桩基础塔吊基础施工方案新版Word格式.docx
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11#栋为地下2层,地上32层,建筑面积为21026.37㎡,建筑高度为96.95m;
12#栋为地下2层,地上33层,建筑面积为12853.12㎡,建筑高度为99.90m;
13#栋为地下1层,地上33层,建筑面积为25702.73㎡,建筑高度为99.90m。
根据现场实际情况,本地下室高层区考虑采用三台QTZ5013型和三台TC5610Z型塔式起重机。
附着于各栋号主楼,六台塔吊分布覆盖情况详见塔吊布置图。
场地主要为中软土、局部为中硬土,场地无可液化底层,地势平坦,场内土层分布基本为粉质粘土层、强风化岩层、中风化岩层。
工程地质详见中国有色金属工业长沙勘察设计研究院2011年2月提供的《株洲佳兆业置业有限公司栗雨项目二期工程岩土详细勘察报告》。
据现场勘察:
1、2、3号塔吊基础坐落于风化岩上,4、5、6号塔吊基底为回填土。
1、最大限度的满足垂直运输的要求和服务半径,满足现场施工需求。
2、两台塔吊之间的距离最大限度的满足安全规范的要求;
3、塔吊附着满足塔吊性能要求
4、满足塔吊安装和拆卸的工作面要求,保证塔吊安装拆卸的可行性。
考虑本工程实际垂直运输工程量及施工总平面布置,拟布置6台塔吊。
塔吊布设的位置及型号如下表所示:
塔吊名称
附着部位
塔吊型号
臂长(m)
1#塔吊
1#栋
QTZ5013
50
2#塔吊
2#栋
3#塔吊
3#栋
4#塔吊
4#栋
5#塔吊
5#栋
6#塔吊
6#栋
7#塔吊
4#裙楼
根据地下室结构平面布置图、主楼结构平面布置图和建筑布置图,塔吊基础具体位置详见塔吊基础平面布置图。
31#楼塔吊采用人工挖孔桩承台基础,桩径为1500mm,承台尺寸为5000mm×
5000㎜×
1500㎜。
塔吊基础土方开挖后须经监理、勘察单位验收,进行地基承载力试验,满足设计要求200Kpa后方可进行封底。
塔吊基础混凝土浇筑前,应先预埋好塔吊地脚螺栓,做好基础隐蔽工程资料,并组织监理单位(或建设单位)验收,报送混凝土浇灌令后方可进行混凝土浇筑施工。
九、结构验算
QTZ5013型塔吊参数:
塔吊自重70t,最大起重:
6t,最小起重1.3t,起升高度140m,塔身宽度1.6m,臂长50m,塔吊基础尺寸:
5m*5m*1.5m,混凝土等级为C35。
塔吊倾覆力矩M=1406.3KN.m,塔吊水平荷载Fh=53.9KN。
1、塔吊基础承载力计算:
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。
计算简图:
当不考虑附着时的基础设计值计算公式:
当考虑附着时的基础设计值计算公式:
当考虑偏心距较大时的基础设计值计算公式:
式中F──塔吊作用于基础的竖向力,它包括塔吊自重和最大起重荷载,F=1.2×
(700+60)=912kN;
G──基础自重与基础上面的土的自重
G2、3=1.2×
(25.0×
Lc×
Hc)=906.25kN;
Lc──基础底面的宽度5m,Hc──基础高度,取Hc=1.5m;
W──基础底面的抵抗矩,W=Lc×
Lc/6=20.83m3;
M──倾覆力矩,包括风荷载产生的力距和最大起重力距,M=1.4×
1406.3=1968.82kN.m;
a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m),按下式计算:
2、3号塔吊:
a=5/2-1968.82/(912+906.25)=1.42m。
1、4、5、6号塔吊:
a=6/2-1968.82/(912+1458)=2.17m。
经过计算得到:
无附着的最大压力设计值
2、3号塔吊Pmax=(912+906.25)/52+1968.82/20.83=167.25kPa
1、4、5、6号塔吊Pmax=(912+1458)/62+1968.82/36=120.5Pa
无附着的最小压力设计值
2、3号塔吊Pmin=(912+906.25)/52-1968.82/20.83=-21.79kPa
1、4、5、6号塔吊Pmin=(912+1458)/62-1968.82/36=11.14kPa
有附着的压力设计值
2、3号塔吊P=(912+906.25)/52=45.46kPa
1、4、5、6号塔吊P=(912+1458)/62=65.83kPa
偏心距较大时压力设计值
2、3号塔吊Pkmax=2×
(912+906.25)/(3×
5×
1.42)=170.73kPa
1、4、5、6号塔吊Pkmax=2×
(912+1458.0)/(3×
6×
2.17)=121.35kPa
2地基承载力验算:
地基基础承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.2.3条。
计算公式如下:
其中
──修正后的地基承载力特征值(kN/m2);
──地基承载力特征值,取240.00kN/m2;
──基础宽度地基承载力修正系数,取0.00;
──基础埋深地基承载力修正系数,取0.00;
──基础底面以下土的重度,取20.00kN/m3;
──基础底面以上土的重度,取20.00kN/m3;
L──基础底面宽度,1、2、3号塔吊取5.0m,4、5、6号塔吊取6.0m;
d──基础埋深度,取0.00m。
解得地基承载力设计值
=240.00kPa
实际计算取的地基承载力设计值为:
地基承载力特征值
大于最大压力设计值2、3号塔吊Pmax=167.25kPa,1、4、5、6号塔吊Pmax=120.5kPa满足要求!
地基承载力特征值1.2×
大于偏心距较大时的压力设计值
2、3号塔吊Pkmax=1.2×
167.25=200.7kpa>170.73kpa
1、4、5、6号塔吊Pkmax=1.2×
120.5=144.6kpa>121.35kpa,满足要求!
3受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
验算公式如下:
式中
──受冲切承载力截面高度影响系数,取
=0.93;
──混凝土轴心抗拉强度设计值,取
=1.57kPa;
──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:
=[1.6+(1.6+2×
1.40)]/2=3m;
h0──承台的有效高度,取h0=1.35m;
Pj──最大压力设计值,取2、3号塔吊Pj=167.25kPa,1、1、4、5、6号塔吊Pj=120.5kPa;
──实际冲切承载力:
2、3号塔吊Fl=167.25×
(5+4.2)×
0.4/2=307.74kN。
1、4、5、6号塔吊Fl=120.5×
(6+4.2)×
0.4/2=245.82kN
允许冲切力:
0.7×
0.93×
1.57×
3000×
1350=4139383.5N=4139.38kN
实际冲切力不大于允许冲切力设计值,所以能满足要求!
41号塔吊(QTZ5013)基础抗倾覆验算
根据《QTZ5013塔式起重机使用说明书》中相关荷载可知:
PV=402.8KN
M=1406.3KN·
m
L=5.0m,h=1.35m
G=5.0×
5.0×
1.35×
25=843.75KN
PH=53.9KN
在非工作情况下,要求偏心距满足下列要求:
e=(M+PH×
h)/(PV+G)=(1406.3+53.9×
1.35)/(402.8+843.75)=1.19<5/3=1.67
满足要求,所以所选基础合理。
52、3号塔吊(TC5610Z)基础抗倾覆验算
根据《TC5610Z塔式起重机使用说明书》中相关荷载可知:
64、5号塔吊(QTZ5013)基础结构验算
①、4、5号塔吊(QTZ5013)采用人工挖孔桩基础,桩长(H)=底板上长(h)+锚固长度(1/3h),H=8m。
依据人工挖孔桩设计规范,当桩长L≤8m时,桩身直径(不含护壁,下同)不应小于0.8m,根据施工需要,设置独立桩基,塔吊基础人工挖孔桩桩径选用1.60m。
承台尺寸为6000mm×
6000㎜×
1350㎜。
②、扩大头尺寸:
在入岩后扩大。
b=350,d=1300,D=2000,h=1200,h1=350;
其中:
b/h=350/1200=7/24<
1/2
加宽部分的直接段高(h1)为350,在规范的300~500mm范围之内,且(h+h1)=1200+350﹥1000mm。
均满足规范要求。
③、单桩竖向承载设计值
R=fr(C1AP+C2UPh)
fr取1500Kpa,AP=3.14*1.6*1.6/4=2.0096m2,C1=0.6,C2=0,M=1406.3KN,PV=402.8KN,PH=53.9KN,MN=0。
考虑安全使用,承台下土方为回填夯实土,因此不考虑承台基础承重;
承台自重:
G=6.0*6.0*1.35*25=1215KN
R=1500*0.6*2.0096=1808.64Kn>PV+G=402.8+1215=1617.8Kn,满足要求。
④、桩身配筋验算:
钢筋混凝土桩抗弯:
M抗=fyAs(h0-X/2)X=fy*As/fcm.b<
εbh0
按三级钢筋考虑,εb取0.544,fy=360N/mm2,fcm=13.5N/mm2;
X=fy*As/fcm.b=360*24*3.14*20*20/13.5*1600*4=125.6<
εbh0=0.544*1480=805.12mm
M抗=fyAs(h0-X/2)=360*24*3.14*20*20*(1480-125.6/2)/4=3845Kn.m
塔吊5013产生弯矩M吊=1406.3Kn.m,
取土比重系数为20Kn/m3
M土=20*8*1.6/2=128Kn.m,
M吊+M土=1406.3+128=1534.3Kn.m<
M抗=3845Kn.m
⑤、桩护壁:
拟将采用钢筋混凝土护壁,护壁混凝土强度等级为C20(配筋如下图)。
⑥、桩身配筋:
(1)、纵向钢筋将采用一半(12C20)伸到桩底,另一半(12C20)伸1/2桩长,扩底部分不另行配筋。
(2)、纵向受力钢筋进入承台锚固长度为:
按03G101-1施工。
⑦、承台尺寸
塔吊QTZ5013承台尺寸为6000(长)*6000(宽)*1350(高),混凝土强度等级为C35。
⑧、塔吊基础抗倾覆验算
根据《QTZ5013塔式起重机使用说明书》固定式附着基础荷载可知:
塔吊5013基础抗倾覆验算:
PV=402.8KNM=1406.3KN.m
L=6.0mh=1.35m
PH=53.9KN
在非工作情况下要求偏心距满足下列条件:
e=M+H*h/(V+G)=1406.3+53.9*1.35/(402.8+1215)=1479.07/1617.8=0.91<5/3=1.67满足要求。
所以方案塔吊5013中所选承台尺寸满足要求。
76号塔吊基础结构验算
①、6号塔吊(TC5610Z)采用人工挖孔桩基础,桩长(H)=底板上长(h)+锚固长度(1/3h),H=8m。
依据人工挖孔桩设计规范,当桩长L≤8m时,桩身直径(不含护壁,下同)不应小于0.8m,根据施工需要,设置独立桩基,塔吊基础人工挖孔桩桩径选用1.60m,承台尺寸为6000mm×
fr取1500Kpa,AP=3.14*1.6*1.6/4=2.0096m2,C1=0.6,C2=0,M=1406.3KN,PV=402.8,PH=53.9KN,MN=0。
G=6*6*1.35*25=1215KN
R=1500*0.6*2.0096=1808.64Kn>PV+G=402.8+1215=1617.8Kn,满足要求。
塔吊5610产生弯矩M吊=1406.3Kn.m,
(1)、纵向钢筋将采用一半(12φ20)伸到桩底,另一半(12φ20)伸1/2桩长,扩底部分不另行配筋。
塔吊TC5610Z承台尺寸为6000(长)*6000(宽)*1350(高),混凝土强度等级为C35。
根据《TC5610Z塔式起重机使用说明书》固定式附着基础荷载可知:
塔吊TC5610Z基础抗倾覆验算:
L=6.0m,h=1.35m
G=6.0×
6.0×
25=1215KN
PH=53.9KN
所以方案塔吊TC5610Z中所选承台尺寸满足要求。
8承台配筋计算
1.抗弯计算,计算公式如下:
式中a1──截面I-I至基底边缘的距离,取a1=1.60m;
P──截面I-I处的基底反力:
2、3号塔吊P=200.7×
(3×
1.70-1.60)/(3×
1.70)=137.74kPa
1、4、5、6号塔吊P=144.6×
1.70)=99.24kPa;
a──截面I-I在基底的投影长度,取a=1.70m。
经过计算得
2、3号塔吊MI=1.62×
[(2×
5+1.70)×
(200.7+137.74-2×
906.25/52)+(200.7-137.74)×
5]/12=730.94kN.m。
1、4、5、6号塔吊MI=1.62×
6+1.70)×
(144.6+99.24-2×
1458/62)+(144.6-99.24)×
6]/12=533.99kN.m。
2.配筋面积计算,公式如下:
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第7.2条。
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;
h0──承台的计算高度。
①2、3号塔吊
s=730.94×
106/(1.00×
16.70×
103×
13502)=0.005;
=1-(1-2×
0.005)0.5=0.005;
s=1-0.005/2=0.998;
As=730.94×
106/(0.998×
1350×
300.00)=1808.4mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
23308.2mm2。
按照最小配筋率ρ=0.15%计算配筋;
As2=ρbh0=0.0015×
5000×
1350=10125mm2;
比较As1和As2,按As2=23308.2mm2配筋,
2、3号塔吊基础按构造配筋为双层双向108C20,取108C20;
基础配筋As=108*102×
3.14=33912mm2>
As2=23308.2mm2,满足要求。
②1、4、5、6号塔吊
s=533.99×
13502)=0.003;
0.003)0.5=0.003;
s=1-0.003/2=0.999;
As=533.99×
106/(0.999×
300.00)=1319.8mm2。
故取As=10548mm2。
6000×
1350=12150mm2;
1、4、5、6号塔吊基础按构造配筋为双层双向132C20,取132C20;
基础配筋As=132*102×
3.14=41448mm2>
十、质量保证措施
为认真贯彻“百年大计,质量第一”的方针,力争本工程质量达标创优,根据甲方合同要求,行业规范要求及公司ISO9002质量体系要求,特制定以下质量保证措施:
1、建立质量保证体系
在项目经理的统一安排下,质量措施要求层层落实并认真贯彻到每个岗位上。
2、保证原材料质量
①所用原材料要严格按规范要求分批检验、检测,合格后方可使用。
②原材料必须有合格证(质量保证书)。
3、保证施工质量
①凡施工中现有原材料,材料部门均应按规定提供材料合格证证明,并必须经过复检后使用。
②每道工序施工前要进行技术交底,项目技术负责人要对施工队人员技术交底,各级交底以口头进行,并有文字记录,交底和接受都必须有签字手续。
③浇灌必须在上道工序检查合格并经监理签字后,施工人员根据项目质检、业主代表、监理人员签字认可后开始浇灌。
④在施工过程中实施施工挂牌制,牌上注明管理者,操作者,施工日期和简洁明了的质量要求。
⑤各工序班组要像重视工序的操作一样重视成品的保护,项目管理人员应合理安排工序,尽力减少工序的交叉作业,上下工序之间做好交接工作记录,如下道工序可能对上道工序的成品造成影响时,应征得上道工序的操作人员及管理人员的同意,并采取可靠措施避免破坏和污染,否则造成的损失由下道工序操作人员与管理人员负责。
4、保证施工记录质量
①严格按照规范及公司质量体系要求进行施工记录。
②认真完成各项施工记录,保证其真实性、规范性和可溯性。
5、应注意的质量问题
①垂直偏差过大:
为防止偏差过大,每挖完一节,必须根据桩孔口上的轴线吊直、修边、使孔壁圆弧保持上下顺直。
②孔壁坍塌:
若桩位土质不好,或地下水渗出容易发生孔壁坍塌。
因此开挖前应掌握现场土质情况,错开桩位开挖,缩短每节高度,随时观察土体松动情况,必要时可在坍孔处用砌砖,钢板桩、木板桩封堵;
操作进程要紧凑,不留间隔空隙,避免坍孔。
③孔底残留虚土:
成孔、修边以后有较多虚土、碎砖,若不清除会影响桩基砼的质量。
因此在放钢筋笼前后均应认真检查孔底,清除虚土杂物。
必要时用水泥砂浆或混凝土封底。
④孔底出现积水:
当地下水渗出较快或雨水流入,抽排水不及时,就会出现积水。
开挖过程中孔底要挖集水坑,及时下泵抽水。
如有少量积水,浇筑混凝土时可在首盘采用半干硬性的,大量积水一时又排除困难的情况下,则应用导管水下浇筑混凝土的方法,确保施工质量。
⑤桩身混凝土质量差:
为防止空洞、夹土等现象的出现。
在浇筑混凝土前一定要做好操作技术交底,坚持分层浇筑、分层振捣、连续作业。
⑥钢筋笼扭曲变形:
为防止钢筋笼加工制作时点焊不牢,运输、吊放时产生变形、扭曲,钢筋笼应在专用平台上加工,主筋与箍筋点焊牢固;
运输过程支撑加固措施要可靠,吊运要竖直,使其平稳地放入桩孔中,保持骨架完好。
十一、安全技术措施
1、挖孔时,挖孔工人配有安全帽、安全绳、必要时就搭设掩体。
2、对于取出土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等机具,要求经常检查。
3、在井口周围用木料、型钢或混凝土制成框架或围圈予以围护,进口围护高于地面20cm~30cm,以防止土、石、杂物滚入孔内伤人。
为防止井口坍塌,在孔口用混凝土护壁,高约2.0m。
4、挖孔时还应经常检查孔内的二氧化碳含量,如超过0.3%,或孔深超过10m时,采用机械通风。
5、挖孔工作暂停时,将孔口罩盖。
在井孔安设牢固可靠的安全梯,以便于施工人员上下。
6、浇灌砼时,孔口料斗应牢固固定于孔口,不得有晃动、摇摆等现象。
放料人员必须准确对准孔口料斗放料,防止砼溅落桩孔内伤人。
7、在灌注桩身砼时,相邻10m范围内挖孔作业应停止,并不得在孔底留人。
8、孔内作业的振捣手应着装简便,穿防滑鞋,戴安全帽,绑扎安全带并挂设于井口牢固处,随作业面