塔吊基础施工方案 .doc

佛山市公共文化综合体（科技馆与青少宫）主体工程施工1#塔吊基础施工方案目 录一、编制依据1二、工程概况1三、塔吊布置1四、工程地质条件及土层物理力学指标1五、塔吊基础设计1六、施工技术要求79 一、编制依据(1) 佛山市公共文化综合体项目II期岩土工程勘察报告及施工图纸(2)国家标准建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）(3)行业标准建筑桩基技术规范（JGJ94-94）(4)广东省标准建筑地基基础设计规范（DBJ15-31-2003）(5)广东业豪机械制造有限公司塔机说明书；(6)简明施工计算手册；二、工程概况由佛山市东平新城管理委员会投资兴建的佛山市公共文化综合体项目科学馆、青少宫项目，位于佛山市东平新城城北地块，总建筑面积为71762m（地上总建筑面积：42237 m；地下一层建筑面积：17714 m；地下二层面积：11811 m）。7层建筑物标高43m，9层建筑物标高52.4m，地下两层，负一层标高-6m，负二层标高-9.7m。地下两层为人防，平战结合；地上九层，主要功能为展厅、影院、办公室、实验室、艺术剧场、舞台等。建筑工程等级：一类高层公共建筑。设计耐久年限为50年，防火设计建筑分类及耐火等级为一级，人防工程防护等级为6级、部分5级；屋面防水等级I级；建筑抗震设防烈度为7度。设计单位：华南理工大学建筑设计研究院；勘测单位：华南理工大学建筑设计研究院勘察工程有限公司；施工单位：广东省第一建筑工程有限公司；监理单位：浙江江南工程管理股份有限公司。本工程塔吊采用桩基础，桩径500的预制桩。承台尺寸为450045001500。三、塔吊布置为了满足施工需要，1#塔吊安装在16轴交K轴处，安装高度为75m，塔吊作业半径内无建筑物和高压线阻碍。自由高度为44米，初始安装高度25米，四、工程地质条件及土层物理力学指标根据佛山市公共文化综合体项目II期岩土工程勘察报告；在16轴交K轴位置选取的地质资料为本工程各塔吊基础设计的参考资料，地质情况及土层物理力学指标分别见如附图（ZK28）。 五、塔吊基础设计1.计算参数 （1）基本参数塔吊型号QZT100(6015)，塔吊的实际使用年限为20年，臂长60m，平衡臂长14.53m，安装高度75m ，最大起重量为6t。塔身由数节标准节组成，塔身标准节规格为1.7m1.7m3.0m，基坑底绝对标高-2.4m；现场地面绝对标高3.86m,承台面绝对标高-0.9m。1塔吊基础采用四桩承台基础，采用500 预应力C80预制桩基础, 桩心距为3.2m，采用4.5m4.5m1.5m的承台，C35砼，配20200的钢筋。1）塔吊基础受力情况(已包含安全系数1.2及1.4)荷载工况基础荷载P(kN)M(kN.m)FkFhMMZ工作状态686.0045.081156.40284.20非工作状态568.40186.202097.200比较桩基础塔吊的工作状态和非工作状态的受力情况，塔吊基础按非工作状态计算如图；Fk，=568.401.0=568.40kN Fh，=186.201.0=186.20kNMk=(2097.20+186.201.40)1.0=2357.88kN.m2）桩顶以下岩土力学资料序号地层名称厚度L(m)桩侧摩值力特征值qsik(kPa)桩端阻力特征值qpk(kPa)qsiki(kN/m)抗拔系数iiqsik*i(kN/m)1细砂3.5412.0042.480.4016.992淤泥质粘土4.908.0039.200.6023.523粉质粘土1.8030.0054.000.6032.404粉质粘土1.3040.0052.000.6031.205全风化泥质粉砂岩3.5050.00175.000.80140.006强风化泥质粉砂岩2.0090.004000.00180.000.80144.00桩长17.04qsik*Li542.68iqsik*Li388.113）基础设计主要参数基础桩采用4根500预应力管桩,桩顶标高-2.4m；桩混凝土等级C80,fC=35.90N/mm2 ,EC=3.80104 N/mm2；ft=2.22N/mm2,桩长17.04m,管道壁厚125mm；钢筋HRB335，fy=300.00N/mm2,Es=2.00105N/mm2；承台尺寸长(a)=4.50m,宽(b)=4.50m,高(h)=1.50m；桩中心与承台中心1.60m,承台面标高-0.90m；承台混凝土等级C35，ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,砼=25kN/m3。Gk=abh砼1.2 =4.504.501.50251.2=911.25kN塔吊基础尺寸示意图2.桩顶作用效应计算（1）竖向力1）轴心竖向力作用下Nk=(Fk，Gk)/n=(568.40+911.25)/4=369.91kN2）偏心竖向力作用下按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=2357.88kN.m yi=1.6020.5=2.26mNk =(Fk，Gk)/nMxyi/yi2=369.91(2357.882.26)/(22.262)=369.91521.65Nkmax=891.56kN, Nkmax=-151.74kN (基桩承受竖向拉力)。(2)水平力Hik=Fh， /n=186.20/4=46.55kN3.单桩允许承载力特征值计算 管桩外径d=500mm=0.50m，内径d1=500-2125=250mm=0.25m，hb=2.00hb/d=2.00/0.50=4.00,p =0.164.00=0.64（1）单桩竖向极限承载力标准值计算Aj=(d2-d12)/4=3.14(0.502-0.252)/4=0.15m2,Apl=d12/4=3.140.252/4=0.05m2Qsk=uqsiki=dqsiki=3.140.50542.68=852.01kNQpk=qpk(Aj+pApl)=4000.00(0.15+0.640.05)=728.00kNQuk= QskQpk=852.01+728.00=1580.01kNRa=Quk=1580.0kN(2)桩基竖向承载力计算1）轴心竖向力作用下 Nk=369.91kNRa=1580.0kN,竖向承载力满足要求。2）偏心竖向力作用下 Nkmax=891.56kNRa=1580.0kN,竖向承载力满足要求。4.桩基水平承载力验算(1)单桩水平承载力特征值计算I=(d4-d14)/64=3.14/64(0.504-0.254)=0.0029m4EI=EcI=3.801070.0029=110200N.m2查表得:m=6.00103kN/m4, Xoa=0.010mbo=0.9(1.5d+0.5)=1.13m=1130mm=(mbo/ ECI)0.2=(6.0010001.13/110200)0.2=0.57L=0.5717.04=9.714,按 L=4,查表得: x=2.441RHa=0.75(3EI/x)oa=0.75(0.573110200/2.441)0.01=62.70kN（2）桩基水平承载力计算Hik=46.55kNRha=62.70kN,水平承载力满足要求。5.抗拔桩基承载力验算（1）抗拔极限承载力标准值计算Tuk=iqsikuiLi=388.113.140.50=609.33kN(2)抗拔承载力计算Gp=0.1517.0425=63.90kNTuk/2+Gp=609.33/2+63.90=368.57kNNkmin=151.74kN,基桩的抗拔承载力满足要求。6.抗倾覆验算a1=4.50/2=2.25m,bi=4.50/2+1.60=3.85m，倾覆力矩M倾=MFhh=2097+186.201.40=2357.88kN.m抗倾覆力矩M抗=（FkGk/1.2）ai2(Tuk/2+Gp)bi=(568.40+911.25/1.2)2.25+2(609.33/2+63.90)3.85=5825.44kN.mM抗/M倾=5825.44/2357.88=2.47抗倾覆验算2.471.6,满足要求。7.桩身承载力验算(1)正截面受压承载力计算c=0.85cfcAj=0.8535.9010000.15=4577.25kN正截面受压承载力=4577.25kNNkmax=891.56kN,满足要求。(2)预制桩插筋受拉承载力验算插筋采用HRB335，fy=300.00N/mm2，取420，As=4314=1256mm2 fyAs=3001256=376800N=376.80kN fyAs=376.80kNNkmin=151.74kN,正截面受拉承载力满足要求。 M倾/(4xiAs)=2357.881000/(41.601256)=293.33N/mm2 M倾/(4xiAs)=293.33N/mm2300.00N/mm2,满足要求。 (3)承台受冲切承载力验算1）塔身边冲切承载力计算F=F1.2Qik=Fk，=568.40kN，ho=1.50-0.10=1.40m=1400mmhp=1.0+(2000-1500)/(2000-800)(0.9-1.0)=0.960=1.60-0.50/2-1.70/2=0.50m,=0/ho=0.50/1.40=0.360=0.84/(+0.2)=0.84/(0.36+0.2)=1.50um=4(1.65+ho)=4(1.65+1.40)=12.20mhp0umftho=0.961.5012.201.5710001.40=38614.46kN承台受冲切承载力=38614.46kNFt=568.40kN,满足要求。2)角桩向上冲切力承载力计算N1=Nk，=Fk，/n+ Mxyi/yi2=568.40/4+2357.882.26/(22.262)=663.75kN1x=1y=0/ho=0.50/1.40=0.36,c1=c2=0.65+0.25=0.90m1x=1y=0.56/(1x+0.2)=0.56/(0.36+0.2)=1.001x(c1+1y)/2+1y(c1+1y)/2hpftho=1.00(0.90+0.50/2)20.961.5710001.40=4853.18kN角桩向上冲切承载力=4853.18kN2Nl=1327.51kN,满足要求。3)承台受剪切承载力验算Nk，=Fk，/n+ Mxyi/yi2=568.40/4+2357.882.26/(22.262)=663.75kNV=2Nk，=2663.75=1327.50kNhs=(800/ho)1/4=(800/1400)0.25=0.87,=0/ho=0.50/1.40=0.36=1.75/(+1)=1.75/(0.36+1)=1.29,b0=4.50m=4500mmhsftb0ho=0.871.291.5710004.501.40=11100.67kN承台受剪切承载力=11100.67kN2Nl=1328kN,满足要求。(4)承台抗弯验算1)承台弯矩计算Ni=Fk，/n+ Mxyi/yi2=568.40/4+2357.882.26/(22.262)=663.75kN,Xi=1.60mM=NiXi=2663.751.60=2124.02kN.m2)承台配筋计算承台采用HRB335，fy=300.00N/mm2As=M/0.9fyho=2124.02106/(0.93001400)=5619mm2取2220 200mm (钢筋间距满足要求),As=22314=6908mm2承台配筋面积6908mm26300mm2, 且大于承台最小配筋率0.1要求（Asmin6750mm2）满足要求。8、抗拔桩管内桩芯砼及受力钢筋验算1、填芯砼长度：LaQa/fnUm=151.74103/(0.31060.21)=0.76 m2、抗拔钢筋面积：As=Qa/ fy= 151.74103/300=505.8mm 2则配420二级钢（As=1256 mm 2）作为抗拔筋（3米通长）。则按构造设置，具体如下图。Qa相应于荷载效应基本组合时单桩竖向抗拔承载力设计值fn填芯砼与管桩内壁的粘结强度设计值，取0.3MPaUm管桩内孔圆周长度fy钢筋抗拉强度设计值则：取桩芯填深3m 的C35砼，锚筋为420，锚入承台为1000mm。塔吊基础桩顶构造9、管桩焊缝强度验算Qa151.74KNLw he fwt =500-2+(500-25) 10-30.750.005170106=1977.73KN Lw焊缝长度，Lw=（d1+d2），（d1为焊缝外径，d1=d-2，d2=d-25，d为桩径）he焊缝计算厚度，he=0.75s（s通常取5mm）fwt焊结抗拉强度设计值,取170MPa管桩接桩焊缝厚度不少5mm，取厚度为10mm。六、施工技术要求1) 地基土质要求均匀，土质承载力不低于20t/m2;混凝土强度不低于C30。为了保证强度，满足提前安装的要求，混凝土采用C35。2) 塔机安装，基础混凝土强度不应低于90%，并做好基础的排水工作。3) 必须用4根2500mm的直径为25螺纹钢筋穿过相邻两组地脚螺栓下端耳环。4) 塔机独立式安装高度为44米。5) 基础必须做好接地措施，要求接地电阻4。6) 浇注前，先将螺栓定位框穿好地脚螺栓与螺母，然后吊入基础地坑内，调整定位框的位置，并用水平仪检查定位框底板上端面，使其平面度达到不大于1/1000的要求后，才可以将地脚螺栓与基础配筋用铁丝固定，底板和螺栓固定必须牢固可靠，不得因浇注混凝土而松动。7) 特别注意：地脚螺栓禁止采用焊接固定。8) 浇筑混凝土时注意保护好地脚螺栓螺纹，以便