湖北化肥厂改扩建项目主厂房塔吊基础施工方案(四桩承台基础).doc

湖北香青化肥异地扩建及技术改造项目第三批土建工程 湖 北 香 青 化 肥 有 限 公 司 异 地 扩 建 及 技 术 改 造 项 目 第 三 批 土 建 工 程 复合肥主厂房塔吊基础 施工方案 编 制： 审 核： 审 批： 湖湖 北北 新新 业业 香香 青青 化化 肥肥 项项 目目 部部 二二 零零 一一 五五 年年 五五 月十一日月十一日 湖北香青化肥异地扩建及技术改造项目第三批土建工程 2 目目 录录 一、一、工程概况工程概况 -1 二、二、塔吊选型及布置塔吊选型及布置 -1 三、三、施工技术要求施工技术要求 -2 四、四、塔吊基础施工方法塔吊基础施工方法 -2 五、五、质量保证措施质量保证措施 -3 六、六、安全技术措施安全技术措施 -3 七、七、四桩承台基础计算书四桩承台基础计算书 -4 湖北香青化肥异地扩建及技术改造项目第三批土建工程 1 复合肥主厂房塔吊基础施工方案复合肥主厂房塔吊基础施工方案 一、一、 工程概况工程概况 湖北香青化肥有限公司异地扩建及技术改造项目位于湖北枝江市经济技术开发区 姚家港三路东侧，占地近 400 亩，总建筑面积约 7.8 万平方米，项目总投资 2.83 亿（含 设备安装） 。根据地勘报告，本项目场区地貌单元属垄岗地貌，相当于长江级阶地。 场区地下水位埋深 0.11.5m，地基土层自上而下分布为：素填土层、粉质粘土、 卵石土、-1 强风化泥质粉砂岩及-2 中风化泥质粉砂岩。 复合肥主厂房结构类型为钢筋混凝土框架结构+屋面钢结构，基础为柱下桩基承台， 厂房平面尺寸 63171m，高 17.8m，建筑面积 9344m2（不含除尘室、热风炉和洗涤箱） ，工程抗震类别属标准设防为丙类，安全等级为二级，工程重要性等级为二级。 二、二、 塔吊选型及布置塔吊选型及布置 本工程施工现场场地实在狭小，在充分考虑主厂房现场模板堆放区、钢筋加工区、 木料堆放区等临时设施布置情况、施工道路、按照建筑物长宽尺寸及高度、场地情况和 施工实际需要等问题，选择配备 2 台固定式塔式起重机，型号 QTZ63。技术参数如下： QTZ63 型塔吊技术参数 型号5610备注 最大起重力矩630KN.m 最大起重量5 吨 最小起重量1 吨 整机重量45.29 吨 独立高度40m 附着高度140m 装机容量34.2 倾翻力矩1350KN.m基础荷载 扭矩200KN.m基础荷载 垂直荷载700KN基础荷载 水平荷载26KN基础荷载 长宽 16002500 标准节 重量787.15Kg 根据现场情况塔吊基础设置在厂房设备基础 SJ-02M2204A（4B）下层底板基础结 构中央，即 57 轴/2A4A 轴和 2022 轴/2A4A 轴范围，塔吊基础采用四桩承台基 础，桩直径 450mm，持力层为-1 强风化泥质粉砂岩，塔基要求承载力为 500KPa，根 湖北香青化肥异地扩建及技术改造项目第三批土建工程 2 据勘察报告数据及塔吊技术参数要求，地基承载力满足塔吊基础的要求。 三、三、 施工施工技术要求技术要求 1、塔吊基础尺寸为 5100mm6360mm，基础高度为 1200mm，塔吊基础承台顶标 高-1.6m，砼强度等级为 C35，塔吊基础符合原厂设计要求，同时满足厂房设备基础 SJ- 02M2204A（4B）底座要求（附件 1：复合肥车间塔吊平面布置图） 。 2、桩顶高出塔吊基础垫层面 100mm，桩身钢筋按设计图纸要求伸入塔吊基础内不 小于 550mm。 3、根据塔吊使用说明书的要求，在基础垫层上用经纬仪控制塔吊的中心线，待钢 筋绑扎完毕后，安装 M36 塔吊底座预埋螺栓，呈 U 型设于基底与标准节连接，预埋尺 寸控制精度小于 5mm，搁置钢构底架的混凝土表面平整度不低于 1/1000。 4、为确保塔吊的受压强度，承台基础采用 C35 二级配砼，内配钢筋 3 级钢双层双 向布置，每层 B20160 双向，支撑及拉钩均为 1 级钢筋 A16480，钢筋保护层 50mm（附件 2：复合肥车间塔吊基础详图） 。 5、避雷接地设施：在塔机基础节两侧各设一组地线，用三根 A50mm2.5 米长的镀 锌钢管间距 5 米连成一起垂直埋入地下，用 404mm 的镀锌扁钢将 3 根钢管焊接，按搭 接面 2.5 倍的截面积满焊，焊口刷涂防腐沥青，两组接地体连至塔身时，必须分别做遥 测断开点。然后将扁钢固定在塔吊支脚的 2 个螺栓上。项目部电工进行遥测，接地电阻 实测值不超过 4，做好记录。 四、四、 塔吊基础施工方法塔吊基础施工方法 施工顺序：定位放线挖土方人工清槽混凝土垫层钢筋绑扎支模预埋 螺栓混凝土浇注养护。 1、塔吊基础采用反铲开挖、人工配合，基础开挖按设计尺寸扩大 500mm，要求严 格按设计深度控制，避免超挖。 2、土方开挖后，及时人工清槽后，浇注 100 厚 C15 混凝土垫层进行封闭，以防水 浸泡。 3、钢筋安装位置、标高严格按测量点位控制，纵横向钢筋交叉点要求全部绑扎， 竖向拉筋应勾在主筋上，绑扎成型钢筋网应牢固，保护层 40mm。 4、地脚螺栓预埋尺寸控制精度小于 5mm，不允许负偏差。 5、模板采用 7 层胶合板，40mm 厚方木作背方，A12 拉杆固定，平整度满足模板 湖北香青化肥异地扩建及技术改造项目第三批土建工程 3 施工规范要求。 6、塔吊基础为永久结构基础的一部分，标高、结构尺寸必须严格按设计图纸及规 范要求控制。 7、混凝土浇注时，应分层铺筑，振捣密实，一次浇筑成型，浇筑过程中注意保护 螺栓位置和丝牙，待混凝土初凝后，随浆抹平，基础表面应有定坡度，保证外来水汇集 到集水坑内。 8、基础结构施工中，地基基槽、钢筋、模板、预埋件、砼浇筑等工序都必须按规 范验收程序经监理验收，签署验收资料，合格后方可进入下道工序施工。 五、五、 质量保证措施质量保证措施 1、承台混凝土均采用预拌混凝土，其混凝土强度等级严格按照方案要求。 2、搅拌好的混凝土及时由厂家运至浇筑地点入模浇筑，浇筑前要检查混凝土是否 分层离析，由试验员检查坍落度是否合格，控制混凝土坍落度 144mm160mm，要保 证混凝土拌合物的粘聚性和保水性。 3、混凝土振捣工要做到“快插慢拔”，保证混凝土振捣密实。 4、混凝土表面的水平度不大于 1/1000。 5、承台的钢筋应进行复试，复试合格后方可使用。 6、钢筋隐检合格，并做好隐蔽检查记录。 7、承台混凝土在浇筑完毕后 12h 以内加以覆盖并浇水保湿养护。混凝土养护不得 少于 7 天。浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态。 8、基础承台混凝土要留设两组同条件养护试块，留设一组标准养护 28d 混凝土强 度抗压试块，作为塔吊基础验收的依据之一。 9、待塔吊基础混凝土强度达到 80时方可进行塔吊安装。 六、六、 安全技术措施安全技术措施 1、在塔吊单位入场前，同其签订安全生产协议书和临时用电协议书。 2、现场电气线路应由项目部电工负责安装，维护和管理用电设备，严禁非电工人 员随意拆改。 3、电焊时施工人员持证上岗并戴齐安全防护用品。 4、振捣器必须由专人使用，操作者应按规定戴好绝缘手套，穿绝缘鞋。 5、振捣器使用前应检查电源、电缆、漏电保护器及接地是否正常，电源线严禁拖 湖北香青化肥异地扩建及技术改造项目第三批土建工程 4 在钢筋上使用，应随时用木制（或塑料）三脚架架空。 6、塔基施工过程中，应注意边坡变动情况，如发现有裂纹和部分坍塌现象，操作 人员立刻撤离施工现场。 7、施工过程中应对塔吊预留洞口进行安全防护。模板的支撑及其它管件等均不得 与塔身进行连接固定，需满足 1.5m 的安全距离。 七、七、 四桩承台基础计算书四桩承台基础计算书 本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：塔式起重机设计规范 （GB/T13752-1992） 、 地基基础设计规范 （GB50007-2011） 、 建筑结构荷载规范 （GB50009-2001） 、 建筑安全检查标准 （JGJ59-2011） 、 混凝土结构设计规范 （GB50010-2002） 、 建筑桩基技术规范 （JGJ94-2008）等编制。 (一) 参数信息 塔吊型号:QTZ63塔机自重标准值:Fk1=453.00kN 起重荷载标准值:Fqk=50kN塔吊最大起重力矩:M=630kN.m 非工作状态下塔身弯矩:M=1350kN.m塔吊计算高度:H=30m 塔身宽度:B=1.6m桩身混凝土等级:C30 承台混凝土等级:C35保护层厚度:H=50mm 矩形承台边长:H=4.6m承台厚度:Hc=1.2m 承台箍筋间距:S=160mm承台钢筋级别:HRB400 承台顶面埋深:D=0.5m桩直径:d=0.45m 桩间距:a=2.56m桩钢筋级别:HRB400 桩入土深度:10.5m桩型与工艺:沉管灌注桩 计算简图如下： (二) 荷载计算 湖北香青化肥异地扩建及技术改造项目第三批土建工程 5 1.1. 自重荷载及起重荷载自重荷载及起重荷载 1) 塔机自重标准值 Fk1=453kN 2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=4.64.6(1.2025+0.517)=814.66kN 承台受浮力：Flk=4.64.61.3010=275.08kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=50kN 2.2. 风荷载计算风荷载计算 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) Wk=0.81.591.951.20.2=0.60kN/m2 qsk=1.20.600.351.6=0.40kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.4030.00=12.00kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.512.0030.00=180.02kN.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) Wk=0.81.621.951.20.35=1.06kN/m2 qsk=1.21.060.351.60=0.71kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.7130.00=21.40kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 湖北香青化肥异地扩建及技术改造项目第三批土建工程 6 Msk=0.5FvkH=0.521.4030.00=320.97kN.m 3.3. 塔机的倾覆力矩塔机的倾覆力矩 工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=1350+0.9(630+180.02)=2079.02kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=1350+320.97=1670.97kN.m (三.)桩竖向力计算 非工作状态下： Qk=(Fk+Gk)/n=(453+814.66)/4=316.92kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(453+814.66)/4+(1670.97+21.401.20)/3.62=785.62kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(453+814.66-275.08)/4-(1670.97+21.401.20)/3.62=-220.56kN 工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(453+814.66+50)/4=329.42kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(453+814.66+50)/4+(2079.02+12.001.20)/3.62=907.73kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(453+814.66+50-275.08)/4-(2079.02+12.001.20)/3.62=-317.67kN (四)承台受弯计算 1.1. 荷载计算荷载计算 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 湖北香青化肥异地扩建及技术改造项目第三批土建工程 7 =1.35(453+50)/4+1.35(2079.02+12.001.20)/3.62=950.49kN 最大拔力 Ni=1.35(Fk+Fqk)/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35(453+50)/4-1.35(2079.02+12.001.20)/3.62=-610.97kN 非工作状态下： 最大压力 Ni=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35453/4+1.35(1670.97+21.401.20)/3.62=785.65kN 最大拔力 Ni=1.35Fk/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35453/4-1.35(1670.97+21.401.20)/3.62=-479.87kN 2.2. 弯矩的计算弯矩的计算 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=2950.490.48=912.47kN.m 承台最大负弯矩: Mx=My=2-610.970.48=-586.53kN.m 3.3. 配筋计算配筋计算 根据混凝土结构设计规范GB50010-2010 第 6.2.10 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； 湖北香青化肥异地扩建及技术改造项目第三批土建工程 8 fy钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2。 底部配筋计算: s=912.47106/(1.00016.7004600.00011502)=0.0090 =1-(1-20.0090)0.5=0.0090 s=1-0.0090/2=0.9955 As=912.47106/(0.99551150.0360.0)=2214.0mm2 顶部配筋计算: s=586.53106/(1.00016.7004600.00011502)=0.0058 =1-(1-20.0058)0.5=0.0058 s=1-0.0058/2=0.9955 As=586.53106/(0.99711150.0360.0)=1420.8mm2 (五)承台剪切计算 最大剪力设计值： Vmax=950.49kN 依据混凝土结构设计规范(GB50010-2010)的第 6.3.4 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=4600mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1150mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2； S箍筋的间距，S=160mm。 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋! ! 湖北香青化肥异地扩建及技术改造项目第三批土建工程 9 (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=1.35907.73=1225.44kN 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=159043mm2。 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=-428.86kN 经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=1191.272mm2。 由于桩的最小配筋率为 0.20%，计算得最小配筋面积为 318mm2 综上所述，全部纵向钢筋面积 1191mm2 (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=329.42kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=907.73kN 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： 湖北香青化肥异地扩建及技术改造项目第三批土建工程 10 其中 Ra单桩竖向承载力特征值； q