宜兴文化中心塔吊基础方案9.6.doc

宜兴文化中心工程塔吊基础方案南通庞源工程机械有限公司目 录 一、工程概况31、工程概况32、编制依据3二、平面布置及基础选型3三、塔吊基础设计验算3（一）、坑内塔吊基础3（二）、坑外塔吊基础9四、施工规程及质量验收254.1、灌注桩及砼承台254.2、防雷接地和电气重复接地安装26五、塔吊监测27附图：1、塔吊定位图2、塔吊基础及参数3、桩基示意图一、 工程概况1、工程概况宜兴文化中心工程项目主要包括图书馆、博物馆、科技馆、大剧院等。根据施工的要求，共租用我公司tc7035塔吊一台、tc6517塔吊两台、tc6013塔吊六台、tc5613塔吊四台用于施工。具体安装参数如下：序号型号臂长(米)安装高度(米)附墙备注1#tc56135634.9与2#、3#塔机相邻2#tc56135640.5与1#、4#、3#塔机相邻3#tc65176557.6一道与1#、2#、4#、5#、6#塔机相邻4#tc60136046与2#、3#塔机相邻5#tc60136051.6一道与3#、6#塔机相邻6#tc60136046与3#、5#、7#塔机相邻7#tc56135640.5与6#、8#塔机相邻8#tc60136048.9一道与7#、9#、12#塔机相邻9#tc60136054.5一道与8#、10#、12#塔机相邻10#tc60136048.9一道与9#、11#、12#塔机相邻11#tc65176554.8一道与10#、13#塔机相邻12#tc70357061与8#、9#、10#、13#塔机相邻13#tc56135648.9一道与11#、12#塔机相邻2、编制依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程jgj/t187-2009混凝土结构设计规范(gb50010-2002)建筑桩技术规范 (jgj94-2008)建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程jgj196-2010qtz80（tc5613-6）塔式起重机使用说明书qtz80（tc6013-6）塔式起重机使用说明书tc6517a塔式起重机使用说明书qtz250（tc7035）塔式起重机使用说明书pkpm计算软件二、平面布置及基础选型共计布置13台塔吊，其中tc7035塔吊一台、tc6517塔吊两台、tc6013塔吊六台、tc5613塔吊四台。坑内布置1台，坑外布置12台，平面布置见基础平面布置图，基础形式为：坑外塔吊基础为800灌注桩+独立承台，坑内塔吊基础为800灌注桩+独立承台。1.坑内塔吊基础为四根80024m的钻孔灌注桩。坑外塔吊基础为四根80016m的钻孔灌注桩，钻孔灌注桩施工工艺要求同抗压抗拔工程桩。2. 坑内塔吊基础顶标高约-6m。三、塔吊基础设计验算（一）、坑内塔吊基础坑内共有1台塔吊，为qtz250（tc7035）型，采用的是灌注桩+独立承台基础。本计算书主要依据本工程地质勘察报告，塔吊使用说明书、塔式起重机混凝土基础工程技术规程等利用pkpm计算软件编制。tc7035塔吊四桩基础的计算书 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(jgj/t 187-2009)。一. 参数信息 塔吊型号: tc7035 塔机自重标准值:fk1=1128.00kn 起重荷载标准值:fqk=160.00kn 塔吊最大起重力矩:m=2500.00kn.m 塔吊计算高度: h=61m 塔身宽度: b=2.19m 非工作状态下塔身弯矩:m1=5899kn.m 桩混凝土等级: c30 承台混凝土等级:c35 保护层厚度: 50mm 矩形承台边长: 6.00m 承台厚度: hc=1.600m 承台箍筋间距: s=150mm 承台钢筋级别: hrb335 承台顶面埋深: d=0.000m 桩直径: d=0.800m 桩间距: a=4.000m 桩钢筋级别: hrb335 桩入土深度: 24.00m 桩型与工艺: 泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩 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=1128kn 2) 基础以及覆土自重标准值 gk=661.6025=1440kn 承台受浮力：flk=667.1010=2556kn 3) 起重荷载标准值 fqk=160kn 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) =0.81.481.951.540.2=0.71kn/m2 =1.20.710.352.19=0.65kn/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 fvk=qskh=0.6561.00=39.90kn c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 msk=0.5fvkh=0.539.9061.00=1216.91kn.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) =0.81.511.951.540.35=1.27kn/m2 =1.21.270.352.19=1.17kn/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 fvk=qskh=1.1761.00=71.24kn c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 msk=0.5fvkh=0.571.2461.00=2172.77kn.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=5899+0.9(2500+1216.91)=9244.22kn.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 mk=5899+2172.77=8071.77kn.m三. 桩竖向力计算 非工作状态下： qk=(fk+gk)/n=(1128+1440.00)/4=642.00kn qkmax=(fk+gk)/n+(mk+fvkh)/l =(1128+1440)/4+(8071.77+71.241.60)/5.66=2089.27kn qkmin=(fk+gk-flk)/n-(mk+fvkh)/l =(1128+1440-2556)/4-(8071.77+71.241.60)/5.66=-1444.27kn 工作状态下： qk=(fk+gk+fqk)/n=(1128+1440.00+160)/4=682.00kn qkmax=(fk+gk+fqk)/n+(mk+fvkh)/l =(1128+1440+160)/4+(9244.22+39.901.60)/5.66=2327.70kn qkmin=(fk+gk+fqk-flk)/n-(mk+fvkh)/l =(1128+1440+160-2556)/4-(9244.22+39.901.60)/5.66=-1602.70kn四. 承台受弯计算 1. 荷载计算 不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值： 工作状态下： 最大压力 ni=1.35(fk+fqk)/n+1.35(mk+fvkh)/l =1.35(1128+160)/4+1.35(9244.22+39.901.60)/5.66=2656.39kn 最大拔力 ni=1.35(fk+fqk)/n-1.35(mk+fvkh)/l =1.35(1128+160)/4-1.35(9244.22+39.901.60)/5.66=-1786.99kn 非工作状态下： 最大压力 ni=1.35fk/n+1.35(mk+fvkh)/l =1.351128/4+1.35(8071.77+71.241.60)/5.66=2334.51kn 最大拔力 ni=1.35fk/n-1.35(mk+fvkh)/l =1.351128/4-1.35(8071.77+71.241.60)/5.66=-1573.11kn 2. 弯矩的计算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程第6.4.2条 其中 mx,my1计算截面处xy方向的弯矩设计值(kn.m)； xi,yi单桩相对承台中心轴的xy方向距离(m)； ni不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值(kn)。 由于工作状态下，承台正弯矩最大： mx=my=22656.390.91=4808.07kn.m 承台最大负弯矩: mx=my=2-1786.990.91=-3234.45kn.m 3. 配筋计算 根据混凝土结构设计规程gb50010-2002第7.2.1条 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=300n/mm2。 底部配筋计算: s=4808.07106/(1.00016.7006000.00015502)=0.0200 =1-(1-20.0200)0.5=0.0202 s=1-0.0202/2=0.9899 as=4808.07106/(0.98991550.0300.0)=10445.3mm2 顶部配筋计算: s=3234.45106/(1.00016.7006000.00015502)=0.0134 =1-(1-20.0134)0.5=0.0135 s=1-0.0135/2=0.9899 as=3234.45106/(0.99321550.0300.0)=7003.2mm2五. 承台剪切计算 最大剪力设计值： vmax=2656.39kn 依据混凝土结构设计规范(gb50010-2002)的第7.5.7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 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承台的计算宽度，b=6000mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1550mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300n/mm2； s箍筋的间距，s=150mm。 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!六. 承台受冲切验算 角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩 冲切承载力验算七.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=1.352327.70=3142.39kn 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0.75 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.3n/mm2； aps桩身截面面积，aps=502655mm2。 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=1.35qkmin=-2163.64kn 经过计算得到受拉钢筋截面面积 as=7212.136mm2。 由于桩的最小配筋率为1.50%，计算得最小配筋面积为7540mm2 综上所述，全部纵向钢筋面积7540mm2八.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/t 187-2009)的第6.3.3和6.3.4条 轴心竖向力作用下，qk=682.00kn；偏向竖向力作用下，qkmax=2327.70kn.m 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=2.51m； ap桩端面积,取ap=0.50m2； 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) 侧阻力特征值(kpa) 端阻力特征值(kpa) 土名称 1 5.5 10 0 粘性土 2 3.4 23 0 粘性土 3 6.5 33 0 粘性土 4 2.1 42 0 粘性土 5 1.3 33 0 粘性土 6 3.6 39 800 粘性土 7 16.7 60 1000 粘性土 由于桩的入土深度为24m,所以桩端是在第7层土层。 最大压力验算: ra=2.51(5.510+3.423+6.533+2.142+1.333+3.639+1.660)+10000.50=2300.15kn 由于: ra = 2300.15 qk = 682.00,所以满足要求! 由于: 1.2ra = 2760.18 qkmax = 2327.70,所以满足要求!九.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/t 187-2009)的第6.3.5条 偏向竖向力作用下，qkmin=-1602.70kn.m 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； i抗拔系数； ra=2.51(0.7505.510+0.7503.423+0.7506.533+0.7502.142+0.7501.333+0.7503.639+0.7501.660)=1446.390kn gp=0.503(2425-2410)=180.956kn 由于: 1446.39+180.96 = 1602.7 满足要求!（二）、坑外塔吊基础坑外共有塔吊12台，其中qtz80（tc5613）型4台，qtz80（6013）型6台，tc6517型2台，qtz80（tc5613）型4台基础采用16m800灌注桩+独立承台，计算利用pkpm进行计算。本计算书主要依据本工程地质勘察报告，塔吊使用说明书、塔式起重机混凝土基础工程技术规程等利用pkpm计算软件编制。tc5613塔吊四桩基础的计算书 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(jgj/t 187-2009)。一. 参数信息 塔吊型号: tc5613-6 塔机自重标准值:fk1=487.50kn 起重荷载标准值:fqk=60.00kn 塔吊最大起重力矩:m=800.00kn.m 塔吊计算高度: h=42.6m 塔身宽度: b=1.60m 非工作状态下塔身弯矩:m1=1766kn.m 桩混凝土等级: c30 承台混凝土等级:c35 保护层厚度: 50mm 矩形承台边长: 5.00m 承台厚度: hc=1.000m 承台箍筋间距: s=200mm 承台钢筋 级别: hrb335 承台顶面埋深: d=0.000m 桩直径: d=0.800m 桩间距: a=3.800m 桩钢筋级别: hrb335 桩入土深度: 16.00m 桩型与工艺: 泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩 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=487.5kn 2) 基础以及覆土自重标准值 gk=551.0025=625kn 承台受浮力：flk=55-1.0010=-250kn 3) 起重荷载标准值 fqk=60kn 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) =0.81.481.951.540.2=0.71kn/m2 =1.20.710.351.6=0.48kn/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 fvk=qskh=0.4842.60=20.36kn c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 msk=0.5fvkh=0.520.3642.60=433.61kn.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) =0.81.511.951.540.35=1.27kn/m2 =1.21.270.351.60=0.85kn/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 fvk=qskh=0.8542.60=36.35kn c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 msk=0.5fvkh=0.536.3542.60=774.19kn.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=1766+0.9(800+433.61)=2876.25kn.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 mk=1766+774.19=2540.19kn.m三. 桩竖向力计算 非工作状态下： qk=(fk+gk)/n=(487.5+625.00)/4=278.13kn qkmax=(fk+gk)/n+(mk+fvkh)/l =(487.5+625)/4+(2540.19+36.351.00)/5.37=757.64kn qkmin=(fk+gk-flk)/n-(mk+fvkh)/l =(487.5+625-250)/4-(2540.19+36.351.00)/5.37=-138.89kn 工作状态下： qk=(fk+gk+fqk)/n=(487.5+625.00+60)/4=293.13kn qkmax=(fk+gk+fqk)/n+(mk+fvkh)/l =(487.5+625+60)/4+(2876.25+20.361.00)/5.37=832.21kn qkmin=(fk+gk+fqk-flk)/n-(mk+fvkh)/l =(487.5+625+60-250)/4-(2876.25+20.361.00)/5.37=-183.46kn四. 承台受弯计算 1. 荷载计算 不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值： 工作状态下： 最大压力 ni=1.35(fk+fqk)/n+1.35(mk+fvkh)/l =1.35(487.5+60)/4+1.35(2876.25+20.361.00)/5.37=912.54kn 最大拔力 ni=1.35(fk+fqk)/n-1.35(mk+fvkh)/l =1.35(487.5+60)/4-1.35(2876.25+20.361.00)/5.37=-542.98kn 非工作状态下： 最大压力 ni=1.35fk/n+1.35(mk+fvkh)/l =1.35487.5/4+1.35(2540.19+36.351.00)/5.37=811.88kn 最大拔力 ni=1.35fk/n-1.35(mk+fvkh)/l =1.35487.5/4-1.35(2540.19+36.351.00)/5.37=-482.82kn 2. 弯矩的计算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程第6.4.2条 其中 mx,my1计算截面处xy方向的弯矩设计值(kn.m)； xi,yi单桩相对承台中心轴的xy方向距离(m)； ni不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值(kn)。 由于工作状态下，承台正弯矩最大： mx=my=2912.541.10=2007.60kn.m 承台最大负弯矩: mx=my=2-542.981.10=-1194.56kn.m 3. 配筋计算 根据混凝土结构设计规程gb50010-2002第7.2.1条 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=300n/mm2。 底部配筋计算: s=2007.60106/(1.00016.7005000.0009502)=0.0266 =1-(1-20.0266)0.5=0.0270 s=1-0.0270/2=0.9865 as=2007.60106/(0.9865950.0300.0)=7140.6mm2 顶部配筋计算: s=1194.56106/(1.00016.7005000.0009502)=0.0159 =1-(1-20.0159)0.5=0.0160 s=1-0.0160/2=0.9865 as=1194.56106/(0.9920950.0300.0)=4225.2mm2五. 承台剪切计算 最大剪力设计值： vmax=912.54kn 依据混凝土结构设计规范(gb50010-2002)的第7.5.7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 计算截面的剪跨比,=1.637 ft混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570n/mm2； b承台的计算宽度，b=5000mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=950mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300n/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. 承台受冲切验算 依据塔机规范，塔机立柱对承台的冲切可不验算，本案只计算角桩对承台的冲切！ 承台受角桩冲切的承载力可按下式计算： 式中 nl荷载效应基本组合时，不计承台以及其上土重的角桩桩顶的竖向力设计值； 1x，1y角桩冲切系数； 1x=1y=0.56/(0.737+0.2)=0.598 c1，c2角桩内边缘至承台外边缘的水平距离；c1=c2=1000mm a1x，a1y承台底角桩内边缘45度冲切线与承台顶面相交线至桩内边缘的水平距离；a1x=a1y=700mm hp承台受冲切承载力截面高度影响系数；hp=0.946 ft承台混凝土抗拉强度设计值；ft=1.57n/mm2 h0承台外边缘的有效高度；h0=950mm 1x，1y角桩冲跨比，其值应满足0.251.0，取1x=1y=a1x/h0=0.737 工作状态下： nl=1.35(fk+fqk)/n+1.35(mk+fvkh)/l =1.35(487.5+60)/4+1.35(2876.25+20.361)/5.3732=912.54kn 非工作状态下： nl=1.35fk/n+1.35(mk+fvkh)/l =1.35487.5/4+1.35(2540.19+36.351)/5.3732=811.88kn 等式右边 0.598(1000+350)+0.598(1000+350)0.9461.57950/1000=2276.57kn 比较等式两边，所以满足要求!七.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=1.35832.21=1123.48kn 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0.75 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.3n/mm2； aps桩身截面面积，aps=502655mm2。 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=1.35qkmin=-247.67kn 经过计算得到受拉钢筋截面面积 as=825.563mm2。 由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为1005mm2 综上所述，全部纵向钢筋面积1005mm2八.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/t 187-2009)的第6.3.3和6.3.4条 轴心竖向力作用下，qk=293.13kn；偏向竖向力作用下，qkmax=832.21kn.m 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=2.51m； ap桩端面积,取ap=0.50m2； 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) 侧阻力特征值(kpa) 端阻力特征值(kpa) 土名称 1 1.5 20 0 粘性土 2 8.9 46 0 粘性土 3 5.3 85 0 粘性土 4 4.0 65 0 粘性土 5 4.8 85 0 粘性土 6 4.5 66 0 粘性土 由于桩的入土深度为16m,所以桩端是在第4层土层。 最大压力验算: ra=2.51(1.520+8.946+5.385+.30000000000000165)+00.50=2285.57kn 由于: ra = 2285.57 qk = 293.13,所以满足要求! 由于: 1.2ra = 2742.69 qkmax = 832.21,所以满足要求!九.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/t 187-2009)的第6.3.5条 偏向竖向力作用下，qkmin=-183.46kn.m 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； i抗拔系数； ra=2.51(0.7501.520+0.7508.946+0.7505.385+0.750.30000000000000165)=1763.691kn gp=0.503(1625-1510)=125.664kn 由于: 1763.69+125.66 = 183.46 满足要求!tc6013塔吊四桩基础的计算书 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(jgj/t 187-2009)。一. 参数信息 塔吊型号: tc6013 塔机自重标准值:fk1=624.50kn 起重荷载标准值:fqk=60.00kn 塔吊最大起重力矩:m=800.00kn.m 塔吊计算高度: h=46m 塔身宽度: b=1.80m 非工作状态下塔身弯矩:m1=2695.1kn.m 桩混凝土等级: c30 承台混凝土等级:c35 保护层厚度: 50mm 矩形承台边长: 5.0m 承台厚度: hc=1.350m 承台箍筋间距: s=200mm 承台钢筋级别: hrb335 承台顶面埋深: d=0.000m 桩直径: d=0.800m 桩间距: a=3.800m 桩钢筋级别: hrb335 桩入土深度: 16.00m 桩型与工艺: 泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩 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=624.5kn 2) 基础以及覆土自重标准值 gk=551.3525=843.75kn 承台受浮力：flk=550.8510=212.5kn 3) 起重荷载标准值 fqk=60kn 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) =0.81.481.951.540.2=0.71kn/m2 =1.20.710.351.8=0.54kn/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 fvk=qskh=0.5446.00=24.73kn c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值