百花塔吊基础施工方案.doc

黄金山工业新区百花二期还建小区五标28#楼

塔
吊
基
础
施
工
方
案

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编制日期：

黄金山工业新区百花二期还建小区五标28#楼
塔吊基础施工方案

一、工程及塔吊概况：
黄金山工业新区百花二期还建小区五标28#楼工程位于黄金山百花村。该工程为框剪结构，地下一层地下室，地上27层商业办公楼。建筑物高度79.8米， 为环形建筑，半径约63米，根据现场需要在轴线 拟安装一台QTZ63（TC5010）型塔吊，该塔吊总高度95米，臂长63米，最大起重量为6.0吨，最大幅度吊重为1.3吨。
二、编制依据：
1、湖北省冶金地质勘察队工程勘察公司提供的《黄金山工业新区百花二期还建小区28#楼工程岩土工程勘察报告》（KC2012-077）；
2、湖北上海对外建筑设计有限公司提供的基础施工图；
3、威海万丰建筑机械有限公司提供的塔吊基础施工图；
4、《塔式起重机》（GB/T5031-2008）；
5、《塔式起重机安全规程》（GB/T5144-2006）
三、塔吊承台基础设计：
1、根据工程勘测资料，塔吊处所在位置地质状态如下：
、场区地质条件：
根据湖北冶金地质勘察队基础工程公司2012年12月提供的黄金山工业新区百花二期还建小区五标28#楼《岩土工程勘察报告》，本工程塔吊基础地质情况为：
素填土〔0.0 m～3m〕
②粉质粘土〔4m—6m〕
③强风化砂岩〔7m—9m〕
④中风化砂岩〔10—13m〕
2、塔吊基础：本工程塔吊基础位于1#楼16轴与20轴之间，外墙距离塔吊基础中心为4.2米，塔吊基础采用桩基，1/2砖护壁、钢筋笼主筋为12根Ф16、Ф8@200螺旋箍筋、Ф12@2000加劲箍筋，钢筋笼一直到底，,桩长据实际计算。。桩基满深为自然地面12米左右，结合地质勘查报告桩基为于中风化作为桩底持力层。
2、塔吊基础：
TC5010采用承台基础，基础尺寸为5.0m×5.0m×1.20m，内配双层Φ18＠100双向（上下层共112根），上下两层网之间用Φ12钢筋纵横拉结间距为100㎜（即立筋共121根），用Φ16钢筋马凳做支撑间距为400㎜，成梅花式设置。基础采用C30商品混凝土。承台和塔吊荷载由四根Φ1200桩承担。Φ1200桩与地下室桩基配筋相同，桩混凝土强度C30。四根桩从自然地面以下挖至12米左右，桩端持力层为中风化。塔吊与基础采用预埋螺母M36×1.4米的16根高强螺栓连接安装形式。
所有安装工程施工完毕后填写有关工程隐蔽资料报监理部门验收，验收合格后方可浇筑砼，承台砼浇筑后，人工浇水养护15天后方可开始安装塔吊。
四、四桩基础计算书
黄金山工业新区百花二期还建小区五标28楼工程；工程建设地点：；属于框剪结构地上27层；地下1层；建筑高度：78.95m；标准层层高：3m ；总建筑面积：22793.96平方米；总工期：660天。
本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2011）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2011）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2011）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）等编制。
一、塔吊的基本参数信息
塔吊型号：QTZ63， 塔吊起升高度H：95.000m，

塔身宽度B：2.5m， 基础埋深D：1.500m，
自重F1：450.8kN， 基础承台厚度Hc：1.200m，
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：1.200m，
桩间距a：3m， 承台箍筋间距S：200.000mm，
承台混凝土的保护层厚度：50mm， 承台混凝土强度等级：C30；
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=450.80kN；
塔吊最大起重荷载F2=60.00kN；
作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=510.80kN；
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：
Mkmax＝4273.68kN·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。
Nik=(Fk+Gk)/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2；
其中 n──单桩个数，n=4；
Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值，Fk=510.80kN；
Gk──桩基承台的自重标准值：Gk=25×Bc×Bc×Hc=25×5.00×5.00×1.20=750.00kN；
Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值，取4273.68kN·m；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.12m；
Nik──单桩桩顶竖向力标准值；
经计算得到单桩桩顶竖向力标准值
最大压力：Nkmax=(510.80+750.00)/4+4273.68×2.12/(2×2.122)=1322.52kN。
最小压力：Nkmin=(510.80+750.00)/4-4273.68×2.12/(2×2.122)=-692.12kN。
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5.9.2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=0.25m；
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=1.2×(Nkmax-Gk/4)=1362.02kN；
经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2×1362.02×0.25=68101kN·m。
四、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。
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14.30N/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=681.01×106/(1.00×14.30×5000.00×1150.002)=0.007；
ξ =1-(1-2×0.007)0.5=0.007；
γs =1-0.007/2=0.996；
Asx =Asy =681.01×106/(0.996×1150.00×300.00)=1981.10mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:
5000.00×1200.00×0.15%=9000.00mm2。
建议配筋值HRB335钢筋，18@135。承台底面单向根数36根。实际配筋值9162mm2。
五、承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.9条，承台斜截面受剪承载力满足下面公式：
V≤βhsαftb0h0
其中，b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm；
λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0，此处，a=-0.23m；当 λ<0.25时，取λ=0.25；当 λ>3时,取λ=3，得λ=0.25；
βhs──受剪切承载力截面高度影响系数，当h0＜800mm时，取h0=800mm，h0＞2000mm时，取h0=2000mm，其间按内插法取值，βhs=(800/1150)1/4=0.913；
α──承台剪切系数，α=1.75/(0.25+1)=1.4；
0.913×1.4×1.43×5000×1150=10513.08kN≥1.2×1322.516=1587.019kN；
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！
六、桩竖向极限承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.1条：
桩的轴向压力设计值中最大值Nk=1322.516kN；
单桩竖向极限承载力标准值公式：
Quk=u∑qsikli+qpkAp
u──桩身的周长，u3.77m；
Ap──桩端面积,Ap=1.131m2；
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 6.00 25.00 825.00 0.80 粘性土
2 10.00 25.00 965.00 0.70 粉土或砂土
由于桩的入土深度为12.00m,所以桩端是在第2层土层。
单桩竖向承载力验算: Quk=3.77×300+965×1.131=2222.363kN；
单桩竖向承载力特征值：R=Ra=Quk/2=2222.363/2=1111.181kN；
Nk=1322.516kN≤1.2R=1.2×1111.181=1333.418kN；
桩基竖向承载力满足要求！
七、桩基础抗拔验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.4.5条。
群桩呈非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：
Tuk=Σλiqsikuili
其中：Tuk──桩基抗拔极限承载力标准值；
ui──破坏表面周长，取ui=πd=3.142 ×1.2=3.77m；
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：Tuk=Σλiqsikuili=848.23kN；
群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：
Tgk=（ulΣλiqsikli）/4= 945.00kN
ul ──桩群外围周长，ul = 4×（3+1.2)=16.80m；
桩基抗拔承载力公式：
Nk≤ Tgk/2+Ggp
Nk≤ Tuk/2+Gp
其中 Nk - 桩基上拔力设计值，Nk=692.12kN；
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 =1058.40kN；
Gp - 基桩自重设计值，Gp =339.29kN；
Tgk/2+Ggp=945/2+1058.4=1530.9kN > 692.116kN；
Tuk/2+Gp=848.23/2+339.292=763.407kN > 692.116kN；
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%=3.14×12002/4×0.65%=7351mm2；
2、桩抗压钢筋计算
经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,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》(GB50010-2002)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=692116.04N；
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=692116.04/300.00=2307.05mm2
建议配筋值：HRB335钢筋，3716。实际配筋值7440.7 mm2。
依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-2008)，
箍筋采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200~300mm；受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内箍筋应加密；间距不应大于100mm；当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密；当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。
五、基础防水处理：
在塔吊承台基础面上砌筑MU10粉煤灰标准砖，砌筑高度1.5m，高出自然地面1m，1:2.5水泥砂浆内粉刷，外围预留Φ100PVC排水管到旁边降水井，降水井为0.6mX0.6mX1.0M深内部安放小型潜水泵负责抽水来保持塔吊基础不积水。
六、接地装置
塔机避雷针的接地和保护接地要求必须按附图规定操作。接地装置还应符合下列要求：
1、塔帽顶端安装避雷针，联接处除清油漆涂料。
2、接地保护装置的电缆可与任何一根主弦杆的螺栓连接，并清除螺栓螺母的涂料。
3、与地基铆固联接的标准件不能作接地的避雷器用，在塔机基础外设5×50扁铁焊接在镀锌钢管上伸入土层2.5米以下作为避雷针接地装置。
4、接地保护避雷器的电阻不超过4欧姆。
5、即使可以用其它安全保护装置，如高敏度的差动继电器（自动断路器），按规定也必须安装这种接地保护装置。
6、接地装置应由专人安装，因为接地电阻率视时间和当地条件的不同有很大的变化，而且测定电阻时要高效精密的仪器。
7、定期检查接地线及电阻。
七、塔吊塔身沉降观测：
在塔吊基座上设置两个固定沉降观测点，以便在每次升高塔吊高度时，进行观测塔吊的沉降，且每月不少于一次观测，并做好施工观测记录。
八、后附相关施工图：
1、塔吊平面布置图；
2、塔吊地脚螺栓布置图；
3、塔吊基础配筋图

黄金山工业新区百花二期还建小区五标28#楼
大冶市昌兴建筑工程有限公司
2014年11月20日