环境大楼塔基方案

目录1编制依据 12工程概况 13塔吊选型 23.1塔吊选型与定位 24塔吊基础设计 24.1QTZ160塔吊基础 34.2塔吊基础的验收和运行监测（项目重点关注） 35安全注意事项 36塔吊基础计算书 47.1塔吊基础计算 47附图 107.1塔吊基础平面布置图 10编制依据序号名称编号1北京大学环境科学大楼项目施工图纸2013.082北京大学环境科学大楼项目施工组织设计2014.033建筑机械使用安全技术规程JGJ33-20014建筑桩基技术规范JGJ94-20085建筑变形测量规范JGJ8-20076PKPM施工安全计算软件CMIS_9.2版7北京市建筑起重机械安全监督管理规定京建施[2008]368号8关于对本市建筑起重机械进行备案管理的通知京建施[2008]593号9关于进一步加强建筑起重机械管理的通知2010-04-2010建筑施工起重机械监督管理规定建设部令第166号工程概况序号项目内容1工程地址北京大学校内2建筑面积总建筑面积（m2）205003建筑层数地上5层地下3层4建筑平面横轴编号1～14纵轴编号横轴距离（m）95.72纵轴距离（m）50.255建筑高度18m6结构形式基础主体屋盖筏板基础（柱帽下返）框架剪力墙结构现浇砼7持力层土质类别第四纪沉积粘质粉土、粉质粘土④，粘质粉土、砂质粉土④1层8地基承载力特征值180Kpa塔吊选型塔吊选型与定位本方案根据施工现场场地条件及周围环境情况，QTZ160（TCT7015－10E）塔吊的臂长70m，自由安装高度为60m，增加附墙之后最大起升高度可达200m。70m端头处按设计可吊1.5T（两倍率），最大起吊重量为10T。由于施工现场场地狭小，且考虑塔吊对施工现场覆盖达到最优便于施工，故将塔吊设置于基坑中侧7-8/E-F轴处，塔吊基础中心距8轴3.3m，距F轴4.4m，塔吊穿基础底板，地下一二三层顶板，地上位于主体空地内（见塔吊与地上结构位置示意图），具体位置及其周围环境情况详见附图1塔吊定位图QTZ160塔吊性能参数主要技术参数起重荷载标准值:Fqk=160kN（按160kN设计但实际施工最大起重量为100kN），臂长：70米，最大起重量：10吨。最大自由工作高度：60米整机重量独立式28.5吨，平衡重19.8吨塔机外形尺寸塔顶距离地面高度为60米,平衡臂最大回转半径为17.2米,吊臂最大回转半径为73米。标准节为无缝钢管结构，其外形尺寸为：长2.0米×宽2.0起升速度

20m/min～80m/min（变幅速度

0-55m回转速度

0～0.6r/min最大工作幅度

70m工作温度

-20～+40总功率

57.5KW塔吊基础7.5m×7.5m×1.4m塔吊基础设计QTZ160塔吊基础塔吊厂家提供基础为7500*7500*1400尺寸，为使塔吊基础更安全可靠，通过PKPM软件实际计算，经与设计沟通塔吊基础可以利用基坑原设计抗拔桩并将抗拔桩直径加大，故用4根桩径Φ600，桩顶标高位于-13.9m，施工桩长11.0m（不含预留保护桩头0.50m），桩间距3.6米，桩穿过土层为粘土侧阻力特征值为50-55kPa，桩端部土层为卵石-圆砾层，侧阻力特征值为120kPa施工准备、平整场地测量放线定位放桩位线钻机就位钻机钻进成孔施工准备、平整场地测量放线定位放桩位线钻机就位钻机钻进成孔清孔下钢筋笼下钢制导管灌注混凝土拆除钢护筒桩试验清破桩头下一道工序土方下挖钻机安装泥浆制备暂存钢筋原材料试验钢筋笼制作导管拼装制作混凝土试块混凝土试块养护试压施工方案审批监理工程师验收质量检验验收灌注桩位复测成孔验收塔吊电源线采用三相五线制，设备保护接零，塔吊设有专用电闸箱，采用200A的空开。塔吊基础的验收和运行监测（项目重点关注）5.3.1塔吊基础钢筋绑扎完毕后必须经项目技术质量人员及监理检查验收后方可浇筑混凝土。在塔吊运行期间，由项目测量人员每日一次检查基坑，检查内容如下：eq\o\ac(○,1)基坑排桩的垂直度和水平位移，eq\o\ac(○,2)检查塔吊的垂直度；eq\o\ac(○,3)观测并记录塔吊基础的沉降eq\o\ac(○,4)将每日观测成果记录成台账以便及时发现安全隐患。eq\o\ac(○,5)雨后增加一次观测。5.3.2塔吊基础四周应混凝土硬化并做好截水沟防止雨水冲刷渗入边坡和塔吊基础的持力层。安全注意事项安全员必须对安全工作认真负责，行使好自己的职权。工人进入施工现场前应对其进行相应的安全教育。进入施工现场必须戴好安全帽。非工作人员禁止进入现场。施工中所用机具，必须经检验合格，才能使用，否则不得使用。所有电器设备的金属外壳以及电器设备连接的金属外壳构架必须采取妥善的接地或接零保护。夜间施工时，操作面必须配备充足的照明设备，保证振捣人员能够看清混凝土的振捣情况。振捣手必须穿绝缘鞋戴绝缘手套。所有施工人员非电工不能进行电气设备的施工和操作，严禁随意触摸电气设备。严禁野蛮施工、违章操作。施工现场禁止吸烟。绑扎钢筋过程中，注意力要集中，避免铁丝、钢筋扎手脚。所有施工人员必须严格遵守本规程方案的要求，严禁各种违章现象出现。现场电闸箱要搭好防雨棚，电闸箱的漏电保护装置灵敏、齐全，并设专人随时维护供电系统的正常运转。电闸箱的管理、位置变动、电缆铺设等要求详见本工程《临时用电方案》。雨施期间每天使用前对电气设备的安全检查，包括线路、动力电源线路，各种箱、闸、盒的接零、接地保护是否灵敏可靠，非机电人员不得擅自动用机电设备。雨施期间，加强操作人员的自我保护意识，工长做出书面安全交底。消防器材放置在防雨、防潮、防晒地方保存，及时检查地下消火栓，井口位置要高于现场地坪。消火拴昼夜要设有明显标志，并配备足够的水龙带。消火拴周围3米塔吊基础计算书7.1塔吊基础计算塔吊四桩基础的计算书依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)。一.参数信息塔吊型号:QTZ200塔机自重标准值:Fk1=950.00kN起重荷载标准值:Fqk=160kN塔吊最大起重力矩:M=1860kN.m非工作状态下塔身弯矩:M=5231kN.m塔吊计算高度:H=45m塔身宽度:B=2m桩身混凝土等级:C30承台混凝土等级:C40保护层厚度:H=50mm矩形承台边长:H=7.5m承台厚度:Hc=1.4m承台箍筋间距:S=200mm承台钢筋级别:HRB400承台顶面埋深:D=0.0m桩直径:d=0.6m桩间距:a=3.6m桩钢筋级别:HRB400桩入土深度:11m桩型与工艺:泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩计算简图如下：二.荷载计算1.自重荷载及起重荷载1)塔机自重标准值Fk1=950kN2)基础以及覆土自重标准值Gk=7.5×7.5×1.40×25=1968.75kN3)起重荷载标准值Fqk=160kN2.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)Wk=0.8×1.59×1.95×1.2×0.2=0.60kN/m2qsk=1.2×0.60×0.35×2=0.50kN/mb.塔机所受风荷载水平合力标准值Fvk=qsk×H=0.50×45.00=22.50kNc.基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk=0.5Fvk×H=0.5×22.50×45.00=506.30kN.m2)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=0.45kN/m2)Wk=0.8×1.65×1.95×1.2×0.45=1.39kN/m2qsk=1.2×1.39×0.35×2.00=1.17kN/mb.塔机所受风荷载水平合力标准值Fvk=qsk×H=1.17×45.00=52.54kNc.基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk=0.5Fvk×H=0.5×52.54×45.00=1182.16kN.m3.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=5231+0.9×(1860+506.30)=7360.67kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值Mk=5231+1182.16=6413.16kN.m三.桩竖向力计算非工作状态下：Qk=(Fk+Gk)/n=(950+1968.75)/4=729.69kNQkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L=(950+1968.75)/4+(6413.16+52.54×1.40)/5.09=2003.99kNQkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(950+1968.75-0)/4-(6413.16+52.54×1.40)/5.09=-544.62kN工作状态下：Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(950+1968.75+160)/4=769.69kNQkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L=(950+1968.75+160)/4+(7360.67+22.50×1.40)/5.09=2221.87kNQkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(950+1968.75+160-0)/4-(7360.67+22.50×1.40)/5.09=-682.49kN四.承台受弯计算1.荷载计算不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：工作状态下：最大压力Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×(950+160)/4+1.35×(7360.67+22.50×1.40)/5.09=2335.07kN最大拔力Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×(950+160)/4-1.35×(7360.67+22.50×1.40)/5.09=-1585.82kN非工作状态下：最大压力Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×950/4+1.35×(6413.16+52.54×1.40)/5.09=2040.94kN最大拔力Ni=1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×950/4-1.35×(6413.16+52.54×1.40)/5.09=-1399.69kN2.弯矩的计算依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4.2条其中Mx,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；Ni──不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值(kN)。由于工作状态下，承台正弯矩最大：Mx=My=2×2335.07×0.80=3736.11kN.m承台最大负弯矩:Mx=My=2×-1585.82×0.80=-2537.31kN.m3.配筋计算根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条式中α1──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,期间按线性内插法确定；fc──混凝土抗压强度设计值；h0──承台的计算高度；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2。底部配筋计算:αs=3736.11×106/(1.000×19.100×7500.000×13502)=0.0143ξ=1-(1-2×0.0143)0.5=0.0144γs=1-0.0144/2=0.9928As=3736.11×106/(0.9928×1350.0×360.0)=7743.3mm2顶部配筋计算:αs=2537.31×106/(1.000×19.100×7500.000×13502)=0.0097ξ=1-(1-2×0.0097)0.5=0.0098γs=1-0.0098/2=0.9928As=2537.31×106/(0.9951×1350.0×360.0)=5246.4mm2五.承台剪切计算最大剪力设计值：Vmax=2335.07kN依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的第6.3.4条。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：式中λ──计算截面的剪跨比,λ=1.500ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.710N/mm2；b──承台的计算宽度，b=7500mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1350mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2；S──箍筋的间距，S=200mm。经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!六.承台受冲切验算角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩冲切承载力验算七.桩身承载力验算桩身承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)的第5.8.2条根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1.35×2221.87=2999.52kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中Ψc──基桩成桩工艺系数，取0.75fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.3N/mm2；Aps──桩身截面面积，Aps=282744mm2。桩身受拉计算，依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.8.7条受拉承载力计算，最大拉力N=1.35×Qkmin=-921.36kN经过计算得到受拉钢筋截面面积As=2559.343mm2。由于桩的最小配筋率为0.60%，计算得最小配筋面积为1696mm2综上所述，全部纵向钢筋面积2559mm2八.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6.3.3和6.3.4条轴心竖向力作用下，Qk=769.69kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=2221.87kN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