广场塔吊基础施工方案#广西.doc

南通文峰城市广场东区塔吊基础施工专项方案编制单位：南通四建集团有限公司编 制 人：王小建审 核 人：张新兵编制日期：2011年03月20日目 录一、工程概况-3二、塔吊选型、平面布置及安装高度-4三、塔吊基础设计依据-4四、塔吊基础设计：附着式塔吊格构柱固定基础-4五、挖土要求-5六、塔吊基础的监测、监控措施-7七、qtz80 塔吊桩基础的计算书 -7八、塔吊平面布置图-17九、塔吊基础立面布置图和格构柱图-18十、剪刀撑节点详图-19十一、塔吊十字梁钢平台制作安装及钢构柱加固工艺方案-20十二、塔吊基础钢平台图-23十三、qtz80塔吊基础钢平台设计计算-24南通文峰城市广场东区塔吊基础施工方案 南通四建集团有限公司一、工程概况1. 工程名称：南通文峰城市广场（东区）建设单位：南通文景置业有限公司建设地点：南通市工农路虹桥路口用地性质：商住综合用地建筑层数：地上4至39层，地下二层建筑高度： 20.9m-150m建筑面积:20万平方米地上建筑: 14万平方米地下建筑:6万平方米2. 本项目（东区）由2栋高层办公及酒店、5栋4层5层商铺及两层地下室组成，地下二层为人防。0.000相当于85高程4.500米，场地相对标高约-0.800米。3. 结构形式：均采用现浇钢筋混凝土框架结构，地下车库采用框架结构，基础均采用桩基承台筏板形式。4. 建筑高度：楼号层数(层)层高(m)建筑高度(m)1#45.5-4.920.92#45.5-4.920.93#45.5-4.920.94#45.5-4.920.95#395.5-4.9-3.651506#225.5-4.9-3.8599.17#55.5-4.926.5地下室一层16.3地下室二层14.5二、塔吊选型、平面布置及安装高度楼号建筑高度(m)塔吊选型安装高度（最高）臂长(m)安装位置1#qtz63-561040（140）53南侧2#qtz63-561040（140）53东侧3#qtz63-561040（140）53北侧5#qtz80b160(160)60西侧6#qtz80a（5512）110（140）55西侧7#qtz80a（5512）110（140）55北侧附图一：东区总平面图三、塔吊基础设计依据行业标准建筑桩基技术规范（jgj94-2008）国家标准建筑地基基础设计规程（gb50007-2002）南通文峰城市广场工程地质勘察报告（08kc096）国家标准混凝土结构设计规范（gb 50010-2002）国家标准钢结构结构设计规范（gb 50017-2003）四、塔吊基础设计：附着式塔吊格构柱固定基础每部塔吊基础采用4根800钻孔灌注桩和450*450钢格构柱相结合形式，即挖土面以下采用800钻孔灌注桩，挖土面以上用450*450钢格构柱（材料q235b）。东区1#、2#、3#、5#、6#、7#塔吊基础桩顶标高，详见附图二：商铺、酒店及办公楼塔吊桩基定位图800钻孔灌注桩桩长25米，桩主筋为1625，箍筋8200，钢格构柱插入800钻孔灌注桩4.5米长；格构柱插入深度范围及以下2.5米，螺旋箍筋加密8100，详见附图三：塔吊基础立面布置图和格构柱图。随挖土面下降，及时加好剪刀撑，详见附图四：剪力撑节点详图。格构柱插入要求：为便于后期格构柱剪刀撑的焊接，在插入时应严格定位、控制好标高，使四根钢柱的位置规整、正确，无扭转。五、挖土要求（1）土方开挖前，应根据施工方案的要求，将施工区域内的地上、地下障碍物清除和处理完毕。（2）塔吊桩基挖土时要注意避让，以避免碰坏桩头。（3）暂留土层：为30cm左右为宜。在机械施工挖不到的土方，应配合人工随时进行挖掘，并用手推车把土运到机械挖到的地方，以便用机械挖走。六、塔吊基础的监测、监控措施（1）塔吊桩稳定后对塔吊基础进行观测，平台沉降进行每天监测并记录，观测沉降和位移情况与理论数据符合。（2）塔吊安装完成后在运行期间沉降进行每天监测并记录，并且每天汇报项目部和公司安全科和设备科，由专业负责人进行检查和分析。七、qtz80 塔吊桩基础的计算书1、 参数信息塔吊型号: qtz80 自重(包括压重):f1=800.00kn 最大起重荷载: f2=80.00kn 塔吊倾覆力距: m=2000.00kn.m 塔吊起重高度: h=160.00m 塔身宽度: b=1.80m 桩混凝土等级: c35 承台混凝土等级:c35 保护层厚度: 100mm 矩形承台边长: 6.00m 承台厚度: hc=1. 50m 承台箍筋间距: s=200mm 承台钢筋级别: 级 承台预埋件埋深:h=1.10m 承台顶面埋深: d=0.000m 桩直径: d=0.800m 桩间距: a=2.500m 桩钢筋级别: 级 桩入土深度: 25.00 桩型与工艺: 泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩2、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算 1. 塔吊自重(包括压重)f1=800.000kn 2. 塔吊最大起重荷载f2=80.000kn 作用于桩基承台顶面的竖向力 f=f1+f2=860.000kn 塔吊的倾覆力矩 m=1.42000.000=2800.000kn.m3、 矩形承台弯矩的计算 计算简图： 图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩m最不利方向进行验算。 1. 桩顶竖向力的计算(依据建筑桩基础技术规范jgj94-2008的第5.1.1条) 其中 n单桩个数，n=4； fk作用于承台顶面的竖向力，fk=860.000kn； gk桩基承台和承台上土自重标准值，gk=25.0bcbchc+20.0bcbcd=843.750kn； mxk,myk荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的 x、y 轴的力矩 xi,yi单桩相对承台中心轴的xy方向距离(m)； nik荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力(kn)。 经计算得到: 桩顶竖向力设计值: 最大压力： n=1.2(860.000+843.750)/4+2800.000(3.0001.414/2)/2(3.0001.414/2)2=1171.191kn 最大拔力： n=(860.000+843.750)/4-2800.000(3.0001.414/2)/2(3.0001.414/2)2=-234.129kn 桩顶竖向力标准值: 最大压力： n=(860.000+843.750)/4+2000.000(3.0001.414/2)/2(3.0001.414/2)2=897.413kn 最大拔力： n=(860.000+843.750)/4-2800.000(3.0001.414/2)/2(3.0001.414/2)2=-45.538kn 2. 矩形承台弯矩的计算(依据建筑桩基础技术规范jgj94-2008的第5.9.2条) 其中 mx,my分别为绕x轴和绕y轴方向计算截面处的弯矩设计值(kn.m)； xi,yi垂直y轴和x轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m)； ni在荷载效应基本组合下的第i基桩净反力，ni=ni-g/n。 经过计算得到弯矩设计值： 压力产生的承台弯矩： n=1.2(860.000+843.750)/4+2800.000(3.000/2)/4(3.000/2)2=977.792kn mx1=my1=2(977.792-843.750/4)(1.500-0.800)=1073.596kn.m 拔力产生的承台弯矩： n=(860.000+843.750)/4-2800.000(3.000/2)/4(3.000/2)2=-40.729kn mx2=my2=2-40.729(1.500-0.800)=-57.021kn.m4、 矩形承台截面主筋的计算 依据混凝土结构设计规范(gb50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。 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=210n/mm2。 承台底面配筋: s=1073.596106/(1.0001.5705000.0001300.0002)=0.0076 =1-(1-20.0076)0.5=0.0076 s=1-0.0076/2=0.9962 asx= asy=1073.596106/(0.99621300.000210.000)=3947.660mm2 承台顶面配筋: s=57.021106/(1.0001.5705000.0001300.0002)=0.0004 =1-(1-20.0004)0.5=0.0004 s=1-0.0004/2=0.9998 asx= asy=57.021106/(0.99981300.000210.000)=208.910mm2。 满足顶面和底面配筋要求的同时还应该满足构造要求!5、 矩形承台截面抗剪切计算 依据建筑桩基础技术规范(jgj94-2008)的第5.9.14条。 根据第二步的计算方案可以得到xy方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性， 记为v=2342.382kn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： 其中 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承台计算截面处的计算宽度，b=5000mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=300mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=210.000n/mm2； s箍筋的间距，s=200mm。 经过计算得: 箍筋的最小配筋面积asv=(2342.3821000-0.7001.5705000300)200/(210.000300)=2202.800mm26、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=1171.191kn 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0.750 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.700n/mm2； aps桩身截面面积，aps=0.3848m2。 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,受压钢筋只需构造配筋! 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=234.129kn 经过计算得到受拉钢筋截面面积 as=1114.898mm2。 综上所述,全部纵向钢筋采用构造配筋且配筋面积不能小于1114.898mm2 构造规定：灌注桩主筋采用612根直径12m14m,配筋率不小于0.2%!7、桩抗压承载力计算 桩承载力计算依据建筑桩基础技术规范(jgj94-2008)的第5.2.5和5.3.5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=1171.191kn 桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式： 最大压力: 其中 r基桩竖向承载力特征值； ra单桩竖向承载力特征值； k安全系数，取2.0； fak承台下土的地基承载力特征值加权平均值； c承台效应系数 qsk桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值； qpk极限端阻力标准值，按下表取值； u桩身的周长，u=2.1991m； ap桩端面积,取ap=0.385m2； ac计算桩基所对应的承台净面积，去ac=5.865m2； 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 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kpa) 土端阻力标准值(kpa) 土名称 5.10 48 650 粉土 16.87 55 1000 粉砂 7.54 40 450 粉质粘土夹粉土 6.58 50 600 粉砂 7.37 55 1500 粉砂夹粉土 由于桩的入土深度为25m,所以桩端是在第8层土层。 最大压力验算: ra=2.199(.6715+2.3415+2.3715+2.8524+4.1528+4.9248+3.8655+3.8440)+450.0000.385=2080.605kn r=2080.605/2.0+0.179105.0005.865=1150.714kn 上式计算的r值大于等于最大压力897.413kn,所以满足要求!8、桩抗拔承载力计算 桩抗拔承载力计算依据建筑桩基础技术规范(jgj94-2008)的第5.4.5条 桩抗拔承载力应满足下列要求: 其中: 式中 tuk基桩抗拔极限承载力标准值； i抗拔系数； 解得: tgk=14.8(0.700.6715+0.7002.3415+0.7002.3715+0.7002.8524+0.7004.1528+0.7004.9248+0.7003.8655+0.7003.8440)/4=2246.462kn ggp=14.82522/4=2035.000kn tuk=2.199(0.700.6715+0.7002.3415+0.7002.3715+0.7002.8524+0.7004.1528+0.7004.9248+0.7003.8655+0.7003.8440)=1335.197kn gp=2.1992525=1374.447kn 由于: 2246.462/2.0+2035.000=45.538 满足要求! 由于: 1335.197/2.0+1374.447=45.538 满足要求!9、桩式基础格构柱计算 依据钢结构设计规范(gb50017-2003)。 1. 格构柱截面的力学特性： 格构柱的截面尺寸为0.450.45m； 主肢选用:16号角钢bdr=1601616mm； 缀板选用(mm):0.010.39 主肢的截面力学参数为 a0=49.07cm2，z0=4.55cm，ix0=1175.08cm4，iy0=1175.08cm4； 格构柱截面示意图 格构柱的y-y轴截面总惯性矩： 格构柱的x-x轴截面总惯性矩： 经过计算得到： ix=41175.08+49.07(45/2-4.55)2=67938.36cm4； iy=41175.08+49.07(45/2-4.55)2=67938.36cm4； 2. 格构柱的长细比计算： 格构柱主肢的长细比计算公式： 其中 h 格构柱的总高度，取14.10m； i 格构柱的截面惯性矩，取,ix=67938.36cm4，iy=67938.36cm4； a0 一个主肢的截面面积，取49.07cm2。 经过计算得到x=75.79,y=75.79。 格构柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比计算公式: 其中 b 缀板厚度，取 b=0.01m。 h 缀板长度，取 h=0.39m。 a1 格构架截面长，取 a1=0.45m。 经过计算得 i1=(0.012+0.392)/48+50.452/80.5=0.36m。 1=14.10/0.36=39.15。 换算长细比计算公式： 经过计算得到kx=85.30,ky=85.30。 3. 格构柱的整体稳定性计算： 格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式： 其中 n 轴心压力的计算值(kn)；取 n=1228.68kn； a 格构柱横截面的毛截面面积，取449.07cm2； 轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数； 根据换算长细比 0x=85.30,0y=85.30,查钢结构设计规范得到x=0.65,y=0.65。 经过计算得到 x方向的强度值为95.6n/mm2，不大于设计强度215n/mm2,所以满足要求! y方向的强度值为95.6n/mm2，不大于设计强度215n/mm2,所以满足要求! 10、缀条验算缀条为l1604，600，a1=23.49=7.02vmax=af/85= fy/253 =565.19215/85=1429.6=45,nt=v1/cos=15682.4/20.707=11091=nt/350=11.1103/350=32n/2 fl= 186.925kn；实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！12、格构柱腹杆稳定验算：1、水平腹杆稳定单肢回转半径：单肢长细比：，则=12.7412.7450 取=58.260,因此加劲板焊缝长度：=（200-28）4=736mm剪力和弯矩组合应力：(可以满足要求)。第 30 页 共 30 页商铺、酒店及办公楼塔吊桩基定位图序 号楼 号桩 号桩顶标高桩底标高桩直径砼等级格构柱顶标高格构柱长度16#楼塔吊桩编号1#,3#-13.5-38.5800c35-1.516.52#,4#-13-38800c35-1.51627#楼塔吊桩编号5#,7#-13.5-38.5800c35-1.516.56#,8#-13-38800c35-1.51635#楼塔吊桩编号9#,10#,11#,12#-14.5-39.5800c35-1.517.541#,2#,3#,4#楼塔吊桩编号13#,14#,15#,16#,17#,18#,19#,20#,21#,22#,23#,24#-13-38800800c35c35-1.5-1.516十、塔吊十字梁钢平台制作安装及钢构柱加固工艺方案10.1十字梁钢平台制作1、按照设计图对各部件下料保证尺寸。2、拼焊十字梁单梁（整梁及半梁）。a、在油压机上热压使上板按图成型。b、将腹板倒545度角。c、拼点、焊接、控制变形使单梁上下面平行。保证各焊缝不小于7mm。 3、将整梁与两个半梁拼接成十字梁。 a、校正。 b、用水平仪测量使拼接成后十字梁上下平面平行。 c、焊接。 4、 划线在钻床上钻35孔，钻孔时要求十字梁与柱帽连接板同钻。保证位置度。 5、封板将十字梁各单梁焊接成箱梁。 6、焊槽钢20# 7、脚柱制作a、首先将脚柱角钢封板加强。b、在铣床上切削两端，要求4个脚柱尺寸一致。c、拼焊接连套采用e5016焊条，注意拼焊接连套时要求在模具上进行。保证与塔吊标准节的连接尺寸。d、脚柱与十字梁平台焊接（e5016焊条），首先将十字梁平台校水平，将脚柱与塔吊标准节固定连接成整体后，置于十字梁上平面，校正使其垂直度不大于千分之三。e、焊接、焊缝高度大于7mm。 8、检验、油漆。 10.2、 十字梁钢平台安装1、将格构柱挖出1米左右。2、用经纬仪检查各格构柱、切割四个格构柱顶端。使端部保证在同一个水平面内，其水平度误差不大于千分之五。3、将格构柱角钢顶端倒角，并焊接封板。4、将柱帽连接板与十字梁钢平台用螺丝连接成整体。5、吊装钢平台，至四个桩柱上。注意相对位置准确。6、 校正，用经纬仪测量。保证钢平台脚柱四个顶端在同一水平面内，误差不大于千分之三。（也可以在十字梁上安装两个塔吊标准节，校正其垂直度不大于千分之三）7、将柱帽连接板与格构柱焊接（e5016焊条），焊缝达设计要求。8、焊接走台。9、检验 10.3格构柱连接与加固（由钢格构柱制作单位完成）十字梁钢平台安装后，在安装塔吊之前要对钢格构柱进行加固。其方法与步骤为：1、 开挖。为保证钢格构柱与灌注桩的连接效果，在开挖时要求每根钢格构柱周围保留20cm泥土，然后再用人工开挖。2、 钢构柱的连接与加固要求边开挖边进行，使得四个独立的钢柱连为整体，增强其整体稳定性。3、 钢格构柱的连接与焊接按钢构柱的设计要求进行。 10.4 格构柱的底部处理：按设计要求进行。十三、qtz80a(b)塔吊基础钢平台设计计算13.1、塔吊基本技术参数：塔吊型号：qtz80a, (qtz80b)塔吊自重：g1 =350kn,独立高度h1 =30m;( g2 =558kn（最大附着高度h2 =140m）最大起重载荷：q=60kn最大起重力矩：m1 =630knm（幅长50m，吊重q1 =1.3t）工作时风载力矩：mw =167knm（独立高度，无附着风沿吊臂方向吹）。13.2、塔吊载荷取值塔吊计算工况选择为：独立高度、有风、最大力矩工况，塔吊自重取g2 =558kn 则：最大竖向载荷f=1.2（g2+q）=1.2（558+60）=741.6kn最大力矩：m=1.3 m1+ mw =1.3630+167=986knm13.3、基础钢平台十字架梁强度校核1、塔吊基础采用十字梁钢平台，基座为钢格构柱桩承台，柱成2.5米2.5米正方形布置。十字梁采用h型钢并加贴封板形成箱梁（各参数尺寸见附图）。 其截面抗弯模量： 30（5247） 3.447 wx =- + - 652 6 =4789cm 2、梁的强度校核： 按照弯矩沿对角线方向作用作为计算模型。在竖向载荷及弯矩作用下十字梁受力为：十字梁最大应力： mc左 611.4105max =- = - =1303kg/cma=1700kg/cm wx 47899.8因十字梁为箱形梁且中间有支撑，故不必进行整体稳定性校核。结论：经校核，该十字梁平台满足使用要求。13.4、格构柱帽连接焊缝强度校核：柱帽连接板与格构柱焊缝如下简图：1、水平焊缝的计算：焊缝总长度lf=4（142+152）2=464cm焊缝计算面积af=0.7hf1f=0.70.6464=195cm n 463.510 =- = - =242.5kg/cmht=1100 kg/cm af 1959