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[浙江]高层框架结构住宅楼塔吊施工方案2.doc

上传人:二*** 文档编号:4693032 上传时间:2024-10-10 格式:DOC 页数:18 大小:7.11MB
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[浙江]高层框架结构住宅楼塔吊施工方案2.doc_第1页
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目 录 1编制依据 1 2工程概况 1 3塔吊型号选择 2 4塔吊布置方式 4 4.1平面布置原则 4 4.2塔吊平面定位 5 5塔吊基础设计 6 6基础施工及验收 7 6.1施工方法 7 6.2基础验收 8 7塔吊底层防护措施 9 8塔吊基础计算书 10 8.1 QTZ40塔吊四桩基础 10 8.2 QTZ80塔吊四桩基础 14 9附图 17 附图一、施工现场塔吊定位平面布置图 17 附图二、QTZ40/50管桩承台混凝土基础设计图 17 附图三、QTZ80管桩承台混凝土基础设计图 17 1编制依据 1、本工程施工图纸及施工组织设计; 2、《XX公寓房岩土工程勘察报告》2012.5; 3、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》 JGJ187-2009; 4、《混凝土结构设计规范》 GB50010—2010; 5、《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2012; 6、《建筑桩基技术规范》 JGJ94-2008; 7、《建筑地基与基础施工质量验收规范》 GB50202-2002; 8、《建筑机械使用安全技术规程》 JGJ33-2012; 9、XX有限公司生产的QTZ40,XX有限公司生产的QTZ80型塔式起重机使用说明书。 2工程概况 XX公寓房项目位于湖州市长兴县永畅物流园内,总建筑面积为102734.5㎡,小区由29栋多层,1栋幼儿园,1栋农贸市场及配套商业等组成,框架结构,建筑层数为六层,建筑最高度为22.3m,现以北为第一标段,高压线以南为第二标段,当前施工第一标段,合计18栋单体与2#地车车库,由于楼座单体较多,一次施工投入大,各专业班组协调量大,管理上是本工程的一个难点,±0.000相当于黄海高程4.150m。 其中,各栋高层层数及建筑高度如下表: 单体楼号 建筑层数(地上/地下) 建筑高度(m) 建筑面积(㎡) 12#/22# 6 17.85 371.31 13#/25#/26#/27# 6 17.85 495.53 14#/15#/16# 6/1 17.85 358.29 17#/18#/23#/24# 6 17.85 724.64 19#/20#/21# 6/1 17.85 .351.89 30# 2 10.4/18.7 1359.81 31# 2 10.4/18.7 812.96 2#半地下车库 0.5/0.5 1.55 6762 同时,根据XX勘察院于2012年05月提供的《XX公寓房岩土工程勘察报告》中的场地地质岩土构成及性质分析评价如下表: 地质层 名称 层厚(m) 性能 第一层 杂填土 0.50-0.90 性质较差,承载力较低 耕土 0.30-0.50 性质较差,承载力较低 第二层 粉质粘土 0.50-0.90 性质一般,承载力一般 第三层 粘土 3.00-6.00 性质好,具较高的承载力和抗剪强度 第四层 粉质粘土 1.30-10.5 性质一般,承载力一般 淤泥质粉质粘土 1.90 性质较差,承载力较低 第五层 粘土 4.80-12.2 性质好,具较高的承载力和抗剪强度 第六层 粉土 6.60-15.20 具较高的承载力,可作预制桩的桩端土持力层 第七层 粉质粘土 0.50-3.50 性质差,承载力低,不适合做持力层 第八层 粉质粘土 2.70-7.60 可作预制桩的桩端土持力层 第九层 粉细砂 0.90-3.20 可作预制桩的桩端土持力层 第十层 粘土 1.00-5.30 可作预制桩的桩端土持力层 第十一层 圆硕石 2.65-5.30 可作预制桩或钻孔灌注桩的桩端土持力层 第十二层 卵石 11.5 性质好,可做钻孔灌注桩的桩端土持力层 3塔吊型号选择 本工程选用QTZ40、QTZ50和QTZ80三种型号塔吊,具体参数详见下表: QTZ40型号塔吊技术性能参数 机构工作级别 起升机构 M5 回转机构 M4 变幅机构 M4 额定起重力矩(KN.m) 400 起重工作幅度(m) 最小2 最大47 最大工作高度(m) 独立式 30 附着式 90 最大起重量(t) 6 起升机构 型号 -- 倍率 4(2) 起重量/速度(m/min) 35/17.5/5 电机型号、功率(KW) 15/15/4KW 变幅机构 速度(m/min) 17/38 电机型号/功率(kw) 2.4KW 回转机构 速度(r/min) 0.6 电机型号/功率(kw) 3.7KW 顶升机构 速度(m/min) 0.6 功率(kw) 5.5 工作压力(mpa) 20 平衡重(t) 最大工作幅度(m) 47m 40m 重量(t) 6.5 5.5 总功率(kw) 34.7(不包括顶升电机) 工作温度(℃) -20~40℃ 整机重量(不含平衡重) 19.1t QTZ80型号塔吊技术性能参数 机构工作级别 起升机构 M5 回转机构 M4 变幅机构 M4 额定起重力矩(KN.m) 800 起重工作幅度(m) 最小2 最大58 最大工作高度(m) 独立式 40 附着式 140 最大起重量(t) 6 起升机构 型号 YZTD225L2-4/8/32 倍率 α=2 α=4 起重量/速度(m/min) 3/8.6 3/40 1.5/80 6/4.3 6/20 3/40 功率(KW) 24/24/5.4KW 设幅机构 速度(m/min) 0.6 电机型号/功率(kw) Y112M-4/5.5KW 回转机构 速度(r/min) 0.6 电机型号/功率(kw) YZR132M2-6/3.7KW 顶升机构 速度(m/min) 0.6 功率(kw) 5.5 工作压力(mpa) 20 平衡重(t) 最大工作幅度(m) 58 53 48 43 38 重量(t) 15.4 14.3 13.2 11.5 9.8 总功率(kw) 34.7(不包括顶升电机) 工作温度(℃) -20~40℃ 整机重量(不含平衡重) 独立式 附着式 33t 69t QTZ50型号塔吊技术性能参数 机构工作级别 起升机构 M5 回转机构 M4 变幅机构 M4 额定起重力矩(KN.m) 400 起重工作幅度(m) 最小2 最大47 最大工作高度(m) 独立式 30 附着式 90 最大起重量(t) 6 起升机构 型号 倍率 4(2) 起重量/速度(m/min) 35/17.5/5 电机型号、功率(KW) 15/15/4KW 变幅机构 速度(m/min) 17/38 电机型号/功率(kw) 2.4KW 回转机构 速度(r/min) 0.6 电机型号/功率(kw) 3.7KW 顶升机构 速度(m/min) 0.6 功率(kw) 5.5 工作压力(mpa) 20 平衡重(t) 最大工作幅度(m) 47m 40m 重量(t) 6.5 5.5 总功率(kw) 34.7(不包括顶升电机) 工作温度(℃) -20~40℃ 整机重量(不含平衡重) 19.1t 4塔吊布置方式 4.1平面布置原则 1、功能原则:满足施工进度要求(垂直运输能力、大臂覆盖范围、关键线路为主); 2、安全原则:避开周围障碍物(高压线、建筑物、群塔塔身)或保证安全距离; 3、工艺原则:便于塔吊安装与拆卸,控制附墙距离与角度; 4、经济原则:在满足上述原则下,控制塔吊租赁费用,尽量降低施工成本。 4.2塔吊平面定位 根据上述布置原则,同时结合工程的具体场地环境、地质条件、基坑深度、发包时间、工期要求和塔吊何时投入使用等因素,当前高压线以北I标段工程施工选用五台塔吊,规格型号为QTZ40(4708)、QTZ50(5008)和QTZ80(5810)。其中: 12#楼、22#楼、30#楼、31#楼合用一台塔吊,塔吊大臂覆盖半径为47m,独立式塔吊,编号为5#塔吊,QTZ40(4708); 13#楼、14#楼、21#楼、27#楼及其周边地下车库合用一台塔吊,塔吊大臂覆盖半径为58m,独立式塔吊,编号为6#塔吊,QTZ80(5810); 15#楼、16#楼、19#楼、20#楼、25#楼、26#楼及其周边地下车库合用一台塔吊,塔吊大臂覆盖半径为50m,独立式塔吊,编号为7#塔吊,QTZ50(5008); 17#楼、24#楼、32#楼及其周边地下车库合用一台塔吊,塔吊大臂覆盖半径为50m,独立式塔吊,编号为8#塔吊,QTZ50(5008)。 18#楼、23#楼及1#变电所合用一台塔吊,塔吊大臂覆盖半径为47m,独立式塔吊,编号为9#塔吊,QTZ40(4708)。 关于五台塔吊的平面定位,具体详见:附图一、施工现场塔吊定位平面布置图。其中,四台塔吊的平面定位位置及节点图,详见下表所述: 塔吊平面定位位置节点 5#塔吊,QTZ40(4708) 6#塔吊,QTZ80(5810) 位于22#楼南侧,基础中心与轴线5重合、离轴线22-A的距离为6000mm。 位于21#楼东北侧,基础中心离轴线21-23的距离为3000mm、离轴线21-G的距离为8000mm。 7#塔吊,QTZ50(5008) 8#塔吊,QTZ50(5008) 位于20#楼北侧,基础中心在轴线20-5之上,离轴线20-G的距离为5000mm。 位于32#楼东北侧,基础中心在轴线32-8之上,离轴线32-G的距离为4000mm。 9#塔吊,QTZ40(4708) 位于23#楼南侧,基础中心在轴线23-31之上,离轴线23-B的距离为5000mm。 5塔吊基础设计 塔吊位于地下车库以外,不需要穿过地下车库底板和顶板,塔吊基础顶标高同楼座单体单桩承台顶标高。塔吊基础承台位于为粉质粘土和淤泥质粉质粘土,其地基承载力不能满足塔吊地基承载力fak≥0.2Mpa的要求,故需要对塔吊基础进行地基处理。 塔吊基础进行打桩处理,基础类型为:管桩+承台。打桩施工同主体工程,通过塔吊基础计算书得出:每个塔吊基础下部打四根同工程桩型号相同的预制管桩,即PHC-500(100)A-C80-12,9a型号管桩,有效桩长、进入持力层深度及单桩承载力同相应楼座工程桩。 根据设计图纸,本工程塔吊参照的楼座单体的单桩承台CT-1室外顶标高为-1.000m,接近场内自然标高,塔吊基础各设计施工标高具体详见下表: 各楼塔吊基础施工标高参考表 塔吊编号 基础顶标高(m) 承台厚度(m) 承台底标高(m) 桩顶标高(m) 有效桩长(m) 5#塔吊 -1.000 1.2 -2.200 -2.100 21 6#塔吊 -1.000 1.35 -2.350 -2.250 24 7#塔吊 -1.000 1.2 -2.200 -2.100 21 8#塔吊 -1.000 1.2 -2.200 -2.100 21 9#塔吊 -1.000 1.2 -2.200 -2.100 21 本次工程塔吊基础形式采用两种类型,承台尺寸及配筋具体详见: 附图一、QTZ40/50塔吊管桩承台混凝土基础设计图; 附图二、QTZ80塔吊管桩承台混凝土基础设计图。 6基础施工及验收 6.1施工方法 1、打桩施工 本次塔吊基础承台下部采用预制静压管桩,在桩基工程施工到此区域时,同工程管桩一起施工,避免桩基二次进场,其施工方法同工程桩,其施工工艺及质量控制要点详见《桩基工程专项施工方案》,桩身混凝土浇灌至自然地坪面,施工承台时必须凿除上段1.5米桩身混凝土浮浆层。 详见:《桩基工程专项施工方案》。严格按照塔吊基础管桩设计指标进行控制,保证桩顶标高、有效桩长、单桩承载力、进入持力层深度满足规定要求。 2、管桩与承台连接 根据现场配桩的实际情况,桩头处理会出现三种情况:一是不处理;二是接桩处理;三是截桩处理。针对这三种情况,节点处理做法如下: 3、承台钢筋绑扎 承台截面尺寸为4500*4500mm和5000*5000mm两种,承台底筋和面筋均为双层,钢筋规格为B20@220mm,钢筋两端弯钩长度50mm,竖向箍筋为B14@440mm,间隔布置,钢筋采用18#铁丝绑扎。施工严格按照塔吊基础设计图配筋进行施工,施工完成后进行隐蔽验收。 4、单肢埋设底架施工 将预埋螺栓及垫板与预埋螺栓定位框装配在一起。为了便于施工,当钢筋捆扎到一定程度时,将装配好的预埋螺栓和预埋螺栓定位框整体吊入钢筋网内。再将8根B20的钢筋将预埋螺栓连接,在预埋螺栓组附近浇筑混凝土基础时使用的钢筋既不能切断,也不能减少。吊起装配好的预埋螺栓和预埋螺栓定位框整体,浇筑混凝土。在预埋螺栓定位框上加工找水平,保证预埋后定位框中心线与水平面的垂直度小于1/1000。固定支腿周围混凝土充填率必须达到95%以上。预埋螺栓定位架安装示意图如下所示: 5、防雷与接地 塔机的避雷装置在基础施工时首先预埋好,塔机的避雷针可用横截面不小于16mm2的绝缘铜电缆或横截面30mm×3.5mm表面经电镀的金属条直接与基础底板钢筋焊接相连,接地件至少插入土体以下1.5m,本次接地件采用正规的接地桩,如钢管Φ33*4.5mm,长度1.8m或70*70mm长1.5m的角钢。 6、混凝土浇筑及养护 钢筋隐蔽验收合格后,组织浇筑混凝土,强度等级为C35,浇筑过程中,确保振捣密室,注意不要触碰预埋螺栓,确保预埋螺栓位置固定。混凝土浇筑完成后,要及时进行养护,基础混凝土强度等级未达到80%之前,不允许塔吊安装。按塔机说明书,核对基础施工质量关键部位,基础应验收合格后,方可使用。 6.2基础验收 1、检测塔机基础的几何位置尺寸误差,应在允许范围内,测定水平误差大小,以便准备垫铁。 2、基础表面平整度允许偏差1/1000,机脚螺丝应严格按说明书要求的平面尺寸设置,允许偏差不得大于5mm。 3、基础混凝土浇筑完毕后应浇水养护,达到混凝土设计强度方可进行上部结构的安装作业。如提前安装必须有同条件养护混凝土试块试验报告,强度达到安装说明书要求;塔吊基础混凝土浇筑后应按规定制作试块,基础内钢筋必须经质检部门、监理部门验收合格方可浇筑混凝土,并应作好、隐检记录;以备作塔吊验收资料;钢筋、水泥、砂石集料应具有出厂合格证或试验报告。 4、塔吊基础底部土质应良好,开挖经质检部门验槽,符合设计要求及地质报告概述方可施工。 5、塔吊基础施工后,四周应排水良好,以保证基底土质承载力。 6、基础塔吊混凝土拆模后应在四角设置沉降观测点,并完成初始高程测设,在上部结构安装前再测一次,以后在上部结构安装后每半月测设一次,发现沉降过大、过快、不均匀沉降等异常情况应立即停止使用,并汇报公司工程技术部门分析处理后,方可决定可断续使用或不能使用。 7塔吊底层防护措施 8塔吊基础计算书 8.1 QTZ40塔吊四桩基础 一、塔吊的基本参数信息 塔吊型号:QTZ40, 塔吊起升高度H:33.000m, 塔身宽度B:1.6m, 基础埋深D:1.200m, 自重F1:256kN, 基础承台厚度Hc:1.200m, 最大起重荷载F2:40kN, 基础承台宽度Bc:4.500m, 桩钢筋级别:HRB335, 桩直径或者方桩边长:0.600m, 桩间距a:2.2m, 承台箍筋间距S:200.000mm, 承台混凝土的保护层厚度:50mm, 空心桩的空心直径:0.35m。 二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算 塔吊自重(包括压重)F1=256.00kN, 塔吊最大起重荷载F2=40.00kN, 作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×(F1+F2)=355.20kN, 风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算: Mkmax=846.68kN·m; 三、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算 1. 桩顶竖向力的计算 依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.1.1条,在实际情况中x、y轴是随机变化的,所以取最不利情况计算。 Ni=(F+G)/n±Mxyi/∑yi2±Myxi/∑xi2 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=355.20kN; G──桩基承台的自重:G=1.2×(25×Bc×Bc×Hc)=1.2×(25×4.50×4.50×1.20)=729.00kN; Mx,My──承台底面的弯矩设计值,取1185.35kN·m; xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=1.56m; Ni──单桩桩顶竖向力设计值; 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值, 最大压力:Nmax=(355.20+729.00)/4+1185.35×1.56/(2×1.562)=652.04kN。 最小压力:Nmin=(355.20+729.00)/4-1185.35×1.56/(2×1.562)=-109.94kN。 需要验算桩的抗拔 2. 承台弯矩的计算 依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.6.1条。 Mx = ∑Niyi My = ∑Nixi 其中 Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值; xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.30m; Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值,Ni1=Ni-G/n=469.79kN; 经过计算得到弯矩设计值:Mx=My=2×469.79×0.30=281.87kN·m。 四、承台截面主筋的计算 依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第7.2条受弯构件承载力计算。 αs = M/(α1fcbh02) ζ = 1-(1-2αs)1/2 γs = 1-ζ/2 As = M/(γsh0fy) 式中,αl──系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1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16.70N/mm2; ho──承台的计算高度:Hc-50.00=1150.00mm; fy──钢筋受拉强度设计值,fy=300.00N/mm2; 经过计算得:αs=281.87×106/(1.00×16.70×4500.00×1150.002)=0.003; ξ =1-(1-2×0.003)0.5=0.003; γs =1-0.003/2=0.999; Asx =Asy =281.87×106/(0.999×1150.00×300.00)=818.18mm2。 由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为: 4500.00×1200.00×0.15%=8100.00mm2。 建议配筋值:HRB335钢筋,20@220,承台双层双向底层面层根数均40根。 五、承台斜截面抗剪切计算 依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.6.8条和第5.6.11条,斜截面受剪承载力满足下面公式: γ0V≤βfcb0h0 其中,γ0──建筑桩基重要性系数,取1.00; b0──承台计算截面处的计算宽度,b0=4500mm; h0──承台计算截面处的计算高度,h0=1150mm; λ──计算截面的剪跨比,λ=a/h0此处,a=(2200.00-1600.00)/2=300.00mm;当 λ<0.3时,取λ=0.3;当 λ>3时,取λ=3,得λ=0.30; β──剪切系数,当0.3≤λ<1.4时,β=0.12/(λ+0.3);当1.4≤λ≤3.0时,β=0.2/(λ+1.5),得β=0.20; fc──混凝土轴心抗压强度设计值,fc=16.70N/mm2; 则,1.00×652.04=652.037kN≤0.20×16.70×4500×1150/1000=17284.5kN; 经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋,竖向截面配筋HRB335钢筋,14@440。 六、桩竖向极限承载力验算 依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.2-3条,单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算: R = ηsQsk/γs+ηpQpk/γp+ηcQck/γc Qsk = u∑qsikli Qpk = qpkAp Qck = qckAc/n 其中 R──单桩的竖向承载力设计值; 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,qck= 200.000 kPa; Ac──承台底地基土净面积,Ac=4.500×4.500-4×0.283=19.119m2; n──桩数量,n=4; ηc──承台底土阻力群桩效应系数,ηc=ηciAci/Ac+ηceAce/Ac ηs, ηp, ηc──分别为桩侧阻群桩效应系数,桩端阻群桩效应系数,承台底土阻力群桩效应系数; γs,γp, γc──分别为桩侧阻抗力分项系数,桩端阻抗力分项系数,承台底土阻抗力分项系数; qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值; qpk──极限端阻力标准值; u──桩身的周长,u=1.885m; Ap──桩端面积,取Ap=0.283m2; li──第i层土层的厚度; 各土层厚度及阻力标准值如下表: 序号 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 抗拔系数 土名称 1 8.59 58.00 1270.00 0.80 粘性土 2 12.50 53.00 1700.00 0.70 粉土 由于桩的有效长度为21.00m,单桩竖向承载力验算: R=1.88×(8.59×58.00×0.87+2.41×53.00×1.13)/1.65+1.28×1700.00×0.283/1.65+0.53×(200.000×19.119/4)/1.700=1.33×103kN>N=652.037kN; 上式计算的R的值大于最大压力652.04kN,所以满足要求! 七、桩基础抗拔验算 非整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值: Uk=Σλiqsikuili 其中:Uk──桩基抗拔极限承载力标准值; ui──破坏表面周长,取ui=πd=3.142 ×0.6=1.885m; qsik ──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值; λi ──抗拔系数,砂土取0.50~0.70,粘性土、粉土取0.70~0.80,桩长l与桩径d之比小于20时,λ取小值; li──第i层土层的厚度。 经过计算得到:Uk=Σλiqsikuili=919.83kN; 整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值: Ugk=(ulΣλiqsikli)/3= 1821.82kN ul ──桩群外围周长,ul = 4×(2.2+0.6)=11.20m; 桩基抗拔承载力公式: γ0N≤ Ugk/2+Ggp γ0N≤ Uuk/2+Gp 其中 N - 桩基上拔力设计值,Nk=109.94kN; Ggp - 群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数,Ggp =431.20kN; Gp - 基桩自重设计值,Gp =51.30kN; Ugk/2+Ggp=1821.818/2+431.2=1342.11kN > 1.0×109.937kN Uuk/2+Gp=919.834/2+51.296=511.21kN > 1.0×109.937kN 桩抗拔满足要求。 八、桩配筋计算 1、桩构造配筋计算 As=πd2/4×0.65%=3.14×6002/4×0.65%=1838mm2 2、桩抗压钢筋计算 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! 3、桩受拉钢筋计算 依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第7.4条正截面受拉承载力计算。 N ≤ fyAs 式中:N──轴向拉力设计值,N=109936.56N; fy──钢筋强度抗压强度设计值,fy=300.00N/mm2; As──纵向普通钢筋的全部截面积。 As=N/fy=109936.56/300.00=366.46mm2 建议配筋值:HRB335钢筋,620,实际配筋值1885.2 mm2。 依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-2008), 箍筋采用6-8@200-300mm,宜采用螺旋式箍筋;受水平荷载较大的桩基和抗震桩基,桩顶3-5d范围内箍筋应适当加密;当钢筋笼长度超过4m时,应每隔2m左右设一道12-18焊接加劲箍筋。桩锚入承台30倍主筋直径,伸入桩身长度不小于10倍桩身直径,且不小于承台下软弱土层层底深度。 8.2 QTZ80塔吊四桩基础 一、塔吊的基本参数信息 塔吊型号:QT80A, 塔吊起升高度H:30.000m, 塔身宽度B:1.6m, 基础埋深D:1.350m, 自重F1:844kN, 基础承台厚度Hc:1.350m, 最大起重荷载F2:60kN, 基础承台宽度Bc:5.000m, 桩钢筋级别:HRB335, 桩直径或者方桩边长:0.600m, 桩间距a:2.4m, 承台箍筋间距S:200.000mm, 承台混凝土的保护层厚度:50mm, 空心桩的空心直径:0.35m。 二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算 塔吊自重(包括压重)F1=844.00kN, 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN, 作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×(F1+F2)=1084.80kN, 风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算: Mkmax=1040.55kN·m; 三、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算 1. 桩顶竖向力的计算 依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.1.1条,在实际情况中x、y轴是随机变化的,所以取最不利情况计算。 Ni=(F+G)/n±Mxyi/∑yi2±Myxi/∑xi2 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=1084.80kN; G──桩基承台的自重:G=1.2×(25×Bc×Bc×Hc)=1.2×(25×5.00×5.00×1.35)=1012.50kN; Mx,My──承台底面的弯矩设计值,取1456.77kN·m; xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=1.70m; Ni──单桩桩顶竖向力设计值; 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值, 最大压力:Nmax=(1084.80+1012.50)/4+1456.77×1.70/(2×1.702)=953.53kN。 最小压力:Nmin=(1084.80+1012.50)/4-1456.77×1.70/(2×1.702)=95.12kN。 不需要验算桩的抗拔。 2. 承台弯矩的计算 依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.6.1条。 Mx = ∑Niyi My = ∑Nixi 其中 Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值; xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.40m; Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值,Ni1=Ni-G/n=700.40kN; 经过计算得到弯矩设计值:Mx=My=2×700.40×0.40=560.32kN·m。 四、承台截面主筋的计算 依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第7.2条受弯构件承载力计算。 αs = M/(α1fcbh02) ζ = 1-(1-2αs)1/2 γs = 1-ζ/2 As = M/(γsh0fy) 式中,αl──系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1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16.70N/mm2; ho──承台的计算高度:Hc-50.00=1300.00mm; fy──钢筋受拉强度设计值,fy=300.00N/mm2; 经过计算得:αs=560.32×106/(1.00×16.70×5000.00×1300.002)=0.004; ξ =1-(1-2×0.004)0.5=0.004; γs =1-0.004/2=0.998; Asx =Asy =560.32×106/(0.998×1300.00×300.00)=1439.59mm2。 由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为: 5000.00×1350.00×0.15%=10125.00mm2。 建议配筋值:HRB335钢筋,20@220,承台双层双向底层面层根数均46根。 五、承台斜截面抗剪切计算 依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.6.8条和第5.6.11条,斜截面受剪承载力满足下面公式: γ0V≤βfcb0h0 其中,γ0──建筑桩基重要性系数,取1.00; b0──承台计算截面处的计算宽度,b0=5000mm; h0──承台计算截面处的计算高度,h0=1300mm; λ──计算截面的剪跨比,λ=a/h0此处,a=(2400.00-1600.00)/2=400.00mm;当 λ<0.3时,取λ=0.3;当 λ>3时,取λ=3,得λ=0.31; β──剪切系数,当0.3≤λ<1.4时,β=0.12/(λ+0.3);当1.4≤λ≤3.0时,β=0.2/(λ+1.5),得β=0.20; fc──混凝土轴心抗压强度设计值,fc=16.70N/mm2; 则,1.00×953.53=953.53kN≤0.20×16.70×5000×1300/1000=21710kN; 经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋,竖向截面配筋HRB335钢筋,14@440。 六、桩竖向极限承载力验算 依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.2-3条,单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算: R = ηsQsk/γs+ηpQpk/γp+ηcQck/γc Qsk = u∑qsikli Qpk = qpkAp Qck = qckAc/n 其中 R──单桩的竖向承载力设计值; 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,qck= 200.000 kPa; Ac──承台底地基土净面积,Ac=5.000×5.000-4×0.283=23.869m2; n──桩数量,n=4; ηc──承台底土阻力群桩效应系数,ηc=ηciAci/Ac+ηceAce/Ac ηs, ηp, ηc──分别为桩侧阻群桩效应系数,桩端阻群桩效应系数,承台底土阻力群桩效应系数; γs,γp, γc──分别为桩侧阻抗力分项系数,桩端阻抗力分项系数,承台底土阻抗力分项系数; qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值; qpk──极限端阻力标准值; u──桩身的周长,u=1.885m; Ap──桩端面积,取Ap=0.283m2; li──第i层土层的厚度; 各土层厚度及阻力标准值如下表: 序号 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 抗拔系数 土名称 1 8.04 58.00 1270.00 0.80 粘性土 2 13.70 53.00 1700.00 0.70 粉土 由于桩的入土深度为11.00m,所以桩端是在第2层土层。 单桩竖向承载力验算: R=1.88×(8.04×58.00×0.90+2.96×53.00×1.10)/1.65+1.27×1700.00×0.283/1.65+0.57×(200.000×23.869/4)/1.700=1.45×103kN>N=953.53kN; 上式计算的R的值大于最大压力953.53kN,所以满足要求! 七、桩配筋计算 1、桩构造配筋计算 As=πd2/4×0.65%=3.14×6002/4×0.65%=1838mm2 2、桩抗压钢筋计算 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! 3、桩受拉钢筋计算 桩不受拉力,不计算这部分配筋,只需构造配筋! 建议配筋值:HRB335钢筋,6B20。实际配筋值1885.2 mm2。 依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-2008), 箍筋采用6-8@200-300mm,宜采用螺旋式箍筋;受水平荷载较大的桩基和抗震桩基,桩顶3-5d范围内箍筋应适当加密;当钢筋笼长度超过4m时,应每隔2m左右设一道12-18焊接加劲箍筋。桩锚入承台30倍主筋直径,伸入桩身长度不小于10倍桩身直径,且不小于承台下软弱土层层底深度。 9附图 附图一、施工现场塔吊定位平面布置图 附图二、QTZ40/50管桩承台混凝土基础设计图 附图三、QTZ80管桩承台混凝土基础设计图
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