建筑工程规范之塔吊基础施工方案.docx

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建筑工程规范之塔吊基础施工方案

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建筑工程规范之塔吊基础施工方案

第一章、工程概况…………………………………………（3）

一、工程简介…………………………………………（3）

二、塔吊参数信息……………………………………（3）

第二章、编制依据及基础方案……………………………（3）

一、编制依据…………………………………………（3）

二、基础方案…………………………………………（3）

第三章、塔吊竖向力和弯矩计算…………………………（4）

一、竖向力计算………………………………………（4）

二、弯矩计算…………………………………………（4）

第四章、桩顶竖向承载力和承台弯矩计算………………（4）

一、桩顶竖向承载力计算………………………………（4）

二、承台弯矩计算………………………………………（5）

第五章、承台截面的主筋计算……………………………（5）

第六章、承台的抗剪计算…………………………………（6）

第七章、桩竖向承载力验算………………………………（6）

第八章、桩基础抗拔验算…………………………………（6）

第九章、桩配筋计算………………………………………（7）

一、桩构造钢筋计算……………………………………（7）

二、桩抗压钢筋计算……………………………………（8）

三、桩受拉钢筋计算……………………………………（8）

第十章、主要工艺流程……………………………………（8）

第十一章、施工要点………………………………………（8）

第十二章、质量控制………………………………………（9）

第十三章、附图……………………………………………（9）

塔吊基础施工方案

第一章、工程概况

1）工程简介:

计划配置一台QTZ80（ZJ5710）塔吊，满足垂直及水平运输需要。

2）塔吊参数信息：

QTZ80（ZJ5710）

公称起重力矩600KN.m起升速度7/32/640～40/80m/min

最大起重量6t回转速度0～0.6r/min

工作幅度57m变幅速度8/27/540～42（8/27/54）m/min

独立式高度40.5m塔机自重31.6~67.23t

附着式高度160m平衡重15.55t

塔身宽度：

1.6m主弦材料：

角钢、方钢；宽度0.12m

塔吊正常工作环境：

20-40度，风力应小于六级

第二章、编制依据和基础方案

一、编制依据：

《混凝土结构设计规范》GB50010-2002及塔吊基础的技术要求，塔吊承台自重不小于80吨，砼标号为C35，先根据构造要求，设定基础尺寸5000×5000×1300，再进行配筋计算。

二、基础方案

砂质土承载力不能满足0.2MPa要求，且基坑易积水，不适合深基础及高层建筑施工对塔吊基础的要求，我方拟采用泥浆护壁反循环钻孔灌注桩基础，桩长约16.2米，进入中风化岩层不小于2米，设置4根￠800桩，上部浇捣钢筋砼承台。

塔吊通过预埋件支承于承台基础上。

详附图。

第三章、塔吊的竖向力和弯矩计算

（1）、塔吊的竖向力计算Fk

a）塔机竖向力计算

塔机机身自重：

61.95t×10N/㎏×1.2=743.4KN

平衡重（配重）：

15.5t×10N/㎏×1.2=186.5KN

最大起重荷载：

8t×10N/㎏×1.4＝112KN

竖向力FK＝743.4+186.5+112＝1041.9KN

b）塔吊基础承台的自重及上部覆土或挡土墙重量

G承＝5m×5m×1.3m×25KN/m3＝812.5KN

上部覆土重量：

5m×5m×2m土厚×20KN/m3＝1000KN

Gk=1.2×（1000+812.5）=2175KN

（2）、塔吊的弯矩计算

a）塔吊风荷载计算：

经查南昌市50年一遇的风压为0.45KN/m2，风荷载高度变化系数：

μz＝0.84，

挡风系数计算：

ψ=[3B+2b+（4B2+b2）1/2]c/（Bb）=[（3×1.85+2×2.5+（4×1.852+2.52）0.5）×0.12]/（1.85×2.5）=0.39；

其中：

B：

塔身标准节的宽度，1.85m

b：

塔身标准节的高度，2.5m

c：

塔身标准节角钢的宽度，0.12m

因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.354；高度z处的风振系数取：

βz=1.0；所以风荷载设计值为：

ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×2.354×0.84×0.45=0.623kN/m2

b）塔吊的弯矩计算

1）Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=0.623×0.39×1.85×105×105×0.5=2477.838kN·m

H：

塔吊现场安装高度105米

2）起重力矩：

800KN.m

最大弯矩值Mkmax＝2477.838+800＝3277.838KN.m

第四章、桩顶竖向承载力和承台的弯矩计算

一、桩顶竖向承载力

Nik=（Fk+Gk）/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2；

其中n──单桩个数，n=4；

Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值，Fk=1041.9kN；Gk──桩基承台的自重标准值：

Gk=2175KN；

Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值，取3277.838kN·m；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离

a√2/2=3.4×1.414/2=2.404m；

Nik──单桩桩顶竖向力标准值；

经计算得到单桩桩顶竖向力标准值

最大压力：

Nkmax=（1041.9+2175）/4+3277.838×2.404/（2×2.4042）=1485.97kN。

最小压力：

Nkmin=（1041.9+2175）/4-3277.838×2.404/（2×2.4042）=-122.485kN。

需要验算桩的抗拔

二、承台的弯矩计算

Mx=∑Niyi

My=∑Nixi

其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；

xi，yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取

a/2-B/2=3.4/2-1.6/2=0.90m；

Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，

Ni1=1.2×（Nkmax-Gk/4）=1130.664kN

经过计算得到弯矩设计值：

Mx=My=2×1130.664×0.90=2035.2kN·m。

第五章、承台截面的主筋计算

1、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。

αs=M/（α1fcbh02）

ζ=1-（1-2αs）1/2

γs=1-ζ/2

As=M/（γsh0fy）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11.90N/mm2；

ho──承台的计算高度：

Hc-50.00=1250.00mm；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=345N/mm2；

经过计算得：

αs=2035.2×106/（1.00×11.90×5000.00×1250.002）=0.022；ξ=1-（1-2×0.022）0.5=0.022；

γs=1-0.022/2=0.989；

Asx=Asy=2035.2×106/（0.989×1250.00×345）=4771.79mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:

5000.00×1300.00×0.15%=9750mm2。

建议配筋值：

HRB335钢筋，有18@300。

承台底面单向根数16根。

实际配筋值4069.44mm2。

第六章、承台的抗剪计算

V≤βhsαftb0h0其中，

b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm；

λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0，此处，a=－0.04m；当λ<0.25时，取λ=0.25；当λ>3时,取λ=3，得λ=0.25；

βhs──受剪切承载力截面高度影响系数，当h0＜800mm时，取h0=800mm，h0＞2000mm时，取h0=2000mm，其间按内插法取值，βhs=（800/1250）1/4=0.894；

α──承台剪切系数，α=1.75/（0.25+1）=1.4；

0.894×1.4×1.27×5000×1250=9934.575kN≥1.2×1485.97=1783.164kN；

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！

第七章、桩竖向极限承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.2.1条：

桩的轴向压力设计值中最大值Nk=1485.97kN；

单桩竖向极限承载力特征值公式：

Quk=u∑qsikli+qpkAp

u──桩身的周长，u=2.512；

Ap──桩端面积,Ap=0.502m2；

根据地质勘查报告数据计算如下：

单桩竖向承载力验算:

Quk=2.512×（18×2.9+34×3.3+50×5.4）

+1800×0.502=1994.813kN＞Nk=1485.97kN；

满足要求!

经计算得桩端进入中砂层5米，桩总长为2.9+3.3+5.4+5＝16.2m

第八章、桩基础抗拔验算

桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.4.5条。

群桩呈非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力特征值：

Tuk=Σλiqsikuili

其中：

Tuk──桩基抗拔极限承载力特征值；

ui──破坏表面周长，取ui=πd=3.142×0.8=2.512m；

qsik──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力特征值；

λi──抗拔系数，砂土取0.50～0.70，粘性土、粉土取0.70～0.80，桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值；

li──第i层土层的厚度。

经过计算得到：

Tuk=Σλiqsikuili

=2.512×（18×2.9+34×3.3+50×5.4）×0.8=872.97kN；

群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力特征值：

Tgk=（ulΣλiqsikli）/4=1459.584kN

ul──桩群外围周长，ul=4×（3.4+0.8）=16.8m；

桩基抗拔承载力公式：

Nk≤Tgk+Ggp

Nk≤Tuk+Gp

其中Nk-桩基上拔力设计值，Nk=122.485kN；

Ggp-群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数，

Ggp=[（1.8×1.8+0.8×0.8×4）×20KN/m3×16.2]/4=469.8kN；

Gp-基桩自重设计值，Gp=25KN/m3×16.2×0.502=203.31kN；

Tgk+Ggp=1459.584+469.8=1929.384kN>122.485kN；

Tuk+Gp=872.97+203.31=1076.28kN>122.485kN；

桩抗拔满足要求。

第九章、桩配筋计算

一、桩构造配筋计算

As=πd2/4×0.65%=3.14×8002/4×0.65%=3295.6mm2；

二、桩抗压钢筋计算

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.3条正截面受压承载力计算。

N≤0.9φ（fcA+fy'As'）

其中N──桩轴向压力设计值，N=1485970N；

φ──钢筋混凝土构件的稳定系数，φ=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=282743.339mm2；

fy──钢筋强度抗压强度设计值，fy=300.00N/mm2；

As──全部纵向钢筋截面面积。

经过计算得到:

As=（1485970/（0.9×1.00）-14.30×502400）/400.00=-13833.11mm2。

三、桩受拉钢筋计算

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.4条正截面受拉承载力计算。

N≤fyAs

式中：

N──轴向拉力设计值，N=122485N；

fy──钢筋强度抗压强度设计值，fy=300.00N/mm2；

As──纵向普通钢筋的全部截面积。

As=N/fy=122485/300.00=408.28mm2

建议配筋值：

HRB335钢筋，1712。

实际配筋值1922.7mm2。

实为10根

依据《建筑桩基设计规范》（JGJ94-2008），

箍筋采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200~300mm；受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内箍筋应加密；间距不应大于100mm；当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密；当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m设一道直径不小于12mm

第十章、主要工艺流程

第十一章、

打桩挖土凿桩头至要求桩顶标高整平土方浇捣垫层钢筋绑扎支侧模塔吊铁件预埋浇捣砼养护

第十二章、施工要点

1、设计桩顶标高为-8.3米，塔吊桩超浇1米；

2、基坑开挖时，在原基坑开挖范围基础上增开挖出塔吊基础位置；

3、因塔吊紧贴附近承台及地梁边，土方整平时，宜先把塔吊垫层以下的砖胎模砌好；

4、钢筋按附图要求设置钢筋支撑，间距500梅花形布置，以固定钢筋位置；

5、塔吊预埋铁件需精确定位并牢固，保证位置的正确和水平度，浇灌砼时应避免扰动；

6、基坑回填土时，塔吊基础周边砌筑370厚5米高的挡土墙，并设置圈梁；

7、在塔吊的使用期间，用水泵定期抽出塔吊基坑的积水；

8、按规范要求设置专用防雷接地设施。

第十三章、质量控制

1、严格按批准的方案进行施工；

2、做好施工前准备和施工过程中质量控制；

3、加强各工序报验；

第十四章、附图