塔吊基础方案最终Word下载.docx
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该项目由*****置业投资兴建,总占地面积约158193.39㎡,为高层住宅。
商业街区组成的较大规模的房地产开发项目。
拟建场地西部区域原多为耕地,东部区域分布有水塘。
场地西部区域地表平坦,在东部与沟塘交接区域起伏较大。
第二章编制依据
本方案依据如下施工图纸和有关的施工规范进行编制。
1、*****施工图纸;
2、现场施工总平面布置图;
3、《TC5013塔吊使用说明书》;
4、《地基与基础工程施工质量验收规范》;
5、《混凝土结构工程施工质量验收规范》;
6、《建筑施工高处作业安全技术规范》;
7、《建筑机械使用安全技术规范》;
8、《施工现场临时用电安全技术规范》;
9、《建设工程安全生产管理条例》;
10、《塔式起重机操作使用规程》;
11、《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》
第三章塔吊的选用
根据现场施工要求,考虑到场地实际情况,本工程1#、2#楼施工的垂直运输机械需要两台附着式塔式起重机。
塔吊型号均为TC5013,最大起升高度140M,标准臂长50m,最大起重量6t,总功率39KW。
两台塔吊可以满足施工现场水平运输和垂直运输的需要。
第四章塔吊位置的选择
综合现场平面布置,按尽量减少二次搬运原则与最大化覆盖原则,并参照《TC5013塔吊使用说明书》。
吊钢筋加工区的钢筋满足现在施工需求。
2台塔吊其桩位具体位置布置如下图:
1#楼塔吊桩位图
2#楼塔吊桩位图
1#、2#楼塔吊整体平面位置图
第五章塔吊的基础选择
第一节塔吊基础选择
参照《TC5013塔吊使用说明书》,TC5013塔吊基础拟采用固定支腿钢筋混凝土基础。
该类别基础形式为:
承载地基(预应力管桩)+钢筋混凝土承台+预埋支座,该基础相应的钢筋混凝土承台对地基承载力(预应力管桩)要求(考虑TC5013塔吊各种情况下的最大荷载)分别如下:
(1)地基承载力220Kpa,承台规格5000×
5000×
1500;
(2)地基承载力170Kpa,承台规格5500×
5500×
(3)地基承载力110Kpa,承台规格6000×
6000×
参照芜湖柏庄领地一期工程地质勘察报告,该处土质不能满足上述TC5013塔吊基础要求的最低承载力。
故需要增加适量的桩基以补充相应的最低承载力要求(所选的承台规格为《TC5013塔吊使用说明书》提供的标准承台,故不需另行验算承台抗冲切),塔吊基础选用4根PHC-AB500(100)静压管桩作为持力基础,桩长30m,与工程桩相同。
塔吊说明提供的参数资料:
(TC5013按不利因数计算即可)
工作状态下有:
M=1650KNM,Fh=29KN,Fv=420KN
非工作状态下有:
M=2200KNM,Fh=79KN,Fv=350KN
由于塔吊工作状态与非工作状态的垂直荷载非常接近,但非工作状态弯矩非常大,故按最不利因素非工作状态进行验算。
现选用《TC5013塔吊使用说明书》提供的标准承台,承台规格5000×
1350。
荷载计算:
塔吊使用说明书提供受力数据的设计值,由荷载规范(GBJ9-87)2.2.6条当恒载对结构不利时分享系数取1.2,当恒载力对结构有利时分项系数取0.9,现取h=1350计算,Fg1(承台自重)=5.0×
5.0×
1.35×
25=843.75(KN)
G=1.2Fg1=1012.5KN)(管桩自身摩擦力较大自重不做考虑)
1、塔吊基础的抗倾翻稳定性计算:
根据《塔式起重机设计规范》按下列公式初步进行抗倾翻稳定性计算。
e=(M+
Fh×
H)/(Fv+
Fg)≤L
式中:
e——偏心距,即地面反力的合力至基础中心的距离(M);
h——承台基础高度(M);
b——承台基础底面宽度(M);
M——作用在基础上的顷翻力矩(KNM);
Fh——作用在基础上的水平载荷(KN);
Fv——作用在基础上的垂直载荷(KN);
Fg——混凝土承台基础的重力(KN);
L——桩基中心线与基础中心线之间的距离
e=(2200+79×
1.35)/(350+5×
5×
25)=1.93〈L=2.83
满足抗倾翻要求。
2、单桩承载力的验算:
当塔臂位于基础对角线位置上时,对角线上受压及受拉处于最大,此时基础桩处于最不利受力状态:
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
塔吊自重(包括压重)F1=852.60kN,
塔吊最大起重荷载F2=80.00kN,
作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×
(F1+F2)=1119.12kN
G──桩基承台的自重:
G=1.2×
(25×
Bc×
Hc)
经计算的单桩竖向承载力特征值:
最大压力:
最大拔力:
,不受拔力。
考虑施工便捷,选用静压管桩同工程桩施工,根据工程地质报告给定的摩阻力和端阻力特征值,仅靠摩阻力的桩不能满足相应受力要求,故选择摩阻力和端阻力结合桩。
根据工程地质勘察报告推荐的选用第⑦或⑧层为持力层及给定的摩阻力和端阻力特征值,选择PHC-AB500(100)管桩,桩长为30m,与工程桩相同。
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)第4.1.1条。
桩所受最大轴向压力设计值为
桩顶轴向压力设计值应该满足公式:
其中,
——建筑桩基重要性系数,
=1.0;
混凝土局部受压面积Ac=π*d2/4=196250mm
承台在角桩局部受压时的计算底面积按下列公式计算:
Ab=(bx+2*c)*(by+2*c)
圆桩bx=by=Sqr(Al)=443mm
c=Min{Cx,Cy,bx,by}=Min{250,250,443,443}=250mm
Ab=(443+2*250)*(443+2*250)=889463mm
bx=by=Sqr(Al)=443mm
Ab=(bx+2*c)*(by+2*c)=(443+2*250)*(443+2*250)=889463mm
βl=Sqr(Ab/Ac)=Sqr(889463/196350)=2.128
——预应力管桩轴心抗压强度设计值
——柱截面面积。
故桩顶轴向压力设计值满足要求。
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)第5.2.2-3条。
单桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式:
为方便计算,设计中忽略承台底地基土阻力,结构偏安全,可以忽略。
式中,R──单桩竖向承载力特征值;
Qsk──单桩总极限侧阻力标准值;
Qpk──单桩总极限端阻力标准值;
(详见勘察报告第7页)
,
──分别为桩侧阻群桩效应系数,桩端阻群桩效应系数,按照规范5.2.3条,取1;
──分别为桩侧阻力分项系数,桩端阻抗力分项系数,按规范5.2.2条,都取1.67;
qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值,由岩土测试参数及建议取值表;
qpk──极限端阻力标准值,qpk=5500kN·
m(见勘察报告第7页);
u──桩身的周长,u=3.14×
0.5=1.57m;
Ap──桩端面积;
Ap=3.14×
0.252=0.19625m2
li──第i层土层的厚度
将各数值代入得:
。
故桩极限承载力满足设计要求。
1#楼塔吊桩基础立面图
2#楼塔吊桩基础立面图
注:
上述塔吊基础静压管桩桩结构桩参数相同,桩须锚入承台内100mm,桩顶标高如上图所示。
由于参照《TC5013塔吊使用说明书》进行承台构造设计,故有关塔吊抗冲切验算可省略。
3、承台配筋计算:
1、承台底弯矩:
M(底)=
×
2×
1.35=2279.02(kN·
m)
选32ф20@160(双向)As=32×
314=10048mm2>
As0(底)
故满足承台底弯矩的要求。
基础桩不受拉力,桩承台面不受负弯矩,故按32ф20@160(双向)配筋。
满足承台底的负弯矩的要求。
4、承台混凝土的强度
承台混凝土的强度等级为C35,塔吊传来水平荷载为79KN,承台要有一定的抗侧力,需要进行验算,过程如下:
Fh=79KN(塔吊使用说明提供的资料)
其水平力由四根人工挖孔桩分担,故每根挖孔桩承台的水平力为
79KN/4=19.75KN
根据公式:
V≤1.75ftbh./(λ+1)+fyvAsvh./S+0.07N
其水平剪力全部由预应力管桩承担,容许承载剪力(保守起见,不考虑内配筋的作用)考虑最不利的情况:
[1.75/(3+1)]×
1.71×
1350=25328.52KN>
19.75KN
满足安全要求。
结论:
通过上述计算后,各项指标均满足要求,所以,本基础按如下要求施工:
(1)塔吊基础采用4根PHC-AB500(100)预应力管桩,桩上5000×
1350承台基础,桩长30m。
(2)承台基础混凝土为C35,钢筋采用二级钢,32ф20@160双层双向。
(3)施工项目基础开挖后,定期对塔吊基础进行沉降观测,在进行塔吊安装前应对承台的水平度进行校核。
5、预应力管桩施工要求
1、预应力管桩接桩时要注意上下管桩端板要紧密结合,连接销要安装准确连接牢固,焊接严格分三次焊满,并用4块100×
100mm大小6mm厚的钢板沿桩端外围均布焊接(满焊)在2根桩端衔接处,以保证桩端接头处的连接强度,如下图所示:
2、桩顶与承台承台连接:
①号筋为6Φ20,长度1m,应与端板焊牢,双面焊,焊缝长度>5d,②号筋为4Φ20,长度=35d+1000=1700mm,应与桩端板可靠焊接,保证浇灌填芯混凝土时托板不下沉,如下图所示: