塔吊四桩基础施工方案概要文档格式.docx
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九、桩竖向极限承载力验算及桩长计算1.6
、工程概况
1、工程名称:
坪山新区体育中心二期招拍挂居住项目施工总承包工程
2、建设地点:
深圳市坪山新区新合路
3、建设单位:
深圳市金地宝城房地产开发有限公司
4、使用功能:
商住综合楼
5、设计标高士0.000相当于绝对标高黄海高程42.45m。
6、1号塔吊定位图和施工平面布置图如下:
㈠、1#塔吊定位图(西区地块)
㈡、施工平面布置图
施工总承包工程平面布置图
、塔机概述及参数基本信息
1号塔机安装在“坪山新区体育中心二期招拍挂居住项目施工总承包工程”
西区5#、6#塔楼地块,主要满足覆盖5号楼33F(塔楼最高:
97.45m)、6号楼33F(塔楼最高:
97.45m)和地下室的施工垂直运输的需要。
塔机独立固定式工作,最大起升工作高度可达220m(附着式),最大工作幅度60m,可在直径120m范围内一次性满足施工要求。
该塔机为QTZ800系列TC6013A-6型自升塔式起重机。
是由中联重科股份有限公司建筑起重机械分公司制造,臂长60m,最大起重量6t,首次安装高度40.4m,其臂长为60m,额定起重力矩为800KN.m。
塔吊自重(包括压重)F1=1144kN(607KN+529KN压重),最大起重荷载
F2=60kN
塔吊倾覆力距M=800kN.m,塔身宽度B=1.8m
混凝土强度:
C45,承台边长Lc=5.5m
桩直径d=0.5m,桩间距a=3.5m,承台厚度Hc=1.4m,桩入土深度为
18.9m
基础以上土厚度D=1.4m(塔吊基础承台面可考虑不附土)
三、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算
塔吊自重(包括压重)F1=1144kN
塔吊最大起重荷载F2=60kN
作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2x(1144+60)=1444.8kN
塔吊的倾覆力矩M=1.4$00=1120kN.m
四、塔吊稳定性验算
塔吊稳定性验算可分为有荷载时和无荷载时两种状态。
1、塔吊有荷载时稳定性验算
塔吊有荷载时,计算简图:
塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算:
G(c-州血占)-39»
_护珂-爾马-]>
1.15
°
7一1122900-加
式中K1塔吊有荷载时稳定安全系数,允许稳定安全系数最小取1.15;
起重机自重力(包括配重,压重),G=1444(kN);
c起重机重心至旋转中心的距离,c=0.5(m);
ho——起重机重心至支承平面距离,ho=6(m);
b——起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.5(m);
Q——最大工作荷载,Q=60(kN);
g——重力加速度(m/s2),取9.81;
v起升速度,v=0.5(m/s);
t——制动时间,t=20(s);
a起重机旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=15(m);
W1——作用在起重机上的风力,Wi=5(kN);
取自深圳地区系数
W2——作用在荷载上的风力,W2=1(kN);
P1——自W作用线至倾覆点的垂直距离,P1=8(m);
P2——自W作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.5(m);
h——吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=28(m);
n起重机的旋转速度,n=1(r/min);
H吊杆端部到重物最低位置时的重心距离,H=46(m);
u起重机的倾斜角(轨道或道路的坡度),la=2(度)。
经过计算得到Ki=5.274
塔吊有荷载时,5.274大于1.15,稳定安全系数满足要求。
2、塔吊无荷载时稳定性验算
塔吊无荷载时,计算简图:
塔吊无荷载时,稳定安全系数可按下式验算
(?
i(h+(?
!
-扯sinc)
住屁—b十妇sin动十牡昌
1.15;
式中K2——塔吊无荷载时稳定安全系数,允许稳定安全系数最小取
Gi——后倾覆点前面塔吊各部分的重力,Gi=1144(kN);
ciG至旋转中心的距离,Ci=0.5(m);
b起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=3(m);
hi——G至支承平面的距离,hi=6(m);
G2——使起重机倾覆部分的重力,G2=800(kN);
c2G2至旋转中心的距离,C2=3.5(m);
h2G至支承平面的距离,h2=30(m);
W3——作用有起重机上的风力,W3=5(kN);
P3——W至倾覆点的距离,P3=15(m);
■'
起重机的倾斜角(轨道或道路的坡度),’•・=2(度)。
经过计算得到k2=2.869
塔吊无荷载时,2.869大于1.15,稳定安全系数满足要求。
五、矩形承台弯矩的计算
计算简图:
/M
自然地面
y
承台
Be
Le
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
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=1.2x(1144+60)=1444.8kN;
G——桩基承台的自重,
G=1.2人25>
5.5>
5.5X1.4+20>
5.5X1.4)
=2286.9kN;
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:
最大压力:
N=(F+G)/4+Mx(a/1.414)/[2>
(a/1.414)2](M为塔吊的倾覆力矩,a为桩间距)
N=(1444.8+2286.9)/4+1120>
(3.5/1.414)/(2>
(3.5/1.414)八2)
=1159.165kN
2、矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1
条)
%=工叫片叫1=工%玛
其中Mx1,My1——计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m);
Ni1——扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN),
Ni仁Ni-G/n。
经过计算得到弯矩设计值:
N=(1444.8+2286.9)/4+1120x(3.5/2)/(4x(3.5/2)八2)=1092.925kN
Mx1=My1=2x(1159.165-2286.9/4)x(3.5/2-1.8/2)=998.648KN.m
六、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。
M
丐=T
S二]_Jl_2碍
式中"
1――系数,当混凝土强度不超过C50时,厂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;
■■-1为1;
fc混凝土抗压强度设计值21.1N/mmA2;
h0承台的计算高度1.35m。
fy钢筋受拉强度设计值,fy=210N/mm2。
经过计算得:
同s=998.648x1000000/1X21.1X5.5x1000X1.35x
1000X1.35X000=0.005
=1-(1-2>
0.005)八(1/2)=0.005
s=1-0.005/2=0.998
Asx二Asy=998.648>
000000/(0.998>
.35>
1000X210)=3529.627mm2。
七、矩形承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)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,V=1159.165kN
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:
即<
陆叭
其中/0——建筑桩基重要性系数,取1.0;
入计算截面的剪跨比,k=ax/ho,入y=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)=0.85m,当X0.3时,取入=0.3;
当入>
3时取入
=3,满足0.3-3.0范围;
在0.3-3.0范围内按插值法取值。
得入
=0.618181818181818
——剪切系数,当0.3W入44时,B=0.12/(入+0.3);
当1.4W入
<
3.0时,B=0.2/(Z+1.5),得p=0.131;
fc混凝土轴心抗压强度设计值,fc=21.1N/mm2;
b0——承台计算截面处的计算宽度,b0=5.5X1000mm;
h0——承台计算截面处的计算高度,h0=1.35X1000mm;
fy——钢筋受拉强度设计值,fy=210.00N/mm2;
S——箍筋的间距,S=200mm。
饥叭
经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!
1159.165kN小于6716.763kN,承台满足抗剪要求!
八、桩承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)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=1159.165kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式:
MS
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=16.70N/mm2
A——桩的截面面积,A=0.196m2。
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。
1159.165kN小于4135.6kN,桩顶轴向压力设计值满足要求。
九、桩竖向极限承载力验算及桩长计算
桩承载力计算依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)的第8.5.5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
桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式:
最大压力:
R=qpaAp+upUqsiaLi
其中R最大极限承载力,最大压力时取Nmax=1159.165kN;
qsia――桩侧第i层土的极限侧阻力标准值,取值如下表;
qpa——桩侧第i层土的极限端阻力标准值,取值如下表;
up――桩身的周长,u=1.57m;
Ap——桩端面积取Ap=0.196m2;
li――第层土层的厚度,取值如下表;
第i层土层厚度及侧阻力标准值表如下
序号
第i层土厚度(m)
第i层土侧阻力标
准值(kPa)
第i层土端阻力标准值(kPa)
1
3.3
35
2000
2
0.8
45
2600
3
16
由于桩的入土深度为18.9m,所以桩端是在第3层土层
最大压力验算:
0.196X2000+1.57X711.5=1509.555kN