塔吊桩基设计计算方案 精品.doc

一、工程概况拟建固安影剧院位于固安新中街南侧，玉泉路西侧。塔吊基础采用M169N，基础形式为6.45X6.45X1.7立方体，总重量约346吨，天然地基为100吨不能满足要求，综合考虑荷载和抗拔，采用桩基础。基底标高-2.65m，建筑物0.00高于地勘报告（0.00BM） 0.70m。塔吊基础顶标高为正负零下反-2.0m。二、岩土工程地质条件1. 工程地质条件依据河北裕融地球物理勘查有限公司提供的固安文化艺术中心岩土工程勘察报告，拟建场地在勘察深度范围内揭露的地层从上到下描述如下：人工填土层层杂填土：杂色，主要为粉土，含砖渣、灰渣，局部含建筑垃圾。层厚0.502.30米，层底标高-1.81-0.47米。新近沉积层层粉土：灰黄、褐黄色，稍密中密，局部密实，稍湿湿，干强度低，低韧性，摇振反应慢。含云母，约3.04.0米处夹粉质粘土薄层，局部夹多层粉质粘土薄层。该层在整个场地均有分布，层厚3.105.00米，层底标高-5.99-4.37米。层粘土夹粉质粘土: 灰褐色，软塑可塑，干强度中等，中等高压缩性，中等韧性，稍有光泽。土质不均，夹粉土薄层。该层在整个场地均有分布，但在水平方向上厚度差异较大，层厚1.603.50米，层底标高-8.91-6.97米。层粉土: 灰褐色，中密密实，湿，干强度低，低韧性，摇振反应慢。含云母，夹粉质粘土薄层，局部夹砂粒。该层在整个场地均有分布，在水平方向上层顶起伏较大，层厚0.502.50米，层底标高-10.11-8.29米。层粉质粘土：灰褐色，可塑，局部软塑，干强度中等，中等压缩性，局部高压缩性，中等韧性，稍有光泽。含礓石，见锈染，夹粉土薄层，局部见蓝砖片、腐植质。该层分布在整个场地均有分布，但层底起伏较大，层厚2.005.30米，层底标高-13.81-11.77米。第四系全新统河湖相沉积层粉土夹粉砂：灰黄色，密实，湿，干强度低，低韧性，摇振反应慢。含云母，见锈染，夹粉质粘土薄层，局部孔为粉砂：饱和，中密，主要为云母、石英、长石。该层在场地东北角处缺失，揭露层厚1.403.20米，层底标高-15.72-14.57米。层粉质粘土：灰黄色，可塑硬塑，干强度中等，中等压缩性，中等韧性，稍有光泽。含礓石，夹粉土薄层。该层在整个场地均有分布，层厚2.205.50米，层底标高-20.07-17.41米。层粉土：灰黄色，密实，局部中密，湿，干强度低，低韧性，摇振反应慢。含云母，见锈染，局部夹砂粒。该层分布不稳定，厚度查一较大，且西南侧缺失。揭露层厚0.602.80米，层底标高-21.81-18.64米。层粉质粘土：黄褐色，可塑硬塑，干强度中等，中等压缩性，中等韧性，稍有光泽。含礓石，夹粉土薄层。该层在整个场地均有分布，但层顶起伏较大，在水平方向上厚度不均。层厚1.404.90米，层底标高-25.16-22.19米。层粉砂：灰黄色，密实，局部中密，饱和。主要为云母、石英、长石。局部夹粉土。该层在整个场地均有分布，但层厚差异较大，层厚0.703.50米，层底标高-28.07-25.11米。-1层粉土：灰黄色，密实，稍湿湿，干强度低，低韧性，摇振反应慢。含云母，含礓石，夹粉质粘土薄层。该层在场地北侧缺失，揭露层厚0.502.90米，层底标高-25.11-23.83米。层粉质粘土夹粉土：灰黄色，可塑，局部硬塑，中等压缩性，干强度中等，中等韧性，稍有光泽。粉土：湿，中密，局部密实。含礓石，见锈染。该层部分钻孔未钻穿，揭露层厚3.404.90米，层底标高-31.53-29.41米。层粉质粘土：灰黄色，硬塑，局部可塑，干强度中等，中等压缩性，中等韧性，稍有光泽。含礓石，粉粒含量高。该层部分钻孔未钻穿，揭露层厚6.507.90米。层粉砂：灰黄色，密实，饱和。主要为云母、石英、长石。该层钻孔未钻穿，揭露层厚2.50米。以上各土层物理力学指标详见表1。2. 水文地质条件在场区深度范围内有一层地下水，静止水位埋深12.2013.40m，属第四系松散层孔隙潜水类型，由大气降水及地下水径流补给，水位受季节、降水等因素而有所升降，近年内最高水位为3.0m。地基土对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性。3.工程地质与水文地质条件详见勘察报告。4、地基基础方案拟建文化艺术中心，由于塔吊承载力为346吨，设计值较大，层土地基承载力为100吨，不宜采用天然地基，采用桩基础，桩型可采用CFG桩和混凝土钻孔灌注桩，桩端可选择层粉土夹粉砂。三、设计依据1. 固安文化艺术中心岩土工程勘察报告2. 建筑地基处理技术规范JGJ7920XX；3. 建筑地基基础设计规范GB5000720XX；4. 建筑桩基技术规范（JGJ9420XX）；5. 建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-20XX。6.建筑结构荷载规范GB50009-20XX；7.塔式起重机安装使用说明书四、塔吊基础设计计算书因塔吊在非工作状况时为最不利情况，故只需计算塔吊非工作状况受力，塔吊使用说明书，塔吊安装到自由高度51.7m高度时要附墙，因此在进行荷载分析时，弯矩和剪力取在51.7m高度时塔吊非工作状态数值，竖向荷载取塔吊安装到最终安装高度时数值为安全取值。1、基本数据根据塔吊使用说明书，塔吊非工作状况受力数据如下:(M最大力矩、H为自由高度，R取最大安装高度的支座反力,P为重量，ET为非工作状态下剪力)。具体数据见说明书附表（12页）M=309895kg.m，H=51.7mR=143852KgP=102163KgET=14522kg式中:M:力矩 H:自由高度 R:支座反力 P：重量ET：非工作状态下剪力2、单桩承载力的确定根据本工程地层情况及承载力要求，确定桩端持力层为第6层粉土夹粉砂，有效桩长为12.0m，单桩承载力计算公式如下：桩径600mm，=1.884m，=0.2826，取2.0，qp、qsik的取值如下：序号土层土层厚度（m）桩的极限侧阻力标准值qs（kPa）桩的极限端阻力标准值qp（kPa）12粉土3.42823粘土2.13534粉土1.54045粉质粘土3.85356粉土夹粉砂1.2651200注：以上参数均根据勘察报告(按1号孔)与建筑桩基技术规范取值经计算单桩承载力 =632.74KN 取640KN3、塔吊、基础、土自重、活荷载等总重量G1698+ (6.45x6.45x1.7x25) =3466KN=347T。（塔吊说明书2-272-29页查得）4、计算桩数n =G/Ra =347T/64T =5.42根最少桩数为6根。5、确定桩距采用方形布桩，布桩9根，中间1根。(见下图所示)6、地基处理后地基承载力计算因为单桩承载力640 KN、天然地基承载力为100KN所以处理后地基承载力为：640X9根=576KN1.2x347T=416KN; 满足要求。五、对塔吊基础抗倾覆力矩的验算1.参考塔吊说明书可知：塔吊处于工作状态（ES）时：最大弯矩Mmax=4628KNm 最大压力Pmax=1698KN塔吊处于非工作状态（HS）时：最大弯矩Mmax=3099KNm 最大压力Pmax=1439KN2、 x、y向，受力简图如下：3、以塔吊中心O点为基点计算：M1=M=1439KNM2=2.225RBM2=M1 2.225RB=1439 RB=763KN1.2X640=768KN（满足要求）4、 z向，受力简图如下：5、以塔吊中心O点为基点计算：M1=M=1698KNM2=3.146RBM2=M1 3.146RB=1698 RB=540KN1.2X640=768KN（满足要求）经过抗倾覆验算，满足要求。五、地基处理方案1、由于以上塔吊厂家给定的最大压力值大于地勘报告的地基土承载力，因此采取钢筋混凝土灌注桩9根12米长，地基处理后的基础经过验算达到576KN。根据图纸提供承台顶面标高为-2.65m（绝对高程的23.00m），成桩桩长为12m，保护桩长0.5m，桩端进入6层土，桩身混凝土等级：C25。2、塔吊基础采用固定式基础M169N底座（塔吊说明书2-39页查得）；3、承台尺寸：平面6.456.45m，厚度h=1.70m；4、承台重：Gk=256.456.451.70=1768KN；5、塔吊、基础、土自重、活荷载等总重量为346吨6、吊车基础承台为钢筋混凝土6.45MX6.45M。混凝土标号为C35。冬季施工混凝土等级提高一级为C40。基础回填采用3：7灰土分层夯实。7、钢筋采用级钢筋，直径符合基础图要求。8、塔吊采用重复接地的做法做一组接地级，此接地级为独立闭合导体，不可与其他任何接地级相连。接地电阻小于4，检测后应有记录。塔机接地线不得采用保险丝或开关及电缆芯线代替。9、基础上平面6.45M6.45M的对称点上，其四点间的水平误差应保证在3MM范围之内。9、使用C40混凝土，制作时留三组试块，当混凝土的强度达到80%以上时，方可立塔。六、混凝土灌注桩桩身配筋灌注桩桩身按最小配筋率0.5625计算。Asi=30020.5625%=1590mm2所以桩身按最小配筋率配筋，桩身配筋为620，Asi =2513mm21590mm2现场施工中，承台桩选用9根钢筋混凝土灌注桩。单根桩的承载力特征值为640KN。处理后地基承载力为576KN,满足吊车承载力要求。七、施工方法1、混凝土灌注桩、在施工中应严格按国家现行的相关规范、规程进行，各工种、各工序、各施工小组应紧密配合，合理安排，协调一致，确保施工质量达到标准。、施工顺序： 放线验线设备进场、组装桩位施放监理检验桩位、签字验收桩施工（按自西向东的顺序施工）自检 验收。2、塔吊基础施工、基础承台下桩施工塔吊承台下桩基础为自然地面-2.65m；承台板厚1.70m，承台尺寸为6.45mx6.45m，混凝土标号按冬季施工提高一级为C40。塔基基础承台和配筋详见下图： 、承台的施工工艺、钢筋绑扎（核对钢筋半成品 钢筋绑扎 预埋铁板 放置砂浆垫块）、模板安装（组装钢模板 模板预检）组合钢模板由平面模板、阴、阳角模板拼装而成，U型卡、插销等零件必须齐全牢固，不松动、不遗漏。或者用木模板支模，加固时上下间距500 mm，14间距500 mm，5根/层横穿承台螺杆可焊接。模板安装后，应对断面尺寸、标高、支撑等进行预检；或采用240墙，M 5水泥砂浆砌砖到承台设计标高。外侧每方砌240x370扶墙两个，等水泥砂浆达到强度后回填土方。、砼浇筑（砼搅拌 浇筑 振捣 养护）。、浇筑：浇筑砼时，按顺序直接将砼倒入模板中。、振捣：采用斜向振捣法，振捣棒与水平面倾角约30左右。棒头朝前进方向，插棒间距500mm，防止漏振。振捣时以砼表面翻浆出气泡为准。砼表面随振随按标高线，用木抹子搓平。、养护：砼浇筑后，在常温条件下12h内应覆盖草帘养护，（具体参见冬施方案执行）。八、采取的技术措施1、确定施工机具和配套设备。 2、材料供应计划，标明所用材料的规格、技术要求和数量。 3、试桩孔应不少于2个，并复核地质资料以及设计、工艺是否适宜，核定选用的技术参数。 4、按施工平面图放好桩位。 5、复核测量基线、水准点及桩位的轴线定位点。6、振动沉管机沉管表面应有明显的进尺标记（以米为单位）。 7、施工设备：螺旋钻机，混凝土输送泵。 8、钢筋混凝土灌注桩施工完毕，应对桩进行整体性检测和单桩承载力检测，桩身完整性随机抽取桩数的10%。但不少于3根。待桩的承载力，达到桩的极限承载力80时，方可进行塔吊基础施工。9、做好承台的钢筋预埋隐蔽验收工作。九、钢筋混凝土灌注桩的安全措施1、电器系统设专人负责，配备电器保护装置，随时检查。 2、设备定期检修，钻机，混凝土泵，搅拌机等必须由专职人员按操作规程操作。 3、施工人员进入现场必须戴安全帽。 4、施工前对施工人员进行专项交底。 5、现场设专职安全员，负责现