塔吊基础设计方案(20150415)讲述

中天建设 邵阳·西湖春天商住小区塔吊基础设计方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.邵阳·西湖春天商住小区工程塔吊基础设计方案编制人：审核人：日期：2015·5·10第1页共12页中天建设 邵阳·西湖春天商住小区塔吊基础设计方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.目 录第一章 工程概况 3一、工程概况 3二、塔吊基础设计依据 4三、塔式起重机基础设计说明 4第二章 塔吊基础设计及相关计算 5一、地质概况 5二、塔吊基础底土层分布分析 6三、荷载计算及塔吊基础设计 71、塔机受力分析 72、塔吊相关参数（4台塔吊类同） 73、塔吊基础设计、计算及施工（ 4台塔吊类同） 8四、塔吊附墙及附墙杆支撑埋件验算 81、塔吊附墙计划 82、水平支撑荷载计算 83、埋件验算 8五、塔吊整机稳定性验算 9六、塔吊基础施工相关做法 11第2页共12页中天建设 邵阳·西湖春天商住小区塔吊基础设计方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.第一章 工程概况一、工程概况邵阳·西湖春天商住小区工程位于邵阳市北塔区，龙山路与云山路之间西临宝苑路，东与蔡锷路接壤。本合同段（一期）施工区域原地面标高在225.49m~236.11m之间,一期主要由1#、2#、3#、4#楼组成，系高层建筑均为26层，层高3.0m，建筑总高度为80.800m。1#、2#、3#楼沿街部分设有2层商业，建筑高度为8.200m。本区块地下室为整体地下一层结构，地下室建筑面积为15555.28m2，其中各主楼地下一层为各类设备用房及非机动车库，其余为地下机动车库，设计停车 348辆, 其中含2个无障碍停车位；地下室机动车库分为3个防火分区，主楼地下室根据使用功能不同： 1#楼为3个防火分区、2#楼为2个防火分区、3#楼为3个防火分区、4#楼为4个防火分区。主楼非机动车库与机动车库间的高差为 1200mm。本区块场地内地势平整，原地面标高在 227.0m左右；场人土方开挖深度在挖深度在4m左右，电梯井集水坑位置处开挖深度达 5mm，开挖所涉及土层ml el为：素填土层（Q）、粉质粘土（Q）、强风化泥质粉砂岩（ K），基础底板位于强风化泥质粉砂岩上。本合同段总建筑面积107875.4m2，系框架剪力墙结构。本项目由湖南春风房地产开发有限公司投资兴建、湖南核工业岩土工程勘察设计研究院勘察、浙江龙山建筑设计咨询有限公司设计，湖南省华誉建设工程管理有限责任公司监理，由中天建设集团有限公司总承包。根据实际需要，现场计划在共投入4台H5810塔吊组织施工，具体布置详附图-1《施工现场塔吊平面布置图》。第3页共12页中天建设 邵阳·西湖春天商住小区塔吊基础设计方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.二、塔吊基础设计依据(1)《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)；(2)《高耸结构设计规范》(GB50135－2006)；H5810塔式起重机安装使用说明书；(4)《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；塔式起重机设计规范；(6)《建筑地基基础设计规范》 GB500072002；建筑式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程；邵阳·西湖春天商住小区1~4楼工程《岩土工程勘察报告》（编号：182004-Kj）；三、塔式起重机基础设计说明（1）塔吊安装高度：1#~4#塔吊起重高度91.6m；根据塔吊说明书要求本合同段塔吊安装高度均已超过塔吊独立高度，超过独立高度以上的部分均须附墙处理后，方可满足要求投入使用。（2）4台塔吊平、剖面位置：1）1号塔吊位于1#楼南侧位置，基础中心在1-C轴以南4400mm，1-21轴以东2800mm，塔吊臂长56m，具体详附图-2、附图-3；2）2号塔吊位于2#楼北侧位置，基础中心在2-L轴以北侧3900mm，2-10轴以东3750mm位置，塔吊臂长51m，具体详附图-4、附图-5；3）3号塔吊位于3#楼南侧位置，基础中心在3-B以南4700mm位置，3-26轴以西3600mm位置，塔吊臂长51m，具体详附图-6、附图-7；4）4号塔吊位于4#楼南侧位置，基础中心在4-A以南3500mm位置，4-26第4页共12页中天建设邵阳·西湖春天商住小区塔吊基础设计方案JONTONCONSTRUCTIONGROUPCO.,LTD.轴以西3700mm位置，塔吊臂长51m，具体详附图-8、附图-9；（3）结合设计图纸要求，根据现场实际情况，本区块4塔吊基础均设置于地下车库底板结构位置，所以 4台塔吊基础的持力层均为强风化泥质粉砂岩。（4）塔吊承台基础根据使用说明书的要求为板式承台，钢筋保护层厚度按规范要求设置，塔吊基础承台下垫层采用 100mm厚C15混凝土垫层，承台砼强度等级为C35。（5）镀锌扁钢（ 40×4）与塔吊基础钢筋焊接成整体，并伸出承台表面500mm，采用镀锌螺栓与避雷接地连接。（6）因4台塔吊基础均位于地下车库结构范围以内，所以塔吊基础顶面标高按与地下车库结构防水板底齐平组织施工，所以塔吊基础范围土方开挖或强风化泥质粉砂层破除厚度按塔基厚度要求控制。（7）4台塔吊基础尺寸及结构配筋均参照塔吊型号 H5810使用说明书的相关要求组织施工。（9）塔吊基底土所需地耐力不小于 0.2MPa(20t/m2)，使用过程中不得产生沉降特别是不均匀沉降；（H5810使用说明书提供）。第二章 塔吊基础设计及相关计算一、地质概况根据本项目地质勘察资料， 4台塔吊基础施工地质参数详下表：地基土承载力压缩模量建层厚（m）备层序土层名称特征值(kPa)议值ES（MPa层顶埋深（m）注1素填土0.6~4.70.00○2粉质粘土2006.21.0~6.10.0~4.70○3强风化泥质粉砂岩350100*0.3~8.400.0~18.40○4中风化泥质粉砂岩1200300*1.30~18.900.0~19.10○第5页共12页中天建设 邵阳·西湖春天商住小区塔吊基础设计方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.二、塔吊基础底土层分布分析1）、塔吊位置与地质勘察资料对照图，详附-10、附-11、附-122）1#塔吊基础土层分析1#塔吊布设于 1#北侧中间单元楼梯井位，与地质勘察报告中 4-4′中ZK318#孔位地下地质土层分布相近，所以该塔吊基础下土层分布情况参照4-4′剖面中ZK318#孔的土层进行分析施工，经计算 1#塔吊基础底绝对标高应为222.05m位置，位于○强风化泥质粉砂岩上，该土层开挖后采用素C153混凝土浇筑至塔吊基础底面，具体详见附图-11；（3）、2#塔吊基础土层分析2#塔吊布设于 2#北侧西边单元楼梯井位置，与地质勘察报告中 4-4′中ZK313#孔位地下地质土层分布相近，所以该塔吊基础下土层分布情况参照4-4′剖面中ZK313#孔的土层进行分析施工，经计算 2#塔吊基础底绝对标高应为222.05m位置，位于○强风化泥质粉砂岩上，该土层开挖后采用素C153混凝土浇筑至塔吊基础底面，具体详见附图-11；（4）、4#塔吊基础土层分析3#塔吊布设于 3#南侧东单元南侧住户客厅以南位置，与地质勘察报告中2-2′中ZK303#孔位地下地质土层分布相近，所以该塔吊基础下土层分布情况参照2-2′剖面中ZK303#孔的土层进行分析施工，经计算 3#塔吊基础底绝对标高应为222.05m位置，位于○3强风化泥质粉砂岩上，该土层开挖后采用素C15混凝土浇筑至塔吊基础底面，具体详见附图 -12；5）、4#塔吊基础土层分析4#塔吊布设于4#南侧东单元南侧住户客厅以南位置，与地质勘察报告中第6页共12页中天建设 邵阳·西湖春天商住小区塔吊基础设计方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.2-2′中ZK298#孔位地下地质土层分布相近，所以该塔吊基础下土层分布情况参照2-2′剖面中ZK298#孔的土层进行分析施工，经计算 3#塔吊基础底绝对标高应为222.05m位置，位于○3强风化泥质粉砂岩上，该土层开挖后采用素C15混凝土浇筑至塔吊基础底面，具体详见附图 -12；三、荷载计算及塔吊基础设计1、塔机受力分析（1）、塔机受力分析：塔身基座→承台基础→土层（2）、荷载分析：从塔机技术参数来看，在非工作状况时倾覆力矩为最大，塔身自由高度为 40米（H5810使用说明书提供），超过该高度后须增加塔吊护壁，力矩通过护墙杆传递给建筑物。故最不利位置为塔吊在自由高度位置时，塔臂在塔身的对角线上。此时弯矩与集中力叠加作用于承台基础上。2、塔吊相关参数（4台塔吊类同）（1）、塔吊自重：H5810使用说明书：434（KN）（参照使用说明书）；（2）、承台基础重：QTZ5010：5×5×1.350×25=843.75(KN)（3）、风荷载产生的弯距：取M风=130KN·m（4）、塔基受倾翻力矩影响面产生的水平力非工作状态：H=73.5KN基础所受的倾翻力矩：非工作状态：Mmax=1796KN·m5)、塔吊基础所受扭矩：工作状态：Mmax=170KN·m第7页共12页中天建设 邵阳·西湖春天商住小区塔吊基础设计方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.3、塔吊基础设计、计算及施工（ 4台塔吊类同）从以上分析来看，本项目塔基下基础土位于地质报告中所示的第 ○3层粘土层上，结合地质勘察报告和塔吊使用说明书（含基础图） ，塔吊下○3层粘土层其承载力特征值fak=350kPa=0.35Mpa，而塔吊使用说明书中对地耐力的最低要求为0.2MPa（H5810型号）的要求，地耐力满足要求。固本项目塔吊底基础土无需加固处理，塔吊基础施工按说明书中的截面尺寸、配筋及强度要求施工即可，说明书中塔吊基础的截面尺寸长、宽为5000m，厚1350mm，配筋详附图-13（为塔吊公司提供的基础施工图）。四、塔吊附墙及附墙杆支撑埋件验算1、塔吊附墙计划由于1#~4#塔吊提升高度相同均为91.6m，根据塔吊使用说明书要求，该塔吊计划设置5道附墙件，其中第一道设在7层位置，以上每5层设一道，而具体详附图-14。2、水平支撑荷载计算取非工作状态：F1=68.82KN F2=121.72KN（使用说明书提供）由图所示F1、F2作用力方向夹角成 90。，于是F1、F2合力：R=222121.722139.83KNF1F268.823、埋件验算预埋螺栓的规格和施工要求：1、预埋螺栓必须用 Q235的钢制作；2、附着的建筑物构件的混凝土强度不低于 C20；3、螺栓的直径大于 24mm；4、预埋螺栓数量，单耳支座不少于 4只，双耳支座不少于 8只，预埋螺第8页共12页中天建设 邵阳·西湖春天商住小区塔吊基础设计方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.栓埋入长度不少于 15d（钢筋直径，且螺栓埋入端应作弯钩并加横向锚固钢筋）所以预埋件采用 δ=18mm厚A3钢板，钢板采用 6A25，L=400mm钢筋As=2281mm2tg79.4/156.50..50372654'10.81.0K=1.8B2.76拉弯埋件：KRAsfstcosasina11.8175.492281300456KN315.882cos2654'sin2654'315.882KN456KN(满足要求）0.851.0锚筋拉力计算：F dhb F 22 400 2.76 457818N 457.818KNF KF1 457.88KN 315.882KN(满足要求）五、塔吊整机稳定性验算1、动态有风工况动态有风工况的稳定性计算：第9页共12页中天建设 邵阳·西湖春天商住小区塔吊基础设计方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.Pf2 PPPf1h2Gh1 hQrG—塔机自重（包括配重、压重）（取434+843.75=1277.75KN）Q—起重荷载（最大起重幅度的起重量，本机取 6KN）a—取值：2.5m；c—取值：0.7m；Rmax—最大起重幅度（取 58m）Pf1—作用在塔机上的风力，取 20KN；Pf2—作用在荷载上的风力，取 10KN；Pp—作用在荷载上的离心力， 2.0KN；h1、h2—风力作用点的高度， h1取30m；h2取40mh—塔机重心高度，取 26mr—塔基的倾斜角，一般取 1°～2°，取2°2、根据规范要求 Pt＞0才能保证塔吊在运行过程中整机的稳定性：第10页共12页中天建设邵阳·西湖春天商住小区塔吊基础设计方案JONTONCONSTRUCTIONGROUPCO.,LTD.Pt=Gbc1.3QRmaxbGhsinQh2sinPph2Pf1h1Pf2h20=1277.75×(2.5+0.70)-1.3×6×(58-2.5)-1277.75×26×sin2°-6×40×sin2°-2×40-20×30-10×40=1408.11KNpt＞0, 在动态有风工况时整机稳定性能良好，满足要求。六、塔吊基础施工相关做法1、根据现场实际情况，本工程 1#~4#塔吊基础设置于地下车库基础底板的结构板上，为方便塔吊基础和主楼地下室结构施工，固在此将在塔吊基础和地下车库基础结构（含基础底板、柱、墙及地下室梁板结构）施工一并考虑设计，塔吊基础施工参数按前述相关要求施工即可。由于该 4台塔吊基础施工早于主楼及地下车库结构的地下室结构，则将这 4台塔吊基础的顶标高调整为与地下车库基础结构底板面平齐，同时为防止塔吊基础四周与结构基础交接处混凝土界面渗漏水，须在 4台塔吊混凝土基础四周设 300×3的止水钢板（具体各台塔吊基础周边施工缝的位置详各塔吊基础剖面图中所注尺寸） ，止水钢板在车库底板的高度方向沿基础底板中间部位设置即可。 4台塔吊基础均位于地质报告所述的第 ○3强风化泥质粉砂岩层上，基坑土、石方一次挖到设计标高后，须及时浇筑混凝土垫层，防止基底土被雨水浸泡或降雨时泥浆水污染塔基的基础岩面。2、塔吊基础周边施工缝的平面尺寸及地下室顶板塔吊标准节周边施工缝详各塔吊剖面图所示，也可根据现场实际情况调整。塔吊基础与基础梁、基础底承台相交时结构的基础梁及基础承台须与塔吊基础同步施工