天华苑塔吊基础方案书

天华苑塔吊基础方案书一、工程概况天华苑二期工程，位于嘉兴市中环东路西侧、泾水路南侧；结构形式属于框剪结构;地上18层;地下1层，地下室底板顶标高-4.15米，地下室层高3.5米；建筑高度：54.00m；标准层层高：2.90m；总建筑面积：23000.00平方米；总工期：480天；施工单位：浙江正益建设发展有限公司。本工程由嘉兴市中油燕嘉房地产有限公司投资建设，浙江省中房建筑设计研究院设计，嘉善县恒基工程勘察有限公司地质勘察，浙江嘉宇工程管理有限公司监理，浙江正益建设发展有限公司组织施工；由楼旭耀担任项目经理，王建明担任技术负责人。二、塔吊选用根据天华苑二期的工程特点，在该工程的垂直运输机械选用上，我项目部优先考虑采用由浙江建机设计生产的QTZ63(ZJ5510)型自升附着式建筑塔式起重机。TZ63(ZJ5510)起重机为水平臂架，臂长55米，小车变幅，最大起重量为6T，上回转自升式多用途塔式起重机。本工程高度50米，地下室至±0.00高度为4.15米，塔吊总安装高度按69米计算，塔吊自重为391KN。结合工程平面布置，考虑经济够用原则，本工程选用QTZ63(ZJ5510)型自升附着式建筑塔式起重机一台，布置于11#楼东侧地下室M轴和N轴之间，距11#楼约4.50米。塔吊工作半径：10#楼三分之二，11#楼全部，12#楼全部。(具体见塔吊工作半径范围图)三、塔吊的基本参数信息塔吊型号:QTZ63，塔吊起升高度H=69.000m，塔吊倾覆力矩M=630kN.m，混凝土强度等级:C35，塔身宽度B=1.6m，基础以上土的厚度D=1.250m，自重F1=391kN，基础承台厚度Hc=1.250m，最大起重荷载F2=60kN，基础承台宽度Bc=5.000m，桩钢筋级别:II级钢，PHC管桩直径=0.500m，桩间距a=3.5m，承台箍筋间距S=200.000mm，承台砼的保护层厚度=50mm，管桩的空心直径:0.30m。四、塔吊位置构造布置1、根据塔吊的安装要求，结合地质勘探报告及施工现场实际施工需要，拟将QTZ63(ZJ5510)型塔吊的固定承台基础布置于11#楼B轴东侧地下车库内、M轴与N轴之间，塔吊中心距11#楼约4.50米。塔吊钢筋承台基础底面埋深-7.05米(相对本工程±0.00标高)。(具体位置见塔吊平面位置图)2、根据塔吊使用手册的要求，QTZ63(ZJ5510)型塔吊的固定式承台基础为钢筋混凝土基础，基础尺寸为5000×5000×1250(基础长度×宽度×高度)，混凝土标号≥C35，基础的承拉力≥0.2Mpa，基础总重量≥75T，混凝土基础地面的承压能力≥0.2Mpa，且要求基础表面平整，确保塔身安装后的垂直度。3、根据地质勘察报告的结果，拟定布置塔式起重机部位的土层为粘土层，该土层分布厚度为2.5米左右，综合特征值仅有65Kpa。其土层的综合特征值不符合塔吊基础承压能力≥0.2Mpa(200Kpa)的要求。4、根据地质勘探的结果，该地基土层的综合特征值比较弱，且基础下存在较厚软弱土层中，无较硬的土层作为持力层。故根据地质勘探结果及从技术与经济的角度，选用PHC500(100)预应力管桩，桩端进入6-2层土5.50米，为摩擦型端承桩，即桩在极限荷载的作用下，桩顶的荷载由桩侧的阻力承受。针对工程塔基所处位置的土质对应的土孔Z5、Z7的有关数据整理如下:代表土层土层厚度（M）土层综合特征值(Kpa)土侧阻力标准值(Kpa)土端阻力标准值(Kpa)粉质粘土2.556650粉质粘土2.8340⑥-1粉质粘土4.4280⑥-2粘土5.8721200塔吊基础选用PHC500(100)管桩。有效桩长15.0m，桩身混凝土强度C60，桩顶标高-4.85M（相对标高），n=4。5、考虑塔吊基础本身的沉降因素，为避免因塔吊基础沉降对永久工程造成的损害，设计塔吊承台与工程基础底板分离，即塔吊承台顶面位于永久工程基础底板下，具体做法见下图，待塔吊拆除后用外掺12%UEA膨胀混凝土浇捣密实。6、塔吊穿越地下车库顶板做法：顶板绑扎钢筋时，附加钢筋配筋与原顶板内钢筋相同，隔一加一，同一搭接位置内钢筋接头率≤50%，焊接，单面焊≥10D；混凝土C40，内掺12%UEA，S6；另以塔吊穿越顶板施工洞四周梁为界，板四周混凝土搭接处附加卷材一道，再满铺防水卷材。具体做法如下图：五、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=391.00kN，塔吊最大起重荷载F2=60.00kN，作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×(F1+F2)=541.20kN，塔吊的倾覆力矩M=1.4×630.00=882.00kN。六、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算图中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《建筑桩技术规范》JGJ94-94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=541.20kN；G──桩基承台的自重G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc/4+20×Bc×Bc×D/4)=1.2×(25×5.00×5.00×1.25+20×5.00×5.00×1.25)=1687.50kN；Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取882.00kN.m；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=1.75m；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，最大压力：N=(541.20+1687.50)/4+882.00×1.45/(4×1.452)=709.24kN。2.矩形承台弯矩的计算依据《建筑桩技术规范》JGJ94-2008的第5.6.1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=0.65m；Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-G/n=287.37kN/m2；经过计算得到弯矩设计值：Mx1=My1=2×287.37×0.65=373.58kN.m。七、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=1200.00mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；经过计算得：αs=373.58×106/(1.00×16.70×5000.00×1200.002)=0.003；ξ=1-(1-2×0.003)0.5=0.003；γs=1-0.003/2=0.998；Asx=Asy=373.58×106/(0.998×1200.00×300.00)=1039.34mm2。八、矩形承台斜截面抗剪切计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.6.8条和第5.6.11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=709.24kN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=1200mm；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)=650.00mm，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=0.54；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=0.14；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，1.00×709.24=7.09×105N≤0.14×300.00×5000×1200=1.43×107N；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！九、桩承载力验算桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(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=709.24kN；桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；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=2.83×105mm2。则，1.00×709243.97=7.09×105N≤14.30×2.83×105=4.04×106N；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！构造配筋按塔吊说明书要求塔吊基础做法。十、桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.2-3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=709.24kN；单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：其中R──单桩的竖向承载力设计值；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，取qck=220.000kPa；Ac---承台底地基土净面积；取Ac=5.000×5.000-4×0.283=23.869m2；n---桩数量；取n=4；ηc──承台底土阻力群桩效应系数；按下式取值：ηs,ηp,ηc──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻力群桩效应系数；γs,γp,γc──分别为桩侧阻抗力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数；qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；qpk──极限端阻力标准值；u──桩身的周长，u=1.885m；Ap──桩端面积,取Ap=0.283m2；li──第i层土层的厚度；各土层厚度及阻力标准值如下表: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112.8012.000.00③淤泥粉质粘土21.2040.000.00⑥-1粉质粘土38.1056.00800.00⑥-2粘土由于桩的入土深度为15.00m,所以桩端是在进入第⑥-2层土层2米。单桩竖向承载力验算:R=1.88×(12.80×12.00×1.06+1.20×40.00×1.06+2.00×56.00×0.95)/1.67+1.24×800.00×0.283/1.67+0.56×(220.000×23.869/4)/1.650=9.72×102kNN=709.244kN；上式计算的R的值大于最大压力709.24kN,所以满足要求!十一、塔吊安装步骤1、按塔吊基础承台位置布置图施打4根PHC500(100)-A-15预应力混凝土管桩，桩项标高-4.85米，桩心间距3.50米；2、待管桩达到固结养护时间后，开挖塔吊基础承台，基底开挖面积为7.0×7.0，采用1：1.5放坡开挖；3、按塔吊基础承台位置浇筑5.2×5.2的C15混凝土垫层，在垫层上用墨线弹出承台位置和塔吊地下节位置；4、制作钢筋笼，5208L@200，钢筋笼长3.50米，伸入桩芯2.80米，桩芯C35混凝土灌芯，0.70米钢筋弯成600锚入塔吊承台；5、绑扎塔吊承台底板钢筋，2620双向，底板保护层50mm；6、按垫层预先标出的地下节位置摆放塔吊原厂制作的地下节，与底板钢筋焊接固定，并保持地下节平面成水平，地下节出承台高度以700-1000为宜(定制地下节高度2000MM，1.40米处焊50MM宽止水钢板，厚5mm)。7、绑扎承台上部