塔吊基礎施工設計方案

./專業(yè)資料中國建筑工程總公司CHINASTATEXX濱江商務區(qū)池店安置房塔吊基礎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.施工組織設計〔施工方案報審表工程名稱XX濱江商務區(qū)池店安置房施工單位中建七局第三建筑有限公司編制單位現報上XX濱江商務區(qū)池店安置房塔吊基礎施工方案文件,請予以審查。主編編制人工程項目部/專業(yè)分包施工單位〔蓋章技術負責人審核單位總承包單位審核意見：年月日總承包單位〔蓋章審核人審批人審查單位監(jiān)理審查意見：監(jiān)理審查結論：□同意實施□修改后報□重新編制監(jiān)理單位〔蓋章專業(yè)監(jiān)理工程師日期：總監(jiān)理工程師日期：塔吊基礎施工方案審批表工程名稱XXXX濱江商務區(qū)池店安置房發(fā)放號編制單位中建七局第三建筑有限公司項目負責人龔中治編制人林征編制日期2010年4月審批意見：分公司業(yè)務部門技術質量科〔簽章年月日分公司總工〔簽章年月日目錄TOC\o"1-2"\h\z\u一、工程概況-1-二、編制依據-1-三、塔式起重機型號及定位選擇-1-四、塔吊布置-3-五、工程地質情況-5-六、塔式起重機的基礎設計方案與施工-7-七、基礎荷載-7-八、塔吊基礎計算-8-1、塔吊基礎參數信息-8-2、塔吊基礎承臺頂面的豎向力與彎矩計算-8-3、矩形承臺彎矩及單樁樁頂豎向力的計算-9-4、矩形承臺截面主筋的計算-10-5、矩形承臺斜截面抗剪切計算-12-6、抗傾覆驗算-13-7、單樁豎向承載力驗算-14-九、塔吊基礎施工安全技術措施：-15-十、塔基安全防護…………………-17-.一、工程概況XXXX濱江商務區(qū)開發(fā)建設有限公司擬建XXXX濱江商務區(qū)A1-14地塊安置房。擬建工程場地位于XX市XX池店鎮(zhèn)。本工程總用地面積56747.17㎡,建設用地面積47296.51㎡,總建筑面積202065.43㎡；地上建筑為住宅、商業(yè)和幼兒園,建筑面積共為176048.42㎡〔由1~8棟樓和幼兒園組成,其中:1、2、3棟樓均為20層,總高度為59.55m;4、5棟樓為17層,總高度為51.15m;6棟樓為21層,總高度為61.40m;7、8棟樓為20層,總高度為58.60m;幼兒園為4層,總高度為14.85m;住宅樓標準層層高均為2.80m,地下建筑為車庫建筑面積為25017.01㎡。根據本工程的實際情況及特點,決定運用七臺塔吊,型號為QTZ80,基礎采用4樁承臺。本工程地下室為連體地下室,塔吊承臺面設置在地下室底板面100mm,第一臺設置在1#樓,臂長為50m；第二臺設在2#樓,臂長均為50m；第三臺設在3#樓東北面臂長均為50m；第四臺設置在4#、5#樓,臂長為50m；第五臺設置在6#樓,臂長為55m〔型號為QTz80<6010；第六臺設置在7#樓,臂長為50m；；第七臺設置在8#樓,臂長為50m。塔吊服務范圍內基本上能覆蓋各幢樓及整個地下室,使其最大爬生高度能滿足主體屋面的施工要求。場地地層主要為雜填土、粉質粘土、中砂、淤泥、殘積砂質粘性土、全風化花崗巖、強風化花崗巖、基底為中風化花崗巖。建設單位：XXXX濱江商務區(qū)開發(fā)建設有限公司；設計單位：XX建筑科學研究院有限公司；監(jiān)理單位：XX象嶼工程咨詢管理有限公司；施工單位：中建七局第三建筑有限公司；勘察單位：XX市水電工程勘察院。二、編制依據1、施工圖紙〔08AC2022、《池店片區(qū)安置房工程巖土工程勘察報告》3、《施工技術手冊》4、廠家塔吊基礎采用樁承臺,承臺截面尺寸為4500*4500*1500,砼標號為C35。三、塔式起重機型號及定位選擇1、塔式起重機型號及定位的選擇：塔式起重機主要用于結構施工中的水平垂直運輸,特別是砼、鋼筋、模板的運輸,根據本工程的具體情況,它主要滿足以下要求：=1\*GB2⑴、場地上擬建的建筑物為九幢4~21層商住樓,要求所有安裝的塔式起重機通過附著起吊鋼筋、模板及砼的起升高度基本上能滿足主體結構施工。=2\*GB2⑵、本工程地下室為不規(guī)則結構,要求塔式起重機的工作范圍基本上能覆蓋場地的四周,以利于材料和堆場布置和鋼筋、砼、模板及各種材料構件的水平和垂直運輸。=3\*GB2⑶、本工程的土方、鋼筋、模板及各種構件的垂直運輸工作量大,要求塔式起重機的起重量大,提升速度快,以提高工效,滿足工期要求。=4\*GB2⑷、選用的塔式起重機使用費用應經濟合理,有利于降低工程成本。2、塔式起重機定位要滿足以下要求：=1\*GB2⑴、服務范圍要廣,應盡量滿足工作面的要求,減少服務死角。=2\*GB2⑵、要盡量避開建筑物的突出部位,減少對施工的影響。=3\*GB2⑶、塔吊附著要安全可靠,基礎應具有足夠的承載力和穩(wěn)定性。=4\*GB2⑷、要保證塔式起重機拆除時的場地條件。四、塔吊布置根據工程及周邊環(huán)境情況,本工程共配置六臺型號為QTZ80〔5610塔吊,臂長為56米〔3#、4#塔吊臂長控制在50米；另6#樓采用一臺QTZ80〔6010型塔吊,臂長60米。具體位置詳塔吊布置平面圖。軸線關系詳見塔吊軸線位置圖。塔吊布置平面圖塔吊與軸線相對布置平面圖五、工程地質情況根據XX市水電工程勘察院2010年1月提供的《池店片區(qū)安置房工程巖土工程勘察報告》可知,本工程場地巖土層自上而下依次分布為：①雜填土。雜填土：灰褐,黃褐色；人工堆填約5年,未經專門壓實,松散；稍濕～飽和,松散。層厚0.40～2.70m。②粉質粘土。粉質粘土：褐黃、褐灰色,以粉質粘土為主,局部砂質土,稍濕～飽和,可塑,局部硬塑。稍有光滑,無搖震反應,韌性中等,干強度中等。層厚0.4～4m。③淤泥。淤泥：深灰色,河口淤積成因,以淤泥為主,局部含少量細中砂。稍有光滑,搖震反應中等,韌性高,干強度高,飽和、流塑。層厚0.85～6.3m。④細中砂。細中砂：灰褐、灰黃色,沖擊成因。以中砂、細沙為主,局部為粉砂、粗砂,不均勻含泥,飽和,松散~稍密。層厚2.60～9.10m。⑤淤泥質粘土。淤泥質粘土：深灰色,河口淤積成因,以淤泥質土為主,局部為淤泥,夾有10～30%左右的中細砂,稍有光滑,搖震反應中等、干強度中等,韌性一般；飽和,流塑～軟塑。厚度1.40～9.40m。⑥中粗砂。中粗砂：灰褐、灰黃色,沖積成因,以中粗砂為主,局部含細砂或礫卵石,不均勻含泥。飽和,稍密～中密為主,局部松散或密實。分布尚穩(wěn)定,厚度0.50～14.40m。⑦卵石。卵石：灰褐、灰黃等色,卵石成份多為硅質或長英質。粒徑3～10m為主,含量占55～75%,稍密～密實狀態(tài)；厚度2.30～13.80m。⑧全風化花崗。全風化花崗：灰黃、黃白色,花崗巖強烈風化,巖芯呈土狀,含約30%的長英質礫級顆粒。稍濕,堅硬。分布局部,層厚0.60～4.50m。⑨強風化花崗巖。強風化花崗巖：褐黃、灰黃色,花崗巖強烈風化,風化程度不均勻,巖芯呈散體狀,以碎屑狀、碎塊狀為主。原巖結構、構造尚可辨。極硬狀態(tài),厚度0.35～31.30m。未見洞穴、臨空面、破碎巖體或軟弱巖層。按《巖土工程勘察規(guī)范》<GB50021-2001>附錄A劃分,該場地風化巖的堅硬程度：強風化花崗巖為軟巖；巖體完整程度：強風化花崗巖為極破碎；巖體的質量等級分類：強風化花崗巖為V類。⑩中等風化花崗巖。中等風化花崗巖：灰褐、灰白色,花崗巖弱風化,風化裂隙發(fā)育,巖芯呈塊狀、柱狀,巖采率70～85%,RQD=10～40.厚度0.50～4.60m。未見洞穴、臨空面、破碎巖體或軟弱巖層。按《巖土工程勘察規(guī)范》<GB50021-2001>附錄A劃分,該層巖石堅硬程度等級為較硬巖,巖體的完整程度為較完整,巖體基本質量等級分類為Ⅲ類。根據地質報告可知,地下水位較低,因此地下水對開挖不造成大的影響。六、塔式起重機的基礎設計方案與施工塔吊基礎承臺平面尺寸設定均為4500mm×4500mm,高度均為1500mm,塔身截面B=1600mm×1600mm。塔吊基礎樁采用4根Φ500mmPHC管樁,承臺面基本與地下室底板面平。樁基做法同樁基圖紙做法,塔吊承臺混凝土強度：C35,鋼筋級別：II級,承臺長度或寬度Lc=Bc=5.0m,Hc=1.50m。塔式起重機在承臺上預埋螺栓〔根據機械生產廠家提供,塔機基礎承臺與樁基連接大樣同樁基圖紙做法,塔吊基礎處結構底板預留部分做法采用在周邊留后澆帶的做法后期澆筑。2、塔式起重機基礎施工：塔式起重機基礎施工流程如下：=1\*GB3①、塔式起重機樁基的施工；=2\*GB3②、鋼筋砼承臺的立模、扎筋、支腳鐵件預埋澆筑砼；=3\*GB3③、待承臺砼達到設計的強度等級后,應進度要求塔式起重安裝調試。七、基礎荷載荷載樁型荷載基礎承受的荷載P1〔kNP2〔kNM〔kN·mMk〔kN·mQTZ80<5610>工作狀況530251480264非工作狀況4706920400QTZ80<6010>工作狀況738421523350非工作狀況6588423120受力示意圖注：P1為塔吊的垂直壓力；P2為塔吊的水平側向力；M是沿塔身對角線方向的傾覆力矩；MK是塔身的扭矩。八、塔吊基礎計算1、塔吊基礎參數信息塔吊基礎承臺平面尺寸設定尺寸均為4500mm×4500mm,高度均為1500mm,塔身截面B=1600mm×塔吊基礎樁采用4根Φ500mmPHC管樁。塔吊承臺混凝土強度：C35,鋼筋級別：II級,承臺長度或寬度Lc=Bc=4.50m,Hc=1.50m?！惨娤聢D2、塔吊基礎承臺頂面的豎向力與彎矩計算以QTZ80〔6010塔吊作為驗算1塔吊自重〔包括壓重F1=440.02kN,2塔吊最大起重荷載F2=80.00kN,3作用于樁基承臺頂面的豎向力F=1.2×<F1+F2>=624.02kN,4風荷載對塔吊基礎產生的彎矩計算：Mkmax＝2312kN·m；塔吊在工作狀態(tài)下,豎向力最大；在非工作狀態(tài)下,塔吊所承受的傾覆力矩最大。塔吊基礎圖3、矩形承臺彎矩及單樁樁頂豎向力的計算1樁頂豎向力的計算依據《建筑樁技術規(guī)范》〔JGJ94-2008的第條,在實際情況中x、y軸是隨機變化的,所以取最不利情況計算。Ni=<F+G>/n±Mxyi/∑yi2±Myxi/∑xi2其中n──單樁個數,n=4；F──作用于樁基承臺頂面的豎向力設計值,F=624.02kN；G──樁基承臺的自重：G=1.2×<25×Bc×Bc×Hc>=1.2×<25×4.50×4.50×1.50>=911.25kN；Mx,My──承臺底面的彎矩設計值,取3236.80kN·m；xi,yi──單樁相對承臺中心軸的XY方向距離a/20.5=1.77m；Ni──單樁樁頂豎向力設計值；經計算得到單樁樁頂豎向力設計值,最大壓力：Nmax=<624.02+911.25>/4+3236.80×1.77/<2×1.772>=1299.32kN。最小壓力：Nmin=<624.02+911.25>/4-3236.80×1.77/<2×1.772>=-531.69kN。需要驗算樁的抗拔2矩形承臺彎矩的計算依據《建筑樁技術規(guī)范》〔JGJ94-2008的第條。Mx=∑NiyiMy=∑Nixi其中Mx,My──計算截面處XY方向的彎矩設計值；xi,yi──單樁相對承臺中心軸的XY方向距離取a/2-B/2=0.45m；Ni1──扣除承臺自重的單樁樁頂豎向力設計值,Ni1=Ni-G/n=1071.51kN；經過計算得到彎矩設計值：Mx=My=2×1071.51×0.45=964.36kN·m。4、矩形承臺斜截面抗剪切計算依據《建筑樁技術規(guī)范》<JGJ94-2008的第條和第條,斜截面受剪承載力滿足下面公式：γ0V≤βfcb0h0其中,γ0──建筑樁基重要性系數,取1.00；b0──承臺計算截面處的計算寬度,b0=4500mm；h0──承臺計算截面處的計算高度,h0=1450mm；λ──計算截面的剪跨比,λ=a/h0此處,a=<2500.00-1600.00>/2=450.00mm；當λ<0.3時,取λ=0.3；當λ>3時,取λ=3,得λ=0.31；β──剪切系數,當0.3≤λ＜1.4時,β=0.12/<λ+0.3>；當1.4≤λ≤3.0時,β=0.2/<λ+1.5>,得β=0.20；fc──混凝土軸心抗壓強度設計值,fc=16.70N/mm2；則,1.00×1299.32=1299.324kN≤0.20×16.70×4500×1450/1000=21793.5kN；經過計算承臺已滿足抗剪要求,只需構造配箍筋！矩形承臺抗剪切計算示意圖5、矩形承臺截面主筋的計算依據《混凝土結構設計規(guī)范》<GB50010-2002>第7.2條受彎構件承載力計算。αs=M/<α1fcbh02>ζ=1-<1-2αs>1/2γs=1-ζ/2As=M/<γsh0fy>式中,αl──系數,當混凝土強度不超過C50時,α1取為1.0,當混凝土強度等級為C80時,α1取為0.94,期間按線性內插法得1.00；fc──混凝土抗壓強度設計值查表得16.70N/mm2；ho──承臺的計算高度：Hc-50.00=1450.00mm；fy──鋼筋受拉強度設計值,fy=360.00N/mm2；經過計算得：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。由于最小配筋率為0.15%,所以構造最小配筋面積為:4500.00×1500.00×0.15%=10125.00mm2。建議配筋值：HRB335鋼筋,20@130。承臺底面單向根數33根。實際配筋值10368.6mm2。現場按規(guī)格ф20@200,上下單排各23根,其實際配筋值為14444mm2。塔吊樁承臺配筋大樣圖I-I管樁與承臺連接大樣6、抗傾覆驗算1根據建筑施工簡易計算手冊中,為防止塔機傾覆需滿足以下條件：e=<Mt+Hh>/<F+G>≤b/3Mt——作用于塔身的不平衡力矩；H——作用于基礎的水平力；h——整體基礎高度；F——作用于基礎頂面的豎向力；G——基礎自重；b——基礎寬度；e=<2312+84×1.50>/<624.02+911.25>=1.59＞b/3=4.5/3=1.5〔不滿足要求基礎改為5000×5000×1500后計算得：e=<2312+84×1.50>/<624.02+1125>=1.39＜b/3=5/3=1.67符合要求其余QTZ80〔5610塔吊基礎采用4500×4500×1500；e=<2040+69×1.50>/<624+911.25>=1.39＜b/3=4.5/3=1.5符合要求抗傾覆計算塔吊樁拔力計算：非整體破壞時,樁基的抗拔極限承載力標準值：Uk=Σλiqsikuili其中：Uk──樁基抗拔極限承載力標準值；ui──破壞表面周長,取ui=πd=3.142×0.5=1.571m；qsik──樁側表面第i層土的抗壓極限側阻力標準值；λi──抗拔系數,砂土取0.50～0.70,粘性土、粉土取0.70～0.80,樁長l與樁徑d之比小于20時,λ取小值；li──第i層土層的厚度。經過計算得到：Uk=Σλiqsikuili=1191.45kN；整體破壞時,樁基的抗拔極限承載力標準值：Ugk=〔ulΣλiqsikli/3=3034.00kNul──樁群外圍周長,ul=4×〔2.5+0.5>=12.00m；樁基抗拔承載力公式：γ0N≤Ugk/2+Ggpγ0N≤Uuk/2+Gp其中N-樁基上拔力設計值,Nk=531.69kN；Ggp-群樁基礎所包圍體積的樁土總自重設計值除以總樁數,Ggp=900.00kN；Gp-基樁自重設計值,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樁抗拔滿足要求。7、單樁豎向承載力驗算依據《建筑樁基技術規(guī)范》<JGJ94-2008>的第-3條,單樁豎向承載力設計值按下面的公式計算：R=ηsQsk/γs+ηpQpk/γpQsk=u∑qsikliQpk=qpkAp其中R──復合樁基的豎向承載力設計值；Qsk──單樁總極限側阻力標準值；Qpk──單樁總極限端阻力標準值；ηs,ηp──分別為樁側阻群樁效應系數,樁端阻群樁效應系數；γs,γp──分別為樁側阻抗力分項系數,樁端阻抗力分項系數；qsik──樁側第i層土的極限側阻力標準值；qpk──極限端阻力標準值；u──樁身的周長,u=1.571m；Ap──樁端面積,Ap=0.283m2；li──第i層土層的厚度；各土層厚度及阻力標準值如下表:序號土厚度<m>土側阻力標準值<kPa>土端阻力標準值<kPa>抗拔系數土名稱1：8.0040.000.000.80細中砂2：4.5030.000.000.70淤泥質土3：6.0060.000.000.80中粗砂4:1.50100.008000.000.80卵石由于樁的入土深度為20.00m,所以樁端是在第7層卵石層。單樁豎向承