预应力管桩塔吊基础设计方案.doc

五矿二十三冶建设集团有限公司施工组织设计(施工方案)内部审核记录 编号：（ ）第 号工程名称金桥国际商贸城一期2区金街（北）工程报审文件名称塔吊基础方案报送单位（项目部）五矿二十三冶建设集团金桥国际商贸城一期2区四标段项目经理部项目部审核意见：项目技术负责人： 项目经理：年 月 日 安全环保部审核意见：审核人： 年 月 日 工程管理部审核意见：审核人： 年 月 日 总工程师审核意见：总工程师： 年 月 日质监统编施2002-10施工组织设计（方案）审批记录工程名称：金桥国际商贸城一期2区金街（北）结构类型：框架 结构层次：地下1层，地上2层建筑面积：3.2万m2我项目部根据施工合同和施工图设计的要求已完成了 塔吊基础方案 （方案）的编制，并经公司技术部门组织审查批准，请予审查。附：塔吊基础方案 项目经理： 项目部（章）:年 月 日专业监理工程师审查意见：专业监理工程师：年 月 日监理（建设）单位审查意见： 监理单位项目总监理工程师 (建设单位项目技术负责人）： 监理（建设）项目部（章）: 年 月 日塔吊基础方案编 制 人： 审 核 人： 审 批 人： 编制单位： 五矿二十三冶建设集团金桥国际商贸城项目经理部编制时间： 二0一五年一月二十日 五矿二十三冶建设集团 金桥国际商贸城金街（北）塔吊基础方案 目录一、工程概况2二、方案编制依据2三、现场地质条件2四、塔吊布置及选型2五、塔吊基础的确定4六、桩基础要求4七、防雷接地4八、塔吊基础施工5九、基坑排水措施及沉降观测7附件一：塔吊基础设计计算书附件二：塔吊平面布置图一、工程概况由湖南百家汇投资有限公司开发的金桥国际商贸城一期2区金街（北）工程位于长沙市望城区普瑞大道西端，本工程共12栋建筑，包含2区金街13#24#栋及对应部位地下室和电瓶车道，总面积约3.2万平方米。本工程计划采用2台TC5610型塔式起重机，用于垂直运输施工，塔吊布置及覆盖情况详见附图。二、方案编制依据1、金桥国际商贸城金街北建筑、结构设计图纸；2、建筑施工手册（中国建筑工业出版社出版）；3、建筑桩基技术规范JGJ 94-2008；4、砼结构设计规范(GBJ50010-2010)；5、塔吊厂家提供的塔吊使用说明书；6、望城金桥国际商贸城一期B地块岩土工程详细勘察报告；三、现场地质条件本工程场地主要为素填土、淤泥质粉质粘土-1、粉质粘土、全风化泥质板岩、强风化泥质板岩、中风化泥质板岩。工程地质详见2013年12月湖南省勘测设计院提供的望城金桥国际商贸城一期B地块岩土工程详细勘察报告。四、塔吊布置及选型在满足本工程施工需要的前提下，为了合理利用资源，根据我单位施工总体部署及施工总平面布置要求，本工程拟投入2台TC5610自升塔式起重机，位置设在金街南北两侧，塔身穿过地下室顶板，预留施工缝。塔吊原工作半径为56m，根据塔吊安全运行要求需考虑塔吊的相互让行及防碰撞等措施，塔吊臂长改为54m(计算仍按56m最不利计算)，2台塔吊独立高度均低于40.5m（仍按40.5m最不利计算），其中2号塔吊较1号塔吊低2个标准节（5.8m）,2台塔吊均无附着。塔吊布置原则：1、最大限度的满足垂直运输的要求和服务半径，满足现场施工需求。2、两台塔吊之间的距离最大限度的满足安全规范的要求；3、满足塔吊安装和拆卸的工作面要求，保证塔吊安装拆卸的可行性。塔吊的工作范围及示意图详见附图，详细定位图如下： 五、塔吊基础的确定根据地质报告及现场地质情况，现场土质为全分化泥质板岩，承载力特征值为320Kpa，塔吊使用说明书地基承载力要求为150Kpa，地基承载力能满足塔吊天然基础的安装要求，根据建设方指令，要求我部将塔吊基础设计成桩基，桩基选用与本工程基础桩相同的4根D=500mmPHC桩，单桩设计竖向承载力为2000KN；预应力管桩的施工方法完全按桩基施工的要求进行，要求入岩。六、桩基础要求1、塔基承台尺寸为500050001350mm。2、桩基承台砼等级为C35，钢筋选用HRB400，fy=360N/mm2，具体配筋见计算书。3、桩基承台构造要求：承台最小宽度不应小于5000mm，承台边缘至桩中心的距离不宜小于桩的直径（详见建筑桩基技术规范JGJ 94-94）。七、防雷接地塔吊避雷的接地和保护接地必须按图规定制作。接地装置必须符合下列要求：1. 接地杆插入地面以下部分长度必须1.5米，不能与建筑物基础的金属加固件连接；2. 与接地杆连接的连接线采用截面面积不小于16mm的绝缘铜芯电缆；3. 基础以上部分接地装置安装严格按塔吊使用说明书以及塔吊安拆方案执行，并可靠连接，保证接触良好；八、塔吊基础施工1.测量放线：根据建设方提供控制点对塔吊基础桩进行测量放线；2. PHC桩施工：由专业公司进行预制管桩施工，要求按本工程相同的施工工艺进行管桩施工，根据地勘报告,1、2号塔吊第一根试桩配桩长度为15米、贯入度应达到2cm；3. 土方开挖：塔吊基础桩施工完毕后，进行基础承台土方开挖，开挖至设计标高50.55米后人工清底至50.45米，采用C15混凝土完成基础承台垫层施工；4.锯桩头：塔吊桩按照本工程桩基设计要求锚入塔吊承台8cm；在50.63m标高处将多余部分桩身锯除，然后采用C40混凝土进行桩芯填芯；5.基础承台施工：根据施工图纸完成钢筋、模板工程的安装，主筋保护层为40mm；钢筋绑扎完成后塔吊预埋螺栓由塔吊安装公司进行定位、安装，报请监理公司对钢筋、模板等分项工程验收合格后进行塔吊基础承台混凝土施工，基础混凝土采用C35混凝土，施工过程中严格控制混凝土密实度以及混凝土质量；6.混凝土养护：安排专人对基础混凝土进行洒水养护，养护期应大于15天；承台施工详图如下： 承台配筋图桩头大样图： 九、基坑排水措施及沉降观测根据现场测量勘察该工程基坑底标高为51.5米52米之间，塔吊基础顶标高为51.9米，且附近设置有300mm深明排水沟，固地下室部分不进行施工时，塔吊基坑不会积水；地下室部分施工期间在塔吊基础西侧设置集水井，采用抽水泵将积水抽至地下室底板排水沟，排至市政排水点； 塔吊基础沉降观测每一个月一次。垂直度在塔吊自由高度时半月一次测定，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。塔吊基础设计计算书 1、2号塔吊均选用中联重科TC5610，取塔吊附近且最不利土质的钻孔ZK56进行计算，则该计算书适用于1、2号塔吊，以下为计算过程： 一、塔机属性塔机型号TC5610塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)40.5塔机独立状态的计算高度H(m)43塔身桁架结构方钢管塔身桁架结构宽度B(m)1.6 二、塔机荷载 1、塔机传递至基础荷载标准值工作状态塔机自重标准值Fk1(kN)464起重荷载标准值Fqk(kN)47.2竖向荷载标准值Fk(kN)511.2水平荷载标准值Fvk(kN)18.3倾覆力矩标准值Mk(kNm)1335非工作状态竖向荷载标准值Fk(kN)464水平荷载标准值Fvk(kN)73.9倾覆力矩标准值Mk(kNm)1552 2、塔机传递至基础荷载设计值工作状态塔机自重设计值F1(kN)1.35Fk11.35464626.4起重荷载设计值FQ(kN)1.35FQk1.3547.263.72竖向荷载设计值F(kN)626.4+63.72690.12水平荷载设计值Fv(kN)1.35Fvk1.3518.324.705倾覆力矩设计值M(kNm)1.35Mk1.3513351802.25非工作状态竖向荷载设计值F(kN)1.35Fk1.35464626.4水平荷载设计值Fv(kN)1.35Fvk1.3573.999.765倾覆力矩设计值M(kNm)1.35Mk1.3515522095.2 三、桩顶作用效应计算承台布置桩数n4承台高度h(m)1.35承台长l(m)5承台宽b(m)5承台长向桩心距al(m)3承台宽向桩心距ab(m)3桩直径d(m)0.5承台参数承台混凝土等级C35承台混凝土自重C(kN/m3)25承台上部覆土厚度h(m)0承台上部覆土的重度(kN/m3)19承台混凝土保护层厚度(mm)50配置暗梁否基础布置图 承台及其上土的自重荷载标准值： Gk=bl(hc+h)=55(1.3525+019)=843.75kN 承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.35Gk=1.35843.75=1139.062kN 桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(32+32)0.5=4.243m 1、荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(464+843.75)/4=326.938kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L =(464+843.75)/4+(1552+73.91.35)/4.243=716.262kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L =(464+843.75)/4-(1552+73.91.35)/4.243=-62.387kN 2、荷载效应基本组合 荷载效应基本组合偏心竖向力作用下： Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L =(626.4+1139.062)/4+(2095.2+99.7651.35)/4.243=966.954kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L =(626.4+1139.062)/4-(2095.2+99.7651.35)/4.243=-84.223kN 四、桩承载力验算桩参数桩混凝土强度等级C80桩基成桩工艺系数C0.85桩混凝土自重z(kN/m3)25桩混凝土保护层厚度(mm)50桩入土深度lt(m)14.02桩配筋自定义桩身承载力设计值是桩身承载力设计值2000地基属性地下水位至地表的距离hz(m)0承台埋置深度d(m)1.35是否考虑承台效应是承台效应系数c0.6土名称土层厚度li(m)侧阻力特征值qsia(kPa)端阻力特征值qpa(kPa)抗拔系数承载力特征值fak(kPa)粘性土0.81200.60全风化岩135525000.60强风化岩1611038000.60 1、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长：u=d=3.140.5=1.571m 桩端面积：Ap=d2/4=3.140.52/4=0.196m2 承载力计算深度：min(b/2,5)=min(5/2,5)=2.5m fak=(0.80+1.70)/2.5=0/2.5=0kPa 承台底净面积：Ac=(bl-nAp)/n=(55-40.196)/4=6.054m2 复合桩基竖向承载力特征值： Ra=uqsiali+qpaAp+cfakAc=1.571(12.4555+2.35110)+38000.196+0.606.054=2227.782kN Qk=326.938kNRa=2227.782kN Qkmax=716.262kN1.2Ra=1.22227.782=2673.338kN 满足要求！ 2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=-62.387kN0 按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Qk=62.387kN 桩身位于地下水位以下时，位于地下水位以下的桩自重按桩的浮重度计算， 桩身的重力标准值：Gp=ltAp(z-10)=14.80.196(25-10)=43.59kN Ra=uiqsiali+Gp=1.571(0.612.4555+0.62.35110)+43.59=932.582kN Qk=62.387kNRa=932.582kN 满足要求！ 3、桩身承载力计算 纵向预应力钢筋截面面积：Aps=nd2/4=133.142142/4=2001mm2 (1)、轴心受压桩桩身承载力 荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=966.954kN 桩身结构竖向承载力设计值：R=2000kN 满足要求！ (2)、轴心受拔桩桩身承载力 荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：Q=-Qmin=84.223kN fpyAps=6502001.19510-3=1300.776kN Q=84.223kNfpyAps=1300.776kN 满足要求！ 五、承台计算承台配筋承台底部长向配筋HRB400 25100承台底部短向配筋HRB400 25100承台顶部长向配筋HRB400 25100承台顶部短向配筋HRB400 25100 1、荷载计算 承台有效高度：h0=1350-50-25/2=1288mm M=(Qmax+Qmin)L/2=(966.954+(-84.223)4.243/2=1872.556kNm X方向：Mx=Mab/L=1872.5563/4.243=1324.097kNm Y方向：My=Mal/L=1872.5563/4.243=1324.097kNm 2、受剪切计算 V=F/n+M/L=626.4/4 + 2095.2/4.243=650.443kN 受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(800/1288)1/4=0.888 塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(3-1.6-0.5)/2=0.45m a1l=(al-B-d)/2=(3-1.6-0.5)/2=0.45m 剪跨比：b=a1b/h0=450/1288=0.349，取b=0.349； l= a1l/h0=450/1288=0.349，取l=0.349； 承台剪切系数：b=1.75/(b+1)=1.75/(0.349+1)=1.297 l=1.75/(l+1)=1.75/(0.349+1)=1.297 hsbftbh0=0.8881.2971.5710351.288=11640.81kN hslftlh0=0.8881.2971.5710351.288=11640.81kN V=650.443kNmin(hsbftbh0， hslftlh0)=11640.81kN 满足要求！ 3、受冲切计算 塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=1.6+21.288=4.176m ab=3mB+2h0=4.176m，al=3mB+2h0=4.176m 角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！ 4、承台配筋计算 (1)、承台底面长向配筋面积 S1= My/(1fcbh02)=1324.097106/(1.0316.7500012882)=0.009 1=1-(1-2S1)0.5=1-(1-20.009)0.5=0.009 S1=1-1/2=1-0.009/2=0.995 AS1=My/(S1h0fy1)=1324.097106/(0.9951288360)=2870mm2 最