青年城（二期）塔吊基础施工方案塔吊基础计算.doc

塔吊基础方案一、 工程概况1、本工程位于松江区九亭镇，地块南临蒲汇塘河，东临沪亭路，西临横泾河，北临沪松公路并与地铁9#线车站一墙之隔，与9#线车站物业开发管理为一个整体。地块面积41162，由3#、4#、5#、6#、7#、8#公寓楼及9#酒店、10#办公楼组成。2、因地块面积巨大，根据塔吊平面布置应最大程度满足施工区域吊装需要，尽可能减少吊装盲区的原则，以及地下室工程施工中能充分利用塔吊来满足施工需要，按照施工组织总设计要求拟搭设6台附墙式塔吊，其中QTZ80B（工作幅度60M，额定起重力矩800KN.M）2台，QTZ80A（工作幅度55M，额定起重力矩800KN.M）4台，平面位置详附图。3、拟建建筑物高度及层数建筑物楼号345678910层数（层）1513131517192323建筑物高度（m）72.562.962.972.582.191.7104.0104.04、根据建筑物高度，1#塔吊位于3#楼西北侧位置，搭设高度为86M；2#塔吊位于9#楼南侧位置，搭设高度为114M；3#塔吊位于5#楼西北侧位置，搭设高度为77M，设水平限位装置；4#塔吊位于10#楼东南侧位置，搭设高度为114M；5#塔吊位于6#楼西北侧位置，搭设高度为100M，6#塔吊位于8#楼西北侧位置，搭设高度为100M。其中5#、6#塔吊为QTZ80B，其余4台为QTZ80A。5、塔吊应在土方开挖前安装完毕，故采用型钢格构式非塔吊标准节插入钻孔灌注桩内，以保障塔吊安全、稳定和牢固可靠，且不妨碍地下室顶板混凝土的整体浇筑施工，有利于加快施工进度和确保工程质量。6、本工程采用钻孔灌注桩筏板基础，基坑底标高为-8.000、-8.800、-9.100，本工程0.000相当于绝对标高6.150m，自然地坪标高相对于绝对标高-1.45m。7、根据本工程地质勘察报告，各土层极限摩阻力、端阻力标准值指标见下表：层号土层名称埋深（m）相对标高（m）钻孔灌注桩抗拔系数（）Fs（KPa）Fp（KPa）1灰色砂质粉土夹粉质粘土13-14.45150.62灰色粉质粘土14-15.45150.6灰色粘土21-22.45200.61-1灰色粉质粘土26.5-27.95350.61-2暗绿色粘土30-31.45559000.6草黄色砂质粉土34-35.457018000.61灰黄色粉质粘土36-37.45500.6t草黄灰色粉砂47-48.457525000.52灰色粉质粘土夹粉砂53-54.45450.61灰色粉砂夹粉质粘土65-66.457520000.52灰色粉砂75-76.458025000.5灰色中粗砂100-101.459030000.58、塔式起重机主要技术性能表塔吊型号QTZ80BQTZ80A序号载荷名称单位数量单位数量1基础所受的垂直荷载KN587KN5112基础所受的水平荷载KN62KN723基础所受的倾翻力矩KN.M1642KN.M12424基础所受的扭矩KN.M310KN.M3485独立式整机重T40.83T6平衡重T13.92T14.27工作幅度M60M558最大起重量T8T69末端起重量T1T1.210额定起重力矩KN.M800KN.M80011塔身截面M1.81.8M1.61.612最大起升高度独立式M47M4013附着式M160M14014装机总容量KW48KWKW二、 塔吊布置原则本工程作业面积大，综合考虑塔吊的作用半径、起吊重量、基础工程桩位布置、围檩支撑结构设计、房屋结构设计、经济性比较后，作出以下布置原则。1. 塔吊布置在基坑内2. 塔吊共6台，55m臂 4台，60m臂 2台3. 塔吊选型：市沪淞建筑机械厂有限公司生产的QTZ80A（5512）及QTZ80B（6010）塔吊。4. 具体位置详见塔吊平面布置图5. 因塔吊布置在基坑内，考虑到土方开挖后安装困难。并为兼顾土方开挖垂直运输，塔吊需在基础开挖前投入正常使用。6. 塔吊桩基础采用钻孔灌注桩7. 桩上部钢支柱采用H型钢，上端标高-0.50m8. 塔吊基础采用C30水下混凝土，800钻孔灌注桩，上部H型钢格构非标准节插入桩内2500。塔吊标准节与型钢格构用高强度螺栓和盖板焊接连接固定。详见附图三、 计算依据1. 地基基础设计规范 DGJ08-11-19992. 建筑桩技术规范 JGJ94-943. 混凝土结构设计规范 GB50010-20024. 建筑结构焊接规程 JGJ80-915. 建筑结构设计荷载规范 GB50009-20016. 沪淞 建筑机械厂有限公司的QTZ80A、80B塔式起重机的使用说明书7. 本工程平面图、结构图、围檩支撑图四、 塔吊分项参数计算塔吊是施工场地最重要的施工机械之一，其使用贯穿了整个工程。在这过程中间隔时间长，不可预见性因素多，为确保塔吊的安全，以下计算都按极限苛刻条件下能保证塔吊正常工作计算。即：塔吊设置在最大开挖深度处；型钢柱与混凝土灌注桩连接按光滑面锚固。（计算详值见计算表格）1. 基础竖向极限承载力计算F=F1+ F2 F 基础竖向极限承载力 knF1塔吊自重（包括压重） kn F2最大起吊重量 kn2. 单桩抗压承载力、抗拔力计算桩顶竖向力的计算(依据建筑桩技术规范JGJ94-94的第5.1.1条) （“+”计算结果为抗压，“-”为抗拔） 其中 Ni 单桩桩顶竖向力设计值 kN n 单桩个数， n=4； F 作用于桩基承台顶面的竖向力设计值 T G 塔吊基础重量 KN 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 M 塔吊的倾覆力矩 kN.m 3. 桩长以及桩径计算桩采用钻孔灌注桩Rk实际=fpAp+UpfsliRNi1UP d其中 Rk实际 实际钻孔灌注桩承载能力 KN fpAp 桩端面承载能力 KNUpfsli 桩侧摩擦阻力总和 KNR 单桩轴向承力安全值 KN1 桩安全系数 取2d 桩直径 m4. 桩抗拔验算QkRk实际5. 桩配筋计算桩身配筋率可取0.20%0.65%（计算取上限0.65）,抗压主筋不应少于610，箍筋采用不少于6300mm的螺旋箍筋，在桩顶5倍桩身直径范围内箍筋6100mm，每隔2m设一道212焊接加强箍筋。AsS桩截面配筋率n 4As/（2）其中 n 竖筋根数 根 As钢筋总截面积 m 竖筋直径 m6. 桩上部钢支柱计算钢支柱采用hbtwt3503501219，H型钢。Ahb-（b-tw）（h-2t）0.0171) 四柱整体验算A总=4A截面惯性矩Iz 回转半径 i（Iz/A总）0.5构架长细比 查2) 单柱验算Izi（Iz/A）0.5井架长细比 查7. 钢支柱上部螺栓紧固水平钢板抗拔计算H型钢上部螺栓紧固水平钢板采用500500厚20，Q235钢板，采用电焊与下部H型钢焊接，焊接高度不小于6mm。1) 焊接强度验算160焊接强度N轴心最大拔力,等于塔吊拔力焊缝长度等于4478mm焊缝的抗拉抗压强度设计值，Q235等于1608. 缀条计算缀条采用12#槽钢 截面面积 A0.0015700 VV1+V2V1塔吊水平力引起应力V1F4/2F4塔吊水平力V2塔吊扭矩引起应力V2Mn/2（D1.414）Mn塔吊扭矩D桩间距fvV/Afv槽钢的抗剪强度，厚度小于16mm，取125A 槽钢截面积9. 螺栓计算采用30高强度螺栓,每肢2颗A总=d2=N拔/ A总295螺栓抗剪验算Mn A总/（2桩间距/1.414）62KN11、QTZ80B塔式起重机基础计算表符号意义公式单位计算值钻孔灌注桩计算G桩上部钢支架总重KN60.0 m标准节重KN9.3 b标准节边长M1.8 N标准节数量节20.0 F1塔吊自重（包括平衡重）KN587.0 F2最大起吊重量KN80.0 F3标准节总重KN186.0 Mn基础承受扭矩F3=mNKN.m310.0 M倾覆力矩KN.m1642.0 F4水平荷载KN62.0 钻孔灌注桩桩顶标高m-9.05 1桩安全系数取2.0 d桩直径m0.80 D桩间距D=9d/4m1.800 l取桩有效长度（最大开挖深度至桩底）m23 Ni单桩承力设计值KN1177.090 N拔抗拔力设计值KN-629.290 R单桩轴向承力安全值KN2354.181 Upqsili桩侧总极限摩擦阻力KN1666.301 qpAp桩端点极限承载力KN904.779 Rk实际取桩长度后实际承载力Rk实际=fpAp+UpfsliKN2571.079 符合Qk取桩长度后实际抗拔力QkRkKN1542.648 满足桩配筋计算根据桩径按内插法计算工程桩桩身配筋率(0.20%0.65%)取0.65%As截面钢筋面积m20.003267 竖筋直径mm20.000 n竖筋数量n=4As/（2）根10.4 箍筋取8200mm的螺旋箍筋桩上部钢立柱计算H型钢规格350350121930 H桩顶到钢构件上端长度m9.9 A横截面面积0.017 I合四根立柱组合极惯性距外部参照CAD自动计算m40.056284 I单柱单柱极惯性矩外部参照CAD自动计算m40.000068 i合四根立柱组合回转半径i=(I/4A)0.5M0.908611 i单柱单柱回转半径i=(I/A)0.50.062942 合四根立柱组合长细比H/i10.840724 0.984单柱单柱长细比H/i23.831576 0.848合最大应力Ni/AN/mm270.184816 满足单柱最大应力Ni/AN/mm281.441 满足钢构件插入桩深度（不计钢柱顶端阻力）钢筋和混凝土的粘结应力（光面钢筋取1.53.5）kN/m21.5E+03d型钢等截面圆钢直径m0.147 h插入桩长度h=Ni/（d）m1.696 型钢上部水平钢板焊接强度验算焊接强度N/mm223.422 满足N塔吊拔力N629290.319 lw焊缝长度mm4478.000 t焊缝高度，等于6mm6.000 缀条计验算规格C12槽钢面积(A)mm21570 V1塔吊水平力引起剪力V1F4/2KN31.000 V2扭矩引起的剪力V2Mn/2（D1.414）KN60.899 V水平力和扭矩组合作用剪力VV1+V2KN91.899 fv槽钢抗剪强度fvV/AN/mm258.534 满足螺栓计算塔吊每肢螺栓数颗3 d螺栓直径mm30 A螺栓截面积 m2121 螺栓应力N拔/AN/mm2297 满足剪力Mn/（2D1.414）/AN/mm228.718 满足12、QTZ80A塔式起重机基础计算表符号意义公式单位计算值钻孔灌注桩计算G桩上部钢支架总重KN60.0 m标准节重KN9.3 b标准节边长M1.6 N标准节数量节20.0 F1塔吊自重（包括平衡重）KN587.0 F2最大起吊重量KN60.0 F3标准节总重KN186.0 Mn基础承受扭矩F3=mNKN.m348.0 M倾覆力矩KN.m1242.0 F4水平荷载KN72.0 钻孔灌注桩桩顶标高m-9.05 1桩安全系数取2.0 d桩直径m0.80 D桩间距D=2dm1.600 l取桩有效长度（最大开挖深度至桩底）m23 Ni单桩承力设计值KN1036.464 N拔抗拔力设计值KN-500.664 R单桩轴向承力安全值KN2072.929 Upqsili桩侧总极限摩擦阻力KN1666.301 qpAp桩端点极限承载力KN904.779 Rk实际取桩长度后实际承载力Rk实际=fpAp+UpfsliKN2571.079 符合Qk取桩长度后实际抗拔力QkRkKN1542.648 满足桩配筋计算根据桩径按内插法计算工程桩桩身配筋率(0.20%0.65%)取0.65%As截面钢筋面积m20.003267 竖筋直径mm20.000 n竖筋数量n=4As/（2）根10.4 箍筋取8200mm的螺旋箍筋桩上部钢立柱计算H型钢规格350350121930 H桩顶到钢构件上端长度m9.9 A横截面面积0.017 I合四根立柱组合极惯性距外部参照CAD自动计算m40.044694 I单柱单柱极惯性矩外部参照CAD自动计算m40.000675 i合四根立柱组合回转半径i=(I/4A)0.5M0.809675 i单柱单柱回转半径i=(I/A)0.50.199039 合四根立柱组合长细比H/i12.165374 0.978单柱单柱长细比H/i7.536206 0.99合最大应力Ni/AN/mm262.179037 满足单柱最大应力Ni/AN/mm261.425 满足钢构件插入桩深度（不计钢柱顶端阻力）钢筋和混凝土的粘结应力（光面钢筋取1.53.5）kN/m21.5E+03d型钢等截面圆钢直径m0.147 h插入桩长度h=Ni/（d）m1.493 型钢上部水平钢板焊接强度验算焊接强度N/mm218.634 满足N塔吊拔力N500664.356 lw焊缝长度mm4478.000 t焊缝高度，等于6mm6.000 缀条计验算规格C12槽钢面积(A)mm21570 V1塔吊水平力引起剪力V1F4/2KN36.000 V2扭矩引起的剪力V2Mn/2（D1.414）KN76.909 V水平力和扭矩组合作用剪力VV1+V2KN112.909 fv槽钢抗剪强度fvV/AN/mm271.917 满足螺栓计算塔吊每肢螺栓数颗3 d螺栓直径mm30 A螺栓截面积 m2121 螺栓应力N拔/AN/mm2236 满足剪力Mn/（2D1.414）/AN/mm236.268 满足五、材料选用及施工方法根据计算塔吊基础选用1、桩基选用C30水下混凝土800钻孔灌注桩，桩长（自桩顶垫层面以上100至桩底）为23米，桩身配1222主筋，8200螺旋箍筋，桩顶以下3000采用8100螺旋箍筋。2122000焊接加强箍筋。QTZ80B（工作幅度60M，额定起重力矩800KN.M）2台，桩间距同标准节宽度为1800。QTZ80A（工作幅度55M，额定起重力矩800KN.M）4台，桩间距同标准节宽度为1600。2、格构立柱采用Q235 H型钢3503501219，锚入桩身2500，长度详附图。缀条选用12#槽钢，上下各设双拼12#槽钢，每隔1500设12#槽钢水平撑及缀条斜撑。以加强其稳定性。3、塔身标准节与格构采用螺栓连接，为防止因H型钢立柱安装偏位，而造成塔身与格构产生较大剪力且安装困难，在格构顶部采用Q235 H型钢3503501219十字水平梁。水平梁连接处用55035020加强板，与立柱处用牛腿焊接连接，立柱顶部用50050020钢板与标准节连接，采用2-M30螺栓及焊接固定。详附图4、塔吊标准节安装之前应对立柱格构标高进行复核，并用气割割平后再焊接连接板，确保顶部水平，保证塔身垂直。5、型钢格构立柱缀条随挖土进度焊接，以确保格构的稳定性。挖土完成后应尽快将露明铁件除锈，并刷防锈漆及与塔吊同色的保护漆。6、格构立柱应与灌注桩钢筋焊接接地。五、 附图