辽宁某高校人防工程塔吊基础施工方案(含计算书)1.pdf

目目 录录 目目 录录 - 1 - 一、工程概况一、工程概况 - 1 - 二、编制依据二、编制依据 - 1 - 三、塔式起重机型号及定位选择三、塔式起重机型号及定位选择 - 1 - 四、塔吊布置四、塔吊布置 - 2 - 五、工程地质情况及塔吊基础形式五、工程地质情况及塔吊基础形式 - 2 - 六、塔式起重机的基础设计方案与施工六、塔式起重机的基础设计方案与施工 - 4 - 七、塔吊基础计算七、塔吊基础计算 - 5 - 八、塔吊基础施工安全技术措施：八、塔吊基础施工安全技术措施： - 18 - 九、附件：九、附件： - 19 - 中国医科大学人防工程塔吊基础施工方案 - 1 - 一、工程概况一、工程概况 本工程平时为地下车库,战时为甲类核 6 级二等人员掩蔽所及甲类核 6 级人防物 资库；人防部分总建筑面积为 34333.31 平方米,其中二等人员掩蔽所建筑面积 19596.31 平方米方米。 人防物资库建筑面积为 14644.70 平方米。 本项目分为 15 个防 护单元,11 个甲类核 6 级二等人员掩蔽所及 4 个甲类核 6 级防物资库。本工程为附建 式地下室人防工程；耐火等级：一级；防护类别：甲类；抗力级别：防核武器 6 级， 防常规武器 6 级；防化等级：人员掩蔽部为丙级，物资库为丁级。 其中我单位中标的标段：a 轴-b1 轴（不含 b1 轴） ，建筑面积为 20741 平方米。 建设单位：中国医科大学 监理单位：沈阳建筑大学监理有限公司 设计单位：沈阳市第二建筑设计院 勘察单位：辽宁有色勘察研究院 施工单位：上海宝冶集团有限公司 二、编制依据二、编制依据 1、 中国医科大学人防工程施工图纸 2、 中国医科大学人防工程岩土工程勘察报告 3、 施工技术手册 4、厂家塔吊说明书及基础图 5、pkpm 安全计算软件 2012 版 三三、塔式起重机型号及定位选择、塔式起重机型号及定位选择 1、塔式起重机型号及定位的选择： 塔式起重机主要用于结构施工中的水平垂直运输，特别是砼、钢筋、模板的运 输，根据本工程的具体情况，它主要满足以下要求： (1)、本工程地下室为超长结构，要求塔式起重机的工作范围基本上能覆盖场地 的四周， 以利于材料和堆场布置和钢筋、 砼、 模板及各种材料构件的水平和垂直运输。 (2)、本工程的土方、钢筋、模板及各种构件的垂直运输工作量大，要求塔式起 中国医科大学人防工程塔吊基础施工方案 - 2 - 重机的起重量大，提升速度快，以提高工效，满足工期要求。 (3)、选用的塔式起重机使用费用应经济合理，有利于降低工程成本。 2、塔式起重机定位要满足以下要求： 、服务范围要广，应尽量满足工作面的要求，减少服务死角。 、要尽量避开建筑物的突出部位，减少对施工的影响。 、塔吊附着要安全可靠，基础应具有足够的承载力和稳定性。 、要保证塔式起重机拆除时的场地条件。 四四、塔吊布置、塔吊布置 根据本工程的实际情况及特点，决定运用五台塔吊，型号分别为 2 台 tc5610， 3 台 qtz40（4708） 。其中 1#-3#塔吊台布置车库外面，4#、5#台塔吊布置在车库内。 塔吊位置详见附件 1： 塔吊布置平面图 塔吊详细位置详见附件 2： 塔吊详细位置布置图 五五、工程地质情况、工程地质情况及塔吊基础形式及塔吊基础形式 根据业主单位提供的中国医科大学人防工程岩土工程勘察报告可知，本工程 场地岩土层自上而下依次分布为： 中国医科大学人防工程塔吊基础施工方案 - 3 - 本工程各单位工程0.000 如下： 车库部位0.000=55.80m； 26#楼0.000=58.40m； 32#楼0.000=58.30m 24#楼0.000=58.60m； 27#楼0.000=58.50m； 33#楼0.000=58.40m 根据现场实测实量现场布置塔吊位置的原始标高分别为，1#塔吊 56.70m;2#塔吊 56.70m;3#塔吊 57.10m;4#塔吊 56.30m; 5#塔吊 56.60m。 塔吊基础顶标高分别为 1#塔吊为-6.8m（相对 24#0.000，绝对标高 51.8m） ；2# 塔吊为-6.7m （相对 27#0.000， 绝对标高 51.8m） ； 3#塔吊为-6.6m （相对 33#0.000， ， 绝对标高 51.8m） ；4#塔吊为-6.6m（相对 26#楼0.000， ，绝对标高 51.8m） ；5#塔吊 为-6.5m（相对 32#0.000， ，绝对标高 51.8m） 。 根据地勘报告可知塔吊埋深在 33-1 之间，地基承载力为 70-110kpa 之间，不满 足塔吊天然地基承载力要求（天然地基承载力为140） 。根据计算本工程塔吊基础采 中国医科大学人防工程塔吊基础施工方案 - 4 - 用桩承台基础， 桩采用静压预应力混凝土管桩基础,桩径 400mm,桩型 phc-ab400(95)， 桩长 13m，每个塔吊基础下 4 根。塔吊基础承台截面为 50005000，高度 1500，砼标 号为 c30。 塔吊基础承台桩示意图 六六、塔式起重机的基础设计方案与施工、塔式起重机的基础设计方案与施工 塔吊基础承台平面尺寸设定均为 5000mm5000mm，高度均为 1500mm，塔身截面 tc5610 为 b=1600mm1600mm；qtz40 为 b=1500mm1500mm。 塔吊基础桩采用塔吊基础桩采用 4 4 根根4 40000mmmmphcphc 管桩管桩，基础基础承台承台顶顶标高标高为为筏板筏板垫层垫层底底标高标高。桩基 做法同桩基图纸做法，塔吊承台混凝土强度： c30，钢筋级别：ii 级，承台长度或 宽度 lc=bc=5.0m， hc=1.50m。 塔吊基础顶标高为绝对标高 51.80m,桩顶标高为 50.35m。 中国医科大学人防工程塔吊基础施工方案 - 5 - 塔式起重机在承台上预埋螺栓（根据机械生产厂家提供） ，塔机基础承台与桩基 连接大样同桩基图纸做法。 2、塔式起重机基础施工： 塔式起重机基础施工流程如下： 、塔式起重机桩基的施工； 、钢筋砼承台的立模、扎筋、支脚铁件预埋浇筑砼； 、待承台砼达到设计的强度等级后，应进度要求塔式起重安装调试。 七七、塔吊基础计算塔吊基础计算 a:tc5610a:tc5610 塔吊基础计算书塔吊基础计算书 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(jgj/t 187-2009)。 . . 参数信息参数信息 塔吊型号:tc5610 塔机自重标准值:fk1=300.00kn 起重荷载标准值:fqk=60.00kn 塔吊最大起重力矩:m=630.00kn.m 中国医科大学人防工程塔吊基础施工方案 - 6 - 非工作状态下塔身弯矩:m=-200.0kn.m 塔吊计算高度:h=50m 塔身宽度:b=1.6m 桩身混凝土等级:c80 承台混凝土等级:c30 保护层厚度:h=50mm 矩形承台边长:h=5.0m 承台厚度:hc=1.5m 承台箍筋间距:s=200mm 承台钢筋级别:hrb335 承台顶面埋深:d=1.5m 桩直径:d=0.4m 桩间距:a=4.2m 桩钢筋级别:hpb235 桩入土深度:13m 桩型与工艺:预制桩 桩空心直径:0.21m 计算简图如下： . . 荷载计算荷载计算 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=300kn 2) 基础以及覆土自重标准值 gk=55(1.5025+1.517)=1575kn 3) 起重荷载标准值 fqk=60kn 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) 中国医科大学人防工程塔吊基础施工方案 - 7 - wk=0.81.591.951.390.2=0.69kn/m2 qsk=1.20.690.351.6=0.46kn/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 fvk=qskh=0.4650.00=23.17kn c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 msk=0.5fvkh=0.523.1750.00=579.22kn.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=0.81.621.951.390.35=1.23kn/m2 qsk=1.21.230.351.60=0.83kn/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 fvk=qskh=0.8350.00=41.31kn c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 msk=0.5fvkh=0.541.3150.00=1032.77kn.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=-200+0.9(630+579.22)=888.30kn.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 mk=-200+1032.77=832.77kn.m . . 桩竖向力计算桩竖向力计算 非工作状态下： qk=(fk+gk)/n=(300+1575.00)/4=468.75kn qkmax=(fk+gk)/n+(mk+fvkh)/l =(300+1575)/4+(832.77+41.311.50)/5.94=619.41kn qkmin=(fk+gk-flk)/n-(mk+fvkh)/l 中国医科大学人防工程塔吊基础施工方案 - 8 - =(300+1575-0)/4-(832.77+41.311.50)/5.94=318.09kn 工作状态下： qk=(fk+gk+fqk)/n=(300+1575.00+60)/4=483.75kn qkmax=(fk+gk+fqk)/n+(mk+fvkh)/l =(300+1575+60)/4+(888.30+23.171.50)/5.94=639.18kn qkmin=(fk+gk+fqk-flk)/n-(mk+fvkh)/l =(300+1575+60-0)/4-(888.30+23.171.50)/5.94=328.32kn . . 承台受弯计算承台受弯计算 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 =1.35(300+60)/4+1.35(888.30+23.171.50)/5.94=331.33kn 最大拔力 ni=1.35(fk+fqk)/n-1.35(mk+fvkh)/l =1.35(300+60)/4-1.35(888.30+23.171.50)/5.94=-88.33kn 非工作状态下： 最大压力 ni=1.35fk/n+1.35(mk+fvkh)/l =1.35300/4+1.35(832.77+41.311.50)/5.94=304.64kn 最大拔力 ni=1.35fk/n-1.35(mk+fvkh)/l =1.35300/4-1.35(832.77+41.311.50)/5.94=-102.14kn 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)。 中国医科大学人防工程塔吊基础施工方案 - 9 - 由于工作状态下，承台正弯矩最大： mx=my=2331.331.30=861.45kn.m 承台最大负弯矩: mx=my=2-102.141.30=-265.56kn.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； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300n/mm2。 底部配筋计算: s=861.45106/(1.00014.3005000.00014502)=0.0057 =1-(1-20.0057)0.5=0.0057 s=1-0.0057/2=0.9971 as=861.45106/(0.99711450.0300.0)=1986.1mm2 顶部配筋计算: s=265.56106/(1.00014.3005000.00014502)=0.0018 =1-(1-20.0018)0.5=0.0018 s=1-0.0018/2=0.9971 as=265.56106/(0.99911450.0300.0)=611.0mm2 . . 承台剪切计算承台剪切计算 中国医科大学人防工程塔吊基础施工方案 - 10 - 最大剪力设计值： vmax=331.33kn 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=1.430n/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=1450mm； 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! . . 承台受冲切验算承台受冲切验算 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 . . 桩身承载力验算桩身承载力验算 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=1.35 639.18=862.89kn 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 0.85 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35.9n/mm2； aps桩身截面面积，aps=91028mm2。 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求由于桩的最小配筋率为 0.20%，计算得最 小配筋面积为 182mm2 中国医科大学人防工程塔吊基础施工方案 - 11 - 综上所述，全部纵向钢筋面积 182mm2 . . 桩竖向承载力验算桩竖向承载力验算 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=483.75kn；偏心竖向力作用下，qkmax=639.18kn 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=1.26m； ap桩端面积,取 ap=0.13m2； 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 4 28 0 粘性土 2 5 28 0 粘性土 3 4 25 750 粘性土 由于桩的入土深度为 13m,所以桩端是在第 3 层土层。 最大压力验算: ra=1.26(428+528+425)+7500.13=536.58kn 由于: ra = 536.58 qk = 483.75,最大压力验算满足要求! 中国医科大学人防工程塔吊基础施工方案 - 12 - 由于: 1.2ra = 643.90 qkmax = 639.18,最大压力验算满足要求! 塔吊计算满足要求！ b:b:47084708 塔吊基础计算书塔吊基础计算书 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(jgj/t 187-2009)。 . . 参数信息参数信息 塔吊型号:4708 塔机自重标准值:fk1=190.00kn 起重荷载标准值:fqk=46.60kn 塔吊最大起重力矩:m=400.00kn.m 非工作状态下塔身弯矩:m=-200.0kn.m 塔吊计算高度:h=45m 塔身宽度:b=1.5m 桩身混凝土等级:c80 承台混凝土等级:c30 保护层厚度:h=50mm 矩形承台边长:h=5m 承台厚度:hc=1.5m 承台箍筋间距:s=200mm 承台钢筋级别:hrb335 承台顶面埋深:d=0.0m 桩直径:d=0.4m 桩间距:a=4.2m 桩钢筋级别:hpb235 桩入土深度:13m 桩型与工艺:预制桩 桩空心直径:0.21m 计算简图如下： . . 荷载计算荷载计算 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=190kn 2) 基础以及覆土自重标准值 中国医科大学人防工程塔吊基础施工方案 - 13 - gk=551.5025=937.5kn 3) 起重荷载标准值 fqk=46.6kn 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=0.81.591.951.340.2=0.66kn/m2 qsk=1.20.660.351.5=0.42kn/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 fvk=qskh=0.4245.00=18.85kn c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 msk=0.5fvkh=0.518.8545.00=424.03kn.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=0.81.621.951.340.35=1.19kn/m2 qsk=1.21.190.351.50=0.75kn/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 fvk=qskh=0.7545.00=33.60kn c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 msk=0.5fvkh=0.533.6045.00=756.05kn.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=-200+0.9(400+424.03)=541.62kn.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 mk=-200+756.05=556.05kn.m 中国医科大学人防工程塔吊基础施工方案 - 14 - . . 桩竖向力计算桩竖向力计算 非工作状态下： qk=(fk+gk)/n=(190+937.50)/4=281.88kn qkmax=(fk+gk)/n+(mk+fvkh)/l =(190+937.5)/4+(556.05+33.601.50)/5.94=383.99kn qkmin=(fk+gk-flk)/n-(mk+fvkh)/l =(190+937.5-0)/4-(556.05+33.601.50)/5.94=179.76kn 工作状态下： qk=(fk+gk+fqk)/n=(190+937.50+46.6)/4=293.53kn qkmax=(fk+gk+fqk)/n+(mk+fvkh)/l =(190+937.5+46.6)/4+(541.62+18.851.50)/5.94=389.49kn qkmin=(fk+gk+fqk-flk)/n-(mk+fvkh)/l =(190+937.5+46.6-0)/4-(541.62+18.851.50)/5.94=197.56kn . . 承台受弯计算承台受弯计算 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 =1.35(190+46.6)/4+1.35(541.62+18.851.50)/5.94=209.40kn 最大拔力 ni=1.35(fk+fqk)/n-1.35(mk+fvkh)/l =1.35(190+46.6)/4-1.35(541.62+18.851.50)/5.94=-49.69kn 非工作状态下： 最大压力 ni=1.35fk/n+1.35(mk+fvkh)/l =1.35190/4+1.35(556.05+33.601.50)/5.94=201.98kn 最大拔力 ni=1.35fk/n-1.35(mk+fvkh)/l =1.35190/4-1.35(556.05+33.601.50)/5.94=-73.73kn 中国医科大学人防工程塔吊基础施工方案 - 15 - 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=2209.401.35=565.38kn.m 承台最大负弯矩: mx=my=2-73.731.35=-199.08kn.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； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300n/mm2。 底部配筋计算: s=565.38106/(1.00014.3005000.00014502)=0.0038 =1-(1-20.0038)0.5=0.0038 s=1-0.0038/2=0.9981 as=565.38106/(0.99811450.0300.0)=1302.2mm2 中国医科大学人防工程塔吊基础施工方案 - 16 - 顶部配筋计算: s=199.08106/(1.00014.3005000.00014502)=0.0013 =1-(1-20.0013)0.5=0.0013 s=1-0.0013/2=0.9981 as=199.08106/(0.99931450.0300.0)=458.0mm2 . . 承台剪切计算承台剪切计算 最大剪力设计值： vmax=209.40kn 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=1.430n/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=1450mm； 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! . . 承台受冲切验算承台受冲切验算 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 . . 桩身承载力验算桩身承载力验算 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=1.35 389.49=525.81kn 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 中国医科大学人防工程塔吊基础施工方案 - 17 - 其中 c基桩成桩工艺系数，取 0.85 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35.9n/mm2； aps桩身截面面积，aps=91028mm2。 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求由于桩的最小配筋率为 0.20%，计算得最 小配筋面积为 182mm2 综上所述，全