格构柱塔吊基础施工方案.docx

1、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

2、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#45.5-4.920.92#4

3、5.5-4.920.93#45.5-4.920.94#45.5-4.920.95#395.5-4.9-3.651506#225.5-4.9-3.8599.17#55.5-4.926.5地下室一层16.3地下室二层14.5二、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#QTZ63-561040（140）53南侧2#QTZ63-561040（140）53东侧3#QTZ63-561040（140）53北侧5#QTZ80B160(160)60西侧6#QTZ80A（5512）110（140）55西侧7#QTZ80A（5512）110（140）55北侧附图一

4、：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（GB 50010-2002）国家标准钢结构结构设计规范（GB 50017-2003）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800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800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

5、图800钻孔灌注桩桩长25米，桩主筋为1625，箍筋8200，钢格构柱插入800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8100，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

6、，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

7、: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: 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: 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=1.42000.000=2

8、800.000kN.m3、 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=25.0BcBcHc+20.0BcBcD=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

9、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(3.0001.414/2)/2(3.0001.414/2)2=1171.191kN 最大拔力： N=(860.000+843.750)/4-2800.000(3.0001.414/2)/2(3.0001.414/2)2=-234.129kN 桩顶竖向力标准值: 最大压力： N=(860.000+843.750)/4+2000.000(3.0001.414/2)/2(3.0001.414/2)2=897.413kN 最大拔力： N=(860.000+843.

10、750)/4-2800.000(3.0001.414/2)/2(3.0001.414/2)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=My

11、1=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.m4、 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

12、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=1073.596106/(1.0001.5705000.0001300.0002)=0.0076 =1-(1-20.0076)0.5=0.0076 s=1-0.0076/2=0.9962 Asx= Asy=1073.596106/(0.99621300.000210.000)=3947.660mm2 承台顶面配筋: s=57.021106/(1.0001.5705000.0001300.0002)=0.0004 =1-(1-20.0004)0.5=0.0004 s=1-0.0004/2=0.9998 Asx=

13、Asy=57.021106/(0.99981300.000210.000)=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=300m

14、m； 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=(2342.3821000-0.7001.5705000300)200/(210.000300)=2202.800mm26、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，

15、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612根直径12m14m,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=1

16、171.191kN 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 5.10 48 6

17、50 粉土 16.87 55 1000 粉砂 7.54 40 450 粉质粘土夹粉土 6.58 50 600 粉砂 7.37 55 1500 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(.6715+2.3415+2.3715+2.8524+4.1528+4.9248+3.8655+3.8440)+450.0000.385=2080.605kN R=2080.605/2.0+0.179105.0005.865=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

18、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(0.700.6715+0.7002.3415+0.7002.3715+0.7002.8524+0.7004.1528+0.7004.9248+0.7003.8655+0.7003.8440)/4=2246.462kN Ggp=14.82522/4=2035.000kN Tuk=2.199(0.700.6715+0.7002.3415+0.7002.3715+0.7002.8524+0.7004.1528+0.7004.924

19、8+0.7003.8655+0.7003.8440)=1335.197kN Gp=2.1992525=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0.450.45m； 主肢选用:16号角钢bdr=1601616mm； 缀板选用(mm):0.010.39 主肢的截面力学参数为 A0=49.07cm2，Z0=4.55cm，Ix0=1175.08cm

20、4，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=41175.08+49.07(45/2-4.55)2=67938.36cm4； Iy=41175.08+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

21、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+50.452/80.5=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449.07cm2； 轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数；

22、 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L1604，600，A1=23.49=7.02Vmax=Af/85= fy/253 =565.19215/85=1429.6=45,Nt=V1/cos=15682.4/20.707=11091=Nt/350=11.1103/350=32N/2 Fl= 186.925kN；实际冲切力不大于允许冲

23、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=12.7412.7450 取=58.260,因此加劲板焊缝长度： =（200-28）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16#楼塔吊桩编号1#,3#-13.5-38.5800C35-1.516.52#,4#-13-38800C35-1.51627#楼塔吊桩编号5#,7#-13.5-38.5800C35-1.516.56#,8#-13-38800C35-1.51635#楼塔吊桩编号9#,10#,11#,12#-14