G块塔吊基础方案Word下载.docx
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61416.35m2
建筑类别
一类高层、一类地库
建筑高度
87.6米
耐火等级
地下一级,地上一级,商业为地上二级
质量标准
确保南京市优质结构,13#住宅争创“金陵杯”
标化目标
确保江苏省省文明工地、争取江苏省绿色工地
本工程暂设4台塔吊,除12#楼塔吊采用QTZ80外,其余3台塔吊均采用QTZ40-1.具体分布如下:
11#楼塔吊基础顶标高设置为-5.4米,12#楼与13#楼公用一台塔吊QTZ80,塔吊基础顶标高设置为-4.7米,(黄海标高9.65为正负零)。
20#楼南侧、21#楼东侧塔吊供地库使用,20#楼塔吊基础顶标高设置为-6.35米,21#楼塔吊基础顶标高设置为-4.9米,(黄海标高11.45米为正负零),附墙按照塔吊说明书设置。
由于本项目内的四台塔吊是交叉布置,塔吊塔身之间的距离均小于塔吊臂架的合计长度,故需高低错位搭设。
根据工程需要,11#楼处的塔吊最高搭设高程为106.25m(高度为102米);
12楼塔吊最高搭设高程为108.95m(高度为104米)。
20楼塔吊最高搭设高程为36.6m(高度为30米),21楼塔吊最高搭设高程为34m(高度为38.75米)。
各楼栋塔吊初始安装高度应错开两个标准节(不高于31.5米,12#楼塔吊初始安装高度不高于40.5米)。
2.2地质情况
1、根据大华锦绣华城G地块工程岩土工程详细勘察报告本工程具体土层分布如下:
①-1杂填土:
杂色,松散,主要成分为混凝土、砖瓦碎块等建筑垃圾夹少量粘性土,堆积杂乱,均匀性差。
填龄小于5年。
层厚1.0-6.3m。
①-2素填土:
灰黄色,灰褐色,主要成分为软塑或可塑状粘性土,含少量植物根茎及砖瓦碎块。
局部为耕土。
较松散。
填龄大于5年。
层厚0.7-5.5m。
②-1粉质粘土:
灰黄色,软塑、局部可塑,局部夹粉土,韧性中等,干强度中等,中偏高压缩性,土质不均。
局部分布。
层顶埋深1.2-5.6m,层厚0.6-3.3m。
②-2淤泥质粉质粘土:
灰色,流塑,局部为粉质粘土,夹粉砂、粉土,有淤臭味,含有机质,土质不均。
刀切面稍光滑,韧性及干强度中等,高压缩性。
层顶埋深0.9-7.5m,层厚1.0-8.5m。
②-2A粉砂夹粉土:
灰色,饱和,稍密,局部夹粉质粘土。
中压缩性,土质不均。
呈透镜体分布于②-2层中;
层顶埋深5.4-15.6m,层厚1.0-8.5m。
②-3粉砂夹粉土:
灰色,饱和,稍密,含少量云母片,局部夹粉质粘土及淤泥质粉质粘土。
中等压缩性。
层顶埋深4.0-24.3m,层厚1.6-10.7m。
②-4淤泥质粉质粘土与粉砂互层:
灰色,流塑,韧性及干强度低,局部为粉质粘土或粘土,高压缩性。
粉砂为灰色,饱和,稍密-中密,局部夹细砂。
土质不均。
层顶埋深9.0-26.8m,层厚0.7-15.6m。
②-5粉砂:
灰色,饱和,中密,局部为细砂,含少量云母片及腐植物,中偏低压缩性。
层顶埋深16.7-29.3m,层厚1.2-11.5m。
③-1粉细砂:
青灰色,饱和,中密,含少量云母片及腐植物,偶夹薄层粉质粘土,中偏低压缩性。
层顶埋深22.0-35.2m,层厚3.0-15.1m。
③-2粉细砂:
青灰色,饱和,密实,局部夹中砂或砾砂,含少量云母片,中压缩性。
层顶埋深33.2-47.5m,层厚7.6-21.7m。
③-2A粉质粘土:
灰色,流塑,局部软塑,局部为淤泥质粉质粘土,夹粉砂、粉土。
中偏高压缩性,土质不均,呈透镜体分布于③-2层中。
层顶埋深36.3-50.0m,层厚0.7-10.2m。
2、本工程桩端端阻力特征值、桩周侧阻力特征值
层号
预制桩
钻孔灌注桩
qsia
qpa
抗拔系数
(kPa)
②-1
24
23
0.75
②-2
13
12
②-2A
18
16
0.6
②-3
21
20
②-4
0.7
②-5
30
2000(16<h≤30m)
28
③-1
32
2100(16<h≤30m)
31
450(h>15m)
③-2
38
2300(16<h≤30m)
37
600(h>15m)
2500(h>30m)
③-2a
注:
表中侧阻力、端阻力为用于预制桩的推荐值。
2.3桩基
1)根据11-13#楼结构桩基础平面布置图说明得知:
本工程裙房桩基选用预应力混凝土管桩PHC-400(95)AB-C80。
工程桩端以2-5层粉砂作为桩端持力层,桩进入该层长度≥1m,有效桩长约为29m。
经估算,单桩承载力特征值为1050kN,考虑液化折减后布桩取用特征值为900kN。
三、塔吊定位与选型
3.1塔吊定位
塔吊安装位置以服务最高楼层部位及方便安拆为原则,根据建筑物平面形状、尺寸及高度,确定选用塔机4台,11#楼塔机位于南侧飘窗处,12#塔机东侧剪力墙处,座落在地下车库中,20#楼塔机位于南侧飘窗处,21#楼塔机位于东侧剪力墙处。
具体位置详见《塔吊平面布置图》所示。
3.2塔吊选型
根据实际安装高度需要,本工程11#、20#、21#楼塔吊选用起重能力为400KN·
M的独立式QTZ40塔机,独立起升高度为31.5m,塔身截面为1.4m×
1.4m,主弦杆由L160×
16和L80×
8角钢焊接而成。
大臂吊运半径为47m。
12#楼塔吊选用起重能力为600KN·
M的独立式QTZ80塔机,独立起升高度为40.5m,塔身截面为1.6m×
1.6m。
大臂吊运半径为58m。
四、塔吊基础设计
4.1塔机说明书中对基础设计要求
QTZ40塔吊说明书对塔吊的地基及基础要求为:
地基无扰动,地基承载力不低于12.5t/㎡。
QTZ80塔吊说明书对塔吊的地基及基础要求为:
地基无扰动,地基承载力不低于20t/㎡。
4.2基础设计根据塔吊说明书要求设置。
4.2.1基础埋深
11#楼塔吊基础顶标高设置为-5.4米(塔机基础底标高同11#楼垫层面标高),12#楼塔吊基础顶标高设置为-4.75米(塔机基础顶标高与地下室底板上标高相同),13#楼塔吊基础顶标高设置为-4.85米(塔机基础底标高同13#楼垫层面标高)。
(黄海标高9.65为正负零)本工程暂设4台塔吊,除12#楼塔吊采用QTZ80外,其余3台塔吊均采用QTZ40-1.具体分布如下:
20#楼南侧、21#楼东侧塔吊供地库使用,20#楼塔吊基础顶标高设置为-6.35米,21#楼塔吊基础顶标高设置为-4.95米,(黄海标高11.45米为正负零),附墙按照塔吊说明书设置。
4.2.2桩基的选用
1)基础位于的①-1土层上(3.65米),其承载力达不到说明书对地基承载力fa=125Kpa的要求。
2)综上所述,对此塔吊基础采用4根PHC400管桩,有效桩长29m,距梁边缘的距离为500mm,11#楼塔吊基础桩顶标高设置为-6.65米,12#楼塔吊基础桩顶标高设置为-6.0米,13#楼塔吊基础桩顶标高设置为-6.05米(黄海标高9.65为正负零),桩锚入承台做法详图集《预应力混凝土管桩》(苏G03-2012)
4.2.3承台设计
承台混凝土强度等级C30。
承台底设C15厚100mm的素混凝土垫层。
其塔吊承台做法见附图。
五、塔吊基础施工
5.1施工顺序
桩基定位→压桩→基坑降水→土方开挖→浇垫层混凝土→弹线→绑钢筋→支模板→预埋塔吊安装螺栓→复核、验收→浇承台混凝土→养护。
5.2桩定位
根据塔吊位置平面布置图,先测定出塔吊中心点,并打设中心标志桩,再测定4个桩位,桩位正方形布置,间距5000mm,测定后打设桩位中心标志桩。
5.3压桩
压桩与住宅桩基施工同时进行,要求打入深度、停桩标准、桩身垂直度、接桩质量、接桩间隙等应满足JGJ94-2008的要求。
5.5土方开挖
土方开挖应至少在桩基完工后7d进行,因本工程无地下工程,桩顶距自然土面垂直距离小,所以基础土方开挖量小,故全部使用人工开挖。
5.6承台施工
1)浇垫层、放线:
土方挖掘完毕,即进行C15混凝土垫层浇筑,浇筑垫层的表面应用平板振捣器震实、木抹子抹平,第二天即在其上弹承台钢筋、模板位置线和塔吊安装螺栓(或塔吊预埋节)的平面位置线。
2)钢筋绑扎:
钢筋绑扎时,靠近外围两行钢筋交叉点应每点扎牢,中间部分的相交点可相隔交错绑扎,,必须将全部钢筋交叉点扎牢,在上层钢筋下面设置钢筋撑脚(间距以1m左右一个为宜),以保证上、下层钢筋位置的正确和两层之间距离。
垫块厚度应等于保护层厚度,按每1m间距梅花型放置。
3)模板施工:
采用φ12螺栓@500mm与承台主筋焊接单面固定,面板为15厚木胶板,内楞50×
100木枋@250mm,外楞φ48双钢管@500mm。
4)安装预埋螺栓:
在承台施工前根据塔吊安装螺栓的规格、尺寸、预埋位置及有关要求,在承台混凝土浇筑以前,配合进行预埋。
要求做到位置准确,确保其误差在产品说明书中规定的允许范围之内;
预埋螺栓固定牢固,保证混凝土浇筑时不移位;
螺栓锚入混凝土的长度符合要求。
预埋节应在底层钢筋绑扎完成、上层钢筋绑扎前放置,应保证其位置准确,垂直度符合说明书要求。
5)复核、验收:
当承台钢筋绑扎、模板支设及安装螺栓预埋完成后,在浇筑混凝土之前,应对承台进行隐蔽验收,特别应复核钢筋直径、间距、预埋螺栓(预埋节)的位置及固定措施是否有效。
6)承台砼浇筑、养护:
承台混凝土采用商品混凝土,要求混凝土浇筑振捣密实,表面平整光洁,浇筑过程中不应碰撞钢筋、移位钢筋或预埋件。
混凝土浇筑后,表面覆盖草袋浇水保湿养护不少于7天。
7)混凝土施工时,应在现场留置1组标养试块,两组同条件养护试块。
六、检查验收
1)塔吊基础尺寸允许偏差和检验方法如下:
项目
允许偏差(mm)
检验方法
标高
±
水准仪或拉线、钢尺检查
平面外形尺寸(长度、宽度、高度)
钢尺检查
表面平整度
10、L/1000
洞穴尺寸
预埋锚栓
标高(顶部)
中心距
2
2)沉降观测
基础混凝土施工时,在基础顶面四角做好沉降和位移观测点,并做好原始记录。
塔吊基础沉降观测半月一次,垂直度在塔吊独立高度时每半月测定一次。
基础沉降量不得大于50mm,倾斜率(tanθ)不得大于0.001。
(tanθ=s/b,s:
基础倾斜方向两边缘的最终沉降量(mm),b:
基础倾斜方向的基底宽度(mm)),沉降及位移超过上述要求,应停止塔吊的使用。
七、安全技术措施
1)承台混凝土达设计强度的80%以上时可进行上部塔吊安装,达100%时方可进行起吊作业。
2)塔吊基础必须设置可靠的防雷接地,可用40×
4的镀锌扁铁与塔身可靠焊好,接地电阻不大于4欧姆,并符合防雷接地的设计要求。
3)承台浇筑混凝土,振捣器使用前必须经电工检验确认合格后方可使用。
开关箱内必须装设漏电保护器,插座插头应完好无损,电源线不得破皮漏电;
操作者必须穿绝缘鞋(胶鞋),戴绝缘手套。
八、附图
8.1塔吊基础平面位置图
8.2塔吊基础配筋图、基础剖面图。
QTZ40-1塔吊基础图
QTZ80塔吊基础图
九、塔吊基础计算书
QTZ40-1依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)。
一.参数信息
塔吊型号:
QTG40
塔机自重标准值:
Fk1=287.83kN
起重荷载标准值:
Fqk=46.60kN
塔吊最大起重力矩:
M=733.7kN.m
非工作状态下塔身弯矩:
M=-356.86kN.m
塔吊计算高度:
H=31.5m
塔身宽度:
B=1.4m
桩混凝土等级:
C80
梁混凝土等级:
C30
保护层厚度:
50mm
十字梁梁长:
6m
十字梁梁高度:
Hc=1.3m
十字梁梁宽度:
l=0.65mm
梁钢筋级别:
HRB400
承台顶面埋深:
D=0.0m
桩直径:
d=0.4m
桩间距:
a=5m
桩钢筋级别:
HPB235
桩入土深度:
29m
桩型与工艺:
预制桩
桩空心直径:
0.3m
计算简图如下:
二.荷载计算
1.自重荷载及起重荷载
1)塔机自重标准值
Fk1=287.83kN
2)基础以及覆土自重标准值
Gk=(62-(6-0.65)2)×
1.30×
25=239.76875kN
承台受浮力:
Flk=(62-(6-0.65)2)×
3.55×
10=261.90125kN
3)起重荷载标准值
Fqk=46.6kN
2.风荷载计算
1)工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a.塔机所受风均布线荷载标准值(Wo=0.2kN/m2)
=0.8×
1.48×
1.95×
1.54×
0.2=0.71kN/m2
=1.2×
0.71×
0.35×
1.4=0.42kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×
H=0.42×
31.50=13.17kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×
H=0.5×
13.17×
31.50=207.45kN.m
2)非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a.塔机所受风均布线荷载标准值(本地区Wo=0.35kN/m2)
1.5×
0.35=1.26kN/m2
1.26×
1.4=0.74kN/m
H=0.74×
31.50=23.36kN
23.36×
31.50=367.94kN.m
3.塔机的倾覆力矩
工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=-356.86+0.9×
(733.7+207.45)=490.17kN.m
非工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=-356.86+367.94=11.08kN.m
三.荷载计算
非工作状态下:
Qk=(Fk+Gk)/n=(287.83+239.76875)/4=131.90kN
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×
h)/L=(287.83+239.76875)/4+(11.08+23.36×
1.30)/5.00=140.19kN
Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×
h)/L=(287.83+239.76875-261.90125)/4-(11.08+23.36×
1.30)/5.00=58.14kN
工作状态下:
Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(287.83+239.76875+46.6)/4=143.55kN
Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×
h)/L=(287.83+239.76875+46.6)/4+(490.17+13.17×
1.30)/5.00=245.01kN
Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×
h)/L=(287.83+239.76875+46.6-261.90125)/4-(490.17+13.17×
1.30)/5.00=-23.38kN
四.十字梁抗弯计算
十字梁截面b×
h=650mm×
1300mm,混凝土强度等级为C30,钢筋采用HRB400,混凝土保护层厚度50mm
1.荷载计算
十字梁的计算简图如下:
(图中L=5000mm,L1=1980mm,L2=1510mm)
塔机塔身截面对角线上立杆的荷载设计值:
Fmax=1.35Fk/n+1.35Mk/L1=1.35×
287.83/4+1.35×
490.17/1.98=431.42kN
Fmin=1.35Fk/n-1.35Mk/L1=1.35×
287.83/4-1.35×
490.17/1.98=-237.13kN
2.弯矩计算
A、B支座反力为:
由力平衡方程
RA+RB=Fmax+Fmin=194.28525kN
RA×
L=Fmin×
3.49+Fmax×
1.51
解得:
RA=-35.20kN;
RB=229.49kN
最大弯矩在Fmax对应截面位置,弯矩设计值为:
Mmax=Rb×
1.51=346.57kN.m
3.配筋计算
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条
式中α1──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,期间按线性内插法确定;
fc──混凝土抗压强度设计值;
h0──承台的计算高度;
fy──钢筋受拉强度设计值,fy=360N/mm2。
底部配筋计算:
αs=346.57×
106/(1.000×
14.300×
650.0×
12502)=0.0239
=1-(1-2×
0.0239)0.5=0.0242
γs=1-0.0242/2=0.9879
As=346.57×
106/(0.9879×
1250.0×
360.0)=779.6mm2
五.十字梁抗剪计算
最大剪力设计值:
Vmax=229.49kN
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的第6.3.4条。
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:
式中λ──计算截面的剪跨比,λ=1.500
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值,ft=1.430N/mm2;
b──承台的计算宽度,b=650mm;
h0──承台计算截面处的计算高度,h0=1250mm;
fy──钢筋受拉强度设计值,fy=360.000N/mm2;
S──箍筋的间距,S=200mm。
经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!
六.桩身承载力验算
桩身承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)的第5.8.2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=1.35×
245.01=330.76kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式:
其中Ψc──基桩成桩工艺系数,取0.85
fc──混凝土轴心抗压强度设计值,fc=35.9N/mm2;
Aps──桩身截面面积,Aps=125663.80mm2。
桩身受拉计算,依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.8.7条
受拉承载力计算,最大拉力N=1.35×
Qkmin=-31.57kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积As=150.329mm2。
由于桩的最小配筋率为0.80%,计算得最小配筋面积为1005mm2
综上所述,全部纵向钢筋面积1005mm2
七.桩竖向承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)的第6.3.3和6.3.4条
轴心竖向力作用下,Qk=143.55kN;
偏心竖向力作用下,Qkmax=245.01kN
桩基竖向承载力必须满足以下两式:
单桩竖向承载力特征值按下式计算:
其中Ra──单桩竖向承载力特征值;
qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值;
按下表取值;
qpa──桩端端阻力特征值,按下表取值;
u──桩身的周长,u=1.26m;
Ap──桩端面积,取Ap=0.13m2;
li──第i层土层的厚度,取值如下表;
厚度及侧阻力标准值表如下:
序号
土层厚度(m)
极限侧阻力标准值(kPa)
极限端阻力标准值(kPa)
土名称
2-2
5.1
淤泥质粉质粘土
2-2A
5.5
粉砂夹粉土
2-3
4.8
2-4
6.4
淤泥质粉质粘土/粉刷互换
2-5
2.7
粉砂
3-1
11.6
900
粉细沙
由于桩的入土深度为29m,所以桩端是在第6层土层。
最大压力验算:
Ra=1.26×
(5.1×
6.5+5.5×
9+4.8×
10.5+6.4×
9+2.7×
15+4.50000000000001×
16)+450×
0.13=437.50kN
由于:
Ra=437.50>
Qk=143.55,所以满足要求!
1.2Ra=525.00>
Qkmax=245.01,所以满足要求!
八.桩的抗拔承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)的第6.3.5条
偏心竖向力作用下,Qkmin=-23.38kN
桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式:
式中Gp──桩身的重力标准值,水下部分按浮重度计;
λi──抗拔系数;
(0.750×
5.1×
13+0.700×
5.5×
18+0.750×
4.8×
21+0.700×
6.4×
18+0.700×
2.7×
30+0.750×
4.50000000000001×
32)=598.241kN
Gp=0.126×
(29×
25-29×
10)=54.664kN
598.24+54.66>
=23.38满足要求!
塔吊计算满足要求!
QTZ80依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)。
QTZ80