四桩承台塔吊基础方案.doc

贵州建筑工集团第六建筑工程公司 世福家园项目住宅工程塔吊施工方案 1 目录目录 第一节、工程概况第一节、工程概况.2 第二节、编制依据第二节、编制依据.3 第三节、塔吊基础设计计算书第三节、塔吊基础设计计算书.3 一、塔吊的计算说明.3 二、塔吊的基本参数信息.4 三、塔吊单桩基础计算书.5 四、矩形承台斜截面抗剪切计算.8 五、桩承载力验算.9 第四节、第四节、 塔吊桩竖向极限承载力验算塔吊桩竖向极限承载力验算.9 第五节、塔吊抗倾覆验算第五节、塔吊抗倾覆验算.12 第六节、塔吊防雷施工要求第六节、塔吊防雷施工要求.14 第七节、塔吊施工质量要求第七节、塔吊施工质量要求.14 第八节、附录：第八节、附录：.15 贵州建筑工集团第六建筑工程公司 世福家园项目住宅工程塔吊施工方案 2 四桩承台塔吊基础方案四桩承台塔吊基础方案 第一节、工程概况第一节、工程概况 惠州市世福家园位于惠州市大亚湾经济技术开发区，南边为石 化西路，西面为龙山一路。建筑占地面积长为 190 米，宽为 130 米 左右，分为一期与二期工程，共十四栋塔楼，一层地下室，地下室 面积为 25315.61 ，本期为一期包括一层地下室和七栋塔楼，编 号为 1，2，3，5，6，7，8 栋塔楼。本工程是结构类型为框支剪结 构, 地下 1 层，地上为 33 层，建筑总高度 98.2m，建筑面积共 21.9 万 ，本期为 14 万。基础挖孔桩，孔径为 1.2，1.4，1.5 基础 地板厚度 400mm，地下室侧壁厚度 350 mm，承台最大厚度不超过 4 m。结构形式为框支剪结构。地下室底板和顶板从西北向东南方向走 低，西北角标高为5.25m，东南角标高为8.05m。塔楼的 0.00 标 高 18 栋为 33.5 米，910 为 32.45 米，1113 为 32. 5，15 16 为 33.2 米。标准层层高为 2.9 m。砌体材料为 200 mm 的加气混 凝土轻质砌块 。本工程于 2009 年 12 月开工。 建设单位: 惠州市世福房地产有限公司，设计单位: 深圳市建 筑设计研究总院有限公司，监理单位: 惠州广厦工程项目管理有限 公司，施工单位:贵州建工集团第六建筑工程公司。 贵州建筑工集团第六建筑工程公司 世福家园项目住宅工程塔吊施工方案 3 第二节、编制依据第二节、编制依据 1、 建筑地基基础设计规范 （GB50007-2002） 2、 广东省建筑地基基础设计规范 （DBJ 15-31-2003） 3、 混凝土结构设计规范 （GB 50010-2002）0 4、 建筑结构荷载规范 （GB50009-2001） 5、 简明钢筋混凝土结构计算手册 ； 6、 建筑桩基技术规范 （JGJ94-94） 7、 世福家园地勘报告 8、建筑、结构设计图纸； 9、塔式起重机使用说明书； 10、 塔式起重机设计规范GB/T 13752-92 第三节、塔吊基础设计计算书第三节、塔吊基础设计计算书 一、塔吊的计算说明 1、根据本工程的建筑情况，拟搭设 QTZ80（5610）塔吊四部，塔吊 安装高度为 120m，塔吊最大起重 12t，此型号的塔吊自由安装高度 达 40 米，所以本工程考虑使用附墙。 2、建筑物的总高度为 98.2 米，0.00 为 33.5 米，塔吊基础面标 高与地下室底板标高平齐，塔吊安装高度为 120 米。塔吊平面布置 见平面布置图，共有 1#、2#、3#个塔吊。 3、因本工程的地基条件很差，不考虑承台效应。 4、1#塔吊桩基础承载力计算依据为世福家园岩土工程勘察报告 贵州建筑工集团第六建筑工程公司 世福家园项目住宅工程塔吊施工方案 4 中的技 25、26#勘察点，2#塔吊桩基础承载力计算依据为 65、66#勘 察点，3#塔吊桩基础承载力计算依据为 117、119#勘察点。 本方案主要是计算 1#塔吊、2#塔吊、3#塔吊基础承载力，验算各种 技术参数，使之满足工程施工的需要。 5、基础受力要求（独立塔） （设计值） 基础承载 载荷 工况 PHPVMMZ 工作状况18.3511.21335269 非工作状况73.9464.115520 PH 基础所受水平力 kN PV 垂直力 kN M 倾覆力矩 kNm MZ 扭矩 kNm 6、塔吊倾覆验算按工作状态和非工作状态验算 二、塔吊的基本参数信息 塔吊型号: TC5610 塔吊起升高度 H=120.0m， 塔吊倾覆力矩设计值 M=1552kNm， 塔身宽度 B=1.60m， 基础以上土的厚度 D=0m， 基础承台宽度 Bc=5.00m， 基础承台厚度 Hc=1.50m， 承台钢筋级别: HPB335， 承台箍筋间距 S=180.000mm， 承台砼的保护层厚度=50mm， 基础承台混凝土强度等级：C35。 桩直径或者方桩边长=1000mm 桩间距 a=3.5m， 塔吊全高总重量 1200 kN 贵州建筑工集团第六建筑工程公司 世福家园项目住宅工程塔吊施工方案 5 三、塔吊单桩基础计算书 （一） 、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算 作用于桩基承台顶面的竖向力 F=511.2kN， 120 米高度时塔吊重量 为 1050 kN。 塔吊的倾覆力矩 M=1552N。 （二） 、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算 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。 1.1. 桩顶竖向力的计算桩顶竖向力的计算 依据建筑桩基技术规范JGJ94-94 的第 5.1.1 条。 贵州建筑工集团第六建筑工程公司 世福家园项目住宅工程塔吊施工方案 6 其中 n单桩个数，n=4； F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1200kN； G桩基承台的自重 G=1.2（25BcBcHc+20BcBcD) =1.2(255.005.001.50+205.005.000)=1125kN； Mx,My承台底面的弯矩设计值，取 1552kN.m； xi,yi单桩相对承台中心轴的 XY 方向距离； Ni单桩桩顶竖向力设计值(kN)； 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值为： 最大压力：Ni =(1200+1125)/4+1552(3.001.414/2) /2(3.001.414/2)2=581.25+365.87=947.12 kN。 最小压力：Ni =(1200+1125)/4-15523.001.414/2) /2(3.501.414/2)2= 581.25-365.87=215.38 kN。 四桩均受压力，进行下一步的验算。 2.2. 矩形承台弯矩的计算矩形承台弯矩的计算 依据建筑桩基础技术规范JGJ94-94 的第 5.6.1 条 其中 Mx1,My1计算截面处 XY 方向的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi垂直 Y 轴和 X 轴方向自桩轴线到计算截面的距离， 取 a/2-B/2=3.0/2-1.6/2=0.7m； Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni- G/n=947.12-1125/4=665.87kN/m2； 贵州建筑工集团第六建筑工程公司 世福家园项目住宅工程塔吊施工方案 7 经过计算得到弯矩设计值： Mx1=My1=2665.870.7=932.22kN.m。 （三） 、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，l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,期间按线性内插法得 1.00； fc混凝土抗压强度设计值查表得 16.7N/mm2； ho承台的计算高度 Hc-100.00=1400.00mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2； 经过计算得：s=932.22106/(1.0016.75000.001400.002) =0.005696； =1-(1-20.005696)0.5=0.00571； s =1-0.00571/2=0.9971； Asx =Asy =932.22106/(0.99711400.00300.00) =2226.1mm2。 贵州建筑工集团第六建筑工程公司 世福家园项目住宅工程塔吊施工方案 8 根据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第 9.5 条受弯构件最 小配筋率为 0.2 和 45ft/fy =451.67/300=0.2505 中的较大值， 取 0.2505 最小受力钢筋面积为：0.250514005000/100=17535mm2 单层钢筋为 17535/2=8767.52226.1 mm2 按 8767.5mm2配筋，选用：HRB335 钢筋，规格：25，间距 180 单向钢筋面积：28 条3.1412.52mm2/条=13737.5 mm2 满足要 求。 双层双向，见基础配筋图。 四、矩形承台斜截面抗剪切计算 依据建筑桩基技术规范(JGJ94-94)的第 5.6.8 条和第 5.6.11 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=932.22，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，o建筑桩基重要性系数，取 1.00； bo承台计算截面处的计算宽度，bo=5000mm； ho承台计算截面处的计算高度，ho=1400mm； 计算截面的剪跨比，x=ax/ho，y=ay/ho， 此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处至 x, y 方向计算一排桩 的桩边的水平距离，得(Bc/2-B/2)-(Bc/2-a/2)=a/2-B/2=700.00mm， 贵州建筑工集团第六建筑工程公司 世福家园项目住宅工程塔吊施工方案 9 当 3 时,取 =3， 满足 0.3-3.0 范 围；在 0.3-3.0 范围内按插值法取值。得 =0.42； 剪切系数，当 0.31.4 时，=0.12/(+0.3)； 当 1.43.0 时，=0.2/(+1.5)， 得 =0.17； fcC35 混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.7N/mm2； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2； S箍筋的间距，S=180mm。 则， 1.00932.22KN=0.93222106N0.1716.750001400=1.987 107N； 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！ 五、桩承载力验算 桩承载力计算依据建筑桩基技术规范(JGJ94-94)的第 4.1.1 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=932.22kN； 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中，o建筑桩基重要性系数，取 1.00； fcC30 混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2； A桩的截面面积，A=3.140.52106=0.785106mm2。 贵州建筑工集团第六建筑工程公司 世福家园项目住宅工程塔吊施工方案 10 则，1.000.93222106N14.300.785106=1.123107N； 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ 第四节、第四节、 塔吊桩竖向极限承载力验算塔吊桩竖向极限承载力验算 本工程采用人工挖孔桩，直径 D=2500mm，混泥土强度 C30，纵 筋主筋采用工程桩配筋 18，箍筋 8200，桩顶 2000 范围内 a 8100，加劲钢筋 162000。参照工程桩 D=1400mm，特征荷载 a a 13300KN,极限荷载 26600 KN,塔吊桩应大于此荷载，也远远大于塔 吊和承台的荷载。塔吊及承台重量为： 1200+551.525=1200+937.5=2137.5kN 塔吊桩基设计长度 12-15m,桩承载力计算依据世福家园地 勘报告 ，推荐按建筑地基基础设计规范(DBJ15-31-2003)的第 10.2.3 式计算确定； 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=932.22kN； 单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： Ra=uqsiali+qpaAp 其中 Ra单桩竖向承载力特征值； qsia第 i 层土桩侧的摩阻力特征值； li第 i 层土厚度； qpa桩端持力层端阻力特征值； u桩身截面周长，u=3.141591000=3.14m； Ap桩端面积,取 Ap=3.140.52=0.785m2； 贵州建筑工集团第六建筑工程公司 世福家园项目住宅工程塔吊施工方案 11 各土层厚度及阻力标准值如下表: 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 110/ 淤泥质土 225/ 中砂 318/ 粉质粘土 425/ 粉质粘土 590/ 砾质粘土 6/1900 强风化花岗岩 7/4500 中风化花岗岩 8 /9000 微风化花岗岩 土侧阻力标准值不予考虑，只考虑桩端承载力。持力层放在中 风化花岗岩之上： Ra=uqsiali+qpaAp= uqsiali+45000.785=3532.5 kPa=3532.5kN 四桩总荷载为 3532.54=14130 kN 大于塔吊及承台重量。 贵州建筑工集团第六建筑工程公司 世福家园项目住宅工程塔吊施工方案 12 图示如下： 第五节、塔吊抗倾覆验算第五节、塔吊抗倾覆验算 根据塔式起重机设计规范GB/T 13752-92 第 4.6.3 规定 贵州建筑工集团第六建筑工程公司 世福家园项目住宅工程塔吊施工方案 13 塔吊抗倾覆验算计算简图塔吊抗倾覆验算计算简图 基础受力要求（独立塔） （设计值） 基础承载 载荷 工况 PHPVMMZ 工作状况18.3511.21335169.3 非工作状况73.9464.115520 PH 基础所受水平力 kN PV 垂直力 kN M 倾覆力矩 kNm 一、塔吊抗抗倾覆验算 贵州建筑工集团第六建筑工程公司 世福家园项目住宅工程塔吊施工方案 14 1#塔吊桩基础承载力计算依据为世福家园岩土工程勘察报告中 的技 25、33#勘察点，2#塔吊桩基础承载力计算依据为 66、67#勘察 点，3#塔吊桩基础承载力计算依据为 117、119#勘察点，4#塔吊桩 基础承载力计算依据为 212、214#勘察点；可知塔吊桩的长度不小 于 12 米，不考虑桩身