高层F-5#栋塔吊基础施工方案

1塔吊方案审批记录湘质监统编施2002-10工程名称：中铁置业水映加州（青竹湖畔住宅小区南区）三期F区5#栋结构类型：框架结构结构层次：27层建筑面积：20000㎡我项目部根据施工合同和施工图设计的要求已完成了水映加州三期F区5#栋塔吊方案的编制，并经公司技术部门组织审批准,请予审查。附：水映加州三期F区5#栋塔吊方案项目经理：项目部（章）：年月日专业监理工程师意见：专业监理工程师：年月日监理单位审核意见：项目总监理工程师：监理（建设）项目部（章）年月日建设单位审核意见：建设单位（章）年月日2中铁置业水映加州（青竹湖畔住宅小区南区）三期高层F区F--5#栋塔吊基础施工方案编制单位：中铁天丰建筑工程有限公司编制：审核：审批：编制日期：年月日3水映加州三期F区F--5#栋塔吊基础施工方案一、工程概况本工程为中铁置业集团湖南青竹湖公司投资开发的中铁置业水映加州三期工程。本工程地处于长沙市开福区青竹湖镇，星月水库南侧，太阳山路西侧，星月路东北侧。本工程为高层F区F--5#栋及地下室工程，建筑面积约20000㎡，建筑高度约85m。二、塔吊选型根据本工程的特点、现场实际情况和生产厂家产品规格、型号，本工程高层区F区F--5#栋设1台TC5013塔吊。TC5013前臂长50m，后臂长13m，最大起升高度为100m，工作幅度为2.5～50米，最大幅度处起重量为1.3t。负责施工现场材料、设备的垂直和水平运输，此型号的塔吊性能可靠、安全且操作方便。三、塔吊平面位置的确定5#楼自升式塔吊TC5013，其平面中心布置于距5-L轴5.5米与距5-1轴3.7米相交汇处。该工程塔吊平面位置的确定，是考虑到塔吊能旋转3600，覆盖最大使用面积，能满足施工现场使用要求，并不影响周边建筑物及其它塔吊。详见下图所示：4四、塔吊基础的设置根据本工程的地勘资料，其地质情况分别为：人工填土①；粉质粘土②；粉质粘土③；砂质粘性土④；全风化花岗岩⑤；强风化花岗岩⑥；中风化花岗岩⑦。其承载力见下表：地基承载力特征值、压缩模量、抗剪强度指标和重度γ建议值表地层编号地层名称承载力特征值fak压缩模量Es抗剪强度重度γ(kPa)(MPa)c（kPa）φ（°）（kN/m3）1人工填土①未完成自重固结810.018.02粉质粘土②1004.52010.019.03粉质粘土③2406.53820.519.54砂质粘性土④2608.04520.020.05全风化花岗岩⑤30012.05025.020.06强风化花岗岩⑥400///23.57中风化花岗岩⑦1200///23.5根据水映加州三期高层区的地质情况，粉质粘土、砂质粘土厚度达十多米深，而该层承载力值仅为240～260Kpa，小于塔基要求的地耐力2200Kpa的要求。根据现场实际情况，塔基高层区采用预应力砼管桩基础，桩型号为PHC-AB500（125）管桩，桩长为16m。五、塔吊基础设计1、TC5013塔式起重机基础设计（1）采用预应力管桩DN500，4根，中距3000，桩有效长度16.0m。5（2）承台CT：Φ18@170，双层双向，做成钢筋笼形式，中间设Φ10@250腰箍筋。承台尺寸5000×5000；承台厚度：1500；基础梁（JL1）600×1200；面筋4Φ25；底筋4Φ25,箍筋Φ8@150.砼强度为C35。（3）桩芯钢筋笼5Φ20；螺旋箍筋Φ8@150，入桩2m，锚入承台1.5m，C30膨胀砼。（4）承台与DN500桩应保持有10cm的锚入，承台底C15垫层，10cm厚。4Φ25Φ8@1501-1剖面塔基顶标高Φ10@250Φ18@170地下室底板6承台面标高为地下室底板底标高。（5）施工时应做好位移和沉降观测，发现异常情况，应立即停止使用，排除问题方可使用。2、塔吊基础设计及配筋计算（TC5013）计算依据：1）湖南中核建设工程公司提供的《水映加州三期工程（青竹湖畔小区南区）岩土工程详细勘察报告》2）中机国际设计院提供的《水映加州三期（青竹湖畔小区南区）F区》相关设计图3）《地基与基础设计规范》GBJ、《桩基规范》及《塔机说明书》。（一）.参数信息塔吊型号：TC5013，自重（包括压重）F1=411.6kN，最大起重荷载F2=60.00kN塔吊倾覆力距M=1783.6kN.m，塔吊起重高度H=100.00m，塔身宽度B=1.6m混凝土强度：C35,钢筋级别：Ⅱ级，承台长度Lc或宽度Bc=5.00m桩直径或方桩边长d=0.50m，桩间距a=3.00m，承台厚度Hc=1.50m基础埋深D=0.0m，承台箍筋间距S=150mm，保护层厚度：50mm7（二）.塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算1、塔吊自重（包括压重）F1=411.6kN2、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)=565.92kN塔吊的倾覆力矩M=1.4×1783.6=2497.04kN.m（三）.矩形承台弯矩的计算计算简图：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《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.1.1条）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=1.2×697.00=836.40kN；G──桩基承台的自重，G=1.2×（25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D）=1125.00kN；Mx,My──承台底面的弯矩设计值（kN.m）；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；Ni──单桩桩顶竖向力设计值（kN）。经计算得到单桩桩顶竖向力设计值：Nmax=（565.92+1125.00）/4+（2497.04+576.8）×（3.0×1.414/2）/【2×（3.0×1.414/2）2】=1147.35kNNmin=（565.92+1125.00）/4—（2497.04+576.8）×（3.0×1.414/2）预制桩8/【2×（3.0×1.414/2）2】=—301.89KN2、管桩的承载力和管桩进入土层考虑N=λπdΣLiＦi+0.9GsNmin（安全）式中：λ——抗拔允许摩阻力与受压允许摩阻力的比例系数：0.4～0.7Li——第i层土层厚度Ｆi——第i层土层桩摩擦系数Gs——单桩自重：Gs=3.14×(0.25×0.25-0.125×0.125)×20×2.5×9.8=72.1KNN=0.4×3.14×0.5×（16×53）+0.9×72.1=584.46KN〉301.89KN3、矩形承台弯矩的计算（依据《建筑桩基础技术规范》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（m）；Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值（kN），Ni1=Ni—G/n。经过计算得到弯矩设计值：N=（565.92+1125.00）/4+2497.04×（3.0/2）/【4×(3.0/2）2】=838.9kNMx1=My1=2×（838.9-1125.00/4）×（1.5-0.80）=780.71kN.m（四）.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；9h0──承台的计算高度。fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。经过计算得s=780.71×106/（1.00×14.30×5000.00×13882）=0.006=1-（1-2×0.006）0.5=0.006s=1-0.006/2=0.997Asx=Asy=780.71×106/（0.997×1388×300.00）=1880.05mm2。承台配筋选取双层双向配三级钢Ф18@170，As=5850mm2，可满足要求。（五）.矩形承台截面抗剪切计算依据《建筑桩基础技术规范》（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=1029.89kN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0──建筑桩基重要性系数，取1.0；──剪切系数,=0.20；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1388mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；S──箍筋的间距，S=150mm。经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！（六）.桩承载力验算桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第4.1.1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=1029.89kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中0──建筑桩基重要性系数，取1.0；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；A──桩的截面面积，A=0.188m2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！10（七）.桩竖向极限承载力验算及桩长计算桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.2.2-5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=831.50kN桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：最大压力:其中R──最大极限承载力；Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:Qpk──单桩总极限端阻力标准值:Qck──相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值:qck──承台底1/2承台宽度深度范围（≤5m）内地基土极限阻力标准值；s,p──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数；c──承台底土阻力群桩效应系数；按下式取值：s,p,c──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数；qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；u──桩身的周长，u=1.571m；Ap──桩端面积,取Ap=0.19m2；li──第i层土层的厚度.取值如下表；厚度及侧阻力标准值表如下:序号土厚度(m)土侧阻力标准值(kPa)土端阻力标准值(kPa)土名称1113.4531270粉质粘土212.6588400砂质粘性土由于桩的入土深度为16m,所以桩端是在第2层土层。最大压力验算:R=1.57×（3.4×53×1.25+12.6×58×1.3125）/1.65+1.46×8400.00×0.19/1.65+0.46×800.00/1.70=2755.69kN上式计算的R的值大于最大压力1147.35kN,所以满足要求！六、塔吊安装和拆除：详见塔吊安拆专项方案。