桩承台基塔吊基础方案

第1页共12页第一章编制依据1.1施工组织设计名称编号日期大邦路沿线改造工程20#21#施工组织设计1.2设计图纸设计单位深圳市联合创艺建筑设计有限公司设计图纸大邦路沿线改造工程20#21#结构施工图大邦路沿线改造工程20#21#建筑施工图1.2主要施工规范、规程序号名称编号1湖北省建筑工程施工现场安全管理规定DB29-113-20092建筑机械安全技术规程JGJ94-20093塔式起重机混凝土基础工程技术规程JGJ/T187-20094《混凝土结构设计规程》GB50010-20025《建筑桩基础技术规范》JGJ94-20081.3其它参考文件序号名称1武汉地质工程勘察院《岩土工程勘察报告》2总公司《施工现场文明安全管理规定》第二章工程概况及特点分析2.1工程简介本工程位于广水市大邦路，工程总建筑面积约为17000平方米，商业裙楼二层，地上标准层十五层。建筑高度56.7米。本工程主体结构为框架-剪力墙结构，基础采用承台桩基和刚性地面基础。由于本工程塔基南边与21#楼核心筒相邻，核心筒承台底标高低于塔吊基础底标高1.5m。塔吊基础承台下设4棵Φ1200人工灌注桩，桩底嵌入中风化持力层，灌注桩配筋及混凝土强度按本工程的工程桩设计标准施工，充分满足本工程塔吊承载力及抗拔要求，塔吊基础下部为无扰动中性粘土，无地下水，土质较好。现21#楼核心筒基坑开挖势必对塔吊基础造成一定安全隐患，为了消除此安全隐患，保证工程的顺利开展，针对本工程的具体特点，公司组织专业工程技术人员制定以下施工第2页共12页方案。第三章塔吊选择及基础设计3.1垂直运输设备的选择本工程结构施工期间垂直运输以塔吊提升、吊运钢筋和模板等重型材料为主。本着施工方便、布局合理、保证安全的原则，结合本工程特点和现场施工条件、建筑物的平面布局以及施工进度的要求，本工程拟选用一台QTZ5010塔吊作为住宅楼项目结构施工阶段的主要垂直运输设备（塔吊基本参数见下表）。塔吊现场安装位置详见施工现场塔吊基础布置图。塔吊基本参数型号QTZ5010起重量额定起重力矩（KN·m）630最大幅度／起重载荷(m/KN)56最小幅度／起重载荷(m/KN)2.0起升高度（m）30工速度起升（m/min）76/38/11.6变幅（m/min）21/42回转（r/min）0~0.60平衡重平衡重（t）12臂长（m）504.2塔吊基础型式QTZ5010塔吊基础采用四桩承台基础。承台尺寸：矩形承台边长：5.00m；承台厚度：Hc=1.350m4.3塔吊基础的计算书依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)。4.3.1.参数信息塔吊型号：QTZ50100；塔机自重标准值：Fk1=594.00kN；起重荷载标准值:Fqk=60.00kN；塔吊最大起重力矩：M=1339.00kN.m；塔吊计算高度：H=30m塔身宽度：B=1.60m；非工作状态下塔身弯矩：M1=-1435kN.m；桩混凝土等级：C25；第3页共12页承台混凝土等级：C30；保护层厚度：50mm；矩形承台边长：5.00m；承台厚度：Hc=1.350m；承台箍筋间距：S=200mm；承台钢筋级别：HRB335；承台顶面埋深：D=0.000m；人工灌注桩直径：d=0.400m；桩间距：a=3.500m；桩钢筋级别：HRB335；每根桩16Ф16桩入土深度：7.40m；计算简图如下：4.3.2.荷载计算⑴自重荷载及起重荷载1)塔机自重标准值Fk1=594kN2)基础以及覆土自重标准值Gk=5×5×1.35×25=826.8kN1215kN承台受浮力：Flk=5×5×0.85×10=212.5kN306kN3)起重荷载标准值Fqk=60kN⑵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)=0.8×1.59×1.95×1.29×0.2=0.64kN/m2=1.2×0.64×0.35×1.6=0.43kN/mb.塔机所受风荷载水平合力标准值Fvk=qsk×H=0.43×30.00=12.9kN17.20kNc.基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk=0.5Fvk×H=0.5×17.20×30.00=258kN344.03kN.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第4页共12页a.塔机所受风均布线荷载标准值(本地区Wo=0.50kN/m2)=0.8×1.65×1.95×1.29×0.50=1.66kN/m2=1.2×1.66×0.35×1.60=1.12kN/mb.塔机所受风荷载水平合力标准值Fvk=qsk×H=1.12×30.00=33.6kN44.63kNc.基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk=0.5Fvk×H=0.5×33.6×30.00=504kN892.54kN.m⑶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=-1435+0.9×(1339+258)=2.3kN79.73kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值Mk=-1435+504=-931kN-542.46kN.m4.3.3桩竖向力计算非工作状态下：Qk=(Fk+Gk)/n=(594+826.8)/4=355.2kN452.25kNQkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L=(594+826.8)/4+(-542.46+33.6×1.35)/5.66=268kN366.99kNQkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(594+826.8-212.5)/4（-542.46+33.6×1.35)/5.66=213.27kN461.01kN工作状态下：Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(594+826.8+60)/4=370.2kN467.25kNQkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L=(594+826.8+60)/4+(2.3+33.6×1.35)/5.66=378.62kN485.45kNQkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L=(594+826.8+60-212.5)/4-(2.3+33.6×1.35)/5.66=325.5kN372.55kN4.3.4.承台受弯计算⑴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：第5页共12页工作状态下：最大压力Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×(594+60)/4+1.35×(2.3+33.6×1.35)/5.66=232.09kN245.30kN非工作状态下：最大压力Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L=1.35×594/4+1.35×(-931+33.6×1.35)/5.66=44kN85.38kN⑵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=2×232.09×1.20=557.02kN588.72kN.m⑶配筋计算根据《混凝土结构设计规程》GB50010-2002第7.2.1条式中1──系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，1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=300N/mm2。底部配筋计算：s=588.72×106/(1.000×14.300×6000.000×13002)=0.0041=1-(1-2×0.0041)0.5=0.0041s=1-0.0041/2=0.9980As=588.72×106/(0.9980×1300.0×300.0)=1512.6mm24.3.5.承台剪切计算最大剪力设计值：第6页共12页Vmax=245.30kN依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的第7.5.7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──计算截面的剪跨比,=1.500ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.430N/mm2；b──承台的计算宽度，b=5000mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1300mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/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！4.3.6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。4.3.7桩身承载力验算桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(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=1.35×485.45=655.36kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中c──基桩成桩工艺系数，取0.85fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=19.1N/mm2；Aps──桩身截面面积，Aps=80425mm2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求由于桩的最小配筋率为0.56%，计算得最小配筋面积为450mm2综上所述，全部纵向钢筋面积450mm24.3.8.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=467.25kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=485.45kN.m第7页共12页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──单桩竖向承载力特征值；qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值；qpa──桩端端阻力特征值，按下表取值；u──桩身的周长，u=1.26m；Ap──桩端面积，取Ap=0.13m2；li──第i层土层的厚度，取值如下表；⑴1#塔吊基础一下土层厚度及侧阻力标准值表如下：序号土层厚度侧阻力特征值端阻力特征值土名称(m)(kPa)(kPa)12.731100粘性土21.518110粘性土33.515100粘性土4165.3125粉土或砂土54.519110粘性土61.527.9120粘性土7591.7160密实粉土由于桩的入土深度为17m，所以桩端是在第7层土层。最大压力验算：Ra=1.26×(2.7×31+1.5×18+3.5×15+1×65.3+4.5×19+1.5×27.9+2.3×91.7)+160×0.13=732.32kN由于：Ra=732.32Qk=467.25kN.m，所以满足要求。由于：1.2Ra=878.78Qkmax=485.45kN.m，所以满足要求。⑵2#塔吊基础一下土层厚度及侧阻力标准值表如下：序号土层厚度侧阻力特征值端阻力特征值土名称第8页共12页(m)(kPa)(kPa)11.518110粘性土23.515100粘性土3165.3125粉土或砂土44.519110粘性土51.527.9120粘性土6591.7160密实粉土由于桩的入土深度为17m,所以桩端是在第7层土层。最大压力验算:Ra=1.26×(0×0+1.5×18+3.5×15+1×65.3+4.5×19+1.5×27.9+5×91.7)+160×0.13=938.27kN由于:Ra=938.27Qk=467.25,所以满足要求!由于:1.2Ra=1125.92Qkmax=485.45,所以满足要求!第9页共12页第五章施工管理措施5.1质量保证措施5.1.1实行全过程管理，建立健全“三检制”，落实参施人员的职责和权利。5.1.2严格按程序施工，发现问题及时解决，及时上报，确保每道工序的正常进行。5.1.3做好塔吊基础施工期间的施工记录。5.2工期保证措施5.2.1科学管理，合理安排施工顺序，合理安排机械劳动力。5.2.2根据施工图到位情况，及时调整