塔吊基础施工组织设计方案.doc

目 录第一章、工程概况2第二章、编制依据2第三章、塔吊概况3第四章、地质概况5第五章、塔吊基础的设计计算5一、14#塔吊桩基础的计算书5二、15#塔吊桩基础的计算书5第六章、承台混凝土施工14第七章、混凝土质量要求15第八章、承台混凝土的养护15附图：塔吊基础平面布置图塔吊基础专项施工方案第一章、工程概况本工程为东方巴黎住宅小区工程，位于乍浦，东面为南湾路，南面为东方巴黎花园2#地下车库，西面为G13楼，北面为东方巴黎花园住宅小区未开发区。本次五期工程为总面积约36647.26平方米的民用建筑群，由约7115.3的一层整体3#地下室及其上部结构为独立的二幢（G14#、G15#）单体框架结构住宅（其中G14#楼为十一层；G15#为二十四层）；九幢框架排屋 (DP5、DP6、DP11、DP12、DP17、DP18、DP4、DP10、DP16楼)组成。3#地下室建筑面积为7115.3；G14#层数为十一层，室内0.000相当于绝对标高4.15m，设计室内外高差为0.15m，占地面积为823.23,建筑面积为9413.96，建筑总高度为38.372m；G15#层数为二十四层，室内0.000相当于绝对标高4.15m，设计室内外高差为0.15m，占地面积为1221.35,建筑面积为20118，建筑总高度为76.1m。14#楼塔吊设置在G14号楼的北面；15#楼塔吊设置在G15#西面。（具体位置见附图）本工程参建单位：建设单位：嘉兴市穗和置业有限公司设计单位：浙江当代建筑设计研究院施工单位：中天建设集团有限公司监理单位：浙江天成项目管理有限公司第二章、编制依据1、东方巴黎岩土工程详细勘察报告2、本工程设计施工图、图纸会审等资料3、平湖德英QTZ63型塔式起重机使用说明书4、起重吊运指挥信号GB5082-855、塔式起重机安全规程GB5144-946、建筑施工安全检查标准JGJ59-997、建筑地基基础设计规范GB50007-20028、塔式起重机操作使用规程JG/T100-999、建筑机械使用安全技术规范JGJ130-200110、浙江省标准建筑基础设计规范DB33/1001-2003第三章、塔吊概况本工程小高层住宅G14#、G15#楼，各采用一台平湖德英QTZ63塔吊。G14#楼塔吊中心距G11楼的1/F轴向北3.3m,另一方向为18轴向西0.45m为中心。塔吊基础桩为PCAB500（100）, 14#塔吊基础预应力管桩桩长39m,承台尺寸为551.35 m,桩顶相对标高：-4.85m , 承台底面相对标高-4.9m，桩间距3.6m。承台配筋采用双层双向20160mm，承台竖向配筋为16间距330mm，承台混凝土强度等级为C35，承台垫层采用150mm厚碎石上铺100mm厚C15混凝土。G15#楼塔吊中心距G15楼的G轴向北0.25m,另一方向为1轴向西4.3m为中心。塔吊基础桩为PCAB500（100）, 3#塔吊基础预应力管桩桩长39m,承台尺寸为551.35 m,桩顶相对标高：-5.75m , 桩顶相对标高：-44.75m , 承台底面相对标高-5.8m，桩间距3.6m。承台配筋采用双层双向20160mm，承台竖向配筋为16间距330mm，承台混凝土强度等级为C35，承台垫层采用150mm厚碎石上铺100mm厚C15混凝土。塔机在挖土之前安装。 有关数据见下表：塔吊编号G14#G15#生产厂商平湖市德英建设机械有限公司平湖市德英建设机械有限公司塔吊型号QTZ63QTZ63附着楼号G14#楼G15#楼承载力计算参照地质勘察孔1212剖面，Z07孔11剖面，Z01孔有效桩长m3939桩顶标高(绝对标高)m-0.7-1.6厂家提供的作用在基础上荷载标准值塔吊垂直力FKN水平力FhKN倾覆力距M KNm扭矩FvKN7002601796200第四章、地质概况本工程场地范围内自然地面以下土层分部自上而下主要为素填土、粉质粘土、淤泥质黏土、粉质粘土和粘土，塔吊桩基持力层为粘土层。第五章、塔吊基础的设计计算一、14#塔吊桩基础的计算书一. 参数信息 塔吊型号: QTZ63 自重(包括压重):F1=434.80kN 最大起重荷载: F2=60.00kN 塔吊倾覆力距: M=1796.00kN.m 塔吊起重高度: H=49.00m 塔身宽度: B=1.60m 桩混凝土等级: C60 承台混凝土等级:C35 保护层厚度: 50mm 矩形承台边长: 5.0m 承台厚度: Hc=1.350m 承台箍筋间距: S=200mm 承台钢筋级别: 级 承台预埋件埋深:h=0.50m 承台顶面埋深: D=0.000m 桩直径: d=0.500m 桩间距: a=3.600m 桩钢筋级别: 级 桩入土深度: 39 桩型与工艺: 预制桩 桩空心直径: 0.300m 二. 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=434.800kN 2. 塔吊最大起重荷载F2=60.000kN 作用于桩基承台顶面的竖向力 F=F1+F2=494.800kN 塔吊的倾覆力矩 M=1.41796.000=2514.400kN.m三. 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=494.800kN； 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(494.800+843.750)/4+2514.400(3.6001.414/2)/2(3.6001.414/2)2=895.515kN 最大拔力： N=(494.800+843.750)/4-2514.400(3.6001.414/2)/2(3.6001.414/2)2=-159.3kN 桩顶竖向力标准值: 最大压力： N=(494.800+843.750)/4+1796.000(3.6001.414/2)/2(3.6001.414/2)2=687.46Kn 最大拔力： N=(494.800+843.750)/4-2514.400(2.6001.414/2)/2(2.6001.414/2)2=-22.1kN 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(494.800+843.750)/4+2514.400(2.600/2)/4(2.600/2)2=885.103kN Mx1=My1=2(885.103-843.750/4)(1.300-0.800)=674.166kN.m 拔力产生的承台弯矩： N=(494.800+843.750)/4-2514.400(2.600/2)/4(2.600/2)2=-148.901kN Mx2=My2=2-148.901(1.300-0.800)=-148.901kN.m四. 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=300N/mm2。 承台底面配筋: s=674.166106/(1.0001.5705000.0001300.0002)=0.0048 =1-(1-20.0048)0.5=0.0048 s=1-0.0048/2=0.9976 Asx= Asy=674.166106/(0.99761300.000300.000)=1732.780mm2 承台顶面配筋: s=148.901106/(1.0001.5705000.0001300.0002)=0.0011 =1-(1-20.0011)0.5=0.0011 s=1-0.0011/2=0.9995 Asx= Asy=148.901106/(0.99951300.000300.000)=381.999mm2。 满足顶面和底面配筋要求的同时还应该满足构造要求!五. 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=2170.990kN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=800mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.000N/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!六.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=1085.495kN 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0.850 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=27.500N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=0.1257m2。 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=349.292kN 经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=1164.308mm2。 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1164.308mm2 构造规定：预制桩最小配筋率不宜小于0.8%,采用静压法沉桩时,最小配筋率不宜小于0.4%,直径不宜小于14mm七.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=1085.495kN 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=1.5708m； Ap桩端面积,取Ap=0.126m2； Ac计算桩基所对应的承台净面积，去Ac=6.124m2； 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 1 4.3 7 0 粘性土 2 2.9 23 600 粘性土 3 7.5 30 1100 粘性土 4 3.4 28 1000 粘性土 5 4.5 32 1200 粘性土 6 7.5 20 0 粘性土 7 8.9 34 1400 粘性土 由于桩的入土深度为46m,所以桩端是在第7层土层。 最大压力验算: Ra=1.571(4.37+2.923+7.530+3.428+4.532+7.520+8.934)+1400.0000.126=1768.8kN R=1768.8/2.0+0.262105.0006.124=1052.87kN 上式计算的R值大于等于最大压力895.515kN,所以满足要求!八.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=12.4(0.70010.197+0.7003.323+0.7003.730+0.7003.628+0.7006.132+0.7008.820+0.70010.3134)/4=2345.271kN Ggp=12.44622/4=3137.200kN Tuk=1.571(0.70010.197+0.7003.323+0.7003.730+0.7003.628+0.7006.132+0.7008.820+0.70010.3134)=1188.369kN Gp=1.5714625=1806.416kN 由于: 2345.271/2.0+3137.200=153.884 满足要求! 由于: 1188.369/2.0+1806.416=153.884 满足要求!二、15#塔吊桩基础的计算书 一. 参数信息 塔吊型号: QTZ63 自重(包括压重):F1=434.80kN 最大起重荷载: F2=60.00kN 塔吊倾覆力距: M=1796.00kN.m 塔吊起重高度: H=89.00m 塔身宽度: B=1.60m 桩混凝土等级: C55 承台混凝土等级:C35 保护层厚度: 50mm 矩形承台边长: 5.00m 承台厚度: Hc=1.350m 承台箍筋间距: S=200mm 承台钢筋级别: 级 承台预埋件埋深:h=0.50m 承台顶面埋深: D=0.000m 桩直径: d=0.500m 桩间距: a=3.600m 桩钢筋级别: 级 桩入土深度: 39 桩型与工艺: 预制桩 桩空心直径: 0.300m 二. 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=434.800kN 2. 塔吊最大起重荷载F2=60.000kN 作用于桩基承台顶面的竖向力 F=F1+F2=494.800kN 塔吊的倾覆力矩 M=1.41796.000=2514.400kN.m三. 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=494.800kN； 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(494.800+843.750)/4+2514.400(3.6001.414/2)/2(3.6001.414/2)2=895.515kN 最大拔力： N=(494.800+843.750)/4-2514.400(3.6001.414/2)/2(3.6001.414/2)2=-159.3kN 桩顶竖向力标准值: 最大压力： N=(494.800+843.750)/4+1796.000(3.6001.414/2)/2(3.6001.414/2)2=687.46Kn 最大拔力： N=(494.800+843.750)/4-2514.400(2.6001.414/2)/2(2.6001.414/2)2=-22.1kN 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(494.800+843.750)/4+2514.400(4.000/2)/4(4.000/2)2=715.865kN Mx1=My1=2(715.865-843.750/4)(2.000-0.800)=1211.826kN.m四. 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=300N/mm2。 承台底面配筋: s=1211.826106/(1.0001.5705000.0001300.0002)=0.0086 =1-(1-20.0086)0.5=0.0086 s=1-0.0086/2=0.9957 Asx= Asy=1211.826106/(0.99571300.000300.000)=3120.704mm2 满足顶面和底面配筋要求的同时还应该满足构造要求!五. 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=1692.239kN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=800mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.000N/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!六.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=846.119kN 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0.850 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=25.300N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=0.1257m2。 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=109.917kN 经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=366.390mm2。 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366.390mm2 构造规定：预制桩最小配筋率不宜小于0.8%,采用静压法沉桩时,最小配筋率不宜小于0.4%,直径不宜小于14mm七.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=846.119kN 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=1.5708m； Ap桩端面积,取Ap=0.126m2； Ac计算桩基所对应的承台净面积，去Ac=6.124m2； 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 1 12.34 7 0 粘性土 2 1.7 23 0 粘性土 3 2.8 30 0 粘性土 4 4.2 28 0 粘性土 5 7.1 32 1200 粘性土 6 8.9 20 0 粘性土 7 1.96 34 1400 粘性土 由于桩的入土深度为39m,所以桩端是在第8-1层土层。 最大压力验算: Ra=1.571(12.347+1.723+2.830+4.228+7.132+8.920+1.9634)+1300.0000.126=1418.9kN R=1418.9/2.0+0.350105.0006.124=934.5kN 上式计算的R值大于等于最大压力895.515kN,所以满足要求!第六章、承台混凝土施工（一）、施工准备1. 绑扎好承台的钢筋，在承台内焊好避雷接地引下线，接地线采用一根-M404的镀锌与底皮钢筋焊接并形成一封闭,钢筋的隐检工作已经完成,并已核实预埋螺栓、孔洞的位置、数量及固定情况无误。2. 模板的预检工作已经完成,模板标高、位置、尺寸准确符合设计要求，支架稳定，支撑和模板固定可靠，模板拼缝严密，符合规范要求。3. 混凝土浇筑前对施工人员交底，设专人负责，做到人人心中有数。4. 浇筑混凝土用泵管架、走道安全稳固，能够满足浇筑要求。5. 混凝土浇筑前，仔细清理泵管内残留物，确保泵管畅通，仔细检查井架加固情况。6. 严格按试验室配合比进行