某高層工程塔吊選用方案

根據(jù)B標段工程特點，在該工程的垂直運輸機械的選用上，我公司優(yōu)先考慮了采用由建設部長沙建設機械研究院設計的QTZ63（5013）型與南京第一建筑機械廠生產的QTZ60A型兩種新型自升附著式建筑塔式起重機。QTZ63（5013）型與QTZ60A型起重機均為水平臂架，小車變幅，上回轉自升式多用途塔式起重機。其中QTZ63（5013）型臂長為50M，最大起重量為6噸,自重62T（100M）；QTZ60A型臂長為45M，最大起重量為6噸，自重53.8T(100M)。此兩款機械主要的共同特點如下：1、上部采用液壓自頂升，利用自身進行增加或減少塔身標準節(jié)，使建筑物能隨建筑物高度遞增而升高，同時塔機的起重能力不會因塔機的升高而降低。2、工作速度高，調速性能好，工作平穩(wěn)，效率高。起升機構采用帶制動的三速電機和單速比減速箱，實現(xiàn)重載低速，輕載高速。（其中QTZ63(5013)型最高速度80m/min，QTZ60A型最高速度75m/min。）小車牽引機構在水平臂上變幅，具有良好的安裝就位性能?；剞D機構采用減速機械，配置液力偶合器，承載能力高，起、制動平穩(wěn)，工作可靠。3、工作范圍廣、方式多、適用對象廣，安全可靠。通過增加輔助裝置，塔機可附著與建筑物上，以滿足高層建筑施工的需求。（其中QTZ63(5013)型附著高度140M，QTZ60A型附著高度100M。）1、02幢QTZ63(5013)型塔式起重機的布置:1>根據(jù)塔吊的安裝要求,結合基坑支護、地質勘探的結果，擬將QTZ63(5013)型塔式起重機的固定砼基礎布置于02幢H軸外側，02-28軸與02-32軸之間,塔吊鋼筋混凝土基礎底面埋深-4.5M（相對標高）。2>根據(jù)使用手冊的要求，QTZ63(5013)塔式起重機的固定式混凝土基礎為鋼筋混凝土基礎5000×5000×1300(基礎長度×寬度×高度),混凝土標號≥C30，基礎的承拉能力≥0.2MPa，基礎總重量≥80噸；混凝土基礎地面的承壓能力≥0.2MPa，且要求基礎表面平整，確保塔身安裝后的垂直度。3>根據(jù)地質勘察報告的結果，擬定布置塔式起重機部位的土層為淤泥質粉質粘土層，且該土層分布較厚，綜合特征值僅有55Kpa。其土層的綜合特征值不符合該設備基礎承壓能力≥0.2Mpa(200Kpa)的要求。根據(jù)地質勘探的結果，該地基土層的綜合特征比較弱，而且基礎下存在的較厚軟弱土層中，無較硬的土層作為持力層。故根據(jù)地質勘探結果及從技術與經濟的角度，選用泥漿護壁鉆孔灌注樁，樁端進入2-5層土，為摩擦型樁，即樁在極限荷載的作用下，樁頂?shù)暮奢d由樁側的阻力承受。針對02#幢工程塔基所處位置的土質對應的土孔JC30的有關數(shù)據(jù)整理如下:代表土層土層厚度（M）土層綜合特征值((Kpa)灌注樁側壁阻力極極限標準值(Kpa))[[注:已乘系數(shù)2]2-2淤泥粉質粘粘土1.2855182-3淤泥粉質粘粘土7.865202-4淤泥粉質粘粘土10.575262-5淤泥粉質粘粘土夾粉土23.59530塔吊基礎選用Φ700鉆孔灌注樁。有效樁長30.0m，樁身混凝土強度C30，樁頂標高-4.4M（相對標高），n=4。根據(jù)混凝土設計規(guī)范：混凝土：fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2，fck=20.1N/mm2,樁心距Sa=2.2m。Ⅱ級鋼筋：HRB335，fy=300N/mm2。承臺:3600㎜×3600㎜×1350㎜；埋置深度-4.5m（承臺底面標高）。塔吊自重：683.9KN（H=112M）；最大吊重：60KN；抗傾覆力矩：1651KN·M；水平載荷：Fv=76KN。<一>、樁基礎計算。=1\*GB3①單樁軸心豎向承載力計算根據(jù)作用于復合樁基上的水平荷載Fv=76KN，則相應于荷載效應標準組合時，作用于任一單樁的水平荷載Hik=Hk/n=76/4=16KN。則arctanHik/G=1.34°<5°。故根據(jù)JGJ94-94的規(guī)定，樁頂?shù)暮奢d由樁側的阻力承受，不考慮水平荷載的影響。根據(jù)擬定的塔吊布置方案，復合樁基豎向承載力設計值R計算表達式為：R=Qsk/γ+Qpk/γ+Qck/γ因根據(jù)樁的類型，無需考慮樁端阻力與地基阻力，故R=Qsk/γ根據(jù)前述擬定方案：Bc/L=3.6/30.0=0.12Sa/d=2200/700=3.143查表得：γ1.67Qsk=πΣqsik·li=3.14×0.7×（1.28×18+7.8×20+10.5×26+10.42×30）=1680.68KNR=Qsk/γ=0.9×1680.68/1.67=905.39KN承臺重量:Gk=1.2×25×3.6×3.6×1.35=524.88KN塔吊重量:Fk=1.2×(683.9+60)=892.68KNQk=(Fk+Gk)/n=(892.68+524.88)/4=354.39故單樁軸心豎向作用力小于單樁軸心豎向承載力，Qk<R，滿足要求。=2\*GB3②驗算樁基礎中各樁荷載承臺底面的彎矩Mx=My。Mx=My=M+HD=1651+1.35×16=1672.6KNM邊樁所受最大荷載為：Nimax=(F+G)/n+Mxi/Σxi2=(892.68+524.88)/4+(1672.6×1.1)/(4×1.12)=734.53KN0=1.00Nimax=1.0×734.53=734.53KN1.2R=1.2×905.39=1086.47KN0Nimax≤1.2R；滿足要求。=3\*GB3③樁基的混凝土與配筋計算根據(jù)鋼筋的最小配筋率：Ag=μA=0.8%×3.14×3502=2501.49采用Ⅱ級HRB335（20MnSi）18，Sn=254.47mm2ng=Ag/Sn=2501.49/254.47=9.83≈10根，鋼筋通長配置，φ8@200螺旋箍筋。樁身的允許承載力(k值取1.55):R=1/k(fcA+f′yA′s)=(1/1.55)×(14.3×3.14×7002/4+300×10×254.47)=4041.23KN>905.39KN(單樁軸心承載力)(可行)<二>、承臺計算。承臺:3600㎜×3600㎜×1350㎜；埋置深度-4.5m(相對承臺底標高)；有效高度ho=1200㎜。樁采用對稱布置，n=4，==0.5根據(jù)混凝土設計規(guī)范，查得:砼C30，fck=20.1N/mm2，ftk=2.01N/mm2，fc=14.3N/mm2，ft=1.431N/mm2，Ⅱ級鋼筋HRB335，fy=f′y=300N/mm2。=1\*GB3①單樁的最大沖切反力:V=Nimax-G/n=734.53-(1.2×25×3.6×3.6×1.35)/4=209.66KN=2\*GB3②根據(jù)樁基平面布置及承臺設計與設備安裝后樁的受力情況分析，承臺下每根樁都在沖切破壞的錐體范圍內，因此，根據(jù)規(guī)定，可以不進行沖切驗算。=3\*GB3③承臺受剪計算：0=1.0；β=0.2(剪跨比λ<0.3)；k=1.50=1.00V=2Vk=2×209.66KN×1.5=628.98KN。βfcboho=0.2×14.3×3600×1200=1235.52KN有0V<βfcboho，符合規(guī)定要求。=4\*GB3④承臺的混凝土與配筋計算:單樁軸心豎向作用力Qk=(Fk+Gk)/n=(892.68+524.88)/4=354.39KNMx=My=ΣηXiYiQki=2×0.5×354.39×1.2=425.27KN則根據(jù)配筋要求Ag=KMy/(0.9hof′y)=1.75×425.27/(0.9×1200×300)=2297㎜2結合廠家對塔吊基礎的設計要求，配筋為φ20@160。故 S=22×314.15=6911.30㎜2>Ag，符合要求。由于要考慮塔吊基礎的對稱受力，故設置雙層雙向φ20@160鋼筋網；同時，仍按照原設計設置φ14@320間隔梅花式拉筋,將承臺的上、下層鋼筋網片連成整體。如果采用4根與02幢工程相同的工程樁效果更好。4>該塔式起重機是附著于建筑物，為減少塔身計算長度以保持其設計的起重能力，設有五套附著裝置(附著裝置直接從廠家購買)，第一附著裝置距基礎面33米(擬設10層樓面處)，第二附著裝置距第一附著裝置30米(擬設20層樓面處)，第三附著裝置距第二附著裝置27米(擬設28層樓面處)，同時，結合該附著要求，應提交設計院對建筑物附著點的強度進行計算，如果不滿足要求，應對建筑物的該部位進行加固。建筑物附著點受力及附著尺寸如下：建筑物附著點X1Y1X2Y2載荷KN58.3241.353.0177.02、03幢QTZ60A型塔式起重機的布置:1>根據(jù)塔吊的安裝要求,結合基坑支護、地質勘探的結果，擬將QTZ60A型塔式起重機的固定砼基礎布置于03幢G軸外側，03-22軸與03-19軸之間。塔吊鋼筋混凝土基礎底面埋深與地下室底板墊層標高相一致。具體平面布置附圖所示：2>根據(jù)使用手冊的要求，QTZ60A塔式起重機的固定式混凝土基礎為鋼筋混凝土基礎6300×6300×1200(基礎長度×寬度×高度),混凝土標號≥C25，混凝土基礎的地耐力≥8.0T/M2，且要求基礎表面平整，確保塔身安裝后的垂直度。固定基礎見附圖。3>根據(jù)地質勘察報告的結果，擬定布置塔式起重機部位的土層為淤泥質粉質粘土層，且該土層分布較厚，綜合特征值僅有55Kpa。其土層的綜合特征值不符合該設備基礎對地耐力≥8T/M2的要求，故需要增設樁基礎。根據(jù)地質勘探的結果，該地基土層的綜合特征比較弱，從技術與經濟的角度，選用鉆孔灌注樁，樁端進入2-5層土，為摩擦型樁。塔吊基礎選用Φ700鉆孔灌注樁，純摩擦樁。采用上述的方法進行計算,同樣符合要求。4>該塔式起重機是附著于建筑物，為減