塔吊基礎(chǔ)設(shè)計專項方案剖析

1、衡陽碧桂園工程塔吊基礎(chǔ)專項施工方案編制： 審核： 審批： 廣東騰越建筑工程有限公司二一三年五月十日目錄第一章 工程概況1第二章 編制依據(jù)及設(shè)置方案21、編制依據(jù)22、設(shè)置方案2第三章 基礎(chǔ)設(shè)計與位置選定3第四章 施工方法4第五章 檢查驗收51、地基土檢查驗收52、基礎(chǔ)檢查驗收5第六章 矩形板式基礎(chǔ)計算書7第一章 工程概況衡陽碧桂園工程是由共創(chuàng)衡陽碧桂園開發(fā)投資有限公司投資興建的住宅小區(qū)。位于湖南省衡陽市雁峰區(qū)五星村，內(nèi)部地勢平坦，主出入口設(shè)在用地西北側(cè)。本工程由三棟別墅、三棟小高層、三棟高層和一棟綜合樓及商鋪組成。本方案主要針對低層2#樓和3#樓的塔吊基礎(chǔ)。結(jié)合本工程的圖紙情況，2#樓、3#樓

2、結(jié)構(gòu)概況和地質(zhì)情況類似，現(xiàn)就2#樓、3#樓塔吊基礎(chǔ)設(shè)計如下。3#樓塔吊基礎(chǔ)依據(jù)2#樓塔吊基礎(chǔ)設(shè)計施工。2#樓為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑占地面積1535.34，總建筑面積7782.53。地上11層，地下0層。建筑高度33.15m，工程抗震設(shè)防烈度小于6度。根據(jù)巖土工程勘察報告，場地內(nèi)分布有人工填土層、第四系坡積層、第四系殘積層，基巖為中風化泥質(zhì)粉砂巖。結(jié)合地基承載力勘察報告及現(xiàn)場實際情況，分析自然面不能滿足塔吊天然基礎(chǔ)的承載力，該部位的塔吊基礎(chǔ)改用矩形板式基礎(chǔ)。本方案需經(jīng)建設(shè)單位、監(jiān)理單位批準后方可實施，若有改動，另行編制專項補充方案。第二章 編制依據(jù)及設(shè)置方案1、編制依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB

3、50007-2002）；建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 50009-2001）；混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50010-2010）；建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ 94-2008）；塔式起重機砼基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程JGJ/T187-2009,備案號J953-2009；衡陽碧桂園工程擬建場地巖土工程勘察報告；QTZ63（TC5610-6）塔式起重機使用說明書；建設(shè)單位提供的2013年05月05日衡陽碧桂園2#樓施工圖紙；2、設(shè)置方案根據(jù)現(xiàn)場實際情況，確保本工程施工中鋼筋、周轉(zhuǎn)材料、混凝土等各零星運輸，滿足施工中各方面的需求及臨近建筑物等影響。本工程安裝6臺QTZ63（TC5610-6）塔式起重機，塔吊臂長為56m、

4、50m。詳見塔吊平面布置圖詳施工總平面布置圖。第三章 基礎(chǔ)設(shè)計與位置選定根據(jù)巖土工程勘察報告提供的資料和長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司提供的塔吊各項參數(shù)為依據(jù)，對塔吊基礎(chǔ)進行設(shè)計和驗算。本工程低層塔吊基礎(chǔ)定位應(yīng)兼顧塔吊覆蓋范圍和塔吊的附墻。2#樓、3#樓塔吊定位詳見下圖。為保證本塔吊基礎(chǔ)安全施工，需將基礎(chǔ)挖至基巖中風化泥質(zhì)粉砂巖,其地基承載力特征值為180KPa。結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況，并在塔吊基礎(chǔ)四周砌筑240mm厚的擋土墻，且在塔吊基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)置一排水管，以便塔吊基礎(chǔ)內(nèi)的排水。塔吊位置選定：塔吊大臂盡可能覆蓋整個樓層施工作業(yè)面，同時能覆蓋材料堆放、加工場地；滿足現(xiàn)場安裝拆卸條件。第四章 施工方

5、法1、基礎(chǔ)施工前按塔機基礎(chǔ)設(shè)計及施工方案做好準備工作。為保證塔機基礎(chǔ)的正常使用、基坑支護和降排水措施，需在基礎(chǔ)四周砌筑240mm擋土墻，并在擋土墻內(nèi)設(shè)置一排水管。具體施工詳見下圖。2、基礎(chǔ)的鋼筋綁扎和預埋件安裝后，按設(shè)計要求檢查驗收，合格后方可澆搗混凝土，澆搗中不得碰撞、移位鋼筋或預埋件，混凝土澆筑合格后及時保濕養(yǎng)護?；A(chǔ)四周應(yīng)回填土方并夯實。3、安裝塔機時基礎(chǔ)混凝土達到80%以上設(shè)計強度，塔機運行使用時基礎(chǔ)混凝土達到100%設(shè)計強度。4、基礎(chǔ)混凝土施工中，在基礎(chǔ)頂面四角作好沉降及位移觀測點，并作好原始記錄，塔機安裝后定期觀測并記錄，沉降量和傾斜量不超過規(guī)范要求。5、基礎(chǔ)的防雷接地按現(xiàn)行行業(yè)標

6、準建筑機械使用安全技術(shù)規(guī)程JGJ33的規(guī)定執(zhí)行。第五章 檢查驗收1、地基土檢查驗收(1)、塔機基礎(chǔ)的基坑開挖后按現(xiàn)行國家標準建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50202的規(guī)定進行驗槽，檢驗坑底標高、長度和寬度、坑底平整度及地基土性是否符合設(shè)計要求，地質(zhì)條件是否符合巖土工程勘察報告。(2)、基礎(chǔ)土方開挖工程質(zhì)量檢驗標準符合現(xiàn)行國家標準建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50202的規(guī)定。(3)、地基加固工程在正式施工前進行試驗段施工，并論證設(shè)定的施工參數(shù)及加固效果。為驗證加固效果所進行的荷載試驗，其最大加載壓力不小于設(shè)計要求壓力值的2倍。(4)、經(jīng)地基處理后的復合地基的承載力達到設(shè)計要求的標準

7、。檢驗方法按現(xiàn)行行業(yè)標準建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGJ79的規(guī)定執(zhí)行。(5)、地基土的檢驗符合建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50202的有關(guān)規(guī)定，必要時檢驗塔機基礎(chǔ)下的地基。2、基礎(chǔ)檢查驗收(1)、基礎(chǔ)的鋼筋綁扎后，作隱蔽工程驗收。隱蔽工程包括塔機基礎(chǔ)節(jié)的預埋件或預埋節(jié)等。驗收合格后方澆筑混凝土。(2)、基礎(chǔ)混凝土的強度等級符合設(shè)計要求。用于檢查結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土強度的試件，在混凝土的澆筑地點隨機抽取。取樣與試件留置符合現(xiàn)行國家標準混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50204的有關(guān)規(guī)定。(3)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量沒有嚴重缺陷，不宜有一般缺陷，對已出現(xiàn)的嚴重缺陷或一般缺陷采用相關(guān)處理方案進行處理，

8、重新驗收合格后安裝塔機。(4)、基礎(chǔ)的尺寸允許偏差符合下表規(guī)定：項目允許偏差(mm)檢驗方法標高20水準儀或拉線、鋼尺檢查平面外形尺寸(長度、寬度、高度)20鋼尺檢查表面平整度10、L/1000水準儀或拉線、鋼尺檢查洞穴尺寸20鋼尺檢查預埋錨栓標高(頂部)20水準儀或拉線、鋼尺檢查中心距2鋼尺檢查注：表中L為矩形或十字形基礎(chǔ)的長邊。(5)、基礎(chǔ)工程驗收符合現(xiàn)行國家標準混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50204的規(guī)定。第六章 矩形板式基礎(chǔ)計算書一、塔機屬性塔機型號TC5610塔機獨立狀態(tài)的最大起吊高度H0(m)40塔機獨立狀態(tài)的計算高度H(m)43塔身桁架結(jié)構(gòu)型鋼塔身桁架結(jié)構(gòu)寬度B(m)1.6

9、二、塔機荷載塔機豎向荷載簡圖 1、塔機自身荷載標準值塔身自重G0(kN)251起重臂自重G1(kN)37.4起重臂重心至塔身中心距離RG1(m)22小車和吊鉤自重G2(kN)3.8最大起重荷載Qmax(kN)60最大起重荷載至塔身中心相應(yīng)的最大距離RQmax(m)11.5最小起重荷載Qmin(kN)10最大吊物幅度RQmin(m)50最大起重力矩M2(kNm)Max6011.5，1050690平衡臂自重G3(kN)19.8平衡臂重心至塔身中心距離RG3(m)6.3平衡塊自重G4(kN)89.4平衡塊重心至塔身中心距離RG4(m)11.8 2、風荷載標準值k(kN/m2)工程所在地湖南 衡陽市基

10、本風壓0(kN/m2)工作狀態(tài)0.2非工作狀態(tài)0.4塔帽形狀和變幅方式錐形塔帽，小車變幅地面粗糙度B類(田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū))風振系數(shù)z工作狀態(tài)1.59非工作狀態(tài)1.64風壓等效高度變化系數(shù)z1.32風荷載體型系數(shù)s工作狀態(tài)1.95非工作狀態(tài)1.95風向系數(shù)1.2塔身前后片桁架的平均充實率00.35風荷載標準值k(kN/m2)工作狀態(tài)0.81.21.591.951.320.20.79非工作狀態(tài)0.81.21.641.951.320.41.62 3、塔機傳遞至基礎(chǔ)荷載標準值工作狀態(tài)塔機自重標準值Fk1(kN)251+37.4+3.8+19.8+89.4401.4起

11、重荷載標準值Fqk(kN)60豎向荷載標準值Fk(kN)401.4+60461.4水平荷載標準值Fvk(kN)0.790.351.64319.02傾覆力矩標準值Mk(kNm)37.422+3.811.5-19.86.3-89.411.8+0.9(690+0.519.0243)675.88非工作狀態(tài)豎向荷載標準值Fk(kN)Fk1401.4水平荷載標準值Fvk(kN)1.620.351.64339.01傾覆力矩標準值Mk(kNm)37.422-19.86.3-89.411.8+0.539.0143481.85 4、塔機傳遞至基礎(chǔ)荷載設(shè)計值工作狀態(tài)塔機自重設(shè)計值F1(kN)1.2Fk11.2401

12、.4481.68起重荷載設(shè)計值FQ(kN)1.4FQk1.46084豎向荷載設(shè)計值F(kN)481.68+84565.68水平荷載設(shè)計值Fv(kN)1.4Fvk1.419.0226.63傾覆力矩設(shè)計值M(kNm)1.2(37.422+3.811.5-19.86.3-89.411.8)+1.40.9(690+0.519.0243)1008.86非工作狀態(tài)豎向荷載設(shè)計值F(kN)1.2Fk1.2401.4481.68水平荷載設(shè)計值Fv(kN)1.4Fvk1.439.0154.61傾覆力矩設(shè)計值M(kNm)1.2(37.422-19.86.3-89.411.8)+1.40.539.0143745.9

13、7三、基礎(chǔ)驗算矩形板式基礎(chǔ)布置圖基礎(chǔ)布置基礎(chǔ)長l(m)5基礎(chǔ)寬b(m)5基礎(chǔ)高度h(m)1.2基礎(chǔ)參數(shù)基礎(chǔ)混凝土強度等級C35基礎(chǔ)混凝土自重c(kN/m3)25基礎(chǔ)上部覆土厚度h(m)0基礎(chǔ)上部覆土的重度(kN/m3)19基礎(chǔ)混凝土保護層厚度(mm)40地基參數(shù)地基承載力特征值fak(kPa)180基礎(chǔ)寬度的地基承載力修正系數(shù)b0.3基礎(chǔ)埋深的地基承載力修正系數(shù)d1.6基礎(chǔ)底面以下的土的重度(kN/m3)19基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度m(kN/m3)19基礎(chǔ)埋置深度d(m)1.5修正后的地基承載力特征值fa(kPa)221.8軟弱下臥層基礎(chǔ)底面至軟弱下臥層頂面的距離z(m)5地基壓力擴散角(

14、)20軟弱下臥層頂?shù)鼗休d力特征值fazk(kPa)130軟弱下臥層頂面處修正后的地基承載力特征值faz(kPa)323.8地基變形基礎(chǔ)傾斜方向一端沉降量S1(mm)20基礎(chǔ)傾斜方向另一端沉降量S2(mm)20基礎(chǔ)傾斜方向的基底寬度b(mm)5000 基礎(chǔ)及其上土的自重荷載標準值： Gk=blhc=551.225=750kN 基礎(chǔ)及其上土的自重荷載設(shè)計值：G=1.2Gk=1.2750=900kN 荷載效應(yīng)標準組合時，平行基礎(chǔ)邊長方向受力： Mk=G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4+0.9(M2+0.5FvkH/1.2) =37.422+3.811.5-19.86.3-89.41

15、1.8+0.9(690+0.519.0243/1.2)=614.54kNm Fvk=Fvk/1.2=19.02/1.2=15.85kN 荷載效應(yīng)基本組合時，平行基礎(chǔ)邊長方向受力： M=1.2(G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4)+1.40.9(M2+0.5FvkH/1.2) =1.237.422+3.811.5-19.86.3-89.411.8)+1.40.9(690+0.519.0243/1.2) =922.98kNm Fv=Fv/1.2=26.63/1.2=22.19kN 基礎(chǔ)長寬比：l/b=5/5=11.1，基礎(chǔ)計算形式為方形基礎(chǔ)。 Wx=lb2/6=552/6=20.8

16、3m3 Wy=bl2/6=552/6=20.83m3 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標準組合時，同時作用于基礎(chǔ)X、Y方向的傾覆力矩： Mkx=Mkb/(b2+l2)0.5=675.885/(52+52)0.5=477.92kNm Mky=Mkl/(b2+l2)0.5=675.885/(52+52)0.5=477.92kNm 1、偏心距驗算 相應(yīng)于荷載效應(yīng)標準組合時，基礎(chǔ)邊緣的最小壓力值： Pkmin=(Fk+Gk)/A-Mkx/Wx-Mky/Wy =(461.4+750)/25-477.92/20.83-477.92/20.83=2.58kPa0 偏心荷載合力作用點在核心區(qū)內(nèi)。 2、基礎(chǔ)底面壓力計算 Pkmi

17、n=2.58kPa Pkmax=(Fk+Gk)/A+Mkx/Wx+Mky/Wy =(461.4+750)/25+477.92/20.83+477.92/20.83=94.34kPa 3、基礎(chǔ)軸心荷載作用應(yīng)力 Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(461.4+750)/(55)=48.46kN/m2 4、基礎(chǔ)底面壓力驗算 (1)、修正后地基承載力特征值 fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5) =180.00+0.3019.00(5.00-3)+1.6019.00(1.50-0.5)=221.80kPa (2)、軸心作用時地基承載力驗算 Pk=48.46kPafa=221.8kPa 滿足要求！

18、 (3)、偏心作用時地基承載力驗算 Pkmax=94.34kPa1.2fa=1.2221.8=266.16kPa 滿足要求！ 5、基礎(chǔ)抗剪驗算 基礎(chǔ)有效高度：h0=h-=1200-(40+22/2)=1149mm X軸方向凈反力：Pxmin=(Fk/A-(Mk+Fvkh)/Wx)=1.35(461.400/25.000-(614.538+15.8501.200)/20.833)=-16.139kN/m2Pxmax=(Fk/A+(Mk+Fvkh)/Wx)=1.35(461.400/25.000+(614.538+15.8501.200)/20.833)=65.970kN/m2 假設(shè)Pxmin=0

19、,偏心安全，得 P1x=(b+B)/2)Pxmax/b=(5.000+1.600)/2)65.970/5.000=43.540kN/m2 Y軸方向凈反力：Pymin=(Fk/A-(Mk+Fvkh)/Wy)=1.35(461.400/25.000-(614.538+15.8501.200)/20.833)=-16.139kN/m2Pymax=(Fk/A+(Mk+Fvkh)/Wy)=1.35(461.400/25.000+(614.538+15.8501.200)/20.833)=65.970kN/m2 假設(shè)Pymin=0,偏心安全，得 P1y=(l+B)/2)Pymax/l=(5.000+1.6

20、00)/2)65.970/5.000=43.540kN/m2 基底平均壓力設(shè)計值： px=(Pxmax+P1x)/2=(65.97+43.54)/2=54.76kN/m2 py=(Pymax+P1y)/2=(65.97+43.54)/2=54.76kPa 基礎(chǔ)所受剪力： Vx=|px|(b-B)l/2=54.76(5-1.6)5/2=465.42kN Vy=|py|(l-B)b/2=54.76(5-1.6)5/2=465.42kN X軸方向抗剪： h0/l=1149/5000=0.234 0.25cfclh0=0.25116.750001149=23985.38kNVx=465.42kN 滿足

21、要求！ Y軸方向抗剪： h0/b=1149/5000=0.234 0.25cfcbh0=0.25116.750001149=23985.38kNVy=465.42kN 滿足要求！ 6、軟弱下臥層驗算 基礎(chǔ)底面處土的自重壓力值：pc=dm=1.519=28.5kPa 下臥層頂面處附加壓力值： pz=lb(Pk-pc)/(b+2ztan)(l+2ztan) =(55(48.46-28.5)/(5+25tan20)(5+25tan20)=6.68kPa 軟弱下臥層頂面處土的自重壓力值：pcz=z=519=95kPa 軟弱下臥層頂面處修正后地基承載力特征值 faz=fazk+b(b-3)+dm(d+z

22、-0.5) =130.00+0.3019.00(5.00-3)+1.6019.00(5.00+1.50-0.5)=323.80kPa 作用在軟弱下臥層頂面處總壓力：pz+pcz=6.68+95=101.68kPafaz=323.8kPa 滿足要求！ 7、地基變形驗算 傾斜率：tan=|S1-S2|/b=|20-20|/5000=00.001 滿足要求！四、基礎(chǔ)配筋驗算基礎(chǔ)底部長向配筋HRB400 22200基礎(chǔ)底部短向配筋HRB400 22200基礎(chǔ)頂部長向配筋HRB400 22200基礎(chǔ)頂部短向配筋HRB400 22200 1、基礎(chǔ)彎距計算 基礎(chǔ)X向彎矩： M=(b-B)2pxl/8=(5-1.6)254.765/8=395.61kNm 基礎(chǔ)Y向彎矩： M=(l-B)2pyb/8=(5-1.6)254