闽侯旧城改造工程塔吊基础施工方案123

1一、工程概况1、工程名称：闽侯县旧城改造安置房B地块B7#﹑B8#楼2、建设地点：本工程位于福州市闽侯县城关“福田公路←→甘洲路”之间3、建设单位：闽侯县人民政府甘蔗街道办4、设计单位：福州市规划设计研究院5、勘察单位：福建省建筑轻纺设计院6、施工单位：厦门市建安集团有限公司7、本项目总共由2栋高层商住楼组成，采用剪力墙结构体系，实际用地面积3393.07m2，总建筑面积31749.67m2。各幢楼层数、高度等详下表：楼号层数用途高度B7#33F两层店面，三层以上住宅98.7mB8#27F两层店面，三层以上住宅81.3m8、本工程场地内地层结构自上而下依次为：①杂填土、②中砂、③砂砾、④（含泥）中砂、⑤卵石、⑥强风化花岗岩（砂土状）、⑦强风化花岗岩（碎块状）、⑧中风化花岗岩层。（1）、①杂填土：黑褐色、浅黄色，灰褐色，干～稍湿，松散状态，厚度0.7m～2.8m。（2）、②中砂：灰黄色、稍湿～饱和，松散～稍密状态，成分主要以石英为主，厚度8.5～11.8m。（3）、③砂砾：浅灰色、饱和，松散～稍密状态，成分主要以石英为主，厚度3.9～砂砾10m。（4）、④（含泥）中砂：浅黄、灰黄色，棱角状结构，厚度13.3～17.9m。（5）、⑤卵石：浅灰色、黄褐色、灰褐色，饱和，稍密～中密状态，厚度7.0～11.0m。（6）、⑥强风化花岗岩（砂土状）：浅灰、灰黄色，厚度1.4～6m。（7）、⑦强风化花岗岩（碎块状）：浅灰、灰黄色，厚度1～5.8m。（8）、⑧中风化花岗岩层：灰白、深灰色，厚度4～8.9m。2二、塔式起重机型号及定位的选择1、塔式起重机型号的选择（1）塔式起重机（简称塔吊，下同）主要用于结构施工中的大宗物料（如：钢筋、模板等）的水平、垂直运输，根据本工程的实际情况和工期要求经综合考虑，本工程拟采用一台QTZ63型自升式塔式起重机，B7#臂长55米。（2）QTZ63塔吊主要技术参数表机构载荷率起升机构M5回转机构M4牵引机构M3起升高度（m）倍率独立固定式固定附着式a=240.5220a=440.5110幅度（M）最大幅度56最小幅度2.5起升机构倍率a=2a=4速度（m/min）80408.884.442040起重量（T）1.533663功率（KW）5.424245.42424回转机构速度（r/min）0~0.65功率（KW）7.5牵引机构速度（r/min）2550功率（KW）2.23.3顶升机构速度（r/min）0.56工作压力（Mpa）253功率（KW）7.5平衡重起重臂长度（M）平衡重（T）3810.24411.65013.15614.6总功率（KW）32.8(不含顶升机构电机功率)工作温度（℃）-20℃—+40℃（3）、本工程塔吊建筑使用高度B7#楼为102.3米2、塔式起重机的定位选用塔式起重机定位要满足以下要求：⑴服务范围要广，尽量满足工作面的需求，减少服务死角。⑵尽量避开建筑物的突起部位，减少对施工的影响。⑶塔身附着安全可靠，基础具有足够的承载力和稳定性。⑷保证塔式起重机拆除时的场地条件。考虑到以上几点因素，结合本工程结构设计特点等情况，经研究决定：在以下位置安装塔吊B7#楼的7-1～7-4轴之间，距7-K轴4.1m（臂长为56m，负责B7#、B8#楼及连体地下室材料垂直运输），塔吊承台基础位于地下室之内，承台面标高与地下室底板底底平即为-4.9。地下室、B7#、B8#楼±0.000标高相当于黄海标高11.500。塔机具体位置详附图。每部塔机现场没有太大的障碍物和沟、管道等不利因素，场地较为宽敞，地面组装为方便，服务范围均能覆盖各栋号施工场地，塔式起重机安装、拆除均能顺利进行。4三、塔式起重机的设计及计算1、设计依据1.本工程《施工合同》；2.《闽侯县旧城改造安置房项目B7#,B8#岩土工程勘察报告》；3.QTZ63塔式起重机使用说明书；4.《地基基础设计规范》（GB50007-2002）；5.《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；6.《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009；7.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；8.《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）。2、基础的设计方案塔机承台面采用方形承台，尺寸为5000×5000×1500，标号为C35，经与设计单位商定，B7#楼塔吊桩采用四根PHC500AB-125预应力管桩塔吊承台面相对标高与同位置底板底标高相同，即为-4.9m。设计桩顶标高-6.3m，桩伸入承台100mm。B7#楼塔机承台底座落在卵石层，地基承载力特征值为4200KN，承台底标高为-6.4m。下面计算B7#楼塔吊基础。3、塔吊的基本参数信息根据《QTZ63型自升塔式起重机使用说明书》，塔机在固定附着状态下，其对基础产生的荷载如下表所示。基础所受的载荷工况非工况G(KN)W(KN)M(KN.M)MK(KN.M)G(KN)W(KN)M(KN.M)MK(KN.M)60018.31335269.3464.173.9155205G——基础所受的垂直力W——基础所受的水平力M——基础所受的倾覆力矩MK——基础所受的扭矩四、B7#楼塔吊基础计算4.1、塔吊的基本参数信息塔吊型号:QTZ63，塔吊倾覆力矩M=1552kN.m，混凝土强度等级:C35，塔身宽度B=1.60m，基础以上土的厚度D=0.00m，自重F1=600kN，基础承台厚度Hc=1.5m，最大起重荷载F2=60.00kN，基础承台宽度Bc=5.00m，桩钢筋级别:II级钢，桩直径=0.50m，桩间距a=3.00m，承台箍筋间距S=200.00mm，承台砼的保护层厚度=50.00mm。4.2、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算塔吊自重（包括压重）F1=600kN，塔吊最大起重荷载F2=60.00kN，作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×(F1+F2)=792kN，塔吊的倾覆力矩M=1.4×1552.00=2172.00kN。4.3、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算6图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。1.桩顶竖向力的计算依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算（对角线方向）其中n──单桩个数，n=4；F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=792kN；G──桩基承台的自重G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc/4+20×Bc×Bc×D/4)=1.2×(25×5.0×5.0×1.5)=1125kN；Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取2172kN.m；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离3.46/2=2.121m；Ni──单桩桩顶竖向力设计值(kN)；最大压力：N=(1125+792)/4+2172×2.121×2/(2×2.121×2.121)=1503.3kN。最小压力：N=(1125+792)/4-2172×2.121×2/(2×2.121×2.121)=-544.8kN。72.矩形承台弯矩的计算依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条:其中Mx1,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方向距离取a/2-B/2=0.70m；Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-G/n=1195.35kN/m2；经过计算得到弯矩设计值：Mx1=My1=2×1195.35×0.70=1673.5kN.m。4.4、矩形承台截面主筋的计算依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。式中，αl──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00；fc──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2；ho──承台的计算高度Hc-50.00=1450.00mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；经过计算得：αs=1673.5×106/(1.00×14.30×5000×1450.002)=0.012；ξ=1-(1-2×0.012)0.5=0.008；γs=1-0.008/2=0.996；Asx=Asy=1673.5×106/(0.996×1450.00×300.00)=3862.6mm2。按构造配筋则需As=0.15%bh0=0.15%×4500×1400=9450mm2，所以取横竖各配￠22@150（三级钢），实际配筋面积为34×380＝12920mm2＞9450mm284.5、矩形承台斜截面抗剪切计算依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008的第5.9.10条。根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，记为V=1476.6×2=2953.2kN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：其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；bo──承台计算截面处的计算宽度，bo=5000mm；ho──承台计算截面处的计算高度，ho=1450mm；λ──计算截面的剪跨比，λx=ax/ho，λy=ay/ho，此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处至x,y方向计算一排桩的桩边的水平距离，得(Bc/2-B/2)-(Bc/2-a/2)=700.00mm，当λ0.3时，取λ=0.3；当λ3时,取λ=3，满足0.3-3.0范围；在0.3-3.0范围内按插值法取值。得λ=0.50；β──剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/(λ+0.3)；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/(λ+1.5)，得β=0.15；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；S──箍筋的间距，S=200mm。则，1.00×2953=2.953×106N≤0.15×300.00×4500×1400=1.35×107N；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！4.6、承台斜截面抗冲切验算(1)柱墙（塔吊）对承台的冲切依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008的第5.9.7条，承台受冲切验算公式为：0)()(2hfahabFthpoxcoyoycoxl式中：x0、y0——柱（墙）冲切系数；2.084.009求得：x0=000/hayy=0.664，x0=y0=0.972；ch、cb——分别为x、y方向的柱截面的边长，ch=cb=1.6m；oxa、oya——分别为x、y方向柱边离最近桩边的水平距离，oxa=oya=3/2-1.6/2-0.7/2=0.35。hp——承台受冲切承载力截面高度影响系数，当h≤800mm时，hp取1.0,h≥2000mm时，hp取0.9，其间按线性内插法取值，故hp=0.947；tf——承台混凝土抗拉强度设计值，tf＝1.57N/mm2；0h——承台冲切破坏锥体的有效高度，0h=1400mm；上式计算得：2×[2×0.972×(1.6+0.35)]×0.947×1400=10051KNlF＝511.2kN，故满足要求。(2).基桩对承台的冲切承载力依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008的第5.9.8条，承台受基桩冲切的承载力：01111212/)2/(hfacacNthpxyyxl2.056.011xx2.056.011yy式中lN——不计承台及其上土重的角桩反力设计值，lN=1195.35kN；yx11,——角桩冲切系数,yx11,=yx11,=0.489；xa1、ya1——从承台底角桩顶内边缘引45°冲切线与承台顶面相交点至角桩内边缘的水平距离，xa1=ya1=1.35m；0h——承台外边缘的有效高度，0h=1.4m；x1、y1——角桩冲跨比，x1=011hayy=0.946；上式计算得：10[2×