2#栋塔吊基础施工方案改
第一节、编制依据
本方案主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制: 《本塔吊说明书》
《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010 《地基基础设计规范》(GB50007-2002) 《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)
《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009 《塔式起重机设计规范》GB/T13752-1992 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012) 《建筑安全检查标准》(JGJ59-2011)
第二节、工程概况
本工程(B1、B2区)为地下人防工程,地下一层,东西向长189.3m,南北长25.5 m,B1区建筑面积3106.15 m2,B2区2279.24 m2,地下一层,基坑深6.75 m,地下室结构净高4.8 m。
本工程因为工期紧,场地狭小,施工难度大,为保证工期要求,拟在B1、B2区设置型号5613塔吊三台(1#、2#、3#塔吊),1#塔吊设置在西向基坑以外,2#塔吊设B1-7~B1-8/B1-A~B1-B之间,2#塔吊设置在基础底板以下,3#塔吊设置在B2-9~B2-10之间,在现施工的B1、B2区基坑以外,如设置在基坑以内,则塔吊无法使用,故设置在现已施工的基坑外,在进行以后施工的B3区施工时,拆除塔吊后,破除砼基础。
第三节、塔吊基本性能 矩形板式桩基础所用塔吊参数为:
塔吊型号为:JL5610 塔吊自重为:511.2kN
最大起重荷载为:60kN 塔吊额定起重力矩为:800kN·m 塔吊起升高度为:40m 塔身宽度为:1.6m 第四节、塔吊基础定位及施工
1、塔吊基础定位详见塔吊平面布置图;
2、塔吊基础施工见“计算书”设计要求。基础施工前应由塔吊拆装队技术负责人进行如下几方面的技术交底:混凝土强度等级、钢筋配置图、基础与建筑平面图、基础剖面图、基础表面平整度要求、预埋螺栓误差要求等,接底人为工程施工负责人,双方书面交接。基础施工应由塔机所有部门派专人监督整个施工过程,同时做好各个隐蔽验收纪录。施工完毕做好砼的养护,砼强度达到要求后方可安装塔吊;
3、顶面用水泥砂浆找平,用水准仪校水平,倾斜度和平整度误差不超过1/5000; 4、机脚螺栓位置、尺寸要绝对正确,应特别注意做好复核工作,尺寸误差不超过±0.5mm,
螺纹位须抹上黄油,并注意保护。
第五节、防雷、接地措施
1、塔吊供电电源为三相五线制,采用接地保护,零线不接塔身,接地电阻不得大于4欧姆,安装前应测量各部分对地绝缘电阻,电动机的绝缘电阻值不低于0.2欧姆,导线对地绝缘电阻不低于1欧姆。
2、避雷引下线采用直径为10mm的镀锌圆钢,一端与镀锌扁铁用M10螺栓焊接,上端与塔帽避雷针焊接,避雷针采用直径20镀锌钢管,下焊70*70*5镀锌角钢,针尖采用直径16mm镀锌圆钢磨尖,安装长度高于塔帽1米。
3、保护接地与塔吊连接,在塔基底座上焊一只M12的螺栓,保护接地线一端固定在螺栓上,一端固定在开关箱箱内保护接地端子板上。
第六节、塔吊基础排水措施
因塔吊基础标高位于地面以下,塔吊基础易受雨水的浸泡。为确保塔吊的安全使用,应采用排抽水泵抽水,确保基础不浸泡。
1、采用M10页岩多孔砖、M100水泥砂浆沿塔吊基础四周砌240厚墙砌至地面或底板。 2、在积水坑常备一台污水泵,将积水经沉砂池后排入市政雨水管网。 第七节、地基土质情况
根据地勘资料及现场情况,地基土质为灰岩,地基承载力达到6000kpa 第八节、沉降观测
在塔吊标准节上设置沉降观测点,每个月进行一次观测,做好记录。 第九节、矩形板式基础计算书 一、塔机属性
塔机竖向荷载简图
基础及其上土的自重荷载标准值:
Fg=blhγc=5.5×5.5×1.6×25=1210kN
1、抗倾覆验算 1)工作状况
验算公式:e=(M+P2h)/(P1+Fg) ≤b/3
e=(1335+18.3*1.6)/(511.2+1210)=0.79≤5.5/3=1.67满足要求 2)非工作状况
e=(1552+73.9*1.6)/(464.1+1210)=0.998≤5.5/3=1.67满足要求
2、基础底面压力计算
验算公式Pb=2(P1+Fg)/3BL≤[PB]
Pb=2(511.1+1210)/3*5.5*5.5=37.5kpa≤6000kpa满足要求
3、基础抗剪验算
基础有效高度:h0=h-δ=1600-(40+25/2)=1568mm X轴方向净反力:
Pxmin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×[511.1/30.25-(1552+18.3×1.600)/14.08]=-111.1 kN/m2
Pxmax=γ[Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wx]=1.35×[511.1/30.25+(1552+18.3×1.600)/14.08]=113.5 kN/m2
假设Pxmin=0,偏心安全,得
P1x=([b+B)/2)Pxmax/b=[(5.500+1.600)/2)×113.5/5.500]=73.3kN/m2 Y轴方向净反力:
Pxmin=γ[Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wx]=1.35×[511.1/30.25-(1552+18.3×1.600)/14.08] =-111.1kN/m2
Pxmax=γ[Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wx]=1.35×[511.1/30.25+(1552+18.3×1.600)/14.08] =113.5kN/m2
假设Pymin=0,偏心安全,得
P1y=((l+B)/2)Pymax/l=((5.500+1.600)/2)×113.5/5.500=73.3kN/m2
基底平均压力设计值:
px=(Pxmax+P1x)/2=(113.5+73.3)/2=93.4kN/m2 py=(Pymax+P1y)/2=(113.5+73.3)/2=93.4kN/m2 基础所受剪力:
Vx=|px|(b-B)l/2=93.4×(5.5-1.6)×5.5/2=1001.7kN Vy=|py|(l-B)b/2=93.4×(5.5-1.6)×5.5/2=1001.7kN X轴方向抗剪:
h0/l=1568/5500=0.28≤4
0.25βcfclh0=0.25×1×16.7×5500×1.568=36005.2kN≥Vx=1001.7kN 满足要求! Y轴方向抗剪:
h0/l=1568/5500=0.28≤4
0.25βcfclh0=0.25×1×16.7×5500×1.568=36005.2kN≥Vx=1001.7kN 满足要求! 4、地基变形验算
倾斜率:tanζ=|S1-S2|/b'=|20-20|/5500=0≤0.001 满足要求! 5、基础配筋验算 基础底部长向配筋 基础顶部长向配筋
HRB400 Φ25@225 HRB400 Φ25@225
基础底部短向配筋 基础顶部短向配筋
HRB400 Φ25@225 HRB400 Φ25@225
1、基础弯距计算 基础X向弯矩:
MⅠ=(b-B)2pxl/8=(5.5-1.6)2×93.4×5.5/8=976.7kN·m 基础Y向弯矩:
MⅡ=(l-B)2pyb/8=(5.5-1.6)2×93.4×5.5/8=976.7kN•m 2、基础配筋计算
底面长短向配筋面积
αS1=|MⅡ|/(α1fcbh02)=976.7×106/(1×16.7×5500×15682)=0.0043 δ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.0043)0.5=0.001 γS1=1-δ1/2=1-0.001/2=0.999
AS1=|MⅡ|/(γS1h0fy1)=976.7×106/(0.999×1568×360)=1731.9mm2
基础底需要配筋:A1=max(535,ρbh0)=max(1731.9,0.0015×5500×1568)=12936mm2 基础底长短向实际配筋:As1'=21560mm2≥A1=12936mm2 满足要求!
顶面配筋相同
6、配筋示意图
24Ф25 24Ф25
24Ф25 24Ф25
矩形板基础配筋图
1#塔吊四桩基础计算书 1、塔吊的基本参数信息
塔吊型号:QZT80A(5610), 塔吊起升高度H:40m, 塔身宽度B:1.60m, 基础埋深D:1.600m, 自重F1:511.1kN, 基础承台厚度Hc:1.600m, 最大起重荷载F2:60kN, 基础承台宽度Bc:5.500m, 桩钢筋级别:RRB400, 桩直径或者方桩边长:800, 桩间距a:3.0m, 承台箍筋间距S:150.000mm, 承台混凝土的保护层厚度:40mm, 承台混凝土强度等级:C35;
2、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=511.1kN, 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)=685.32kN, 风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算:
Mkmax=2184.65kN·m;
3、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》(JGJ94-94)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=685.32kN;
G──桩基承台的自重:G=1.2×(25×Bc×Bc×Hc)=1.2×(25×5.50×5.50×1.60)=1452.00kN;
Mx,My──承台底面的弯矩设计值,取3058.51kN·m; xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.05m; 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=(685.32+1125.00)/4+3058.51×2.05/(2×2.052)=1210.01kN。 最小压力:Nmin=(685.32+1125.00)/4-3058.51×2.05/(2×2.052)=-281.51kN。 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》(JGJ94-94)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=0.63m; Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值,Ni1=Ni-G/n=928.76kN; 经过计算得到弯矩设计值:Mx=My=2×928.76×0.63=1160.95kN·m。
4、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)
δ = 1-(1-2αs)1/2 γs = 1-δ/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=1450.00mm; fy──钢筋受拉强度设计值,fy=360.00N/mm2;
经过计算得:αs=1160.95×106/(1.00×16.70×5500.00×1550.002)=0.007; ξ =1-(1-2×0.007)0.5=0.007; γs =1-0.007/2=0.997;
Asx =Asy =1160.95×106/(0.997×1550.00×360.00)=2231.44mm2。 由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为: 5500.00×1500.00×0.15%=11250.00mm2。 建议配筋值:RRB400
25@225。承台底面单向根数24根。实际配筋值11403mm2。
5、承台斜截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)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=5500mm; h0──承台计算截面处的计算高度,h0=1550mm;
λ──计算截面的剪跨比,λ=a/h0此处,a=(2900.00-1650.00)/2=625.00mm;当 λ3时,取λ=3,得λ=0.43;
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=0.16;
fc──混凝土轴心抗压强度设计值,fc=16.70N/mm2;
则,1.00×1210.01=1210.006kN≤0.16×16.70×5000×1450/1000=19372kN; 经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!
6、桩顶轴向压力验算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条,桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式:
γ0N≤fcA
其中,γ0──建筑桩基重要性系数,取1.00;
fc──混凝土轴心抗压强度设计值,fc=14.30N/mm2; A──桩的截面面积,A=7.85×105mm2。
则,1.00×1210006.26=1.21×106N≤14.30×7.85×105=1.12×107N; 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!
7、桩竖向极限承载力验算
依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)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 = εsQsk/γs+εpQpk/γp Qsk = u∑qsikli Qpk = qpkAp
其中 R──复合桩基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;
εs, εp──分别为桩侧阻群桩效应系数,桩端阻群桩效应系数; γs, γp──分别为桩侧阻抗力分项系数,桩端阻抗力分项系数; 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=3.142m; Ap──桩端面积,Ap=0.785m2; 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 6.00 25.00 6000.00 0.80 粘性土
由于桩的入土深度为6.00m,所以桩端是在岩石层。
单桩竖向承载力验算:
R=3.142×6.00×25.00/1.65+1.31×6000.00×0.785/1.65=3.19×103kN>N=1210.006kN;
上式计算的R的值大于最大压力1210.01kN,所以满足要求!
8、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 ×1=3.142m; 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=816.81kN; 整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值: Ugk=(ulΣλiqsikli)/3= 1352.00kN
ul ──桩群外围周长,ul = 4×(2.9+1)=15.60m; 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=281.51kN;
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 =1064.70kN; Gp - 基桩自重设计值,Gp =274.89kN;
Ugk/2+Ggp=1352/2+1064.7=1740.70kN > 1.0×281.506kN Uuk/2+Gp=816.814/2+274.889=683.30kN > 1.0×281.506kN 桩抗拔满足要求。
9、桩配筋计算
1、桩构造配筋计算
As=πd2/4×0.65%=3.14×10002/4×0.65%=5105mm2
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》(GB50010-2002)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=281506.26N;
fy──钢筋强度抗压强度设计值,fy=360.00N/mm2; As──纵向普通钢筋的全部截面积。 As=N/fy=281506.26/360.00=781.96mm2
建议配筋值:RRB400钢筋,14根18。实际配筋值3560.76 mm2。 依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-94),
箍筋采用Φ6-8@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。
24Ф25
24Ф25
24Ф25 24Ф25
矩形板基础配筋图