QTZ63塔吊基礎方案

...wd......wd......wd...陜西省西咸新區(qū)德杰綜合體一期工程塔吊根基施工方案編寫人：審核人：審批人：重慶中科建設〔集團〕2013年11月20目錄一、工程概況3二、編制依據4三、塔式起重機型號及定位的選擇5四、塔式起重機的設計及計算9五、塔吊根基計算11六、塔式起重機根基施工20七、塔式起重機根基施工的安全技術措施26塔吊根基方案一、工程概況1、總體概況工程名稱陜西省西咸新區(qū)德杰綜合體一期工程建設單位咸陽德杰實業(yè)開展地理位置咸陽市渭城區(qū)渭河左岸蘭池大道〔金旭路〕以北監(jiān)理單位陜西永明建設工程管理質量監(jiān)視陜西省西咸新區(qū)建設工程質量安全監(jiān)視站設計單位中煤科工集團重慶設計研究院地勘單位陜西核工業(yè)工程勘察院施工單位重慶中科建設〔集團〕有限責任公司合同工期2013年11月至2015年5月〔日歷天〕建筑面積214836㎡2、工程規(guī)劃用地面積約80畝，由高層住宅、酒店、寫字樓、裙樓、地下車庫等組成。高層住宅建筑層數16～28層，地下車庫2層，酒店及寫字樓層數24層，地下車庫2層。層高由50.4-88.2米，總建筑面積214836㎡3、本工程主體構造施工時共設塔吊7臺，布設位置和塔吊編號見平面布置圖。1#塔吊采用中聯重科股份生產的QTZ63(5613)型塔吊，該塔吊獨立式起升高度為40米，附著式起升高度達220米，工作臂長56米，最大起重量6噸，額定起重力矩為56噸米，最大起重力矩為78噸米。2#、3#、5#、6#、7#塔吊采用煙臺市建設機械廠生產的QTZ63(5610)型塔吊，該塔吊獨立式起升高度為40米，附著式起升高度達220米，工作臂標準臂長，最大起重量6噸，額定起重力矩為53噸米，最大起重力矩為77噸米。二、編制依據1、?QTZ63〔5613和5610塔式起重機使用說明書?2、?巖土工程勘察報告?3、?塔式起重機操作使用規(guī)程?〔ZBJ80012〕；4.?建筑機械使用安全技術標準?〔JGJ33-2001〕；5.?塔式起重機安全規(guī)程?〔GB5144-2006〕；6、?塔式起重機混凝土根基工程技術規(guī)程?〔JGJ/T187-2009〕7、?建筑地基根基設計標準?〔DGJ08-11-2010〕8、?地基根基工程施工質量驗收標準?〔GB50202-2002〕9、?建筑樁根基技術標準?〔JGJ94-2008〕10、施工圖紙本工程場地內地層構造自上而下依次為：①素填土、②黃土壯土、③細砂、④中砂、⑤中砂、⑤-1粉質粘土、⑥粉質粘土、⑦中粗砂。〔1〕、①素填土：粘性土組成，松散狀態(tài)，厚度0.5m～1.10m。層底高程378.49-379.06〔2〕、②黃土壯土：褐黃色、土質較均勻，具濕陷性，以硬塑狀態(tài)，厚度0.7～4.2m。層底高程374.77-378.92〔3〕、③細砂：灰白色，主要以石英、長石等，級配較好，顆粒不均勻，稍濕，稍密。厚度1.4-6.00m。層底高程371.95-375.00〔4〕、④中砂：灰白色，主要以石英、長石等，級配較好，顆粒不均勻，濕，中密。厚度1.9-6.20m。層底高程366.54-370.47〔5〕、④中砂：灰白色，主要以石英、長石含少量圓礫等，級配較好，顆粒不均勻，飽和，密實。厚度6.7-10.70m。層底高程359.22-362.22〔6〕、⑤-1粉質粘土：淺灰、灰黃色，厚度0.3-2.1m?！?〕、⑥粉質粘土：淺灰、灰黃色，厚度0.8-2.8m?！?〕、⑦中粗砂：灰黃色，厚度18.3-22.30m。三、塔式起重機型號及定位的選擇1、塔式起重機型號的選擇〔1〕塔式起重機〔簡稱塔吊，下同〕主要用于構造施工中的大宗物料〔如：鋼筋、模板等〕的水平、垂直運輸，根據本工程的實際情況和工期要求經綜合考慮，本工程擬采用一臺QTZ63(5613)和6臺QTZ63(5610)型自升式塔式起重機，臂長56米?！?〕QTZ63(5610)塔吊主要技術參數表機構載荷率起升機構M5回轉機構M4牽引機構M3起升高度〔m〕倍率獨立固定式固定附著式a=240.5220a=440.5110幅度〔M〕最大幅度56最小幅度2.5起升機構倍率a=2a=480408.884.442040起重量〔T〕1.533663功率〔KW〕5.424245.42424回轉機構速度〔r/min〕0~0.65功率〔KW〕7.5牽引機構速度〔r/min〕2550功率〔KW〕2.23.3頂升機構速度〔r/min〕0.56工作壓力〔Mpa〕25功率〔KW〕7.5平衡重起重臂長度〔M〕平衡重〔T〕3810.24411.65013.15614.6總功率〔KW〕34.8(不含頂升機構電機功率)工作溫度〔℃〕-20℃—+〔3〕、本工程塔吊建筑使用高度1#樓工程構造最大高度76米，地下車庫高度-10.2米，用5#塔吊方案最大安裝高度98米，中間考慮設2道附墻；2#樓工程構造最大高度87米，地下車庫高度-10.2米，用6#塔吊方案最大安裝高度102.2米，中間考慮設3道附墻；3#樓工程構造最大高度95.2米，地下車庫高度-10.2米，用7#塔吊方案最大安裝高度118.6米，中間考慮設3道附墻；6#樓工程構造最大高度56米，地下車庫高度-10.2米，用4#塔吊方案最大安裝高度77.4米，中間考慮設2道附墻；7#樓工程構造最大高度56.2米，地下車庫高度-10.2米，用3#塔吊方案最大安裝高度77.4米，中間考慮設2道附墻；8#樓工程構造最大高度56米，地下車庫高度-10.2米，用1#塔吊方案最大安裝高度77.4米，中間考慮設2道附墻；9#樓工程構造最大高度56米，用2#塔吊方案最大安裝高度81.2米，中間考慮設2道附墻；2、塔式起重機的定位選用塔式起重機定位要滿足以下要求：⑴服務范圍要廣，盡量滿足工作面的需求，減少服務死角。⑵盡量避開建筑物的突起部位，減少對施工的影響。⑶塔身附著安全可靠，根基具有足夠的承載力和穩(wěn)定性。⑷保證塔式起重機撤除時的場地條件?？紤]到以上幾點因素，結合本工程構造設計特點等情況，經研究決定：在以下位置安裝塔吊塔吊承臺根基位于地下車庫之內，承臺面標高與地下室底板底底平即為-10.4。塔機具體位置詳附圖。每部塔機現場沒有太大的障礙物和溝、管道等不利因素，場地較為寬闊，地面組裝為方便，服務范圍均能覆蓋各棟號施工場地，塔式起重機安裝、撤除均能順利進展。四、塔式起重機的設計及計算1、設計依據本工程?施工合同?；?陜西省西咸新區(qū)德杰綜合體一期巖土工程勘察報告?；QTZ63塔式起重機使用說明書；?地基根基設計標準?〔GB50007-2002〕；?建筑構造荷載標準?〔GB50009-2001〕；?塔式起重機混凝土根基工程技術規(guī)程?JGJ/T187-2009；?混凝土構造設計標準?〔GB50010-2002〕；2、根基的設計方案廠家提供的說明書中要求根基混凝土強度采用C35，QTZ63(5613)型塔吊根基底面為6000×6000，QTZ63(5610)型塔吊根基底面為5500×5500的正方形。鋪設混凝土根基的地基應能承受0.19MPa的壓力，本工程根據陜西省核工業(yè)工程勘察院出據的陜西西咸新區(qū)德杰綜合體一期地勘報告地層野外特征地層編號為③層細砂層(高程371.95～375.00)的承載力達0.16MPa，不能滿足塔吊根基對地基承載力的要求，地勘報告地層野外特征地層編號為eq\o\ac(○,4)層中砂層(高程366.54～370.47)的承載力達0.22MPa。能塔吊根基對地基承載力的要求。經綜合分析及塔吊公司要求，選取eq\o\ac(○,4)層粘土層為塔吊根基的持力層，在第eq\o\ac(○,4)層至第eq\o\ac(○,3)層之間用三七灰土進展換填處理后能滿足塔吊根基的持力層的要求。因塔吊根基上外表在自然地面以下，為保證根基上外表處不積水，沿塔吊根基四周磚砌300×500排水溝，并在塔吊邊磚砌1000*1000*800的集水井，墻體為240墻，確保塔吊根基不積水。塔吊根基配筋及預埋件等均按使用說明書。3、塔吊的基本參數信息根據?QTZ63(5613)型自升塔式起重機使用說明書?，塔機在固定附著狀態(tài)下，其對根基產生的荷載如下表所示。根基所受的載荷工況非工況Fk(KN)Fh(KN)M(KN.M)MK(KN.M)Fk(KN)Fh(KN)M(KN.M)MK(KN.M)50018.31335269.3464.173.915520Fk——根基所受的垂直力Fh——根基所受的水平力M——根基所受的傾覆力矩MK——根基所受的扭矩根據?QTZ63(5610)型自升塔式起重機使用說明書?，塔機在固定附著狀態(tài)下，其對根基產生的荷載如下表所示。根基所受的載荷工況非工況Fk(KN)Fh(KN)M(KN.M)MK(KN.M)Fk(KN)Fh(KN)M(KN.M)MK(KN.M)50018.512252056542516050Fk——根基所受的垂直力Fh——根基所受的水平力M——根基所受的傾覆力矩MK——根基所受的扭矩五、塔吊根基計算〔一〕參數信息塔吊型號：QTZ63(5613)，自重(包括壓重)F1=500kN，最大起重荷載F2=60.00kN，塔吊傾覆力距M=1552kN.m(5610為1605kN.m)，塔身寬度B=1.60m，混凝土強度等級：C35，根基埋深D=0m，根基最小厚度h=1.4m(5610為1.35米)，根基最小寬度Bc=6.00m(5610為5.5米)?！捕掣钚〕叽缬嬎愀淖钚『穸热。篐=1.4m(5610為1.35米)根基的最小寬度?。築c=6.00m(5610為5.5米)〔三〕塔吊根基承載力計算QTZ63(5613)塔吊根基計算適用范圍：采用鋼筋混凝土獨立根基的塔吊根基一、計算參數：1、塔吊型號QTZ63標準節(jié)尺寸1.6m2、塔吊荷載工作狀態(tài)非工作狀態(tài)水平荷載H1(kN)垂直荷載F1(kN)彎矩M1(kN?m)水平荷載H2(kN)垂直荷載F2(kN)彎矩M2(kN?m)18.3500133573.9464.11552塔吊在非工作狀態(tài)垂直荷載較小，彎矩較大，故只計算非工作狀態(tài)的受力情況3、假設根基尺寸根基持力層4＃中砂土的重度r=19.5kN/m3根基埋深(自然地面以下)d(m)0地基承載力標準值fk=220kN/m2初選根基面積A=1.4×F2/(fk-rd)=2.95m2塔吊根基：長度l(m)6.00寬度b(m)6.00高度h(m)1.40配重長度lp(m)2.18配重寬度bp(m)1.12配重高度hp(m)2.65根基混凝土強度C253、計算簡圖二、計算過程：1.修正地基承載力設計值：(本根基設計不考慮上部覆土)f=fk+ηb×r×(b-3)+ηd×rm×(d-0.5)=222.93kN/m2其中：根基寬度的地基承載力修正系數ηb=0.3根基深度的地基承載力修正系數ηd=1.5根基底面以上土的加權平均重度rm=19.5kN/m32.驗算地基承載力：2.1根基參數的計算：根基底面積A=b×l=36.00m22.2根基承載力的計算：根基上的覆土不考慮根基自重G1=25×b×l×h=1260.00kN覆土重量G2=r×hp×(l×b-lp×lb)=0.00kN配重G3=25×bp×lp×hp=161.76kN垂直荷載F2+G1+G2+G3=1885.86kN總彎矩M=M2+H2×(h+hp)=1851.30kN?m偏心矩e=M/(F2+G1+G2+G3)=0.98me≤b/3=2.00me＞b/6=1.00m合力作用點至根基底面最大壓力邊緣的距離a(m)a=b/2-e2.02m根基底面邊緣最大壓力設計值Pmax(kN/m2)Pmax=2×(F2+G1+G2+G3)/(3×l×a)=103.82kN/m2Pmax＜1.2f=267.51kN/m2根基底面處的平均壓力值PkPk=Pmax/2=51.91kN/m2＜f3、根基抗沖切驗算：塔吊的根基節(jié)和根基的交接處還必須驗算受沖擊承載力，不安全截面為交接處向下和底面成45度的斜截面。沖擊承載力Fl≤0.7βhpft×bm×ho=3540443N其中：βhp為受沖切承載力截面高度影響系數1.00ft為混凝土的抗拉強度設計值查表得ft=1.27N/mm2c的取值：1.6mbm為沖切破壞最不利一側計算長度bm=(c+bb)/2=2.95mbb==c+2h0=4.3mh0為截面有效高度h0=h-as=1350mmas為根基鋼筋的保護層厚度as=50mm實際沖擊力為fl=Pmax×A=454465N其中：考慮沖擊荷載時取用的多邊形面積〔圖中陰影局部的面積〕A=(l/2-c/2-h0)×b-(l/2-c/2-h0)2=4377500mm2Fl＞fl滿足要求4、結論假設的塔吊根基尺寸能夠滿足安全使用要求5、配筋計算：地基凈反力Pn的計算塔身邊緣凈反力Pj=Pmax(1-(l-c)/6a)=66.10kN/m2地基凈反力Pn=(Pmax+Pj-2G/A)/2=49.96kN/m2彎矩M=Pn×〔b-c)2×(2l+c)/24=548.07kN?mAs=M/〔0.9fyho〕=1504mm2其中：fy為鋼筋的抗拉、抗壓強度設計值查標準fy=300N/mm2最小配筋面積Asmin=ρbh=12600mm2其中：ρ為根基最小配筋率0.0015查表得配筋￠20@250雙向截面積As(mm2)8358.68mm2滿足要求QTZ63(5610)塔吊根基計算適用范圍：采用鋼筋混凝土獨立根基的塔吊根基一、計算參數：1、塔吊型號QTZ63標準節(jié)尺寸1.6m2、塔吊荷載工作狀態(tài)非工作狀態(tài)水平荷載H1(kN)垂直荷載F1(kN)彎矩M1(kN?m)水平荷載H2(kN)垂直荷載F2(kN)彎矩M2(kN?m)18.55001225654251605塔吊在非工作狀態(tài)垂直荷載較小，彎矩較大，故只計算非工作狀態(tài)的受力情況3、假設根基尺寸根基持力層4＃中砂土的重度r=19.5kN/m3根基埋深(自然地面以下)d(m)0地基承載力標準值fk=220kN/m2初選根基面積A=1.4×F2/(fk-rd)=2.70m2塔吊根基：長度l(m)5.50寬度b(m)5.50高度h(m)1.35配重長度lp(m)2.18配重寬度bp(m)1.12配重高度hp(m)2.73根基混凝土強度C253、計算簡圖二、計算過程：1.修正地基承載力設計值：(本根基設計不考慮上部覆土)f=fk+ηb×r×(b-3)+ηd×rm×(d-0.5)=220.00kN/m2其中：根基寬度的地基承載力修正系數ηb=0.3根基深度的地基承載力修正系數ηd=1.5根基底面以上土的加權平均重度rm=19.5kN/m32.驗算地基承載力：2.1根基參數的計算：根基底面積A=b×l=30.25m22.2根基承載力的計算：根基上的覆土不考慮根基自重G1=25×b×l×h=1020.94kN覆土重量G2=r×hp×(l×b-lp×lb)=0.00kN配重G3=25×bp×lp×hp=166.64kN垂直荷載F2+G1+G2+G3=1612.58kN總彎矩M=M2+H2×(h+hp)=1870.20kN?m偏心矩e=M/(F2+G1+G2+G3)=1.16me≤b/3=1.83me＞b/6=0.92m合力作用點至根基底面最大壓力邊緣的距離a(m)a=b/2-e1.59m根基底面邊緣最大壓力設計值Pmax(kN/m2)Pmax=2×(F2+G1+G2+G3)/(3×l×a)=122.91kN/m2Pmax＜1.2f=264.00kN/m2根基底面處的平均壓力值PkPk=Pmax/2=61.46kN/m2＜f3、根基抗沖切驗算：塔吊的根基節(jié)和根基的交接處還必須驗算受沖擊承載力，不安全截面為交接處向下和底面成45度的斜截面。沖擊承載力Fl≤0.7βhpft×bm×ho=3351530N其中：βhp為受沖切承載力截面高度影響系數1.00ft為混凝土的抗拉強度設計值查表得ft=1.27N/mm2c的取值：1.6mbm為沖切破壞最不利一側計算長度bm=(c+bb)/2=2.9mbb==c+2h0=4.2mh0為截面有效高度h0=h-as=1300mmas為根基鋼筋的保護層厚度as=50mm實際沖擊力為fl=Pmax×A=387488N其中：考慮沖擊荷載時取用的多邊形面積〔圖中陰影局部的面積〕A=(l/2-c/2-h0)×b-(l/2-c/2-h0)2=3152500mm2Fl＞fl滿足要求4、結論假設的塔吊根基尺寸能夠滿足安全使用要求5、配筋計算：地基凈反力Pn的計算塔身邊緣凈反力Pj=Pmax(1-(l-c)/6a)=72.67kN/m2地基凈反力Pn=(Pmax+Pj-2G/A)/2=64.04kN/m2彎矩M=Pn×〔b-c)2×(2l+c)/24=511.41kN?mAs=M/〔0.9fyho〕=1457mm2其中：fy為鋼筋的抗拉、抗壓強度設計值查標準fy=300N/mm2最小配筋面積Asmin=ρbh=11138mm2其中：ρ為根基最小配筋率0.0015查表得配筋22Φ20@250雙向截面積As(mm2)8358.68mm2滿足要求六、塔式起重機根基施工1.現場概況B7#樓根據現場概況塔吊樁周邊工程樁施工完畢及塔吊樁強度到達設計要求時即進展塔吊根基承臺施工。承臺根基底相對標高約為-6.32，自然地面相對標高約-3.32m，根基開挖深度為3mB7#樓塔吊根基座落在卵石層上，承臺底標高與相鄰筏板底標高一樣及為-6.4m，自然地面標高約-3.250m2.塔式起重機根基施工流程：塔吊根基采用預埋螺栓固定根基，挖土至設計標高，進展根基三七灰土施工→100厚砼墊層施工→放線、扎筋、支腳鐵件預埋→鋼筋混凝土承臺的立?！鷿仓炷痢信_混凝土到達設計的強度等級75%以上后，應進度要求塔式起重安裝調試。1#QTZ63〔5613〕型塔吊臂長56m，塔機根基做法:1〕塔機安裝說明書要求地基承載力為0.19MPa，本工程根據陜西省核工業(yè)工程勘察院出據的陜西西咸新區(qū)德杰綜合體一期，地勘報告地層野外特征地層編號為③層細砂層(高程371.95～375.00)的承載力達0.16MPa，不能滿足塔吊根基對地基承載力的要求，地勘報告地層野外特征地層編號為eq\o\ac(○,4)層中砂層(高程366.54～370.47)的承載力達0.22MPa不滿足承載力要求，需進展加強處理。處理方法為選取eq\o\ac(○,4)層砂土層為塔吊根基的持力層，在第eq\o\ac(○,4)層至第eq\o\ac(○,3)層之間用三七灰土進展換填處理后能滿足塔吊根基的持力層的要求。三七灰土進展換填處理高度為1.5米，三七灰土進展換填處理后能滿足承載力要求。2〕基坑挖好后，對基坑用￠50自來水管進展水夯12小時，水夯完成后作1500厚三七灰土夯實。3)三七灰土夯實完成后在基坑底打10cm砼墊層(混凝土強度等級:C15)。4)砼墊層完成后放射線定位，再綁扎鋼筋，安裝預埋螺栓、固定調正，安裝模板。5〕澆筑混凝土之前要校正預埋螺栓水平高差、間距。6〕澆注混凝土過程中，要注意四面均勻澆筑，均勻震搗，嚴禁在一側澆筑過多。澆筑過程中要隨時觀測預埋螺栓的變化，發(fā)現變化要立即停頓澆筑，進展調整，調整回原位后再進展?jié)仓鳂I(yè)。7〕澆注混凝土之后要再次進展校正，如果發(fā)生超偏要及時進展調整。8〕由于塔吊根基施工正好處于冬季施工時間，為確保根基質量對原根基砼標號提高一個等級用C35，并且應按冬季施工措施在砼內加早經濟和防凍濟，砼密度不小于2.4t/m3，混凝土強度到達70%方可立塔?；炷翉姸炔坏竭_100%，頂升不得超過25m。4#QTZ63〔5610〕型塔吊臂長56m，塔機根基做法:1〕塔機安裝說明書要求地基承載力為0.19MPa，本工程根據陜西省核工業(yè)工程勘察院出據的陜西西咸新區(qū)德杰綜合體一期，地勘報告地層野外特征地層編號為③層細砂層(高程371.95～375.00)的承載力達0.16MPa，不能滿足塔吊根基對地基承載力的要求，地勘報告地層野外特征地層編號為eq\o\ac(○,4)層中砂層(高程366.54～370.47)的承載力達0.22MPa，需進展加強處理。處理方法為選取eq\o\ac(○,4)層砂土層為塔吊根基的持力層，在第eq\o\ac(○,4)層至第eq\o\ac(○,3)層之間用三七灰土進展換填處理后能滿足塔吊根基的持力層的要求。三七灰土進展換填處理高度為1.5米，三七灰土進展換填處理后能滿足承載力要求。2〕4#QTZ63〔5610〕型塔吊根基在6#樓筏板根基與車庫獨立根基之間，固塔吊根基下沉到筏板根基和獨立以下?；油诤煤?，對基坑水夯24小時，水夯完成后作1500厚三七灰土夯實。3)三七灰土夯實完成后在基坑底打10cm砼墊層(混凝土強度等級:C15)。4)砼墊層完成后放射線定位，再綁扎鋼筋，安裝預埋螺栓、固定調正，安裝模板。5〕澆筑混凝土之前要校正預埋螺栓水平高差、間距。6〕澆注混凝土過程中，要注意四面均勻澆筑，均勻震搗，嚴禁在一側澆筑過多。澆筑過程中要隨時觀測預埋螺栓的變化，發(fā)現變化要立即停頓澆筑，進展調整，調整回原位后再進展?jié)仓鳂I(yè)。7〕澆注混凝土之后要再次進展校正，如果發(fā)生超偏要及時進展調整。8〕由于塔吊根基施工正好處于冬季施工時間，為確保根基質量對原根基砼標號提高一個等級用C35，并且應