样重视成品的保护，工程管理人员应合理安排工序，尽力减少工序的穿插作业，上下工序之间做好交接工作记录，如下道工序可能对上道工序的成品造成影响时，应征得上道工序的操作人员及管理人员的同意，并采取可靠措施防止破坏和污染，否那么造成的损失由下道工序操作人员与管理人员负责。4、保证施工记录质量①严格按照标准及公司质量体系要求进展施工记录。②认真完成各项施工记录，保证其真实性、标准性和可溯性。5、应注意的质量问题①垂直偏差过大：为防止偏差过大，每挖完一节，必须根据桩孔口上的轴线吊直、修边、使孔壁圆弧保持上下顺直。②孔壁坍塌：假设桩位土质不好，或地下水渗出容易发生孔壁坍塌。因此开挖前应掌握现场土质情况，错开桩位开挖，缩短每节高度，随时观察土体松动情况，必要时可在坍孔处用砌砖，钢板桩、木板桩封堵；操作进程要紧凑，不留间隔空隙，防止坍孔。③孔底残留虚土：成孔、修边以后有较多虚土、碎砖，假设不去除会影响桩基砼的质量。因此在放钢筋笼前后均应认真检查孔底，去除虚土杂物。必要时用水泥砂浆或混凝土封底。④孔底出现积水：当地下水渗出较快或雨水流入，抽排水不及时，就会出现积水。开挖过程中孔底要挖集水坑，及时下泵抽水。如有少量积水，浇筑混凝土时可在首盘采用半干硬性的，大量积水一时又排除困难的情况下，那么应用导管水下浇筑混凝土的方法，确保施工质量。⑤桩身混凝土质量差：为防止空洞、夹土等现象的出现。在浇筑混凝土前一定要做好操作技术交底，坚持分层浇筑、分层振捣、连续作业。⑥钢筋笼扭曲变形：为防止钢筋笼加工制作时点焊不牢，运输、吊放时产生变形、扭曲，钢筋笼应在专用平台上加工，主筋与箍筋点焊结实；运输过程支撑加固措施要可靠，吊运要竖直，使其平稳地放入桩孔中，保持骨架完好。十一、安全技术措施1、挖孔时，挖孔工人配有安全帽、安全绳、必要时就搭设掩体。2、对于取出土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等机具，要求经常检查。3、在井口周围用木料、型钢或混凝土制成框架或围圈予以围护，进口围护高于地面20cm～30cm，以防止土、石、杂物滚入孔内伤人。为防止井口坍塌，在孔口用混凝土护壁，高约2.0m。4、挖孔时还应经常检查孔内的二氧化碳含量，如超过0.3%，或孔深超过10m时，采用机械通风。5、挖孔工作暂停时，将孔口罩盖。在井孔安设结实可靠的安全梯，以便于施工人员上下。6、浇灌砼时，孔口料斗应结实固定于孔口，不得有晃动、摇摆等现象。放料人员必须准确对准孔口料斗放料，防止砼溅落桩孔内伤人。7、在灌注桩身砼时，相邻10m范围内挖孔作业应停顿，并不得在孔底留人。8、孔内作业的振捣手应着装简便，穿防滑鞋，戴安全帽，绑扎安全带并挂设于井口结实处，随作业面的上升安全带应逐步收紧。9