格构柱塔吊基础施工方案.docx
《格构柱塔吊基础施工方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《格构柱塔吊基础施工方案.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
格构柱塔吊基础施工方案
南通文峰城市广场东区
塔
吊
基
础
施
工
专
项
方
案
编制单位：
南通四建集团有限公司
编制人：
王小建
审核人：
张新兵
编制日期：
2011年03月20日
目录
一、工程概况-------------------------------------------------------3
二、塔吊选型、平面布置及安装高度-----------------------------------4
三、塔吊基础设计依据-----------------------------------------------4
四、塔吊基础设计：
附着式塔吊格构柱固定基础-------------------------4
五、挖土要求-------------------------------------------------------5
六、塔吊基础的监测、监控措施---------------------------------------7
七、QTZ80塔吊桩基础的计算书--------------------------7
八、塔吊平面布置图------------------------------------------------17
九、塔吊基础立面布置图和格构柱图----------------------------------18
十、剪刀撑节点详图------------------------------------------------19
十一、塔吊十字梁钢平台制作安装及钢构柱加固工艺方案-------20
十二、塔吊基础钢平台图--------------------------------------------23
十三、QTZ80塔吊基础钢平台设计计算--------------------------------24
一、工程概况
1.工程名称：
南通文峰城市广场（东区）
建设单位：
南通文景置业有限公司
建设地点：
南通市工农路虹桥路口
用地性质：
商住综合用地
建筑层数：
地上4至39层，地下二层
建筑高度：
20.9M-150M
建筑面积:
20万平方米
地上建筑:
14万平方米
地下建筑:
6万平方米
2.本项目（东区）由2栋高层办公及酒店、5栋4层~5层商铺及两层地下室组成，地下二层为人防。
±0.000相当于85高程4.500米，场地相对标高约-0.800米。
3.结构形式：
均采用现浇钢筋混凝土框架结构，地下车库采用框架结构，基础均采用桩基－承台－筏板形式。
4.建筑高度：
楼号
层数（层）
层高（M）
建筑高度（M）
1#
4
5.5-4.9
20.9
2#
4
5.5-4.9
20.9
3#
4
5.5-4.9
20.9
4#
4
5.5-4.9
20.9
5#
39
5.5-4.9-3.65
150
6#
22
5.5-4.9-3.85
99.1
7#
5
5.5-4.9
26.5
地下室一层
1
6.3
地下室二层
1
4.5
二、塔吊选型、平面布置及安装高度
楼号
建筑高度
（M）
塔吊选型
安装高度
（最高）
臂长
（M）
安装位置
1#
QTZ63-5610
40（140）
53
南侧
2#
QTZ63-5610
40（140）
53
东侧
3#
QTZ63-5610
40（140）
53
北侧
5#
QTZ80B
160（160）
60
西侧
6#
QTZ80A（5512）
110（140）
55
西侧
7#
QTZ80A（5512）
110（140）
55
北侧
附图一：
东区总平面图
三、塔吊基础设计依据
行业标准《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
国家标准《建筑地基基础设计规程》（GB50007-2002）
《南通文峰城市广场工程地质勘察报告》（08KC096）
国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
国家标准《钢结构结构设计规范》（GB50017-2003）
四、塔吊基础设计：
附着式塔吊格构柱固定基础
每部塔吊基础采用4根Φ800钻孔灌注桩和450*450钢格构柱相结合形式，即挖土面以下采用Φ800钻孔灌注桩，挖土面以上用450*450钢格构柱（材料Q235B）。
东区1#、2#、3#、5#、6#、7#塔吊基础桩顶标高，详见附图二：
商铺、酒店及办公楼塔吊桩基定位图
Φ800钻孔灌注桩桩长25米，桩主筋为16Φ25，箍筋Φ8@200，钢格构柱插入Φ800钻孔灌注桩4.5米长；格构柱插入深度范围及以下2.5米，螺旋箍筋加密Φ8@100，详见附图三：
塔吊基础立面布置图和格构柱图。
随挖土面下降，及时加好剪刀撑，详见附图四：
剪力撑节点详图。
格构柱插入要求：
为便于后期格构柱剪刀撑的焊接，在插入时应严格定位、控制好标高，使四根钢柱的位置规整、正确，无扭转。
五、挖土要求
（1）土方开挖前，应根据施工方案的要求，将施工区域内的地上、地下障碍物清除和处理完毕。
（2）塔吊桩基挖土时要注意避让，以避免碰坏桩头。
（3）暂留土层：
为30cm左右为宜。
在机械施工挖不到的土方，应配合人工随时进行挖掘，并用手推车把土运到机械挖到的地方，以便用机械挖走。
六、塔吊基础的监测、监控措施
（1）塔吊桩稳定后对塔吊基础进行观测，平台沉降进行每天监测并记录，观测沉降和位移情况与理论数据符合。
（2）塔吊安装完成后在运行期间沉降进行每天监测并记录，并且每天汇报项目部和公司安全科和设备科，由专业负责人进行检查和分析。
七、QTZ80塔吊桩基础的计算书
1、参数信息
塔吊型号:
QTZ80自重（包括压重）:
F1=800.00kN最大起重荷载:
F2=80.00kN塔吊倾覆力距:
M=2000.00kN.m塔吊起重高度:
H=160.00m塔身宽度:
B=1.80m
桩混凝土等级:
C35承台混凝土等级:
C35保护层厚度:
100mm矩形承台边长:
6.00m承台厚度:
Hc=1.50m承台箍筋间距:
S=200mm
承台钢筋级别:
Ⅱ级承台预埋件埋深:
h=1.10m承台顶面埋深:
D=0.000m桩直径:
d=0.800m桩间距:
a=2.500m桩钢筋级别:
Ⅱ级
桩入土深度:
25.00
桩型与工艺:
泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩
2、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算
1.塔吊自重（包括压重）F1=800.000kN
2.塔吊最大起重荷载F2=80.000kN
作用于桩基承台顶面的竖向力F=F1+F2=860.000kN
塔吊的倾覆力矩M=1.4×2000.000=2800.000kN.m
3、矩形承台弯矩的计算
计算简图：
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《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.1.1条）
其中n──单桩个数，n=4；
Fk──作用于承台顶面的竖向力，Fk=860.000kN；
Gk──桩基承台和承台上土自重标准值，Gk=25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D=843.750kN；
Mxk,Myk──荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的x、y轴的力矩
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；
Nik──荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力（kN）。
经计算得到:
桩顶竖向力设计值:
最大压力：
N=1.2×（860.000+843.750）/4+2800.000×（3.000×1.414/2）/[2×（3.000×1.414/2）2]=1171.191kN
最大拔力：
N=（860.000+843.750）/4-2800.000×（3.000×1.414/2）/[2×（3.000×1.414/2）2]=-234.129kN
桩顶竖向力标准值:
最大压力：
N=（860.000+843.750）/4+2000.000×（3.000×1.414/2）/[2×（3.000×1.414/2）2]=897.413kN
最大拔力：
N=（860.000+843.750）/4-2800.000×（3.000×1.414/2）/[2×（3.000×1.414/2）2]=-45.538kN
2.矩形承台弯矩的计算（依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条）
其中Mx,My──分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值（kN.m）；
xi,yi──垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离（m）；
Ni──在荷载效应基本组合下的第i基桩净反力，Ni=Ni-G/n。
经过计算得到弯矩设计值：
压力产生的承台弯矩：
N=1.2×（860.000+843.750）/4+2800.000×（3.000/2）/[4×（3.000/2）2]=977.792kN
Mx1=My1=2×（977.792-843.750/4）×（1.500-0.800）=1073.596kN.m
拔力产生的承台弯矩：
N=（860.000+843.750）/4-2800.000×（3.000/2）/[4×（3.000/2）2]=-40.729kN
Mx2=My2=2×-40.729×（1.500-0.800）=-57.021kN.m
4、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。
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。
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=210N/mm2。
承台底面配筋:
s=1073.596×106/（1.000×1.570×5000.000×1300.0002）=0.0076
=1-（1-2×0.0076）0.5=0.0076
s=1-0.0076/2=0.9962
Asx=Asy=1073.596×106/（0.9962×1300.000×210.000）=3947.660mm2
承台顶面配筋:
s=57.021×106/（1.000×1.570×5000.000×1300.0002）=0.0004
=1-（1-2×0.0004）0.5=0.0004
s=1-0.0004/2=0.9998
Asx=Asy=57.021×106/（0.9998×1300.000×210.000）=208.910mm2。
满足顶面和底面配筋要求的同时还应该满足构造要求!
5、矩形承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.14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，
记为V=2342.382kN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：
其中
──计算截面的剪跨比,
=1.500
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570N/mm2；
b──承台计算截面处的计算宽度，b=5000mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=300mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=210.000N/mm2；
S──箍筋的间距，S=200mm。
经过计算得:
箍筋的最小配筋面积Asv=（2342.382×1000-0.700×1.570×5000×300）×200/（210.000×300）=2202.800mm2
6、桩身承载力验算
桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（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=1171.191kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中
c──基桩成桩工艺系数，取0.750
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.700N/mm2；
Aps──桩身截面面积，Aps=0.3848m2。
经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,受压钢筋只需构造配筋!
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=234.129kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积As=1114.898mm2。
综上所述,全部纵向钢筋采用构造配筋且配筋面积不能小于1114.898mm2
构造规定：
灌注桩主筋采用6～12根直径12m～14m,配筋率不小于0.2%!
7、桩抗压承载力计算
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.2.5和5.3.5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N=1171.191kN
桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：
最大压力:
其中R──基桩竖向承载力特征值；
Ra──单桩竖向承载力特征值；
K──安全系数，取2.0；
fak──承台下土的地基承载力特征值加权平均值；
c──承台效应系数
qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；
qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=2.1991m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.385m2；
Ac──计算桩基所对应的承台净面积，去Ac=5.865m2；
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:
序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）土名称
5.1048650粉土
16.87551000粉砂
7.5440450粉质粘土夹粉土
6.5850600粉砂
7.37551500粉砂夹粉土
由于桩的入土深度为25m,所以桩端是在第8层土层。
最大压力验算:
Ra=2.199×（.67×15+2.34×15+2.37×15+2.85×24+4.15×28+4.92×48+3.86×55+3.84×40）+450.000×0.385=2080.605kN
R=2080.605/2.0+0.179×105.000×5.865=1150.714kN
上式计算的R值大于等于最大压力897.413kN,所以满足要求!
8、桩抗拔承载力计算
桩抗拔承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.4.5条
桩抗拔承载力应满足下列要求:
其中:
式中Tuk──基桩抗拔极限承载力标准值；
i──抗拔系数；
解得:
Tgk=14.8×（0.700×.67×15+0.700×2.34×15+0.700×2.37×15+0.700×2.85×24+0.700×4.15×28+0.700×4.92×48+0.700×3.86×55+0.700×3.84×40）/4=2246.462kN
Ggp=14.8×25×22/4=2035.000kN
Tuk=2.199×（0.700×.67×15+0.700×2.34×15+0.700×2.37×15+0.700×2.85×24+0.700×4.15×28+0.700×4.92×48+0.700×3.86×55+0.700×3.84×40）=1335.197kN
Gp=2.199×25×25=1374.447kN
由于:
2246.462/2.0+2035.000>=45.538满足要求!
由于:
1335.197/2.0+1374.447>=45.538满足要求!
9、桩式基础格构柱计算
依据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）。
1.格构柱截面的力学特性：
格构柱的截面尺寸为0.45×0.45m；
主肢选用:
16号角钢b×d×r=160×16×16mm；
缀板选用（m×m）:
0.01×0.39
主肢的截面力学参数为
A0=49.07cm2，Z0=4.55cm，Ix0=1175.08cm4，Iy0=1175.08cm4；
格构柱截面示意图
格构柱的y-y轴截面总惯性矩：
格构柱的x-x轴截面总惯性矩：
经过计算得到：
Ix=4×[1175.08+49.07×（45/2-4.55）2]=67938.36cm4；
Iy=4×[1175.08+49.07×（45/2-4.55）2]=67938.36cm4；
2.格构柱的长细比计算：
格构柱主肢的长细比计算公式：
其中H──格构柱的总高度，取14.10m；
I──格构柱的截面惯性矩，取,Ix=67938.36cm4，Iy=67938.36cm4；
A0──一个主肢的截面面积，取49.07cm2。
经过计算得到
x=75.79,
y=75.79。
格构柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比计算公式:
其中b──缀板厚度，取b=0.01m。
h──缀板长度，取h=0.39m。
a1──格构架截面长，取a1=0.45m。
经过计算得i1=[（0.012+0.392）/48+5×0.452/8]0.5=0.36m。
1=14.10/0.36=39.15。
换算长细比计算公式：
经过计算得到
kx=85.30,
ky=85.30。
3.格构柱的整体稳定性计算：
格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式：
其中N──轴心压力的计算值（kN）；取N=1228.68kN；
A──格构柱横截面的毛截面面积，取4×49.07cm2；
──轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数；
根据换算长细比
0x=85.30,
0y=85.30,查《钢结构设计规范》得到
x=0.65,
y=0.65。
经过计算得到
X方向的强度值为95.6N/mm2，不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求!
Y方向的强度值为95.6N/mm2，不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求!
10、缀条验算
缀条为L160×4，@600，A1=2×3.49=7.0㎝2
Vmax=Af/85=fy/253=565.19×215/85=1429.6
α=45º,Nt=V1/cosα=15682.4/2×0.707=11091
σ=Nt/350=11.1×103/350=32N/㎜2<ψf=0.9×215=194
单角钢与柱肢连接角焊接,hf=5㎜
ΣLw=Nt/0.7hf×0.85ftw=11091/0.7×5×0.85×160=36.25㎜
（可以满足要求）。
11、基础抗冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。
式中βhp---受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0.当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；取βhp=0.96；
ft---混凝土轴心抗拉强度设计值；取ft=1.43MPa；
ho---基础冲切破坏锥体的有效高度；取ho=1.20m；
am---冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；
am=[1.60+（1.60+2×1.20）]/2=2.80m；
at---冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；取at＝1.6m；
ab---冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；ab=1.60+2×1.20=4.00；
pj---扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；取Pj=74.77kPa；
Al---冲切验算时取用的部分基底面积；Al=5×（5-4）/2=2.5m2
Fl---相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。
Fl=74.77×2.5=186.925kN。
允许冲切力：
0.7×0.96×1.43×2800.00×1200.00=3237234.00N=3237.23kN>Fl=186.925kN；
实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！
12、格构柱腹杆稳定验算：
1、水平腹杆稳定
单肢回转半径：
单肢长细比：
，则
=12.74<12.74<75×0.5=37.5
满足自身稳定的要求。
2、斜腹杆稳定
受压构件单肢截面板件的局部失稳
板件不会发生局部失稳
受压构件单肢自身的稳定
单肢回转半径：
单肢长细比：
=58.2>50
取
=58.2
<58.2x0.5=29.1
满足自身稳定的要求。
13、格构柱焊缝计算
采用周边满焊连接，焊缝高度
=10mm，（考虑到现场施焊，质量难以保证计算时取
=8mm）。
焊缝承受最大拉力为1347.9KN。
焊缝有效高度为：
=0.7×8=5.6mm
焊缝长度：
=（300-2×8）×2=568mm
加劲板焊缝长度：
=（200-2×8）×4=736mm
剪力和弯矩组合应力：
（可以满足要求）。
格构柱封头板的连接焊缝计算
格构柱封头板连接采用周边满焊连接，焊缝高度
=10mm，（考虑到现场施焊，质量难以保证计算时取
=8mm）。
焊缝承受最大拉力为1152KN。
（
）,承受剪力近似取为60KN。
焊缝有效高度为：
=0.7×8=5.6mm
格构柱连接焊缝长度：
因900mm>60
因此
加劲板焊缝长度：
=（200-2×8）×4=736mm
剪力和弯矩组合应力：
（可以满足要求）。
商铺、酒店及办公楼塔吊桩基定位图
序号
楼号
桩号
桩顶标高
桩底标高
桩直径
砼等级
格构柱顶标高
格构柱长度
1
6#楼塔吊桩编号
1#,3#
-13.5
-38.5
800
C35
-1.5
16.5
2#,4#
-13
-38
800
C35
-1.5
16
2
7#楼塔吊桩编号
5#,7#
-13.5
-38.5
800
C35
-1.5
16.5
6#,8#
-13
-38
800
C35
-1.5
16
3
5#楼塔吊桩编号
9#,10#,11#,12#
-14
升级会员 