塔吊布置及基础施工方案

金融城金融城 2 2 号地工程号地工程 【塔吊基础施工方案】 第 1 页 共 11 页 目目 录录 一、工程概况一、工程概况.2 二、编制依据二、编制依据.2 三、塔吊的选择及定位三、塔吊的选择及定位.3 四、塔吊的特殊要求四、塔吊的特殊要求.5 五、基础设计计算及详图五、基础设计计算及详图.5 5.1. 参数信息参数信息.5 5.2. 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算.5 5.3. 矩形承台弯矩的计算矩形承台弯矩的计算.6 5.4. 矩形承台截面主筋的计算矩形承台截面主筋的计算.7 5.5. 矩形承台截面抗剪切计算矩形承台截面抗剪切计算.7 5.6.桩承载力验算桩承载力验算.8 5.7.桩竖向极限承载力验算及桩长计算桩竖向极限承载力验算及桩长计算.8 六、塔吊基础施工六、塔吊基础施工.11 金融城金融城 2 2 号地工程号地工程 【塔吊基础施工方案】 第 2 页 共 11 页 一、工程概况一、工程概况 金融城 2 号地工程总建筑面积 15900 平方米，地上建筑面积为 9500 平方米，地下建筑 面积 6400 平方米，地上 4 层、地下 2 层，建筑高度约 20 米，基坑深度约 9.6 米。 二、编制依据二、编制依据 21 建筑施工安全检查标准 JGJ 59-99 22 施工现场临时用电安全技术规范 JGJ 46-88 23 建筑建筑高处作业安全技术规范 JGJ 80-91 24 建筑机械使用安全技术规程 GB 50104-93 25 本工程地质详勘报告及建筑桩基技术规范 JGJ 94-2008 26 施工现场总平面布置图及各阶段平面布置图、施工总体进度计划和各阶段计划 为保证塔吊运行的安全、可靠性，使现场塔吊基础施工、机械安拆、运行维护有科学 可遵循，避免随意性；保障塔吊使用的安全、可靠性，加强塔吊使用的管理，使其规范化、 合理化，经济有效。制定好设备基础施工、机械运行管理技术措施和管理措施，特编制此 方案以指导现场施工与管理。 序号项目内容 1 工程名称天津金融城 2 号地工程 2 工程地址 和平区大沽北路与张自忠路交口 3 设计单位 天津市建筑设计院 4 建设单位 天津金融城开发有限公司 5 监理单位 天津国际工程建设监理公司 6 施工单位 中国对外建设总公司 金融城金融城 2 2 号地工程号地工程 【塔吊基础施工方案】 第 3 页 共 11 页 三、塔吊的选择及定位三、塔吊的选择及定位 根据本次施工的范围，为单体工程。结合现场实际施工条件及市政规划要求，塔吊位 置定于基坑北侧工法桩外围中间部位。根据建筑物外檐高度约为 20 米，及基节固定式塔吊 的最大自由高度 42m 选择 QTZ80Z 塔吊。 塔吊使用参数一览表塔吊使用参数一览表 塔吊平面布置图塔吊平面布置图 型号位置 自由 高度 臂 长 工作 能力 端部起 重能力 最大起 重能力 总功率 基础节 截面 整机 自重 倾斜 力矩 进场 时间 QTZ80Z 工法桩 北侧 42m50m80T/d1.8T7.84T67.7kw 17*1.7 46.38 1827 km.n 10.4.1 金融城金融城 2 2 号地工程号地工程 【塔吊基础施工方案】 第 4 页 共 11 页 根据所选塔吊安装要求，对基础下的地基承载力要求，不小于 0.2MPa。根据本工程地 质勘察报告，本工程场地范围内的地基承载力明显不足，需要采取其他措施。 采用钻孔灌注桩基础施工，桩与承台下地基土共同作用承受上部设备荷载。 由于建筑物高度约为 20 米，QTZ80Z 塔吊自由高度为 42 米，故锚固装置不需要设置。 金融城金融城 2 2 号地工程号地工程 【塔吊基础施工方案】 第 5 页 共 11 页 四、塔吊的特殊要求四、塔吊的特殊要求 塔吊的定位要求，楼体由于靠近已经施工的 3#地工程，且 1 离过近，对布置塔吊造成 一定困难。塔吊既要覆盖 2 地工程的整个工作面，又要避免塔臂碰幢已经施工的 3 号地建 筑物。 经过分析，塔吊仅能放置在如下位置处，才能满足要求。 根据现场实际条件，塔吊基础仅能放置在地下室（5 轴-6 轴/北侧工法桩轴线以外）间， 受场地尺寸限制，塔吊基础尺寸不大于 5.5m。 塔吊施工注意事项： 1） 、塔吊基础顶面标高为-4.000m； 2） 、塔吊定位偏差不得超过20mm； 五、基础设计计算及详图五、基础设计计算及详图 5.1.5.1. 参数信息参数信息 塔吊型号: QTZ80Z 自重(包括压重)F1=46.38kN，最大起重荷载F2=7.84kN 塔吊倾覆力距M=1827kN.m， 塔吊起重高度H=42m, 塔身宽度B=1.70m 混凝土强度:C35，钢筋级别:级； 承台长度Lc或宽度Bc=5.50m 桩直径d=0.60m，桩间距a=3.50m，承台厚度Hc=1.35m 基础埋深D=3.50m，承台主筋间距S=180mm，保护层厚度:50mm 5.2.5.2. 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算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=46.38kN 2. 塔吊最大起重荷载F2=7.84kN 作用于桩基承台顶面的竖向力 F=1.2(F1+F2)=65.064kN 金融城金融城 2 2 号地工程号地工程 【塔吊基础施工方案】 第 6 页 共 11 页 塔吊的倾覆力矩 M=1.41827=2557.8kN.m 5.3.5.3. 矩形承台弯矩的计算矩形承台弯矩的计算 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 n单桩个数，n=4； F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.254.22=65.064kN； G桩基承台的自重， G=1.2（25.0BcBcHc+20.0BcBcD)=3766.128kN； 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=(46.38+7.84)/4+2557.8(3.501.414/2)/2(3.501.414/2)2=271.97kN 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5.6.1条) 其中 Mx1,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)； 金融城金融城 2 2 号地工程号地工程 【塔吊基础施工方案】 第 7 页 共 11 页 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： N=(65.064+3766.128)/4+2557.8(3.50/2)/4(3.50/2)2=3515.598kN Mx1=My1=2(3515.598-3766.128/4)(1.50-0.93)=1467.22kN.m 5.4.5.4. 矩形承台截面主筋的计算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。 经过计算得承台底面配筋 s=1467.22106/(1.0016.705500.001250.002)=0.117 s=1-0.117/2=0.941 Asx= Asy=1467.22106/(0.9411250.00300.00)=4157.28mm2。 承台顶面按构造配筋。 5.5.5.5. 矩形承台截面抗剪切计算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方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性， 金融城金融城 2 2 号地工程号地工程 【塔吊基础施工方案】 第 8 页 共 11 页 记为V=1212.12kN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,=0.20； 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=5500mm； 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=180mm。 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋! 5.6.5.6.桩承载力验算桩承载力验算 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=1098.5kN 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=0.283m2。 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! 5.7.5.7.桩竖向极限承载力验算及桩长计算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=1098.5kN 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； 金融城金融城 2 2 号地工程号地工程 【塔吊基础施工方案】 第 9 页 共 11 页 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=1.884m； Ap桩端面积,取Ap=0.283m2； li第i层土层的厚度,取值如下表； 钻孔灌注桩底层 编号 大沽标高（m）岩性 qsik(kpa)Qpk(kpa) 3 粘土、粉质粘土 320 4a 粉质粘土 380 4b -4.00以上天然土 砂性大粉质粘土夹粉土 460 6a 砂性大粉质粘土夹粉土 450 6b -4.00-12.00 粉质粘土 360 7 粉质粘土 500 8 粉质粘土 520 9 -12.00-21.50 粉土、砂粉 65750 金融城金融城 2 2 号地工程号地工程 【塔吊基础施工方案】 第 10 页 共 11 页 10a -21.50-25.00粘土 55550 10b -25.00-27.00粉土 68800 由于桩的入土深度为30m,所以桩端是在第10b层粉土层。 最大压力验算: R=2.04(8.546.9372+8361.269+9.565.9372+23.555.9372+2681.26 9)/1.67+1.42800.000.33/1.67+0.39531.56/1.65=1346.02kN 上式计算的R值大于等于最大压力1098.5kN,所以满足要求! 1、塔吊基础底标高张自忠路面标高，有效桩身长度不小于 26m； 2、混凝土强度等级：C35；基础表面平整度允许偏差 1/1000；埋设件的位置、标高和 垂直度以及施工工艺符合出厂说明书要求。 3、起重机的混凝土基础周围应修筑边坡和排水设施，并应与基坑保持一定安全距离。 金融城金融城 2 2 号地工程号地工程 【塔吊基础施工方案】 第 11 页 共 11 页 六、塔吊基础施工六、塔吊基础施工 根据塔吊基础的设计与详图，本工程塔吊基础由于所处位置天然地基的承载不足需作 处理，采用钻孔灌注桩，桩与承台下地基土共同作用承受上部设备荷载。为统一施工，各 塔吊基础的桩型号，承台截面尺寸、标高、配筋、砼强度均按照塔吊最不利条件予以设计 考虑。 施工注意事项如下： （1）本塔吊基础桩为端承摩擦桩，桩端持力层选取地质第 10b 粉土层。 （2）桩承台的定位综合考虑了与结构的安全距离，附着支撑要求，工作半径，安装与 拆除方便，工程总体布署及机械使用期限的要求，因此定位尺寸应以此图提供尺寸准确无 误放线。 （3）本基础设计考虑了桩承台共同