塔吊基础工程施工设计方案8.doc

. . . . .目 录第一章 工程概况-2第一节 工程简介-2第二节 塔吊选型-2第三节 技术参数-2第二章 塔机基础的设计及制作-3第一节 塔吊基础位置选择-3第二节 塔吊基础设计-3第三节 塔吊基脚螺栓预埋-6第四节 塔吊基础的防雷接地引接-7第三章 QTZ80(6012)塔吊桩基础计算书-7第四章 附 图-10第一章 工程概况第一节 工程简介美佳数码生产研发基地一期-生产厂房项目工程，位于广州市科学城内，北临莲花砚路、西靠神舟路，交通方便，项目总用地面积6382.57，总建筑面积为24626.20；建筑物地上4层，建筑总长度为128.00米，建筑总宽度为59.20米，层高均为4.50米，建筑总高度19.70m,结构类型为钢筋混凝土框架结构，建筑物平面形状呈方型。第二节 塔吊选型根据施工需要，计划安装一台型号为: 佛山市南海区聚龙建设机械有限公司生产的塔机QTZ80(6012)。第三节 技术参数1、塔身横截面尺寸1.81.8m2、起重臂最大安装幅度为60.0m3、平衡臂长度13.32m4、塔机独立高度为41.5m,在该工地使用高度为30.0m5、标准节高度为2.8m6、额定起重为6t(16.3m内)1.2t(60.0m处)7、塔机额定功率为40.2KW8、基础形式为预埋螺栓式。主要结构件外形尺寸及重量名称尺寸（长、宽、高）(m)重量(kg)基础节1.81.82.81976塔身标准节1.81.82.8992爬升架.液压泵3.73.46.43400上下支座总成4200司机室430回转塔身1.41.42.01420塔顶6.61.41.41411平衡臂(含起升机构)13.321.22850起重臂61.391.41.25432平衡重1.6+2.12+2.58416120第二章 塔机基础的设计及制作第一节 塔吊基础位置选择1、塔吊基础选择塔吊基础采用三根800钻孔灌注桩，桩长约26.5m，桩端支承在强风化岩层，塔吊基础承台尺寸是500050001400，混凝土强度等级C35。2、塔吊位置选择本工程使用一部塔吊，塔机的安装位置设于内庭6轴与7轴中间,中线距离C轴4.5米处。第二节 塔吊基础设计1、桩基承载力特征值估算及有关岩土设计参数根据拟建场区建筑物规模为地上四层，结合场地工程地质情况，设计采用机械钻(冲)孔桩，桩径为800mm,桩净长约26.0m，桩数3.0根。1、场地工程地质条件1-、人工填土：场地均有分布，厚度约1.013.0米，平均层厚5.05米。褐黄色为主，主要由粘性土回填而成，局部含少量小于10cm直径的碎石。1-、填石：主要分布于西侧厂房区，54%的钻孔含有该层，层厚0.56.0米,平均2.29米;东侧场地15%的钻孔含有该层，层厚0.52.9米,平均1.75米；灰白、杂色，主要由微风化花岗岩回填而成，块石直径一般520cm，最大约70cm。2-、粉质粘土：局部分布，厚度约0.46.0米,平均层厚2.81米。深灰色，软-可塑,局部为淤泥质土。2-、中砂：局部分布，厚度约2.33.9米,平均层厚2.81米。青灰、灰褐色，松散-稍密为主,局部松散。2-、粉质粘土：局部分布，厚度约0.55.3米,平均层厚2.3米。褐黄夹褐红色，可塑,局部硬塑。2-、中砂：局部分布，厚度约0.83.1米,平均层厚2.27米。褐黄色，稍密为主,局部松散。2-、粉质粘土：局部分布，厚度约1.811.2米,平均层厚5.55米。褐黄、灰白色，可塑-硬塑。2-、中粗砂：分布较广，厚度约1.511.4米,平均层厚5.23米。褐黄、灰白色，稍密-中密,局部含20%的砾石,直径为1-3cm。2-、砂质粘土：主要分布在东部，厚度约0.67.2米,平均层厚3.52米。褐红、褐黄色，可塑为主，局部硬塑。2-、砂卵石层：主要分布在东部，厚度约0.96.0米,平均层厚3.29米。褐黄、灰白色，中密-密实状,卵石含量20-30%,直径一般1-3cm。3、砂质粘性土：局部分布，厚度约0.89.3米,平均层厚3.47米。褐红、灰白色，可塑-硬塑，由下伏花岗岩风化残积而成。在ZK15钻孔15.317.9m深处遇微风化花岗岩孤石。4-、全风化花岗岩：场地均有分布，厚度约1.319.1米，平均层厚6.11米。灰白、褐黄色，岩体极破碎，岩基本质量等级为级。4-、强风化花岗岩：该层全场揭露，揭露层厚度约1.78.1米，平均层厚4.41米。褐色、浅肉红色，岩芯半岩半土状，手折易断，岩体破碎，岩基本质量等级为级。以连续完整的强风化岩作桩端持力层。单桩竖向承载力特征值Ra可按建筑地基基础设计规范GB50007-2002式8.5.5-1式DBJ15-31-2003式10.2.3或10.2.4估算。公式 Ra=qsaAp+upqsia Li摩擦桩公式 Ra=Rsa+ Rra +Rpa嵌岩桩公式桩基的设计施工需符合建筑桩基技术规范(JGJ94-94)有关要求。地层代号岩土名称状态层号地基承载力特征值fak(kPa)压缩模量Es(Mpa)桩周摩阻力特征值qsa(kPa)钻(冲)孔灌注桩桩端承载力特征值qsa(kPa)岩石抗压强度fr(Mpa)Qml素填土松散10Qal淤泥质土流塑1502.56粉砂松散-稍密311015K粉砂质土岩强风化1700751000fr=1.5MPa中风化212001601500fr=4.4MPa微风化330003303500fr=10.0MPa岩石抗压强度统计表 地层时代风化程度岩 性地层序号指标天然抗压强度fr(Mpa)备注强风化粉砂质泥岩1参加统计组数3最大值2.9最小值0.65平均值1.52、塔吊基础承台设计采用D800mm钻(冲)孔桩；桩端要求穿全风化花岗岩、进入强风化花岗岩8.0m。3、桩基础承台为5m(长)5m(宽)1.4m(厚),桩承台混凝土为 C35砼,上下配筋为钢20mm200mm双层双向钢筋,内肢钢14mm200mm双向筋。第三节 塔吊基脚螺栓预埋塔吊基脚螺栓预埋为32根36mm长=1300mm，螺栓为原厂产品。安装预埋螺栓时用固定模具套入，模具上下螺母固定定型，采用水平仪校核准确，与承台钢筋焊接牢固。第四节 塔吊基础的防雷接地引接塔吊基础的防雷接地引接；承台的3条桩中留出约500mm钢筋焊接头与承台钢筋连通焊接，并直接连出承台面约500mm的3处引头，作为连焊接于塔架至塔尾防雷针。接地电阻值小于4。基础制作后，等其强度达到80%以上并检查合格后，方可安装塔机。第三章 QTZ80(6012)塔吊桩基础的计算书一. 参数信息 塔吊型号:塔吊型号:QTZ80(6012),自重(包括压重)F1=970.00kN,最大起重荷载F2=60.00kN 塔吊倾覆力距M=220.75kN.m,塔吊起重高度H=30.00m,塔身宽度B=1.80m 混凝土强度:C35,钢筋级别:级,承台边长Lc=5.00m 桩直径或方桩边长 d=0.80m,桩间距a=4.00m,承台厚度Hc=1.40m 基础埋深D=26.50m,承台箍筋间距S=200mm,保护层厚度:50mm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=970.00kN 2. 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN 作用于桩基承台顶面的竖向力 F=1.2(F1+F2)=1236.00kN 塔吊的倾覆力矩 M=1.4220.75=309.05kN.m三. 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JGJ94-94的第5.1.1条) 其中 F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.21030.00=1236.00kN； G桩基承台的自重，G=1.2（25.01.732BcBcHc/4+20.01.732BcBcD/4)=7339.35kN； Mx,My承台底面的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)； Ni-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: 最大压力： N=(1236.00+7339.35)/3+(309.054.001.732 / 3)/(4.001.732/3)2+2(4.001.732/6)2=2947.66kN 没有抗拔力! 2. 矩形承台弯矩的计算(依据建筑桩基础技术规范JGJ94-94的第5.6.2.2条) 其中 Mx,My计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)； x1,y1单桩相对承台计算轴的XY方向距离(m)； Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-G/n。 经过计算得到弯矩设计值： Mx=2947.661.7324.00/3-0.90=4154.24kN.m 由于My小于Mx，为配筋方便，所以取My=Mx=4154.24kN.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。 经过计算得 s=4154.24106/(1.0016.705000.001350.002)=0.027 =1-(1-20.027)0.5=0.028 s=1-0.028/2=0.986 Asx= Asy=4154.24106/(0.9861350.00300.00)=10401.34mm2。五. 矩形承台截面抗剪切计算 依据建筑桩基础技术规范(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方向桩对承台的最大剪切力,考虑对称性，记为V=2947.66kN 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 0建筑桩基重要性系数，取1.0； 剪切系数,=0.05； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2； b0承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1350mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/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.桩承载力验算 桩承载力计算依据建筑桩基础技术规范(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=2947.66kN 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中 0建筑桩基重要性系数，取1.0； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2； A桩的截面面积，A=0.503m2。 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!七.桩竖向极限承载力验算及桩长计算 桩承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-94)的第5.2.2-3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=2947.66kN 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最大极限承载力； Qsk单桩总极限侧阻力标准值: Qpk单桩总极限端阻力标准值: Qck相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值: qck承台底1/2承台宽度深度范围(5m)内地基土极限阻力标准值； s,p分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数； c承台底土阻力群桩效应系数；按下式取值： s,p,c分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数； 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=2.513m； Ap桩端面积,取Ap=0.50m2； 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 3 27 825 粘性土 2 16 50 1200 砂土3 8 160 1500 中风化 由于桩的入土深度为26.5m,所以桩端是在第2层土层。 最大压力验算: R=2.51(327.96+23.5501.3125)/1.65+1.461600.