杭师大塔吊基础施工方案

1塔吊基础施工方案一、工程概况杭州师范大学仓前校区一期体育场工程位于仓前高教园区，位于花港路以西，南临科创研发综合体，西接良睦路，北靠西礼路。本工程建设单位为：杭州师范大学，工程代建单位为杭州市城建开发集团有限公司，监理单位为浙江天成管理有限公司，本工程勘察单位为浙江省工程勘察院。工程工期350天。体育场主要有看台和运动场组成，体育场看台规划建筑地上1～3层，拟采用框架结构；运动场设地下室一层，为地下车库，拟采用框架剪力墙结构。设计拟采用桩基础，其中基坑部分主要采用静压桩。塔吊基础类型为预应力静压管桩；为满足平面垂直运输及施工需要，我司在拟建场地投入4台（浙建机）QTZ80塔吊，安装位置为地下车库3台，看台1台。安装具体位置详见塔吊安装平面布置图。二、编制依据本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：1、《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）2、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）3、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）4、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）5、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）6、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）7、《浙江省建设工程标准》DB/T1053-2008等编制8、本工程地质勘测报告9、产品使用说明书210、建设工程安全生产管理条例（国务院令第393号）11、特种设备安全监察条例（国务院第373号令）12、浙江省起重机械安全监督管理规定13、浙江省建筑施工特种工作业人员管理办法等三、地质地貌情况场地地貌属湖沼积平原，地形开阔平坦。地面标高一般3.00~5.50m左右，周边路网密布，交通发达。现场地多为荒地、鱼塘和灌、杂木丛等。场地内原有零星民居已全部折除，地形受人类改造，如早期房屋拆建、鱼塘开挖影响，微地貌有一定起伏。1-2层素填土灰色、灰黄色，松散，稍湿。以粉质粘土为主，表层夹较多植物根系，偶见砾石。该层主要分布于场地南侧。1-3层塘泥黑灰色，流塑，岩性主要为淤泥和泥炭质土，夹杂有大量的有机质、腐植物，略具腥臭味。该层主要分布在鱼塘底部。2层粉质粘土黄灰色，软可塑，厚层状，含少量铁锰质氧化斑，无摇振反应，稍有光泽，干强度和韧性中等，局部夹粉土。该层大部分区域分布，在鱼塘等地段缺失。3层淤泥质粉质粘土灰色，流塑，厚层状，上部含较多有机质斑，自上而下渐少，底部局部为软塑粉质粘土。无摇振反应，有光泽，干强度和韧性高。该层性质差，具高压缩性，全场分布，厚度变化大，最大层厚达12.50m。4-1层粉质粘土绿黄~灰黄色，硬可塑，厚层状，含较多褐黄色铁锰质氧化斑。无摇振反应，稍有光泽，干强度和韧性中等。该层局部缺失。4-2层粉质粘土夹粉土褐黄色，软可塑，薄层状，夹较多粉土薄层，单层厚0.1~0.3cm，粘塑性较差，下部粉土含量较少，局部见贝壳富集，无摇振反应，稍有光泽，干强度和韧性中等。该层土质不均匀，局部缺失。5层粉质粘土3灰色~深灰色，软可塑，厚层状，含少量有机质斑点。局部为淤泥质粉质粘土，无摇振反应，稍有光泽，干强度和韧性中等。该层局部缺失。6-1层粉质粘土黄灰色为主，硬可塑，厚层状，含少量铁锰质氧化斑，局部夹粉土团块或泥质结核，无摇振反应，稍有光泽，干强度和韧性中等。该层全场分布。6-1’层粉质粘土灰色~浅灰色，软可塑，厚层状，含少量有机质斑点和贝壳碎屑，局部夹大量腐植物残骸，土质不均匀，无摇振反应，稍有光泽，干强度和韧性中等。该层局部缺失。6-2层粉质粘土黄灰色~兰灰色，硬可塑，厚层状，含少量铁锰质氧化斑。无摇振反应，稍有光泽，干强度和韧性中等。该层全场分布。7-1层粉质粘土灰色，软可塑，厚层状，局部含较多粉细砂和少量有机质、腐植物。无摇振反应，稍有光泽，干强度和韧性中等。该层仅个别点缺失。7-2层粉砂灰色，稍-中密，饱和，厚层状，含较多粘性土，占10%~20%，分选性一般，局部为中细砂。该层局部缺失。8层圆砾灰色，灰黄色，稍-中密，粒径大小一般为0.2~3.0cm，个别达到8cm，分选性和胶结程度一般，圆砾含量占50%~60%，局部达到80%，其颗粒往下渐变粗，下部夹杂较多卵石，次圆状、亚圆状，岩性成份以凝灰岩和砂岩为主，多呈中风化。粒间夹较多砂土，局部夹较多粘性土，土质不均匀，本层上部2~3m局部以砾砂为主，性质相对下部较差，颗粒自上而下渐变大，该层全场分布。8’层粉质粘土绿灰~黄绿色，软可塑，厚层状，局部为硬塑，刀切面见褐黄色条纹。无摇振反应，稍有光泽，干强度和韧性中等。该层局部以中细砂为主，呈含粘性土细砂状。该层以透镜体形式分布于8层中，局部地段缺失。2、水文地质概况孔隙潜水主要赋存于场区表部填土层和浅部第四系粘性土层内，地下水分4布连续，其富水性和透水性具有各向异性，均一性差，水量小，透水性弱。孔隙潜水受大气降水竖向入渗补给及地表水体下渗补给为主，迳流缓慢，以蒸发方式排泄和向附近河塘侧向迳流排泄为主，与地表水体具一定的水力联系。孔隙承压水主要分布于下部7-2层粉砂和8层圆砾中，其上覆粘性土层构成了其承压水含水层顶板。承压含水层组属于上更新统东苕溪古河道，分布较广泛而连续。根据区域资料显示该层渗透性较好，含水量一般。四、塔机受力状况工作情况Fv(KN)Fh(KN)M1(KN﹒m)M2(KN﹒m)Mk(KN﹒m)非工作44971166800工作509311039875270固定基础载荷示意图说明：1、上面图和表所示为：独立高度（40.5m）塔机固定在混凝土基础上，塔身未采用附着装置，塔机工作情况以及非工作情况受到暴风突袭时，基础受到的荷载值。（风荷载按GB/T13752取值）；2、Fv为基础所受到的垂直荷载，Fh为基础所受到的水平荷载，M1、M2为基础所受到的倾翻力矩，Mk为扭矩。3、所列荷载均为混凝土基础上平面内的荷载，不含基础自重在内。五、塔吊基础的计算书51:根据现场实际情况，本工程1#塔机（安装位置地库东北侧，安装高度40.5米）、2#塔机（安装位置地库东南侧，安装高度40.5米）、3#塔机（安装位置地库西南侧，安装高度40.5米）三台都是安装在地下室基础底板下，4#塔机（安装位置看台东北角，安装高度40.5米）、塔机是安装在独立基础上部，四台塔机型号都是QTZ80。(一)1#塔吊计算书1、1#塔吊的基本参数信息塔吊型号QTZ80塔吊独立起升高度H40.5m塔身宽度B1.6m基础埋深D1.650m自重F1449kN基础承台厚度Hc1.250m最大起重荷载F260kN基础承台宽度Bc5.000m桩钢筋级别HPB235桩直径0.600m桩间距a3.8m桩混凝土等级C60承台混凝土的保护层厚度30mm空心桩的空心直径0.49m承台混凝土等级C35配筋钢筋规格Φ202、塔吊计算状态参数地面粗糙类别：B类城市郊区；风荷载高度变化系数：1.31；主弦杆材料：角钢/方钢；主弦杆宽度c：250mm；非工作状态：所处城市：浙江杭州市，基本风压ω0：0.45kN/m2；额定起重力矩Me：630kN·m；基础所受水平力P：71kN；塔吊倾覆力矩M：1668kN·m；工作状态：所处城市：浙江杭州市，基本风压ω0：0.45kN/m2，额定起重力矩Me：630kN·m；基础所受水平力P：31kN；塔吊倾覆力矩M：1039kN·m；3、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=449.00kN；塔吊最大起重荷载F2=60.00kN；作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=509.00kN；荷载效应组合对塔吊基础产生的弯矩计算：Mkmax＝1668kN·m；64、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算1）.桩顶竖向力的计算依据《建筑桩技术规范》（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。Nik=((Fk+Gk)/4)/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2；其中n──单桩个数，n=4；Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值，Fk=509.00kN；Gk──桩基承台的自重标准值：Gk=25×Bc×Bc×Hc=25×5.00×5.00×1.25=781.25kN；Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值，取1668kN·m；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（3.8/2）0.5=2.69m；Nik──单桩桩顶竖向力标准值；经计算得到单桩桩顶竖向力标准值最大压力：Nkmax=(509.00+781.25)/4+1668×2.69/(2×2.692)=632.60kN。最小压力：Nkmin=(509.00+781.25)/4-1668×2.69/(2×2.692)=12.52kN。无需验算抗拔承载力。桩顶受轴心竖向力的情况下：Nk=(Fk+Gk)/4=322.56KN2）.承台弯矩的计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.2条。Mx=∑NiyiMy=∑Nixi其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；预制桩预制桩7xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=1.10m；Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=1.2×(Nkmax-Gk/4)=524.75kN；经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2×524.75×1.10=1154.44kN·m。5、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。αs=M/(α1fcbh02)ζ=1-(1-2αs)1/2γs=1-ζ/2As=M/(γsh0fy)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=1200.00mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=210.00N/mm2；经过计算得：αs=1154.44×106/(1.00×16.70×5000.00×1200.002)=0.01；ξ=1-(1-2×0.01)0.5=0.01；γs=1-0.01/2=0.995；Asx=Asy=1154.44×106/(0.995×1200.00×210.00)=4605.81mm2。由于最小配筋率为0.2%,所以构造最小配筋面积为:5000.00×1250.00×0.2%=12500.00mm2。根据塔式起重机使用说明书提供的配筋率满足要求。见附图一6、承台截面抗剪切计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.9条，承台斜截面受剪承载力满足下面公式：V≤βhsαftb0h0其中，b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm；λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0，此处，a=0.9m；当λ0.25时，取λ=0.25；当λ3时,取λ=3，得λ=0.75；8βhs──受剪切承载力截面高度影响系数，当h0＜800mm时，取h0=800mm，h0＞2000mm时，取h0=2000mm，其间按内插法取值，βhs=(800/1200)1/4=0.904；α──承台剪切系数，α=1.75/(0.75+1)=1；0.904×1×1.57×5000×1200=8511.931kN≥1.2×632.60=759.12kN；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！7、桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.1条：桩的轴向压力设计值中最大值Nk=632.6kN；单桩竖向承载力特征值公式：Ra=u∑qsikli+qpkApu──桩身的周长qsik──第i层岩土的桩侧阻力特征值li──第i层岩土的厚度qpk-──桩端端阻力特征值Ap──桩底端横截面面积各土层厚度及阻力标准值如下表:取与该塔吊桩位置相近的孔号ZK21序号土厚度(m)土侧阻力特征值(kPa)土端阻力特征值(kPa)抗拔系数土名称39.277.000.000.70淤泥质粘土4-21.025.00700