塔吊基础施工1024.docx

1、塔吊基础施工1024金河天街中国西部黄金珠宝国际交易结算中心工程塔吊基础施工方案编制单位：重庆建工第四建设有限责任公司编 制: 徐万富审 核：赵家华日 期：二0一五年十月一、 工程概况1. 工程概况1.1本工程2#楼为珠宝市场，建筑高度为23.7米,层数为4F/-1总建筑面积约为40633.26 13759.86 ，占地面积13759.86 。结构形式为框架结构。2. 塔吊选型、定位2.1塔吊的选型、定位主要根据施工组织设计要求，结合本工程平面特点及建筑高度；考虑塔机的工作范围及塔机的装拆方便；并尽量减少材料的二次搬运，以及周围地质情况。综合以上情况，拟定在2#楼“阴角”布置一台QTZ63型塔

2、吊。该QTZ63塔吊工作能力为4吨，扭矩力为630KN.M，不附墙的最大高度约为40 m，塔臂长为50米。2.2塔吊坐标中心点位为X=83330.079，Y=85284.851，承台顶部高程控制在车库地面结构以下；即承台顶部高程为263.7米。塔吊具体平面位置详见附图1。二、 塔吊基础设计1.基础选型考虑塔吊最大范围的吊装及装拆方便等问题，根据本工程地质报告，2#楼栋的塔吊布置位置为回填回填深度约在10m以上，其土质成分为素填土，杂色，主要由砂泥岩碎块石及粘性土组成，硬质物呈次棱角状，径约，含量约占，稍湿，松散稍密，均匀性差，为平场时堆填，随机堆填，堆填时间约年。因回填时间短，回填土沉浮时间不

3、够，根据塔吊说明书中对基础土质的要求，塔吊基础位置处于强风化之上，基底地基土承载力不能够满足基础要求，故必须设置桩基础。本楼栋塔吊基础采用钻孔灌注桩+承台基础，桩径不小于1.5m，承台基础尺寸为4.5*4.5*1.5m。桩基具体设计为：桩基直径为1.5m，配筋为24根HRB40016，箍筋为8100/200。加劲箍为16钢筋，间距为2米。要求桩身嵌入中风化岩层1.0m。承台具体配筋做法详见附图2.桩基和承台砼强度等级均为C35。2.地基基础（参见附图2）地基基础是保证塔机安全使用的必要条件，基础要求的参数如下：2.1土质应坚固牢实，承载能力应大于0.2Mpa。2.2混凝土基础深度应大于1500

4、mm，体积为34.56m3。2.3混凝土标号不低于C35。2.4混凝土基础表面应校水平，水平度应小于1/500。3接地装置3.1塔机避雷针和保护接地要求必须按图3规定操作。此接地材料、安装和维护等由施工单位完成。图3 接地装置制作图3.1.1置于地基锚固联接的底架决不能作接地避雷器用。3.1.2接地避雷器的电阻不得超过4。3.1.3即使可以用其它安全保护装置，如高敏感的差动继电器（自动断路器）也必须安装这种“接地保护装置”。3.1.4接地装置应由专门人员安装，因为接地电阻率视时间和当地条件不同而有很大变化，而且测定电阻要高效精密的仪器。定期检查接地线及电阻。4地脚螺栓预埋4.1用钢筋对螺栓进行

5、定位，使底盘的底面与待浇筑混凝土相平。4.2用水准仪检查底盘的四个底盘止口，将底盘四的个止口校平，水平误差小于1/1000。4.3将地脚螺栓上部扶至竖直状态，然后在螺栓下端钩环内置入2根16的长度不小于4000的钢筋，并利用它将螺栓下部与绑扎好的钢筋焊接连接成为井字型整体，将螺栓头部用塑料布等物包好，以防止粘上水泥等杂物。4.4检查螺栓的定位尺寸、水平度误差及螺栓的竖直及固定情况无误后方可地基基础的要求浇捣混凝土。4.5混凝土初凝之前再次用水准仪检查底盘的四个止口面的水平误差应小于1/1000。三、 施工时注意事项3.1钻孔灌注桩施工3.1.1塔吊基础采用钻孔灌注桩，应严格按照钻孔灌注桩施工规

6、范及工艺要求作业，对桩底清除残渣和积水，在进行浇灌砼。浇筑时留取砼试件二组。3.2承台施工3.2.1塔基筏板标高的控制：因场地平基标高已定，避免塔基外露，所以塔基顶标高控制应考虑到不影响管网后期施工。3.2.2在塔吊基础边缘留设一个长、宽、高度为1.0m的正方体集水坑，集水坑地板为100厚C20砼。四周用MU10小红砖，M5水泥砂浆砌筑200宽墙体。采用25型抽水泵，专人守护并随时对积水进行排除。3.2.3为了确保本工程塔吊安全使用，塔吊基础是关键。在塔吊基础下设置1根旋挖灌注桩，桩径为1.5米，桩端嵌入岩层深度1.0m,桩顶钢筋锚入塔吊基础内1.0m。 根据塔吊基础图的要求，在桩顶部设一个4

7、.54.51.5m的配筋砼承台。承台基底先做100mm厚C20混凝垫层，然后再进行绑扎钢筋，浇筑砼等施工工序。浇筑承台砼时随盘留试件二组。四、 单桩基础计算书4.1. 参数信息塔吊型号:QTZ63，塔吊自重(包括压重)G: 450.800 kN,最大起重荷载Q: 60.000 kN塔吊倾覆力距M: 630.000 kN.m塔吊起升高度H: 40.000 m塔身宽度B: 2.000 m 桩顶面水平力 H0: 15.000 kN混凝土的弹性模量Ec：28000.000 N/mm2地基土水平抗力系数m：24.500 MN/m4混凝土强度: C35钢筋级别: II级钢桩直径d: 1.500 m保护层厚

8、度: 100.000 mm4.2. 塔吊对交叉梁中心作用力的计算塔吊自重(包括压重)G = 450.800 kN塔吊最大起重荷载Q = 60.000 kN作用于塔吊的竖向力设计值 F = 1.2450.800 + 1.460.000 = 624.960 kN塔吊的倾覆力矩设计值 M = 1.4630.000 = 882.000 kN.m4.3. 桩身最大弯矩计算计算简图： 1. 按照m法计算桩身最大弯矩： 计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-94)的第5.4.5条，并参考桩基础的设计方法与施工技术。 (1) 计算桩的水平变形系数 (1/m): 其中 m地基土水平抗力系数，取 24.500

9、MN/m4； b0桩的计算宽度，b0= 0.9(1.500+1)= 2.250 m； E抗弯弹性模量，取 28000.000 N/mm2； I截面惯性矩，I=1.5004 /64= 0.249 m4；经计算得到桩的水平变形系数: = (24.5002.250/28000.0000.249)1/5 = 0.380 (2) 计算 CI: CI = 0.380882.000/15.000 = 22.343 (3) 由 CI 查表得：C = 1.009, h- = az = 0.264 (4) 计算 Mmax: Mmax= CMo = 1.009882.000 = 890.010 (5) 计算最大弯矩

10、深度 :z= h-/= 0.264/0.380 = 0.694 m ；4.4.桩配筋计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.3.8条。沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载力计算：(1) 偏心受压构件，其偏心矩增大系数按下式计算： 式中 l0桩的计算长度，取 l0 = 10.000 m； h截面高度，取 h = 1.500 m ； e0轴向压力对截面重心的偏心矩，取 e0=1.233 m； ea附加偏心矩，取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的最大值， ea=0.050 m； ei=e0+ea=1.233+0.050=1.283

11、m; h0截面有效高度，取 h0 = 1.500 - 100.00010-3 = 1.400 m； 1偏心受压构件的截面曲率修正系数： 解得：1=0.516.700 1.767106/(624.960103)= 23.611 由于 1大于1，取1 = 1 ； A构件的截面面积，取 A=d2 /4 = 1.767 m2； 2构件长细比对截面曲率的影响系数，l0/h小于15，2取1.0； 经计算偏心增大系数 = 1.035 ；(2) 偏心受压构件应符合下例规定： 式中 As全部纵向钢筋的截面面积； r圆形截面的半径，取 r=0.750 m； rs纵向钢筋重心所在圆周的半径，取 rs=0.700 m

12、； 对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2的比值，取 = 0.458； t中断纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当0.625时，按下式计算: 解得：t = 0.335;由以上公式解得，只需构造配筋！参照现行普遍做法，本工程为更好的保证安全，故主筋配筋为24根HRB40016，箍筋为8100/200。4.5.桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-94)的第5.2.2-3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=624.96kN；桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：最大压力: 其中 0桩基重要性系数，取1.1； Qsk单桩总

13、极限侧阻力标准值； Qpk单桩总极限端阻力标准值: qsik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=4.712m； Ap桩端面积,取Ap=1.767m2； 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 1 10.00 58.00 1270.00 粘性土 由于桩的入土深度为10.00m,所以桩端是在第1层土层。最大压力验算: R=4.7110.0058.00/1.65+1270.001.767/1.65=3.02103kN；上式计算的R的值

14、大于最大压力687.46kN,所以满足要求!五、 承台基础计算书5.1、参数信息塔吊型号:QTZ63， 塔吊起升高度H=40.00m，塔吊倾覆力矩M=630fkN.m， 混凝土强度等级:C35，塔身宽度B=2fm， 基础以上土的厚度D:=2.00m，自重F1=450.8fkN， 基础承台厚度h=1.50m，最大起重荷载F2=60fkN， 基础承台宽度Bc=4.50m，钢筋级别:级钢。5.2、基础最小尺寸计算5.2.1.最小厚度计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.7条受冲切承载力计算。根据塔吊基础对基础的最大压力和最大拔力，按照下式进行抗冲切计算：(7.7.1-2) 其中

15、: F塔吊基础对基脚的最大压力和最大拔力；其它参数参照规范。 应按下列两个公式计算，并取其中较小值，取1.00； (7.7.1-2) (7.7.1-3) 1-局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数； 2-临界截面周长与板截面有效高度之比的影响系数； h-截面高度影响系数：当h800mm时，取h=1.0；当h2000mm时，取h=0.9，其间按线性内插法取用；ft-混凝土轴心抗拉强度设计值，取16.70MPa； pc,m-临界截面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值，其值宜控制在1.0-3.5N/mm2范围内，取2500.00； um-临界截面的周长：距离局部荷载或集中反力作用面

16、积周边ho/2处板垂直截面的最不利周长；这里取（塔身宽度+ho）4=11.20m； ho-截面有效高度，取两个配筋方向的截面有效高度的平均值； s-局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸的比值，s不宜大于4；当s2时，取s=2；当面积为圆形时，取s=2；这里取s=2； s-板柱结构中柱类型的影响系数：对中性，取s=40;对边柱，取s=30;对角柱，取s=20. 塔吊计算都按照中性柱取值，取s=40 。 计算方案：当F取塔吊基础对基脚的最大压力，将ho1从0.8m开始，每增加0.01m，至到满足上式,解出一个ho1；当F取塔吊基础对基脚的最大拔力时，同理,解出一个ho2，最后ho1与

17、ho2相加，得到最小厚度hc。经过计算得到：塔吊基础对基脚的最大压力F=200.00kN时，得ho1=0.80m；塔吊基础对基脚的最大拔力F=200.00kN时，得ho2=0.80m；解得最小厚度 Ho=ho1+ho2+0.05=1.45m；实际计算取厚度为:Ho=1.50m。5.2.2.最小宽度计算建议保证基础的偏心矩小于Bc/4，则用下面的公式计算： 其中 F塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载， F=1.2(450.80+60.00)=612.96kN； G 基础自重与基础上面的土的自重， G=1.2（25BcBcHc+m BcBcD） =1.2(25.0BcBc1

18、.20+20.00BcBc2.00)； m土的加权平均重度， M 倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=1.4630.00=882.00kN.m。解得最小宽度 Bc=2.79m，实际计算取宽度为 Bc=4.50m。5.3、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： 当考虑偏心矩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，压重和最大起重荷载,F=304.30kN； G基础自重与基础上面的土的自重： G=1.2(25.0

19、BcBcHc+m BcBcD) =1701.00kN； m土的加权平均重度 Bc基础底面的宽度，取Bc=4.500m； W基础底面的抵抗矩，W=BcBcBc/6=15.188m3； M倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=1.4630.00=882.00kN.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： a= Bc / 2 - M / (F + G)=4.500/2-882.000/(612.960+1701.000)=1.869m。经过计算得到: 无附着的最大压力设计值 Pmax=(612.960+1701.000)/4.5002+882.000/15.188

20、=172.344kPa； 无附着的最小压力设计值 Pmin=(612.960+1701.000)/4.5002-882.000/15.188=56.196kPa； 有附着的压力设计值 P=(612.960+1701.000)/4.5002=114.270kPa； 偏心矩较大时压力设计值 Pkmax=2(612.960+1701.000)/(34.5001.869)=183.435kPa。5.4、地基基础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GB 50007-2002第5.2.3条。计算公式如下: fa-修正后的地基承载力特征值(kN/m2)； fak-地基承载力特征值，按本

21、规范第5.2.3条的原则确定；取145.000kN/m2； b、d-基础宽度和埋深的地基承载力修正系数; -基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3； b-基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取4.500m； m-基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3； d-基础埋置深度(m) 取2.000m；解得地基承载力设计值：fa=191.500kPa；实际计算取的地基承载力设计值为:fa=193.000kPa；地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=172.344kPa，满足要求！地基承载力特征值1

22、.2fa大于偏心矩较大时的压力设计值Pkmax=183.435kPa，满足要求！5.5、基础受冲切承载力验算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.2.7条。验算公式如下: 式中 hp - 受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，hp取1.0.当h大于等于2000mm时，hp取0.9，其间按线性内插法取用； ft - 混凝土轴心抗拉强度设计值； ho - 基础冲切破坏锥体的有效高度； am - 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度； 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）；当计算基础变阶处的受冲切承载力

23、时，取上阶宽； 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；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的基础有效高度。 pj - 扣除基础自重及其上土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； Al - 冲切验算时取用的部分基底面积 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。 则，hp - 受冲切承载力截面高度影响系数，取 hp=0.97； ft - 混凝土轴心抗拉强度设计值

24、，取 ft=1.57MPa； am - 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度: am=2.00+(2.00 +21.20)/2=3.20m； ho - 承台的有效高度，取 ho=1.15m； Pj - 最大压力设计值，取 Pj=183.43KPa； Fl - 实际冲切承载力： Fl=183.43(4.50+4.40)(4.50-4.40)/2)/2=40.81kN。 其中4.50为基础宽度，4.40=塔身宽度+2h；允许冲切力：0.70.971.573200.001150.00=3909509.33N=3909.51kN；实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！5.6、承台配筋计算5.6.

25、1.抗弯计算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.2.7条。计算公式如下: 式中：MI - 任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值； a1 - 任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离；当墙体材料为混凝土时， 取a1=b即取a1=1.25m； Pmax - 相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取183.43kN/m2； P - 相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值； P=183.43(32.00-1.25)/(32.00)=145.22kPa； G-考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重，取1701.00kN/

26、m2； l - 基础宽度，取l=4.50m； a - 塔身宽度，取a=2.00m； a - 截面I - I在基底的投影长度, 取a=2.00m。 经过计算得MI=1.252(24.50+2.00)(183.43+145.22-21701.00/4.502) +(183.43-145.22)4.50/12=252.49kN.m。5.6.2.配筋面积计算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.7.2条。公式如下: 式中，l - 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，取为0.94,期间按线性内插法确定，取l=1.00； fc - 混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70kN/m2； ho - 承台的计算高度，ho=1.15m。经过计算得： s=252.49106/(1.0016.704.50103(1.15103)2)=0.003； =1-(1-20.003)0.5=0.003； s=1-0.003/2=0.999； As=252.49106/(0.9991.15300.00)=732.80mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:4500.001200.000.15%=8100.00mm2。故取 As=8100.00mm2。