塔吊基础设计综合项目施工专项方案.doc

目 录第一节 工程概况2一、基本概况2二、塔吊技术指标3三、塔吊基本基本状况3四、地质堪探报告4第二节 塔吊基本设计计算书10一、塔吊计算阐明10二、塔吊基本参数信息11三、塔吊单桩基本计算书11四、矩形承台截面主筋计算13五、矩形承台斜截面抗剪切计算14第三节 塔吊桩竖向极限承载力验算15一、桩基竖向承载力计算15二、桩基本抗拔验算17三、桩配筋计算18第四节、塔吊防雷施工规定18第五节、塔吊施工质量规定18第六节、附录：19TC5610型塔吊基本设计方案第一节 工程概况一、基本概况工程名称：江安县江安镇南屏西区城中村改造工程工程地点：宜宾市江安县南屏片区华夏路东侧建设单位：江安县财信建设有限公司 设计单位：四川省建筑科学研究院监理单位：总包单位：重庆黄金建设（集团）有限公司本工程总建筑面积：95809.96m2，容积率2.94。其中地上79563.27m2，地下16249.69m2。由5栋高层住宅（3栋18层，2栋25层）、临街2层商业用房和附属一层地下室构成。建筑层数分别为：序号楼号地下/地上层数建筑面积（m2）总高度（m）0.00011#楼1/25层16085.1580.30277.822#楼1/25层16120.6880.30280.333#楼1/18层13070.1559.30280.344#楼1/18层12039.3359.30277.855#楼1/18层13070.1559.30277.861#商铺地上2层1415.27.45276.472#商铺地上2层1832.627.45275.583#商铺地上2层1063.847.45276.794#商铺地上2层788.127.45279.0105#商铺地上2层834.037.45280.5116#商铺地上2层893.047.45282.6127#商铺地上2层1415.227.45284.613地下车库地下1层16249.695.4280.3 主楼建筑层高均为3米，建筑构造为框剪构造，筹划开工日期8月10日，筹划竣工日期8月9日，总工期730天。其中5栋高层住宅各设立一台塔吊，1#、2#、3#、5#楼塔吊为TC5610，4#楼设立一台TC5010塔吊。1#、4#、5#楼为天然地基承台塔吊基本，2#、3#楼为桩基本承台塔吊基本。二、塔吊技术指标本案塔吊重要为中联重工科技发展股份有限公司生产QTZ80(TC5610-6)和QTZ63(TC5010-4)塔吊。重要技术指标如下：序号技术指标技术数据（QTZ80）技术数据（QTZ63）1总功率32.8KW21.1KW2工作幅度56m50m3起升速度80m/min65m/min4塔吊最大起重量6t4t5最大幅度起重量1.0t1.0t6起重力矩80KN/m63KN/m7回转速度0.65转0.6转8塔吊最大独立高度40.5m29.3m9塔吊附着高度220m138.5m10原则节宽度1.60m1.30m11变幅速度25-50m/min20-40m/min12倾覆力矩1552KN/m KN/m其她技术参数祥见塔吊使用阐明书。三、塔吊基本基本状况 1#楼塔吊为QTZ80(5610)，其基本尺寸为500050001000，4、5#楼为QTZ63(5010)塔吊，基本尺寸为440043001000，基本混凝土级别为C35。采用承台基本形式作为塔吊承重构件，地基为天然地基地基持力层为中风化泥岩，其承载力特性值fak为700kPa，满足起重机基本承载力规定。该塔吊基本按塔式起重机使用阐明书施工。 2、3#塔吊为QTZ80(5610)，其基本尺寸为500050001000，该部位基本标高土质较差，不能满足本塔吊基本持力层规定，故采用四桩承台基本形式作为塔吊承重构件，基本混凝土级别为C35。承台基本下浇注100厚C15砼垫层。依照地基条件，塔吊基本采用四桩承台，桩基采用人工挖孔桩，孔桩形式为A，工程桩桩长813m，桩径为800，主筋914，砼标号为C25，箍筋为8100/200。四、地质堪探报告（一）工程地质本工程依照四川省建筑科学研究院提供岩土工程勘察报告（工程编号：-001）进行施工。1、场地位置 该建筑场地位于宜宾市江安县，绕城公路北侧，有公路直达场地，交通以便。2、地形地貌 依照现场踏勘及勘探钻孔现场鉴别，结合区域地质资料，建筑场地属低山丘陵地带。场地四周地形开阔，原为农用耕地及民房，地面起伏较大。地面高程（以地勘报告孔口标高为准）275.78293.78m，高差18.0m。地表呈南低北高。 依照场地现场踏勘及勘探钻孔揭露，场地内未发现不良地质作用，勘探钻孔中未发现对工程有不利影响埋藏物。场地整体稳定。3、气候 场地所处宜宾地区属亚热带湿润季风气候，低丘、河谷兼有南亚热带气候属性。具气候温和、热量丰足、雨量充沛、光照适 宜、无霜期长、冬暖春早、四季分明特点。年平均气温18左右，年平均降水量1,050-1,618mm，510月为雨季，降水量占全年81.7%，主汛期为79月，降雨量更集中，占全年总降雨量51%。年平均日照数为10001130小时，无霜期334360天。年平均风速仅为1.23m/s，多为西北风和 东北风，静风频率较大，高达3453%，风速小。（二）、地层岩性及地质构造1、地层岩性勘探点深度范畴内地层自上而下依次为：第四系全新统人工填土Q4ml、第四系坡残积粉质粘土Q4dl+el及三叠系飞仙关组（T1f3）泥岩及粉砂岩。各地基土分布状况详见下表。地层代号土名层厚（m） 分布特性岩性描述Q4ml耕土0.21.2普遍分布褐灰色，松散，稍湿，以粘性土为主，含植物根茎及粉砂岩风化碎块。素填土1.022.3普遍分布杂色，松散，稍湿。以粘性土、粉砂岩碎块为主，其上部含植物根，某些地段为耕土。依照访问调查，该层回填时间约为12年。回填厚度较大地段重要分布于场地南侧2、3、9、10、11号楼地段。Q4dl+el粉质粘土10.52.9较普遍分布褐灰色，可塑。含铁锰质结核，光泽反映稍有光滑，无摇振反映。粉质粘土21.47.7较普遍分布褐灰色，软塑。含铁锰质结核，光泽反映稍有光滑，无摇振反映。T1f3泥岩未揭穿较持续分布紫红、棕红色，以粘粒颗粒为主，泥质构造。分为强风化及中风化泥岩。强风化泥岩构造大某些破坏，矿物色泽明显变化，风化裂隙发育，岩芯呈短柱碎块状，遇水易于软化，厚度0.53.4m，RQD约为3040%。中风化泥岩构造某些破坏，矿物色泽有变化，风化裂隙较发育，裂面普通较光滑，岩芯呈短柱柱状，构造少某些破坏，矿物色泽有一定变化，浸水后较易于软化，RQD约为6575%，岩体基本质量级别IV类，属软岩。该层未揭穿。场地附近测得产状NE77 29。 粉砂岩 未揭穿局某些布棕红色，粉砂质构造。分为强风化及中风化粉砂岩，局某些布。强风化粉砂岩风化裂隙发育，岩芯破碎，呈短柱碎块状，厚度0.63.5m，RQD约为3040%。中风化粉砂岩构造某些破坏，钻进困难，岩芯完整，呈短柱柱状，RQD约为7085%，岩体基本质量级别IV类，属较软岩。 2、地质构造 查综合水文地质图（宜宾幅，比例尺1：00），场地上部为一套第四系坡残积层，下伏三叠系飞仙关组下统（T1f3）泥岩及粉砂岩。该区地表褶皱平缓，两翼多不对称，地表断裂不发育，除纳溪背斜南翼有一派生纵张断层外，未见断裂踪迹。区内重要褶皱构造有纳溪背斜、纳溪断层、江安-合江大断裂、宜宾-合江隐伏背斜，简述如下： 纳溪背斜：位于纳溪县龙车一带，核部由下沙溪庙组构成，两翼不对称，地层为上沙溪庙组，北翼缓，倾角7-15，南翼陡，倾角10-47。 纳溪断层：位于纳溪背斜南翼、为该背斜上二次纵张构造。走向近东西，倾向南，倾角52。 江安-合江大断裂：西起江安，顺长江河道经泸州，东抵合江，走向近东西，地表无直接露头，为推测隐伏大断裂。 宜宾-合江隐伏背斜：西起宜宾以西，中经江安、纳溪，东至合江。以通过这一线北东向褶皱均增强形成高点，并呈东西向排列为表征。区内新构造运动较薄弱，场地附近测得产状NE77 29，褶皱断裂不发育；地震活动薄弱，为构造稳定场地。（三）、地基土物理力学性质1、土工实验在粉质粘土、泥岩、粉砂岩层中取样做土工实验，实验成果见土工实验报告，依照土工实验报告，粉质粘土压缩系数0.260.45，属中压缩性土。 土工实验成果登记表土名指标记录值含水量WO（%）密度p0（g/cm3）孔隙比e0压缩模量ES（Mpa）内聚力C（kpa）内摩擦角（0）粉质粘土1频数777777最小值22.619.60.6735.522.114.7最大值26.019.90.7496.638.617.1平均值24.219.80.7156.030.116原则差1.110.10.030.435.60.89变异系数0.0460.0050.0370.07201860.055原则值2615.3粉质粘土2频数666666最小值28.5190.8074.27.411.8最大值31.919.30.8805.316.614.3平均值30.319.20.8534.713.712.9原则差1.140.10.020.373.420.89变异系数0.0380.0050.0290.080.2510.069原则值4.310.812.2 岩石实验成果登记表地基土名称项目频数（个）范畴值平均值原则差变异系数修正系数原则值强风化泥岩天然含水量w0(%)46.237.166.80.40.059天然密度（g/cm3）424.124.224.20.050.002天然抗压强度（MPa）42.43.83.10.60.1960.7762.4中风化泥岩天然含水量w0(%)92.23.812.90.60.208天然密度（g/cm3）924.624.824.70.090.004天然抗压强度（MPa）97.010.88.71.330.1530.8387.3强风化粉砂岩天然含水量w0(%)34.326.065.40.970.178天然密度（g/cm3）323.623.823.70.120.005天然抗压强度（MPa）33.34.03.60.360.1中风化粉砂岩天然含水量w0(%)61.062.861.90.760.392天然密度（g/cm3）624.825.024.90.080.003天然抗压强度（MPa）618.620.719.90.910.0460.93618.6（四）、场地水文地质条件1、地下水类型及含水层 场地地下水类型重要为2种：一是上层滞水，重要埋藏于填土中和粉质粘土裂隙中，其在场地内分布不均，水量普通不大，水位水量重要受大气降水影响。由大气降水、地表水下渗补给。此外一种为基岩裂隙水，重要接受大气降水、地表水和远程径流补给，水量重要受裂隙发育限度和裂隙贯通限度影响，水位不稳定，水量普通不大。粉质粘土层为微透水层，其渗入系数K可按210-5cm/s选用。2、地下水水位 拟建场地勘察期间属丰水期，经现场量测，场地内某些钻孔有上层滞水分布，水位埋深为1.47.7m，水位标高随处形而变化。未测得基岩裂隙水，上层滞水水位受降雨影响明显。3、地基土及持力层依照室内土工实验成果，结合现场钻探、原位实验及本地建筑经验，地基土层埋藏分布特性等状况，综合分析得出场地地基土重要物理力学性质指标建议值如下表。 地基土物理力学指标建议值表岩 土名 称重 度(kN/m3)压缩(变形)模量Es(E0)(MPa)粘聚力C(kPa)内摩擦角(o)承载力特性值fak (kPa)基床反力系数K（Mn/m3）素填土19.02.0101280/粉质粘土119.86.0301614018粉质粘土219.34.0131210015强风化泥岩24.215.0501520020中风化泥岩24.71503070040强风化粉砂岩23.720.06035025中风化粉砂岩24.920080050地基土评价如下： 1）耕土、素填土：构造松散，分布不均，力学强度低，不能作拟建物地基持力层。2）粉质粘土1、2：力学强度较低，较普遍分布，不适当直接作拟建物地基持力层。3）泥岩：分为强风化、中风化泥岩，承载能力较高，分布持续，可作为拟建物地基持力层。中风化泥岩可作挖孔桩（墩）桩端持力层。4）粉砂岩：分为强风化、中风化粉砂岩，承载能力较高，分布持续，但埋深大。中风化粉砂岩可作挖孔桩（墩）桩端持力层。（五）、地基基本方案（1）1、4、5号楼（18、25F，地下车库-1F）：依照工程地质剖面图，基底标高为272.40m，该高程位置分布中风化泥岩层。建议清除建基高程以上土层后，以中风化泥岩做地基持力层，采用独立基本或筏板基本。（2）2、3号楼（18、25F，地下车库-1F）：设计0.00=280.30m，车库高度5.4m，基底标高274.90m，该建基高程处分布素填土、粉质粘土、强风化泥岩层，局部为中风化泥岩层，基岩顶板以上土层最大厚度10.10m。建议开挖至高程后，采用桩基本，桩端持力层为中风化泥岩及中风化粉砂岩。第二节 塔吊基本设计计算书一、塔吊计算阐明1、依照本工程建筑状况，拟搭设QTZ80（5610）塔吊，塔吊安装高度为92m，塔吊最大起重6t，此型号塔吊自由安装高度达40.5米，因此本工程考虑使用附墙。2、建筑物总高度为59.3、80.3米，塔吊基本面标高与地下室底板垫层标高平齐，为-5.75，塔吊安装高度为69、90米。塔吊平面布置见平面布置图，本次取2#楼塔吊基本90米计算。3、因本工程地基条件很差，不考虑承台效应。4、2#塔吊桩基本承载力计算根据为江安县南屏片区第一安顿点岩土工程勘察报告中11、14、90#勘察点，3#塔吊桩基本承载力计算根据为22、24#勘察点，本方案重要是计算2#塔吊、3#塔吊基本承载力，验算各种技术参数，使之满足工程施工需要。5、基本受力规定（独立塔）（设计值） 载荷 工况基本承载FhFVMT工作状况18.3511.21335269.3非工作状况73.9464.115520Fh 基本所受水平力kNFV 垂直力kNM 倾覆力矩kNmT 扭矩kNm6、塔吊倾覆验算按工作状态和非工作状态验算二、塔吊基本参数信息塔吊型号：TC5610 塔吊起升高度H=90.0m，塔吊倾覆力矩设计值M=1552kNm， 塔身宽度B=1.60m， 基本以上土厚度D=0m， 基本承台宽度Bc=5.00m，基本承台厚度Hc=1.00m， 承台钢筋级别：HPB335，承台箍筋间距S=180.000mm， 承台砼保护层厚度=50mm，基本承台混凝土强度级别：C35。 桩直径或者方桩边长=800mm桩间距a=3.0m， 塔机自重：45.6t（配重14.6t）三、塔吊单桩基本计算书（一）、塔吊基本承台顶面竖向力和弯矩计算作用于桩基承台顶面竖向力F=511.2kN， 90米高度时塔吊重量为1050 kN。塔吊倾覆力矩M=1552N。 （二）、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力计算 图中x轴方向是随机变化，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。1. 桩顶竖向力计算 根据建筑桩基技术规范JGJ94-第5.1.1条。取最不利状况计算： 其中 n单桩个数，n=4； F作用于桩基承台顶面竖向力设计值，F=1050kN； G桩基承台自重 G=1.2（25BcBcHc+20BcBcD)=1.2(255.005.001+205.005.000)=750kN； Mx,My承台底面弯矩设计值，取1552kN.m； xi,yi单桩相对承台中心轴XY方向距离a/20.5=2.12； 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为： 最大压力：Ni =(1050+750)/4+15522.12/(22.122)=815.87kN。最小压力：Ni =(1050+750)/4-15522.12/(22.122)=84.13kN。 四桩均受压力，进行下一步验算。 2. 矩形承台弯矩计算根据建筑桩基本技术规范JGJ94-第5.9.2条其中 Mx1,My1 计算截面处XY方向弯矩设计值(kN.m)； xi,yi 垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到计算截面距离，取a/2-B/2=3.0/2-1.6/2=0.7m；Ni1扣除承台自重单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-G/n=815.87-750/4=628.37kN/m2；通过计算得到弯矩设计值：Mx1=My1=2628.370.7=879.718kN.m。四、矩形承台截面主筋计算 根据混凝土构造设计规范(GB50010-)第6.2条受弯构件承载力计算。 式中，l系数，当混凝土强度不超过C50时， 1取为1.0,当混凝土强度级别为C80时，1取为0.94,期间按线性内插法得1.00； fc混凝土抗压强度设计值查表得16.7N/mm2； ho承台计算高度Hc-100.00=900.00mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；通过计算得：s=879.718106/(1.0016.75000.00900.002)=0.013； =1-(1-20.013)0.5=0.013； s =1-0.013/2=0.9935； Asx =Asy =879.718106/(0.9935900.00300.00)=3279.53mm2。 依照混凝土构造设计规范(GB50010-)第8.5条受弯构件最小配筋率为0.2 和 45ft/fy =451.67/300=0.2505中较大值，取0.2505 最小受力钢筋面积为：0.25059005000/100=11272.5mm2 单层钢筋为11272.5/2=5636.253279.53 mm2 本基本选用：HRB335钢筋，规格：25， 双层双向，上下层纵横向各24根。单向钢筋面积：24条3.1412.52mm2/条=11812.5mm2 满足规定。五、矩形承台斜截面抗剪切计算 根据建筑桩基技术规范(JGJ94-)第5.9.9条和第5.6.11条。依照第二步计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台最大剪切力,考虑对称性，记为V=932.22，咱们考虑承台配备箍筋状况，斜截面受剪承载力满足下面公式： 其中，bo承台计算截面处计算宽度，bo=5000mm； ho承台计算截面处计算高度，ho=900mm； 计算截面剪跨比，x=ax/ho，y=ay/ho，此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处至x，y方向计算一排桩桩边水平距离，得(Bc/2-B/2)-(Bc/2-a/2)=a/2-B/2=700.00mm，当 0.25时，取=0.25；当 3时,取=3， 满足0.25-3.0范畴。得=0.78； hs受剪切承载力截面高度影响系数,当homm时，取ho=mm，得hs=0.971； ftC35混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.7N/mm2； 承台剪切系数， =1.75/（0.78+1）=0.983则，0.9710.98316.75000900=7173.015KN 1.2815.87=979.044通过计算承台已满足抗剪规定，只需构造配箍筋！第三节 塔吊桩竖向极限承载力验算本工程采用人工挖孔桩，塔吊桩基设计长度10-12m,直径D=800mm，混泥土强度C25，纵筋主筋采用工程桩配筋914，箍筋为螺旋箍8200，桩顶4000范畴内8100，加劲钢筋12。桩端锚入持力层800mm，持力层为中风化泥岩，桩底扩大头为1200mm,锅底为100mm.一、桩基竖向承载力计算桩承载力计算根据建筑桩技术规范（JGJ94-）第5.2.1条桩轴向压力设计值，取其中最大值N=815.87kN；建筑桩技术规范（JGJ94-）第5.3.3条单桩竖向极限承载力原则值公式：各土层厚度及阻力原则值如下表： 指标地层名称土厚度人工挖孔桩极限侧阻力原则值qsik(kPa)人工挖孔桩极限端阻力原则值qpk(kPa)素填土425/粉质粘土1365/粉质粘土2250/强风化泥岩100/强风化粉砂岩110/中档风化泥岩1303500中风化粉砂岩1604500本工程u=2.512,AP=1.13。土侧阻力原则值不予考虑，只考虑桩端承载力。持力层放在中风化泥岩之上：单桩竖向承载力验算： QUK=uqsiali+qpaAp = 2.512395+0.7535001.13=3958.49kPa=3020.495kN单桩竖向承载力特性值：R=QUK/2+CfakAC =3958.49/2+0.17550011.9 =3020.495KNNK=815.87 R=3020.495KN桩基竖向承载力满足规定！二、桩基本抗拔验算桩承载力计算根据建筑桩基技术规范(JGJ94-)第5.4.5条，群桩呈非整体破坏时，桩基抗拔极限承载力原则值：式中：ui=3.140.8=2.512；qsik=66;i=0.7;TUK=2.512660.710=1160.544kN群桩呈整体破坏时，桩基抗拔极限承载力原则值： ul群桩外围周长，=4（3+0.8）=15.2Tgk=1755.60KN桩基抗拔承载力公式：Tgk/2+Ggp=1755.60/2+958.32=1836.12KN84.13KNTUK/2+Gp=1160.544/2+50.24=630.51284.13KN桩抗拔满足规定。三、桩配筋计算桩构造配筋计算AS=d2/40.65%=3.148002/40.65%=3265.60mm2桩抗压钢筋计算 通过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足规定，只需构造配筋！桩受拉钢筋计算根据混凝土构造设计规范(GB50010-)第6.2.22条正截面受拉承载力计算：AS=N/fy=84130.00/300=280.00mm2建议配筋值：HRB335钢筋，914，实际配筋值为1384.747mm2第四节、塔吊防雷施工规定运用塔吊基本桩其中2条对角桩，作为地极引下线，和基本钢筋跨接，并和塔吊螺栓连接。再将跨接基本钢筋引出和主体接地系统连接为一种整体接地。规定接地电阻不不不大于4欧姆。第五节、塔吊施工质量规定1、塔吊基本按工程桩规定施工，基本钢筋按钢筋工程规范验收。2、基本砼采用商品砼，并按规范规定做试块。3、塔吊地脚螺栓预埋必要符合塔吊厂家附带塔吊资料中基本地脚螺栓预埋规定。塔吊面同地下室底板垫层面平齐第六节、附录：塔吊平面位置图塔吊基本施工图11、14、90#勘察孔 钻孔柱状图22、24#勘察孔钻孔柱状图塔吊资料