塔吊设计方案.doc

浙 江 省 建 工 集 团 有 限 责 任 公 司 杭政储出20062-A07-2号地块住宅工程ZHE JIANG CONSTRUCTION ENGINEERING GROUP CORPORTION LTD 塔吊专项方案目 录一、编制依据2二、工程概况2三、塔吊选择与布置3四、地质条件5五、塔吊基础验算75.1塔吊天然基础的计算书75.2换填垫层验算书12六、塔吊安拆与日常管理15七、塔吊的沉降、垂直度测定及偏差较正：16附：QTZ40塔式起重机垂直运输设备安拆施工方案16一、编制依据1、现行建筑施工规范大全2、地质勘测报告3、工程施工图纸4、中国建筑科学研究院PKPM施工管理计算软件5、本工程的施工组织设计5、浙江省建工集团有限责任公司机械化工程公司提供的装拆施工方案二、工程概况业主：凯德新运（杭州）房地产开发有限公司境内设计：浙江省城建设计集团股份有限公司监理单位：杭州信达投资咨询估价监理有限公司总包单位：浙江省建工集团有限责任公司工程效果图杭政储出20062号A-07-2地块住宅项目工程建设地点位于拱墅区登云路以南，规划小河路以西。工程的总建筑面积为65728.3，由地上4栋17F（18F）层的小高层、地上2层地下1层的1#商业用房和地下层数为1层的独立汽车库组成，建筑物总高度为52.0m。4栋小高层均带独立的地下室，主要的功能为自行车库，在战时为人防设施，工程的独立地下车库均与各个小高层的地下室相连，独立地下车库的建筑面积为12086.6m2。1#商业用房为杭政储出20062号A-07-2地块住宅项目工程中一配套商业用房，位于楼盘的北面仅临登云路，地下一层，地上二层，为框架结构，工程设有4个人行通道和1个汽车通道与小区内地下室互通，人性化的设计给小区业主带来方便的同时，增加了87个停车位既增加了实用性。三、塔吊选择与布置本工程1#商业用房为地上二层商业建筑，屋面设有装饰构架，建筑高度12.1米，建筑地上部分平面呈矩形，平面尺寸为宽约21米，长约145米，由于工期紧张，拟采用1台QT40和1台SSBD80单笼井架作为垂直运输机具。塔吊从集团公司机械化工程公司租赁，由其提供设备及塔机司机、司索工，并负责搭拆及日常维护。根据工程特点和现场情况，塔吊臂长40米，塔吊基础采用天然地基为持力层，塔吊钢筋砼基础尺寸5.55.51.2米，砼采用C35，基础配筋根据厂家提供的图纸进行施工（经验算满足要求），采用预埋节，基础底面标高与地下室垫层面标高一致，搭设总高度22米，自然地面以上高19.5米，搭设位置详下图：塔吊基础定位图四、地质条件根据杭州市勘测设计研究院提供的岩土工程勘察报告拟建场地划分可划分为10个大层，17个工程地质层。涉及塔吊基础开挖土层自上而下描述如下：1大层为人工作用形成，按填土成份和性质可细分为1-1层杂填土层、1-2层杂填土层和1-3层塘泥（含碎石淤泥）三层。1-1层：杂填土灰色，松散，主要成份为淤泥质土，混建筑垃圾，以碎块石、碎砖块为主，偶见砼构件。揭示厚度0.501.70。分布于场地西侧和西南侧地表。1-2层：杂填土杂色，松散，主要成份为建筑垃圾，碎块石、碎砖、砼块、砖砌体，下部混粘性土，揭示厚度为1.103.60m。分布于地表，局部缺失。1-3层：塘泥（含碎石淤泥）灰黑色，流塑，含大量有机质及腐殖物，混碎石。主要分布于原池塘底部。该层揭示厚度为0.502.20m。局部分布。 2大层为湖沼相沉积的粘性土层，该层土出露地表经失水、淋浴、固结、氧化后性质稍好，俗称“硬壳层”或“氧化层”，可细分为2-1粘质粉土和2-2粘土夹粉土两层，两层穿插分布：2-1层：粘质粉土（l-hQ43）灰黄色，稍密，饱和。局部夹粘性土薄层。摇振反应迅速，无韧性。含有云母碎屑。该层揭示顶板标高为0.993.77m，揭示厚度为0.303.90m。局部分布。 2-2层：粘土夹粉土（l-hQ43）灰黄色，底部渐变为灰色，软塑，饱和。切面光滑，干强度高，韧性强。该层揭示顶板标高为0.022.83m，揭示厚度为0.602.70m。局部缺失。3大层为滨海相沉积的淤泥质软土层，为杭州市第一软土层：3层：淤泥质粘土（mQ42）灰色，流塑，饱和。切面光滑，干强度和韧性中等。含有机质及腐植物残骸。该层揭示顶板标高为-0.892.02m，揭示厚度为11.9021.70m。局部可见粉土薄层。全场分布。根据杭州市勘测设计研究院提供的岩土工程勘察报告，塔吊基础部位土层可参照JZ57位置土层，剖面图如下：五、塔吊基础验算本验算采用中国建筑科学研究院PKPM施工管理计算软件8.2版进行计算。5.1塔吊天然基础的计算书一. 参数信息上部塔身重量计算（含起重量）名称重量 Kg计算重量 Kg塔顶14001400吊臂27002700平衡臂15001500起升机构17001700司机室340340上支座及回转机构13001300小车卷扬机构370370下支座及回转机构17501750爬升架及油缸33303330标准节7507507=5250地下节400塔吊基础计算已含地下节合 计18890kg10=197KN塔吊型号: QT40 自重(包括压重):F1=197.00kN 最大起重荷载: F2=40.00kN 塔吊倾覆力距: M=1146.00kN.m 塔吊起重高度: H=15.00m 塔身宽度: B=1.60m 混凝土强度等级:C35 钢筋级别:级 基础持力层采用淤泥质粘土，地基承载力特征值: 60.00kPa 基础最小宽度: Bc=5.50m 基础最小厚度: h=1.20m 基础埋深: D=0.00m 预埋件埋深: h=0.50m 塔吊倾覆力距1146KNM（根据塔吊说明书） 二. 基础最小尺寸计算 基础的最小厚度取:H=1.20m 基础的最小宽度取:Bc=5.50m三. 塔吊基础承载力计算 依据建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。 计算简图: 由于偏心距 e=M/(F+G)=1604.40/(237.00+907.50)=1.40B/6=0.92 所以按大偏心计算，计算公式如下： 当考虑附着时的基础设计值计算公式： 式中 F塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载,F=237.00kN； G基础自重与基础上面的土的自重，G=25.0BcBcHc+20.0BcBcD =907.50kN； Bc基础底面的宽度，取Bc=5.50m； M倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M=1.41146.00=1604.40kN.m； a合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m)，按下式计算： a=5.50/2-1604.40/(237.00+907.50)=1.348m。 经过计算得到: 最大压力设计值 Pkmax=21.2(237.00+907.50)/(35.501.348)=123.48kPa 有附着的压力设计值 Pk=1.2(237.00+907.50)/5.502=45.40kPa四. 地基基础承载力验算 地基基础承载力特征值计算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第5.2.3条。 计算公式如下: 其中 fa修正后的地基承载力特征值(kN/m2)； fak地基承载力特征值，取105.00kN/m2； b基础宽度地基承载力修正系数，取0.00； d基础埋深地基承载力修正系数，取0.00； 基础底面以下土的重度，取20.00kN/m3； m基础底面以上土的重度，取20.00kN/m3； b基础底面宽度，取5.50m； d基础埋深度,取0.00m。 解得修正后的地基承载力特征值 fa=105.00kPa 实际计算取的地基承载力特征值为:fa=60.00kPa 由于 faPk=45.4kPa 所以满足要求！ 偏心荷载作用：由于1.2faPkmax=123.48kPa 所以不满足要求！因此，拟对基础持力层土进行换算，采用500厚碎石进行换填，经验算符合要求。五. 受冲切承载力验算 依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.2.7条。 验算公式如下: 式中 hp受冲切承载力截面高度影响系数，取 hp=0.97； ft混凝土轴心抗拉强度设计值，取 ft=1.57kPa； am冲切破坏锥体最不利一侧计算长度: am=1.60+(1.60 +21.15)/2=2.75m； h0承台的有效高度，取 h0=.65m； Pj最大压力设计值，取 Pj=123.48kPa； Fl实际冲切承载力： Fl=123.48(5.501.30+2.73)=1219.99kN。 允许冲切力： 0.70.971.572750650=1905528.63N=1905.53kN 实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！六. 承台配筋计算 依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.2.7条。 1.抗弯计算，计算公式如下: 式中 a1截面I-I至基底边缘的距离，取 a1=1.95m； P截面I-I处的基底反力: P=123.48(31.35-1.95)/(31.35)=63.95kPa； a截面I-I在基底的投影长度,取 a=1.60m。 经过计算得: M=1.952(25.50+1.60)(123.48+63.95-2907.50/5.502)+(123.48-63.95)5.50/12 =612.53kN.m。 2.配筋面积计算,公式如下: 依据混凝土结构设计规范GB 50010-2002 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。 经过计算得 s=612.53106/(1.0016.705.5010311502)=0.005 =1-(1-20.005)0.5=0.005 s=1-0.005/2=0.997 As=612.53106/(0.9971150300.00)=1779.94mm2。 由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:9900mm2。故取 As=9900mm2。根据厂家提供图纸采用72根18上下两皮双层双向，计19342 mm2符合要求。5.2换填垫层验算书根据5.1验算偏心荷载作用时：由于1.2faPkmax=123.48kPa不能满足要求，因此，拟对基础土层进行换填碎石层，换土厚度500mm，换土范围大于6.1m6.1 m。 依据建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)4 换填垫层法。一. 参数信息 上部结构传至基础顶面的竖荷载 F=124kN/m；（ 基底以上填土的平均重度 =17kN/m3； 基础与填土的平均重度 0=20kN/m3； 基础类型: 矩形基础, 基础截面长度 l=5.5m,宽度 b=5.5m；基础埋深 Hd=0m； 换垫层材料重度:20kN/m3；压缩模量:30MPa；承载力特征值:200kPa，垫层厚度:.5m。 垫层底面处地基承载力特征值 fak=60kPa； 基础宽度对地基承载力的修正系数b=0；埋深对地基承载力的修正系数d=1。 土层参数： 序号 土层厚度hi(m) 重度i(kN/m3) 压缩模量Ei(MPa) 1 19.5 17 2.8 2 1.7 19.9 8.5 二. 垫层厚度验算 1.厚度验算原理： 换填垫层的厚度不宜小于0.5m，也不宜大于3m，且满足下式要求： 式中 pz相应于荷载效应标准组合时，垫层底面处的附加压力值(kPa),按下式计算: 矩形基础： pcz垫层底面处土的自重压力值(kPa)； faz垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa)： 式中 b矩形基础或条形基础底面的宽度(m)； l矩形基础底面的长度,取 l=5.5m； pk相应于荷载效应标准组合时,基础底面处的平均压值(kPa)； pc基础底面处土的自重压力值(kPa)； z基础底面下垫层的厚度(m)； 垫层的压力扩散角(度)，由表查出。 2.荷载计算 基础底面压力 pk=(F+G)/b=(124+5.500.0020.00)/5.50=22.55kN/m2 基础底面处土自重的压力 pc=d=170=0kN/m2。 3.厚度验算： 当垫层厚度 z=.5m：查表得压力扩散角=20度。 经过计算得 pz=5.55.5(22.55-0.00)/(5.5+2.5tg0.35)(5.5+2.5tg0.35)=19.83kPa。 pcz=170+.5,19,1.7+.517=8.50kPa。 m=pcz/(hd+z)=8.50/(0+.5)=17kN/m3。 0 =17kN/m3。 faz=60.00+017.00(5.5-3)+117.00(0+.5-0.5)=60.00kPa。 结论：由于 pz+pcz=28.3360.00,所以垫层厚度满足要求! 4.垫层的宽度计算 垫层底面宽度按下式计算： 解得最小底面宽度 b=5.50+2.5tg0.35=5.86m 垫层顶面每边超出基础底边不宜小于300mm。所以最小顶面宽度 取 b=6.10m。三 沉降计算 依据建筑地基基础设计规范(GB5007-2002)5.3地基变形计算。 换层后的土层参数： 序号 土层厚度hi(m) 重度i(kN/m3) 压缩模量Ei(MPa) 1 .5 20 30 2 19 17 2.8 3 1.7 19.9 8.5 1.基底平均附加压力P0计算: 基础与填土的总重量 G=205.55.50=0.00kN； 基底的平均压力 P=(124+0)/(5.55.5)=4.10kN/m2； 基底处的土中自重压力 P1=170=0.00kN/m2； 基底平均附加压力 P0=4.10-0.00=4.10kN/m2。 2.分层地基变形量计算: z(m) 基础计算中点ai Z1(m) Z2(m) Esi(mPa) Si(mm) Si(mm) 0.50 40.2498 0.4996 0.4996 30.00 0.07 0.07 1.00 40.2496 0.9985 0.4989 2.80 0.73 0.80 1.50 40.2488 1.4928 0.4943 2.80 0.72 1.52 2.00 40.2478 1.9824 0.4896 2.80 0.72 2.24 2.50 40.2460 2.4601 0.4777 2.80 0.70 2.94 3.00 40.2437 2.9243 0.4642 2.80 0.68 3.62 3.50 40.2409 3.3726 0.4483 2.80 0.66 4.27 4.00 40.2374 3.7984 0.4258 2.80 0.62 4.90 4.50 40.2337 4.2074 0.4090 2.80 0.60 5.50 5.00 40.2295 4.5895 0.3820 2.80 0.56 6.06 5.50 40.2252 4.9544 0.3649 2.80 0.53 6.59 6.00 40.2205 5.2924 0.3380 2.80 0.49 7.08 6.50 40.2158 5.6117 0.3193 2.80 0.47 7.55 7.00 40.2110 5.9093 0.2975 2.80 0.44 7.99 7.50 40.2062 6.1868 0.2775 2.80 0.41 8.39 8.00 40.2015 6.4468 0.2600 2.80 0.38 8.77 8.50 40.1967 6.6890 0.2422 2.80 0.35 9.13 9.00 40.1921 6.9156 0.2266 2.80 0.33 9.46 9.50 40.1876 7.1288 0.2132 2.80 0.31 9.77 10.00 40.1831 7.3258 0.1970 2.80 0.29 10.06 10.50 40.1789 7.5127 0.1868 2.80 0.27 10.34 11.00 40.1746 7.6824 0.1697 2.80 0.25 10.58 11.50 40.1706 7.8497 0.1673 2.80 0.24 10.83 12.00 40.1667 8.0012 0.1515 2.80 0.22 11.05 12.50 40.1630 8.1477 0.1466 2.80 0.21 11.27 13.00 40.1593 8.2822 0.1345 2.80 0.20 11.46 13.50 40.1558 8.4107 0.1286 2.80 0.19 11.65 14.00 40.1523 8.5313 0.1206 2.80 0.18 11.83 查表取 z=0.80m；则当前深度向上取厚度为z的土层深度: Hd=14.00-0.80=13.20m； 该深度下土的变形值： sn=4.1014.000.6094-(14.00-0.80)0.6312/2.80=0.292mm sn/S28=0.292/11.83=0.02470.025,所以本层土已满足要求! 按分层总和法计算出的地基变形量为: S=11.83mm。 注：表中Z1=ziai,Z2=ziai-zi-1ai-1。 3.地基最终变形量计算: 最终沉降计算公式如下: 其中 S按分层总和法计算出的地基变形量； 变形计算深度范围内压缩模量的当量值： 式中 第i层地附加应力系数沿土层厚度的积