塔吊基础施工设计方案

./专业资料中国建筑工程总公司CHINASTATEXX滨江商务区池店安置房塔吊基础施工方案中建七局第三建筑有限公司二O一0年四月十日.施工组织设计〔施工方案报审表工程名称XX滨江商务区池店安置房施工单位中建七局第三建筑有限公司编制单位现报上XX滨江商务区池店安置房塔吊基础施工方案文件,请予以审查。主编编制人工程项目部/专业分包施工单位〔盖章技术负责人审核单位总承包单位审核意见：年月日总承包单位〔盖章审核人审批人审查单位监理审查意见：监理审查结论：□同意实施□修改后报□重新编制监理单位〔盖章专业监理工程师日期：总监理工程师日期：塔吊基础施工方案审批表工程名称XXXX滨江商务区池店安置房发放号编制单位中建七局第三建筑有限公司项目负责人龚中治编制人林征编制日期2010年4月审批意见：分公司业务部门技术质量科〔签章年月日分公司总工〔签章年月日目录TOC\o"1-2"\h\z\u一、工程概况-1-二、编制依据-1-三、塔式起重机型号及定位选择-1-四、塔吊布置-3-五、工程地质情况-5-六、塔式起重机的基础设计方案与施工-7-七、基础荷载-7-八、塔吊基础计算-8-1、塔吊基础参数信息-8-2、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算-8-3、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算-9-4、矩形承台截面主筋的计算-10-5、矩形承台斜截面抗剪切计算-12-6、抗倾覆验算-13-7、单桩竖向承载力验算-14-九、塔吊基础施工安全技术措施：-15-十、塔基安全防护…………………-17-.一、工程概况XXXX滨江商务区开发建设有限公司拟建XXXX滨江商务区A1-14地块安置房。拟建工程场地位于XX市XX池店镇。本工程总用地面积56747.17㎡,建设用地面积47296.51㎡,总建筑面积202065.43㎡；地上建筑为住宅、商业和幼儿园,建筑面积共为176048.42㎡〔由1~8栋楼和幼儿园组成,其中:1、2、3栋楼均为20层,总高度为59.55m;4、5栋楼为17层,总高度为51.15m;6栋楼为21层,总高度为61.40m;7、8栋楼为20层,总高度为58.60m;幼儿园为4层,总高度为14.85m;住宅楼标准层层高均为2.80m,地下建筑为车库建筑面积为25017.01㎡。根据本工程的实际情况及特点,决定运用七台塔吊,型号为QTZ80,基础采用4桩承台。本工程地下室为连体地下室,塔吊承台面设置在地下室底板面100mm,第一台设置在1#楼,臂长为50m；第二台设在2#楼,臂长均为50m；第三台设在3#楼东北面臂长均为50m；第四台设置在4#、5#楼,臂长为50m；第五台设置在6#楼,臂长为55m〔型号为QTz80<6010；第六台设置在7#楼,臂长为50m；；第七台设置在8#楼,臂长为50m。塔吊服务范围内基本上能覆盖各幢楼及整个地下室,使其最大爬生高度能满足主体屋面的施工要求。场地地层主要为杂填土、粉质粘土、中砂、淤泥、残积砂质粘性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩、基底为中风化花岗岩。建设单位：XXXX滨江商务区开发建设有限公司；设计单位：XX建筑科学研究院有限公司；监理单位：XX象屿工程咨询管理有限公司；施工单位：中建七局第三建筑有限公司；勘察单位：XX市水电工程勘察院。二、编制依据1、施工图纸〔08AC2022、《池店片区安置房工程岩土工程勘察报告》3、《施工技术手册》4、厂家塔吊基础采用桩承台,承台截面尺寸为4500*4500*1500,砼标号为C35。三、塔式起重机型号及定位选择1、塔式起重机型号及定位的选择：塔式起重机主要用于结构施工中的水平垂直运输,特别是砼、钢筋、模板的运输,根据本工程的具体情况,它主要满足以下要求：=1\*GB2⑴、场地上拟建的建筑物为九幢4~21层商住楼,要求所有安装的塔式起重机通过附着起吊钢筋、模板及砼的起升高度基本上能满足主体结构施工。=2\*GB2⑵、本工程地下室为不规则结构,要求塔式起重机的工作范围基本上能覆盖场地的四周,以利于材料和堆场布置和钢筋、砼、模板及各种材料构件的水平和垂直运输。=3\*GB2⑶、本工程的土方、钢筋、模板及各种构件的垂直运输工作量大,要求塔式起重机的起重量大,提升速度快,以提高工效,满足工期要求。=4\*GB2⑷、选用的塔式起重机使用费用应经济合理,有利于降低工程成本。2、塔式起重机定位要满足以下要求：=1\*GB2⑴、服务范围要广,应尽量满足工作面的要求,减少服务死角。=2\*GB2⑵、要尽量避开建筑物的突出部位,减少对施工的影响。=3\*GB2⑶、塔吊附着要安全可靠,基础应具有足够的承载力和稳定性。=4\*GB2⑷、要保证塔式起重机拆除时的场地条件。四、塔吊布置根据工程及周边环境情况,本工程共配置六台型号为QTZ80〔5610塔吊,臂长为56米〔3#、4#塔吊臂长控制在50米；另6#楼采用一台QTZ80〔6010型塔吊,臂长60米。具体位置详塔吊布置平面图。轴线关系详见塔吊轴线位置图。塔吊布置平面图塔吊与轴线相对布置平面图五、工程地质情况根据XX市水电工程勘察院2010年1月提供的《池店片区安置房工程岩土工程勘察报告》可知,本工程场地岩土层自上而下依次分布为：①杂填土。杂填土：灰褐,黄褐色；人工堆填约5年,未经专门压实,松散；稍湿～饱和,松散。层厚0.40～2.70m。②粉质粘土。粉质粘土：褐黄、褐灰色,以粉质粘土为主,局部砂质土,稍湿～饱和,可塑,局部硬塑。稍有光滑,无摇震反应,韧性中等,干强度中等。层厚0.4～4m。③淤泥。淤泥：深灰色,河口淤积成因,以淤泥为主,局部含少量细中砂。稍有光滑,摇震反应中等,韧性高,干强度高,饱和、流塑。层厚0.85～6.3m。④细中砂。细中砂：灰褐、灰黄色,冲击成因。以中砂、细沙为主,局部为粉砂、粗砂,不均匀含泥,饱和,松散~稍密。层厚2.60～9.10m。⑤淤泥质粘土。淤泥质粘土：深灰色,河口淤积成因,以淤泥质土为主,局部为淤泥,夹有10～30%左右的中细砂,稍有光滑,摇震反应中等、干强度中等,韧性一般；饱和,流塑～软塑。厚度1.40～9.40m。⑥中粗砂。中粗砂：灰褐、灰黄色,冲积成因,以中粗砂为主,局部含细砂或砾卵石,不均匀含泥。饱和,稍密～中密为主,局部松散或密实。分布尚稳定,厚度0.50～14.40m。⑦卵石。卵石：灰褐、灰黄等色,卵石成份多为硅质或长英质。粒径3～10m为主,含量占55～75%,稍密～密实状态；厚度2.30～13.80m。⑧全风化花岗。全风化花岗：灰黄、黄白色,花岗岩强烈风化,岩芯呈土状,含约30%的长英质砾级颗粒。稍湿,坚硬。分布局部,层厚0.60～4.50m。⑨强风化花岗岩。强风化花岗岩：褐黄、灰黄色,花岗岩强烈风化,风化程度不均匀,岩芯呈散体状,以碎屑状、碎块状为主。原岩结构、构造尚可辨。极硬状态,厚度0.35～31.30m。未见洞穴、临空面、破碎岩体或软弱岩层。按《岩土工程勘察规范》<GB50021-2001>附录A划分,该场地风化岩的坚硬程度：强风化花岗岩为软岩；岩体完整程度：强风化花岗岩为极破碎；岩体的质量等级分类：强风化花岗岩为V类。⑩中等风化花岗岩。中等风化花岗岩：灰褐、灰白色,花岗岩弱风化,风化裂隙发育,岩芯呈块状、柱状,岩采率70～85%,RQD=10～40.厚度0.50～4.60m。未见洞穴、临空面、破碎岩体或软弱岩层。按《岩土工程勘察规范》<GB50021-2001>附录A划分,该层岩石坚硬程度等级为较硬岩,岩体的完整程度为较完整,岩体基本质量等级分类为Ⅲ类。根据地质报告可知,地下水位较低,因此地下水对开挖不造成大的影响。六、塔式起重机的基础设计方案与施工塔吊基础承台平面尺寸设定均为4500mm×4500mm,高度均为1500mm,塔身截面B=1600mm×1600mm。塔吊基础桩采用4根Φ500mmPHC管桩,承台面基本与地下室底板面平。桩基做法同桩基图纸做法,塔吊承台混凝土强度：C35,钢筋级别：II级,承台长度或宽度Lc=Bc=5.0m,Hc=1.50m。塔式起重机在承台上预埋螺栓〔根据机械生产厂家提供,塔机基础承台与桩基连接大样同桩基图纸做法,塔吊基础处结构底板预留部分做法采用在周边留后浇带的做法后期浇筑。2、塔式起重机基础施工：塔式起重机基础施工流程如下：=1\*GB3①、塔式起重机桩基的施工；=2\*GB3②、钢筋砼承台的立模、扎筋、支脚铁件预埋浇筑砼；=3\*GB3③、待承台砼达到设计的强度等级后,应进度要求塔式起重安装调试。七、基础荷载荷载桩型荷载基础承受的荷载P1〔kNP2〔kNM〔kN·mMk〔kN·mQTZ80<5610>工作状况530251480264非工作状况4706920400QTZ80<6010>工作状况738421523350非工作状况6588423120受力示意图注：P1为塔吊的垂直压力；P2为塔吊的水平侧向力；M是沿塔身对角线方向的倾覆力矩；MK是塔身的扭矩。八、塔吊基础计算1、塔吊基础参数信息塔吊基础承台平面尺寸设定尺寸均为4500mm×4500mm,高度均为1500mm,塔身截面B=1600mm×塔吊基础桩采用4根Φ500mmPHC管桩。塔吊承台混凝土强度：C35,钢筋级别：II级,承台长度或宽度Lc=Bc=4.50m,Hc=1.50m。〔见下图2、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算以QTZ80〔6010塔吊作为验算1塔吊自重〔包括压重F1=440.02kN,2塔吊最大起重荷载F2=80.00kN,3作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×<F1+F2>=624.02kN,4风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：Mkmax＝2312kN·m；塔吊在工作状态下,竖向力最大；在非工作状态下,塔吊所承受的倾覆力矩最大。塔吊基础图3、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算1桩顶竖向力的计算依据《建筑桩技术规范》〔JGJ94-2008的第条,在实际情况中x、y轴是随机变化的,所以取最不利情况计算。Ni=<F+G>/n±Mxyi/∑yi2±Myxi/∑xi2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=624.02kN；G──桩基承台的自重：G=1.2×<25×Bc×Bc×Hc>=1.2×<25×4.50×4.50×1.50>=911.25kN；Mx,My──承台底面的弯矩设计值,取3236.80kN·m；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=1.77m；Ni──单桩桩顶竖向力设计值；经计算得到单桩桩顶竖向力设计值,最大压力：Nmax=<624.02+911.25>/4+3236.80×1.77/<2×1.772>=1299.32kN。最小压力：Nmin=<624.02+911.25>/4-3236.80×1.77/<2×1.772>=-531.69kN。需要验算桩的抗拔2矩形承台弯矩的计算依据《建筑桩技术规范》〔JGJ94-2008的第条。Mx=∑NiyiMy=∑Nixi其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.45m；Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值,Ni1=Ni-G/n=1071.51kN；经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2×1071.51×0.45=964.36kN·m。4、矩形承台斜截面抗剪切计算依据《建筑桩技术规范》<JGJ94-2008的第条和第条,斜截面受剪承载力满足下面公式：γ0V≤βfcb0h0其中,γ0──建筑桩基重要性系数,取1.00；b0──承台计算截面处的计算宽度,b0=4500mm；h0──承台计算截面处的计算高度,h0=1450mm；λ──计算截面的剪跨比,λ=a/h0此处,a=<2500.00-1600.00>/2=450.00mm；当λ<0.3时,取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3,得λ=0.31；β──剪切系数,当0.3≤λ＜1.4时,β=0.12/<λ+0.3>；当1.4≤λ≤3.0时,β=0.2/<λ+1.5>,得β=0.20；fc──混凝土轴心抗压强度设计值,fc=16.70N/mm2；则,1.00×1299.32=1299.324kN≤0.20×16.70×4500×1450/1000=21793.5kN；经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋！矩形承台抗剪切计算示意图5、矩形承台截面主筋的计算依据《混凝土结构设计规范》<GB50010-2002>第7.2条受弯构件承载力计算。αs=M/<α1fcbh02>ζ=1-<1-2αs>1/2γs=1-ζ/2As=M/<γsh0fy>式中,αl──系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1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16.70N/mm2；ho──承台的计算高度：Hc-50.00=1450.00mm；fy──钢筋受拉强度设计值,fy=360.00N/mm2；经过计算得：αs=964.36×106/<1.00×16.70×4500.00×1450.002>=0.006；ξ=1-<1-2×0.006>0.5=0.006；γs=1-0.006/2=0.997；Asx=Asy=964.36×106/<0.997×1450.00×360.00>=1853.11mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:4500.00×1500.00×0.15%=10125.00mm2。建议配筋值：HRB335钢筋,20@130。承台底面单向根数33根。实际配筋值10368.6mm2。现场按规格ф20@200,上下单排各23根,其实际配筋值为14444mm2。塔吊桩承台配筋大样图I-I管桩与承台连接大样6、抗倾覆验算1根据建筑施工简易计算手册中,为防止塔机倾覆需满足以下条件：e=<Mt+Hh>/<F+G>≤b/3Mt——作用于塔身的不平衡力矩；H——作用于基础的水平力；h——整体基础高度；F——作用于基础顶面的竖向力；G——基础自重；b——基础宽度；e=<2312+84×1.50>/<624.02+911.25>=1.59＞b/3=4.5/3=1.5〔不满足要求基础改为5000×5000×1500后计算得：e=<2312+84×1.50>/<624.02+1125>=1.39＜b/3=5/3=1.67符合要求其余QTZ80〔5610塔吊基础采用4500×4500×1500；e=<2040+69×1.50>/<624+911.25>=1.39＜b/3=4.5/3=1.5符合要求抗倾覆计算塔吊桩拔力计算：非整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值：Uk=Σλiqsikuili其中：Uk──桩基抗拔极限承载力标准值；ui──破坏表面周长,取ui=πd=3.142×0.5=1.571m；qsik──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；λi──抗拔系数,砂土取0.50～0.70,粘性土、粉土取0.70～0.80,桩长l与桩径d之比小于20时,λ取小值；li──第i层土层的厚度。经过计算得到：Uk=Σλiqsikuili=1191.45kN；整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值：Ugk=〔ulΣλiqsikli/3=3034.00kNul──桩群外围周长,ul=4×〔2.5+0.5>=12.00m；桩基抗拔承载力公式：γ0N≤Ugk/2+Ggpγ0N≤Uuk/2+Gp其中N-桩基上拔力设计值,Nk=531.69kN；Ggp-群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数,Ggp=900.00kN；Gp-基桩自重设计值,Gp=73.63kN；Ugk/2+Ggp=3034/2+900=2417.00kN>1.0×531.687kNUuk/2+Gp=1191.449/2+73.631=669.36kN>1.0×531.687kN桩抗拔满足要求。7、单桩竖向承载力验算依据《建筑桩基技术规范》<JGJ94-2008>的第-3条,单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：R=ηsQsk/γs+ηpQpk/γpQsk=u∑qsikliQpk=qpkAp其中R──复合桩基的竖向承载力设计值；Qsk──单桩总极限侧阻力标准值；Qpk──单桩总极限端阻力标准值；ηs,ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数,桩端阻群桩效应系数；γs,γp──分别为桩侧阻抗力分项系数,桩端阻抗力分项系数；qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；qpk──极限端阻力标准值；u──桩身的周长,u=1.571m；Ap──桩端面积,Ap=0.283m2；li──第i层土层的厚度；各土层厚度及阻力标准值如下表:序号土厚度<m>土侧阻力标准值<kPa>土端阻力标准值<kPa>抗拔系数土名称1：8.0040.000.000.80细中砂2：4.5030.000.000.70淤泥质土3：6.0060.000.000.80中粗砂4:1.50100.008000.000.80卵石由于桩的入土深度为20.00m,所以桩端是在第7层卵石层。单桩竖向承