人生港湾-二期塔吊基础.doc

浙江舜杰建筑 人生港湾南欧城二期上海港房地产经营开发公司人生港湾南欧城二期塔吊基础施工方案二零一三年三月 目 录第一节 工程概况2第二节 编制依据2第三节 塔吊布置2第四节 塔吊技术参数3第五节 基础设计3第六节 基础施工4第七节 塔吊的沉降、垂直度测定及偏差纠正4第八节 塔吊基础避雷装置设置6第九节 塔吊基础计算书6附图10第一节 工程概况1.1 工程简介该工程位于惠南镇沪南公路与靖海路交叉口东南角，拟建4幢1115层住宅楼、2幢13层商业及1层地下车库。基坑面积约6328m,其中住宅楼基础开挖深度3.24m4.30m。地下车库分南北两区：北区开挖深度4.2m，南区开挖深度6.2m。场地东侧为己建三期，南侧为己建一期，北、西两侧较为宽松。1.2 参见单位及工程地址工程名称：人生港湾南欧二期工程地点：上海市南汇区惠南镇沪南公路与靖海路交叉口东南角建设单位：上海港房地产经营开发公司设计单位：上海思纳建筑设计有限公司（主体） 西北综合勘察设计研究院（维护设计）监理单位：上海大通工程监理有限公司施工单位：浙江舜杰建筑集团股份有限公司第二节 编制依据本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：塔式起重机混凝土基础工程技术规程（JGJ/T187-2009）地基基础设计规范（GB50007-2011）建筑结构荷载规范（GB50009-2012）混凝土结构设计规范（GB50010-2010）建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）ST55/10塔吊说明书，岩土工程勘察报告及桩基、围护施工图第三节 塔吊布置本工程拟建4幢1115层住宅楼、2幢13层商业用房及1层外扩车库，基坑开挖面积约6328m，项目整体布局较为集中，因根据实际施工需求以及结构特点，拟定现场塔吊选型及布置如下：18#塔吊ST55/10：布置于18#东北侧，臂长55m，吊钩有效高度51.7 米；15#塔吊ST55/10：布置于15#西北侧，臂长55m，吊钩有效高度51.7 米。经过上述合理安排，本工程2台塔吊可覆盖整个基坑的面积，基本满足施工生产需求。塔吊平面布置图见塔吊平面布置附图。第四节 技术参数 依据ST55/10塔吊使用说明书要求及本工程实际所需塔吊布置高度要求，本工程所使用塔吊基本技术参数、性能如下表所述。型号ST55/10数量（台）2工作幅度（m）50m自由高度(m)40.8m塔吊自重（t）45t最大起重量(t)6t臂尖吊重（t）1t总工率45KW标准节规格（m）1.6*16*3 第五节 基础设计5.1 塔吊基础桩设计18#塔吊ST55/10 基础采用四根 400PHC(AB型抗拔桩)预制砼桩。桩顶绝对标高1.46m，桩底绝对标高为-23.54m，桩长为25m，桩顶锚入承台10cm。（以勘察报告C18勘探孔为计算依据，桩基持力层为第7层灰黄色砂质粉土）15#塔吊ST55/10 基础采用四根400PHC(AB型抗拔桩)预制砼桩。桩顶绝对标高1.46m，桩底绝对标高为-23.54m,桩长为25m，桩顶锚入承台10cm。（以勘察报告C18勘探孔为计算依据，桩基持力层为第7层灰黄色砂质粉土）5.2 承台设计 采用混凝土承台，塔吊承台尺寸4000mm4000mm1000mm, 混凝土强度C35，承台上下部均采用双层双向20180 的钢筋，承台底标高同主楼地下室基础底标高。第六节 基础施工1、 塔吊基础施工见“计算书”设计要求。基础施工前应由塔吊拆装队技术负责人进行“混凝土承台、基础与建筑平面图、基础剖面图、预埋螺栓误差等交底，接受交底人为工程施工负责人，双方书面交接。2、.塔吊桩基由现场相关专业班组负责施工，承台及与之相连接的任务则由专业塔吊安装单位负责完成。3.、塔吊桩基由专业施工单位做好“定位验收、钢筋验收、混凝土浇筑”等相关验收记录，同时务必留置混凝土标准试压块，钢筋、焊条等相关材料合格证以及检测报告等也必须全部备份留好。4.、钢筋焊接要求全部采取满焊方式，焊缝需均匀、连续，焊缝表面不得存在孔洞、夹渣、漏焊。5、.加强桩位的复核，加强对塔吊桩基的深度，质量控制。6.、基础钢筋绑扎完后，根据塔吊安装使用说明书，先按塔吊基础节的标高和螺栓孔位预埋16个机脚螺栓，连同底座一同浇入混凝土中，待混凝土达到强度后，将塔吊基础节直接固定在预埋地脚螺栓上。（详见塔吊基础施工详图及ST5510安装使用说明书）7、机脚螺栓位置、尺寸要绝对正确，应特别注意做好复核工作，尺寸误差不超过0.5mm，螺纹部位需涂抹黄油，并注意保护。8、混凝土承台浇筑时，用水准仪校水平，倾斜度和平整度误差不超过1/5000。9、混凝土承台浇筑时，每个承台应做两组混凝土试块（抗压），一组标准养护，一组同条件养护，安装时强度需达85%的设计强度，强度达100%经验收合格后才允许运行使用。第七节 塔吊的沉降、垂直度测定及偏差纠正1、塔吊基础沉降观测每半月一次，垂直度在塔吊自由高度时半月一次测定，当架设附墙后，每月一次（在安装附墙时必测）。2、当塔机出现沉降，垂直度偏差超过规定范围时，须进行偏差校正。在附墙未设之前，在最低节与塔吊机脚螺栓间加垫钢片校正，校正过程用高吨位千斤顶顶起塔身，顶塔身之前，塔身用大缆绳四面缆紧，在确保安全的前提下才能起顶塔身。当附墙安装后，则通过调节附墙杆长度，加设附墙的方法进行垂直度校正。第八节 塔吊基础避雷装置设置应本地区处于雷雨多发地，应考虑塔吊的防雷及接地措施。1、防雷接地体采用4*40mm镀锌扁铁与柱主筋焊接，接地电阻不得大于1欧姆2、避雷引下线采用2根35mm的铜芯线，一端与镀锌扁铁用M10螺栓锚固，上端与塔冒避雷针锚固，避雷针采用直径20的镀锌钢管，下焊70*70*5镀锌角钢，针尖采用直径16镀锌圆钢磨尖、安装长度高于塔帽1米。3、保护接地与塔吊连接：在塔基底座上焊一只M12的螺栓，保护接地线一端固定在螺栓上，一端固定在开关箱箱内保护接地端子板上。该线直径与塔吊进线同截面。塔吊四桩基础的计算书（覆土） 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)。一. 参数信息塔吊型号: ST55/10塔机自重标准值:Fk1=450.80kN起重荷载标准值:Fqk=60.00kN塔吊最大起重力矩:M=733.7kN.m非工作状态下塔身弯矩:M=-356.86kN.m塔吊计算高度:H=40.8m塔身宽度:B=1.6m桩身混凝土等级:C80承台混凝土等级:C35保护层厚度:H=100mm矩形承台边长:H=4m承台厚度:Hc=1m承台箍筋间距:S=400mm承台钢筋级别:HRB335承台顶面埋深:D=2m桩直径:d=0.4m桩间距:a=3m桩钢筋级别:HRB335桩入土深度:25m桩型与工艺:预制桩桩空心直径:0.24m计算简图如下： 二. 荷载计算1. 自重荷载及起重荷载1) 塔机自重标准值 Fk1=450.8kN2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=44(1.0025+217)=944kN3) 起重荷载标准值 Fqk=60kN2. 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) =0.81.591.951.2980.2=0.64kN/m2 =1.20.640.351.6=0.43kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.4340.80=17.65kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.517.6540.80=360.15kN.m2) 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=0.55kN/m2) =0.81.661.951.2980.55=1.85kN/m2 =1.21.850.351.60=1.24kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=1.2440.80=50.69kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.550.6940.80=1034.02kN.m3. 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=-356.86+0.9(733.7+360.15)=627.61kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-356.86+1034.02=677.16kN.m三. 桩竖向力计算非工作状态下： Qk=(Fk+Gk)/n=(450.8+944.00)/4=348.70kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(450.8+944)/4+(677.16+50.691.00)/4.24=520.28kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(450.8+944-0)/4-(677.16+50.691.00)/4.24=177.12kN工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(450.8+944.00+60)/4=363.70kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(450.8+944+60)/4+(627.61+17.651.00)/4.24=515.81kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(450.8+944+60-0)/4-(627.61+17.651.00)/4.24=211.59kN四. 承台受弯计算1. 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(450.8+60)/4+1.35(627.61+17.651.00)/4.24=377.75kN最大拔力 Ni=1.35(Fk+Fqk)/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35(450.8+60)/4-1.35(627.61+17.651.00)/4.24=-32.96kN非工作状态下：最大压力 Ni=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35450.8/4+1.35(677.16+50.691.00)/4.24=383.78kN最大拔力 Ni=1.35Fk/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35450.8/4-1.35(677.16+50.691.00)/4.24=-79.49kN2. 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)。由于非工作状态下，承台正弯矩最大： Mx=My=2383.780.70=537.29kN.m承台最大负弯矩: Mx=My=2-79.490.70=-111.29kN.m3. 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=537.29106/(1.00016.7004000.0009002)=0.0099 =1-(1-20.0099)0.5=0.0100 s=1-0.0100/2=0.9950 As=537.29106/(0.9950900.0300.0)=2000.0mm2顶部配筋计算: s=111.29106/(1.00016.7004000.0009002)=0.0021 =1-(1-20.0021)0.5=0.0021 s=1-0.0021/2=0.9950 As=111.29106/(0.9990900.0300.0)=412.6mm2本工程承台上、下部分别采用双层双向23根20180的钢筋，配筋总面积为7226 mm2 2000 mm2,能充分满足计算中的设计要求；同时也大于承台的最小配筋率7040 mm2（bho0.2%=40008800.2%=7040），因而也满足国家规范中的构造要求。五. 承台剪切计算最大剪力设计值： Vmax=383.78kN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=1.570N/mm2； b承台的计算宽度，b=4000mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=900mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2； S箍筋的间距，S=400mm。经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!本工程承台中配14400竖向箍筋，已满足构造需要。六. 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七. 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=1.35520.28=702.38kN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=87651mm2。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0.45%，计算得最小配筋面积为394mm2本工程采用PHC-AB400-80预制管桩的实际配筋率为0.72%，实际配筋面积为579 mm2394 mm2，能充分满足计算中的设计要求。八. 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=363.70kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=520.28kN.m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)极限侧阻力标准值(kPa)极限端阻力标准值(kPa)土名称12.49150灰色粘质粉土21.7150灰色淤泥质粉质粘土39.5250灰色淤泥质粘土46.8400灰色粘土53.8601500暗绿草黄色粉质粘土68.4754500草黄灰黄色砂质粉土由于桩的入土深度为25m,所以桩端是在第6层土层。最大压力验算: Ra=1.26(2.497.5+1.77.5+9.512.5+6.820+3.830+0.7137.5)+22500.13=819.08kN由于: Ra = 819.08 Qk = 363.70,最大压力验算满足要求!由于: 1.2Ra = 982.89 Qkmax = 520.28,最大压力验算满足要求!根据以上计算书第三章桩竖向力计算中所知，Qkmin =177.12kN,无向上的拔力，所以在设计计算中是不用考虑桩的抗拔要求；但是考虑到为了确保塔吊的安全使用，同时又需满足国家规范中桩的锚固构造要求，因此本工程中的PHC管桩仍需按抗拔桩的要求进行砼灌芯2米、并且灌芯砼内必须配备616抗拔锚固钢筋笼，以充分满足抗拔和构造的双重要求，从而确保塔吊的安全使用。塔吊四桩基础的计算书（无覆土） 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)。一. 参数信息塔吊型号: ST55/10塔机自重标准值:Fk1=450.80kN起重荷载标准值:Fqk=60.00kN塔吊最大起重力矩:M=733.7kN.m非工作状态下塔身弯矩:M=-356.86kN.m塔吊计算高度:H=40.8m塔身宽度:B=1.6m桩身混凝土等级:C80承台混凝土等级:C35保护层厚度:H=100mm矩形承台边长:H=4m承台厚度:Hc=1m承台箍筋间距:S=400mm承台钢筋级别:HRB335承台顶面埋深:D=0m桩直径:d=0.4m桩间距:a=3m桩钢筋级别:HRB335桩入土深度:25m桩型与工艺:预制桩桩空心直径:0.24m计算简图如下： 二. 荷载计算1. 自重荷载及起重荷载1) 塔机自重标准值 Fk1=450.8kN2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=441.0025=400kN3) 起重荷载标准值 Fqk=60kN2. 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) =0.81.591.951.2980.2=0.64kN/m2 =1.20.640.351.6=0.43kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.4340.80=17.65kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.517.6540.80=360.15kN.m2) 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=0.55kN/m2) =0.81.661.951.2980.55=1.85kN/m2 =1.21.850.351.60=1.24kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=1.2440.80=50.69kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.550.6940.80=1034.02kN.m3. 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=-356.86+0.9(733.7+360.15)=627.61kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-356.86+1034.02=677.16kN.m三. 桩竖向力计算非工作状态下： Qk=(Fk+Gk)/n=(450.8+400.00)/4=212.70kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(450.8+400)/4+(677.16+50.691.00)/4.24=384.28kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(450.8+400-0)/4-(677.16+50.691.00)/4.24=41.12kN工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(450.8+400.00+60)/4=227.70kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(450.8+400+60)/4+(627.61+17.651.00)/4.24=379.81kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(450.8+400+60-0)/4-(627.61+17.651.00)/4.24=75.59kN四. 承台受弯计算1. 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(450.8+60)/4+1.35(627.61+17.651.00)/4.24=377.75kN最大拔力 Ni=1.35(Fk+Fqk)/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35(450.8+60)/4-1.35(627.61+17.651.00)/4.24=-32.96kN非工作状态下：最大压力 Ni=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35450.8/4+1.35(677.16+50.691.00)/4.24=383.78kN最大拔力 Ni=1.35Fk/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35450.8/4-1.35(677.16+50.691.00)/4.24=-79.49kN2. 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)。由于非工作状态下，承台正弯矩最大： Mx=My=2383.780.70=537.29kN.m承台最大负弯矩: Mx=My=2-79.490.70=-111.29kN.m3. 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=537.29106/(1.00016.7004000.0009002)=0.0099 =1-(1-20.0099)0.5=0.0100 s=1-0.0100/2=0.9950 As=537.29106/(0.9950900.0300.0)=2000.0mm2顶部配筋计算: s=111.29106/(1.00016.7004000.0009002)=0.0021 =1-(1-20.0021)0.5=0.0021 s=1-0.0021/2=0.9950 As=111.29106/(0.9990900.0300.0)=412.6mm2本工程承台上、下部分别采用双层双向23根20180的钢筋，配筋总面积为7226 mm2 2000 mm2,能充分满足计算中的设计要求；同时也大于承台的最小配筋率7040 mm2（bho0.2%=40008800.2%=7040），因而也满足国家规范中的构造要求。五. 承台剪切计算最大剪力设计值： Vmax=383.78kN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=1.570N/mm2； b承台的计算宽度，b=4000mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=900mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2； S箍筋的间距，S=400mm。经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!本工程承台中配14400竖向箍筋，已满足构造需要。六. 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七. 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