上海某高层商业办公楼塔吊基础方案(矩形格构柱、含计算书).doc

目 录一、工程概况：1二、编制依据2三、基础施工方案2四、安装位置平面和立面图3五、质量保证措施3六、基础施工阶段施工规程4七、应急预案4八、基础计算书：8九、塔吊技术参数及附图：18塔吊基础方案一、工程概况：1、参建单位：建设单位：上海中星（集团）有限公司设计单位：中船第九设计研究院工程有限公司监理单位： 上海市建设工程监理有限公司施工单位：上海联大建设工程有限公司2、工程总体概况工程地址：凉城地区中心（商办楼）新建项目工程位于虹口区车站南路以北、水电路以西。凉城地区中心（商办楼）新建项目，占地面积2864.8，地上建筑面积25000，总建筑面积25323.0。规划高度69.90m，消防建筑高度67.60m。建筑层数地下2层（车库），地上17层。 因工程施工需要，基坑内设置一台qtz63塔吊，作为基础及主体结构垂直运输用。本工程基坑内土层分布情况及土层物理力学性质指标如下表所示：基坑土层物理力学性质指标层序土 名平均深度(m)重度（kn/m3）固结快剪峰值渗透系数k（现场注水试验）(cm/s)()c(kpa)杂填土1.3粉质粘土1.418.522.520.02.00e-6淤泥质粉质粘土1.517.521.011.02.50e-6a粘质粉土2.318.733.54.02.00e-4淤泥质粉质粘土4.017.521.011.02.50e-6淤泥质粘土6.516.813.510.04.00e-711粘土1.617.315.511.02.50e-71-2粉质粘土6.218.120.511.02.50e-6二、编制依据 塔式起重机混凝土基础工程技术规程jgj/t187-2009； 建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程jgj196-2010； 塔式起重机设计规范gb/t13752-1992； 施工组织设计及其建筑、结构施工图纸；qtz63（hb5510浙江虎霸建设机械有限公司）塔式起重机使用说明书。三、基础施工方案配合主楼施工的一台qtz63塔吊由于位于地下室大底板中，起重臂长度采用55m。基础采取四根80026000mm的钻孔灌注桩，内插钢格构柱,格构柱顶部制作砼承台，砼承台c40混凝土，详见后附图。在砼梁浇筑前，埋设塔吊基础锚脚。1. 塔吊基础设计(1) 塔吊基础为四根80026000mm的钻孔灌注桩，内插钢格构柱，四根钻孔灌注桩桩位见平面图。柱与柱间距2.800m。(2) 钻孔灌注桩由专业单位定位施工，要求定位误差在20mm以内，定位采用坐标法，用全站仪定位，具体坐标见附图。(3) 桩顶标高-6.350 m（绝对标高），钢格构柱顶部锚入塔吊基础承台梁，施工时混凝土泛浆高度按规范为2.500m，此段疏松混凝土在支架焊制横撑、斜撑时逐段凿除。(4) 单根格构钢柱设计：a. 单根格构钢柱由414014加-14400300缀板组成，柱截面尺寸480480，长10.35m，锚入钻孔灌注桩4m，钻孔灌注桩有效总长26.0m。钻孔灌注桩内安放钢筋笼为2025，详见后附图。b. 缀板采用材料为-14400300，首根缀板中距离端头200mm。格构钢柱缀板中心间距600，详见后附图。(5) 格构支架的缀条设计：a. 组成支架的四根格构柱方向必须一致，在插入灌注桩时校正准确。平面位置要求顺直方正，垂直偏差要求1/250，且不大于30mm。b. 在焊接格构支架的斜撑和横撑时，为了增加焊缝长度保证焊缝质量，设计在钢柱和撑条之间垫设钢板，垫板厚8mm。c. 每根钢格构柱的顶部埋入塔吊承台内700mm。(6) 塔吊基础配筋制见后附图。砼标号为c40，待砼强度达到80%方可安装塔吊标准节，待砼强度达到100%时，塔吊方可使用（做好砼试块工作）。(7) 格构钢支架的制作采用逆做的施工方法，即开挖时，每开挖到一横撑节点标高，立即进行该撑段的横撑和斜撑制作，必须确保电焊质量，严禁拖延时间，造成结构失稳。2. 承台梁设计：承台做加强格构柱顶整体性、传递塔吊垂直荷载及塔吊基础埋设桩锚固用，不承担塔吊的扭力及弯矩，考虑格构柱整体性，采用钢筋梁承台，长*宽*高为4000*4000*1400mm，配筋详见附图。 3.基础预埋件采用厂方提供基础预埋件，厂方必须提供有效的合格证明。4.相关计算： 详见塔吊桩基础的计算书。四、安装位置平面和立面图详见附图五、质量保证措施1、本工程采用钢板均为q235b钢，焊条采用e43xx型，除注明外，焊缝均为统长满焊，焊缝厚度8mm。所用钢板、钢材材质必须符合按国家规范及相关行业要求，先取样试验，在检测验收合格后，方可用于工程上。2、桩定位偏差20mm，成孔垂直度1/150，沉渣厚度应50mm，抗压强度试块每50立方混凝土1组，且每根桩不少于1组。3、灌注桩排桩应采用间隔成桩的施工顺序，刚完成混凝土浇筑的桩与邻桩成孔安全距离不应小于4倍的桩径，或间隔时间不应少于36h。桩施工前应严格复核施工图纸，应避开基础承台、phc工程桩、人防临空墙、柱、主梁等结构，避免对建筑主体结构造成隐患。4、主筋连接采用搭接焊接，焊缝长度10d，在同一截面上的接头数量不得大于主筋总数的1/2。主筋焊接接头间距应1000，螺旋筋箍和加强筋箍与主筋之间必须点焊。5、施工中应采取措施确保成孔质量，并做好成桩过程中各个环节的施工原始记录和测试工作。每一道工序结束时必须验收，确认合格后才能进行下道工序的施工。6、每个基础应随机抽取一根桩进行低应变动测，以检测桩身完整性。六、基础施工阶段施工规程1. 开挖阶段，挖机配备专人指挥。2. 土方开挖过程，格构柱四边土体高差不大于1.5米。且格构柱周边土体采用人工开挖，严禁挖机碰撞塔机格构柱。3. 塔机格构柱部分土方开挖采用限时效应开挖，每1.5米土层限时1天内完成，以避免土体侧压力对格构柱的影响。4. 在土体开挖过程中四根塔机格构柱的水平连杆及斜杆必须随挖土深度同时焊接，即随挖随连。5. 加强对塔机格构柱水平连杆、斜杆焊缝质量及垂直度的检查，同时建立相关检查文件。检查频率如下表：序号阶段检查人检查日期备注1土方开挖阶段技术员质量员每天2基础施工阶段技术员质量员每天3上部结构施工极端技术员质量员1周2次6. 基础施工阶段，对格构柱焊缝检查需搭设好相应操作平台，确保检查人员操作安全。7. 如发现特殊情况，及时与项目管理人员联系。七、应急预案1）、应急响应当桩顶或坡顶的水平、垂直位移大于桩顶或坡顶的水平、垂直位移达到3/日、两天以上或累计达到25后桩顶或坡顶水平位移扩展无收敛；坑外地下水位下降超过500；支撑应力大于设计应力；突降大雨或暴雨时应立即起动应急预案。现场管理人员根据出现的险情或有可能出现的险情，迅速逐级上报，次序为现场、办公室、抢险领导小组、上级主管部门。由综合部收集、记录、整理紧急情况信息并向小组及时传递，由小组组长或副组长主持紧急情况处理会议，协调、派遣和统一指挥所有车辆、设备、人员、物资等实施紧急抢救和向上级汇报。事故处理根据事故大小情况来确定，如果事故特别小，根据上级指示可由施工单位自行直接进行处理。如果事故较大或施工单位处理不了则由施工单位向建设单位主管部门进行请示，请求启动建设单位的救援预案，建设单位的救援预案仍不能进行处理，则由建设单位的质安室向建委或政府部门请示启动上一级救援预案。紧急事故发生上报综合部或安全长抢险领导小组抢险方案确定物资、设备到位进行抢险现场处置、送医院抢救抢险结束、恢复生产措施及善后处理、进行总结上报监理、业主、设计院人员伤亡 应急事故发生处理流程图（1）值班电话：，实行昼夜值班制； （2）紧急情况发生后，现场要做好警戒和疏散工作，保护现场，及时抢救伤员和财产，并由在现场的项目部最高级别负责人指挥，在3分钟内电话通报到值班室，主要说明紧急情况性质、地点、发生时间、有无伤亡、是否需要派救护车、消防车或警力支援到现场实施抢救，如需可直接拨打120、110等求救电话。（3）值班人员在接到紧急情况报告后必须在2分钟内将情况报告到紧急情况领导小组组长和副组长。小组组长组织讨论后在最短的时间内发出如何进行现场处置的指令。分派人员车辆等到现场进行抢救、警戒、疏散和保护现场等。由综合部在30分钟内以小组名义打电话向上一级有关部门报告。（4）遇到紧急情况，全体职工应特事特办、急事急办，主动积极地投身到紧急情况的处理中去。各种设备、车辆、器材、物资等应统一调遣，各类人员必须坚决无条件服从组长或副组长的命令和安排，不得拖延、推诿、阻碍紧急情况的处理。(5)在整个施工阶段要从人员、设备、材料和制度做好充分的准备工作，一旦遇到险情能迅速投入抢险工作。（6）对于雨季施工，要及时了解天气信息遇到暴雨天气要委派专人值班，掌握施工现场情况并及时汇报2）、 突发事件应急预案 1、基坑工程施工出现险情时，应做好基坑支护结构和基坑环境异常情况收集、整理及汇编等工作。 2、当基坑变形过大，变形速率过快，周边环境出现沉降开裂等险情时应暂停施工，根据险情原因选用如下应急措施：1) 坑底被动区临时压重，压重采用沙包等；2) 坑顶主动区卸土减载，并严格控制卸载程序；3) 做好临时排水、封面处理；4) 对采用灌注桩和工法支护的围护结构临时加固；必要时增加609钢管斜撑；5) 情况严重时，邀请有关专家或加固研究所共同制订处理方案并组织实施。3、 突降大雨或暴雨时，立即起动备用水泵抽水，并安排专人不间断观察基坑的稳定情况。4、 尽快向勘察和设计等单位反馈信息，开展勘察和设计资料复审，按施工的现状工况验算。 5、基坑工程施工出现险情时，应查清原因，并结合基坑支护要求制定施工抢险或更改基坑支护设计方案。 6、深基坑施工发生安全事故以后，项目部必须立即报告到公司安监部，安监部在了解事故准确位置、事故性质、死伤人数及其它有关情况后，立即报告公司分管领导、主管领导和集团公司有关部门，全过程时间不得超过6小时。3）、挖土施工时应急措施基坑环境监测数值（围护）水平位移，变形，当日内有一项或多项发生突变时：当突变数值尚在受控时，迅速、及时将监测数值传真至围护结构设计人员，由施工单位项目技术负责人负责与之进行沟通，制订解决措施和方案，并由施工单位项目技术负责人向建设、监理、监测、施工单位各级管理人员通报其采取的解决措施和预备方案：在条件许可的情况下，敦促设计人员和专家到施工现场共同分析原因，制订解决措施，增调施工机械设备和施工人员、调整施工部署。项目部指派专职质量、安全人员对管线观察井进行定时巡查、观察检查、发现房屋、地面以及地面管线裂缝、下陷、渗漏等异常情况迅速向项目部生产主管、项目技术负责人汇报，以便及时迅速采取措施。当监测突变数迅速变大，地下公共管线、主干道出现裂缝、或其他不明原因的异常情况时： 由应急组长负责组织撤离现场施工人员； 甲方负责人负责与居委会协调，有组织疏散、撤离危险区域内所有居民； 由应急组员负责通知水、电、煤等管线单位，让其派出抢险小组，协助抢险。 由项目技术负责人将情况通报设计人员，让其第一时间赶至现场，与监理、监测、施工单位共同商论抢险方案的实施。 与设计人员商论对下沉道路、管线进行预埋注浆管，及时进行亚密注浆加固处理，防止进一步下沉变形。4）、格构柱弯曲变形在土方开挖过程中，项目部派专人负责进行现场指挥工作，并对挖土机驾驶员进行现场交底：挖土时严禁碰撞构造柱，必须严格按照挖土方案放坡挖土，放坡一般为1：2，坡度部分应放灰线，并有专人负责标高控制。防止超挖或防坡过陡，引起构造柱弯曲变形，造成整个支撑系统变形。在本基坑土方施工中，本着妥善组织施工合理安排工序的原则，力争在保证质量的前提下，最短的时间内完成本基坑开挖的施工，尽可能减少作业持续时间，切实实行长效、持续管理，及时与设计、建设、监理、监测各方联络、商论，采取相应技术措施，控制土体变形为最小值。加强施工期间的轮值班制度，认真做好每一次检查记录，结合分析监测数值，及时预警或报警。八、矩形格构式基础计算书：（一）、塔机属性塔机型号qtz63 (zj5311)塔机独立状态的最大起吊高度h0(m)40塔机独立状态的计算高度h(m)43塔身桁架结构方钢管塔身桁架结构宽度b(m)1.6（二）、塔机荷载塔机竖向荷载简图 1、塔机自身荷载标准值塔身自重g0(kn)180起重臂自重g1(kn)70起重臂重心至塔身中心距离rg1(m)22.5小车和吊钩自重g2(kn)3.5最大起重荷载qmax(kn)60最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离rqmax(m)11.5最小起重荷载qmin(kn)10最大吊物幅度rqmin(m)55最大起重力矩m2(knm)max6011.5，1055690平衡臂自重g3(kn)19.8平衡臂重心至塔身中心距离rg3(m)6.3平衡块自重g4(kn)89.4平衡块重心至塔身中心距离rg4(m)11.8 2、风荷载标准值k(kn/m2)工程所在地上海 上海基本风压0(kn/m2)工作状态0.2非工作状态0.55塔帽形状和变幅方式锥形塔帽，小车变幅地面粗糙度b类(田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区)风振系数z工作状态1.59非工作状态1.66风压等效高度变化系数z1.32风荷载体型系数s工作状态1.95非工作状态1.95风向系数1.2塔身前后片桁架的平均充实率00.35风荷载标准值k(kn/m2)工作状态0.81.21.591.951.320.20.79非工作状态0.81.21.661.951.320.552.26 3、塔机传递至基础荷载标准值工作状态塔机自重标准值fk1(kn)180+70+3.5+19.8+89.4362.7起重荷载标准值fqk(kn)60竖向荷载标准值fk(kn)362.7+60422.7水平荷载标准值fvk(kn)0.790.351.64319.02倾覆力矩标准值mk(knm)7022.5+3.511.5-19.86.3-89.411.8+0.9(690+0.519.0243)1424.63非工作状态竖向荷载标准值fk(kn)fk1362.7水平荷载标准值fvk(kn)2.260.351.64354.42倾覆力矩标准值mk(knm)7022.5-19.86.3-89.411.8+0.554.42431565.37 4、塔机传递至基础荷载设计值工作状态塔机自重设计值f1(kn)1.2fk11.2362.7435.24起重荷载设计值fq(kn)1.4fqk1.46084竖向荷载设计值f(kn)435.24+84519.24水平荷载设计值fv(kn)1.4fvk1.419.0226.63倾覆力矩设计值m(knm)1.2(7022.5+3.511.5-19.86.3-89.411.8)+1.40.9(690+0.519.0243)1907.36非工作状态竖向荷载设计值f(kn)1.2fk1.2362.7435.24水平荷载设计值fv(kn)1.4fvk1.454.4276.19倾覆力矩设计值m(knm)1.2(7022.5-19.86.3-89.411.8)+1.40.554.42432112.45（三）、桩顶作用效应计算承台布置桩数n4承台高度h(m)1.4承台长l(m)4承台宽b(m)4承台长向桩心距al(m)2.8承台宽向桩心距ab(m)2.8桩直径d(m)0.8承台参数承台混凝土等级c40承台混凝土自重c(kn/m3)25承台上部覆土厚度h(m)0承台上部覆土的重度(kn/m3)19承台混凝土保护层厚度(mm)50配置暗梁否矩形桩式基础布置图 承台及其上土的自重荷载标准值： gk=bl(hc+h)=44(1.425+019)=560kn 承台及其上土的自重荷载设计值：g=1.2gk=1.2560=672kn 桩对角线距离：l=(ab2+al2)0.5=(2.82+2.82)0.5=3.96m 1、荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下：qk=(fk+gk)/n=(362.7+560)/4=230.68kn 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： qkmax=(fk+gk)/n+(mk+fvkh)/l =(362.7+560)/4+(1565.37+54.427.05)/3.96=722.88kn qkmin=(fk+gk)/n-(mk+fvkh)/l =(362.7+560)/4-(1565.37+54.427.05)/3.96=-261.53kn 2、荷载效应基本组合 荷载效应基本组合偏心竖向力作用下： qmax=(f+g)/n+(m+fvh)/l =(435.24+672)/4+(2112.45+76.197.05)/3.96=945.93kn qmin=(f+g)/n-(m+fvh)/l =(435.24+672)/4-(2112.45+76.197.05)/3.96=-392.31kn（四）、格构柱计算格构柱参数格构柱缀件形式缀板格构式钢柱的截面边长a(mm)480格构式钢柱计算长度h0(m)10.35缀板间净距l01(mm)300格构柱伸入灌注桩的锚固长度(m)4格构柱分肢参数格构柱分肢材料l140x14分肢材料截面积a0(cm2)37.57分肢对最小刚度轴的回转半径iy0(cm)2.75格构柱分肢平行于对称轴惯性矩i0(cm4)688.81分肢形心轴距分肢外边缘距离z0(cm)3.98分肢材料强度设计值fy(n/mm2)235分肢材料抗拉、压强度设计值f(n/mm2)215格构柱缀件参数格构式钢柱缀件材料40030014格构式钢柱缀件截面积a1x(mm2)4200焊缝参数角焊缝焊脚尺寸hf(mm)8焊缝计算长度lf(mm)300焊缝强度设计值ftw(n/mm2)160 1、格构式钢柱换算长细比验算 整个格构柱截面对x、y轴惯性矩： i=4i0+a0(a/2-z0)2=4688.81+37.57(48.00/2-3.98)2=62987.52cm4 整个构件长细比：x=y=h0/(i/(4a0)0.5=1035/(62987.52/(437.57)0.5=50.55 分肢长细比：1=l01/iy0=30.00/2.75=10.91 分肢毛截面积之和：a=4a0=437.57102=15028mm2 格构式钢柱绕两主轴的换算长细比：0 max=(x2+12)0.5=(50.552+10.912)0.5=51.72 满足要求！ 2、格构式钢柱分肢的长细比验算 1=10.91min(0.50max，40)=min(0.551.72，40)=25.86 满足要求！ 3、格构式钢柱受压稳定性验算 0max(fy/235)0.5=51.72(215/235)0.5=49.47 查表钢结构设计规范gb50017附录c：b类截面轴心受压构件的稳定系数：=0.861 qmax/(a)=945.93103/(0.86115028)=73.11n/mm2f=215n/mm2 满足要求！ 4、缀件验算 缀件所受剪力：v=af(fy/235)0.5/85=1502821510-3(235/235)0.5/85=38.01kn 格构柱相邻缀板轴线距离：l1=l01+30=30.00+30=60cm 作用在一侧缀板上的弯矩：m0=vl1/4=38.010.6/4=5.7knm 分肢型钢形心轴之间距离：b1=a-2z0=0.48-20.0398=0.4m 作用在一侧缀板上的剪力：v0=vl1/(2b1)=38.010.6/(20.4)=28.48kn 角焊缝面积：af=0.8hflf=0.88300=1920mm2 角焊缝截面抵抗矩：wf=0.7hflf2/6=0.783002/6=84000mm3 垂直于角焊缝长度方向应力：f=m0/wf=5.7106/84000=68n/mm2 垂直于角焊缝长度方向剪应力：f=v0/af=28.48103/1920=15n/mm2 (f /1.22)2+f2)0.5=(68/1.22)2+152)0.5=58n/mm2ftw=160n/mm2满足要求！（五）、桩承载力验算桩参数桩混凝土强度等级c30桩基成桩工艺系数c0.75桩混凝土自重z(kn/m3)25桩混凝土保护层厚度(mm)40桩入土深度lt(m)26桩配筋自定义桩身承载力设计值否桩混凝土类型钢筋混凝土桩身普通钢筋配筋hrb335 2025地基属性是否考虑承台效应否土名称土层厚度li(m)侧阻力特征值qsia(kpa)端阻力特征值qpa(kpa)抗拔系数承载力特征值fak(kpa)粉质粘土1.41500.7-淤泥质粉质粘土1.52000.7-粘质粉土6.32500.7-淤泥质粘土6.52000.7-粘土1.62500.7-粉质粘土夹粘质粉土6.23500.7-粉质粘土夹砂质粉土18.79557500.7- 考虑基坑开挖后，格构柱段外露，不存在侧阻力，此时为最不利状态 1、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长：u=d=3.140.8=2.51m 桩端面积：ap=d2/4=3.140.82/4=0.5m2 ra=uqsiali+qpaap =2.51(2.0525+6.520+1.625+6.235+455)+7500.5=2031.35kn qk=230.68knra=2031.35kn qkmax=722.88kn1.2ra=1.22031.35=2437.62kn 满足要求！ 2、桩基竖向抗拔承载力计算 qkmin=-261.53kn0 按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：qk=261.53kn 桩身的重力标准值：gp=ltapz=260.525=326.73kn ra=uiqsiali+gp=2.51(0.72.0525+0.76.520+0.71.625+0.76.235+0.7455)+326.73=1484.78kn qk=261.53knra=1484.78kn 满足要求！ 3、桩身承载力计算 纵向普通钢筋截面面积：as=nd2/4=203.14252/4=9817mm2 (1)、轴心受压桩桩身承载力 荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：q=qmax=945.93kn cfcap+0.9fyas=(0.75140.5106 + 0.9(3009817.48)10-3=8336.22kn q=945.93kncfcap+0.9fyas=8336.22kn 满足要求！ (2)、轴心受拔桩桩身承载力 荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：q=-qmin=392.31kn fyas=3009817.4810-3=2945.24kn q=392.31knfyas=2945.24kn 满足要求！ 4、桩身构造配筋计算 as/ap100%=(9817.48/(0.5106)100%=1.95%0.45%满足要求！（六）、承台计算承台配筋承台底部长向配筋hrb400 25150承台底部短向配筋hrb400 25150承台顶部长向配筋hrb400 25150承台顶部短向配筋hrb400 25150 1、荷载计算 承台有效高度：h0=1400-50-25/2=1338mm m=(qmax+qmin)l/2=(945.93+(-392.31)3.96/2=1096.11knm x方向：mx=mab/l=1096.112.8/3.96=775.07knm y方向：my=mal/l=1096.112.8/3.96=775.07knm 2、受剪切计算 v=f/n+m/l=435.24/4 + 2112.45/3.96=642.28kn 受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(800/1338)1/4=0.88 塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-b-d)/2=(2.8-1.6-0.8)/2=0.2m a1l=(al-b-d)/2=(2.8-1.6-0.8)/2=0.2m 剪跨比：b=a1b/h0=200/1338=0.15，取b=0.25； l= a1l/h0=200/1338=0.15，取l=0.25； 承台剪切系数：b=1.75/(b+1)=1.75/(0.25+1)=1.4 l=1.75/(l+1)=1.75/(0.25+1)=1.4 hsbftbh0=0.881.41.7110341.34=11266.75kn hslftlh0=0.881.41.71103