施工塔吊基础.docx
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施工塔吊基础
施工塔吊基础
第一节永嘉堡一广场塔吊安装方案
一、工程概况
堡一广场工程建设地点位于温州市永嘉县瓯北镇堡一村,双塔路东侧,西北侧有一幢六层综合楼与一幢五层的半成品仓库及生产用房,东侧为堡一中路(现有乡村道路),南侧为拟建规划道路,现为空地或低矮棚房。
2总建筑面积为159096.50m。
本工程主体为地下室二层地上三十层,建筑最高处为99.6m,结合现场的实际情况,我方决定用五台,即1#、2#、3#、6#、7#楼各一台。
起升高度约为102m,工作幅面(回转半径)为52m的QTZ63塔式起重机,塔吊位置详见塔吊平面图,为保证塔吊安全及施工的安全,必须按以下方案进行实施。
二、编写依据
1、浙江华开机械制造有限公司QTZ62附着式自升塔式起重机使用说明书。
2、中外建工程设计与顾问有限公司提供的地下室结构图及总平面图。
3、芜湖市建筑设计研究院提供的本场地岩土工程勘察报告。
4、温州市勘察测绘研究院提供的支护设计图纸。
5、建筑施工建筑机械使用安全技术规范(JGJ33-86)。
6、建筑施工高处作业安全技术规范(JGJ80-91)。
7、钢筋混凝土施工质量验收规范(GB50204-2006)。
1
三、塔吊基础设计方案
1、塔吊基础标号C30商品砼,平面尺寸详见《堡一广场基础平面图》。
2、塔吊采用φ900、桩长30.75m,桩顶与承台底格构架长5.45m,C40商品砼机械钻孔灌注桩,桩位具体布置详见《堡一广场塔吊桩位布置图》。
3、桩长30.75m,钢筋笼主钢为12φ22,长为30.65m,箍筋为φ8@200螺旋箍,加强箍为φ16@2000。
4、上承台顶面设计标高-2.200,下承台顶面设计标高-9.050,桩顶标高为-9.150。
5、桩上设6.45m长540×540格构架(不计插入桩内2m),格构架伸入承台1.0m,桩顶标高设在底板底以下100mm(-9.150m)。
6、塔吊预埋螺杆详见《塔吊埋件布置图》。
7、格构架各构件之间电焊需满焊,焊缝厚度?
8mm,电焊条采用E4300,E4313系列。
四、回旋机械钻孔灌注桩施工说明:
1、桩砼强度等级均为C40商品砼,砼具有良好的和易性,坍落度为18,22cm,桩的充盈系数为1.15,混凝土应超灌1m;
2、桩钢筋保护层均取50mm;
3、桩垂直度偏差?
0.5%;
4、桩底沉渣?
100mm,有效桩长必须满足设计要求;
5、焊接HPB235钢筋采用E4300,E4313,HRB335钢筋与HPB235钢筋焊接采用E43系列;其余钢材电焊均采用E5001,E5014。
2
五、塔吊基础施工说明:
1、塔吊基础采用φ900钢筋混凝土灌注桩,桩长30.75m。
2、桩砼强度等级为C40。
3、桩钢筋笼配筋见工程桩施工详图。
4、φ、φ分别为?
、?
级钢筋。
5、承台保护层为50mm。
6、上承台的上下φ22筋,下承台的上下φ12筋;必须布置在格构架顶上及桩顶垂直线上。
7、上承台的砼强度等级为C30;下承台的砼强度等级为C25(在底板未浇筑之前施工)。
8、塔吊地脚螺栓伸入承台内?
1200mm,螺栓底部与承台底部钢筋焊接,并用1φ20把全部螺栓焊串起来。
面部用一10厚钢板预埋定位。
螺栓大小详见广西建工集团建筑机械制造有限责任公司牛头牌QTZ63塔式起重机产品说明书。
9、桩的钢筋笼必须与上部接地保护电源联接,点阻经测试?
1欧姆。
10、塔吊吊身四周必须与?
0.000(相当与黄海高程5.300)楼面板联结牢固,塔吊基础底面为-3.700m。
11、塔吊基础(承台)坍落度为16cm。
11、塔吊基础的钢筋搭接长度为35d。
12、挖机经过塔吊承台时需在其上部垫上钢板。
13、底板、顶板与内支撑等穿过钢构架与塔吊基础承台内时,砼必须浇捣填实,内支撑需预留钢筋20d。
3
第二节四桩基础计算书
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》(GB50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《建筑安全检查标准》(JGJ59-99)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《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:
102.000m,
塔身宽度B:
2.2m,基础埋深D:
1.600m,
自重F:
293.91kN,基础承台厚度Hc:
1.500m,1
最大起重荷载F:
50kN,基础承台宽度Bc:
5.000m,2
桩钢筋级别:
HRB335,桩直径或者方桩边长:
0.900m,
桩间距a:
3.2m,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:
C40;
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)F=293.91kN;1
塔吊最大起重荷载F=50.00kN;2
作用于桩基承台顶面的竖向力F=F+F=343.91kN;k12
1、塔吊风荷载计算
依据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)中风荷载体型系数:
2地处浙江温州市,基本风压为ω=0.60kN/m;0
查表得:
荷载高度变化系数μ=1.61;z
挡风系数计算:
221/2220.5φ=[3B+2b+(4B+b)]c/(Bb)=[(3×2.2+2×2.5+(4×2.2+2.5))×0.125]/(2.2×2.5)=0.3
79;
因为是角钢/方钢,体型系数μ=2.243;s
高度z处的风振系数取:
β=1.0;z
所以风荷载设计值为:
4
2ω=0.7×β×μ×μ×ω=0.7×1.00×2.243×1.61×0.6=1.517kN/m;zsz0
2、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算:
M=ω×φ×B×H×H×0.5=1.517×0.379×2.2×102×102×0.5=6571.703kN?
m;ω
M,Me,M,P×h,630,6571.703,30×1.5,7246.7kN?
m;kmaxωc
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。
22N=(F+G)/n?
Mx/?
x?
My/?
y;ikkkykijxkij
其中n?
?
单桩个数,n=4;
F?
?
作用于桩基承台顶面的竖向力标准值,F=343.91kN;kk
G?
?
桩基承台的自重标准值:
G=25×Bc×Bc×Hc=25×5.00×5.00×kk
1.50=937.50kN;
M,M?
?
承台底面的弯矩标准值,取7246.70kN?
m;xkyk
0.5x,y?
?
单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=2.40m;ii
N?
?
单桩桩顶竖向力标准值;ik
经计算得到单桩桩顶竖向力标准值
2最大压力:
N=(343.91+937.50)/4+7246.70×2.40/(2×2.40)=1827.47kN。
kmax
2最小压力:
N=(343.91+937.50)/4-7246.70×2.40/(2×2.40)=-1186.76kN。
kmin
需要验算桩的抗拔~
2.承台弯矩的计算
5
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.2条。
M=?
Nyxii
M=?
Nxyii
其中M,M?
?
计算截面处XY方向的弯矩设计值;xy
x,y?
?
单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.60m;ii
N?
?
扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值,N=1.2×i1i1
(N-G/4)=1911.71kN;kmaxk
经过计算得到弯矩设计值:
M=M=2×1911.71×0.60=2294.05kN?
m。
xy
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。
2α=M/(αfbh)s1c0
1/2δ=1-(1-2α)s
γ=1-δ/2s
A=M/(γhf)ss0y
式中,α?
?
系数,当混凝土强度不超过C50时,α取为1.0,当混凝土强度等级为l1
C80时,α取为0.94,期间按线性内插法得1.00;1
2f?
?
混凝土抗压强度设计值查表得14.30N/mm;c
h?
?
承台的计算高度:
H-50.00=1450.00mm;oc
2f?
?
钢筋受拉强度设计值,f=300.00N/mm;yy
62经过计算得:
α=2294.05×10/(1.00×14.30×5000.00×1450.00)=0.015;s
0.5ξ=1-(1-2×0.015)=0.015;
γ=1-0.015/2=0.992;s
62A=A=2294.05×10/(0.992×1450.00×300.00)=5314.55mm。
sxsy
由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:
25000.00×1500.00×0.15%=11250.00mm。
建议配筋值:
HRB33522@160。
承台底面单向根数30根。
实际配筋值
211403mm。
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
6
下面公式:
V?
βαfbhhst00
其中,b?
?
承台计算截面处的计算宽度,b=5000mm;00
λ?
?
计算截面的剪跨比,λ=a/h,此处,a=0.28m;当λ<0.25时,取λ=0.25;0
当λ>3时,取λ=3,得λ=0.25;
β?
?
受剪切承载力截面高度影响系数,当h,800mm时,取h=800mm,hhs000
1/4,2000mm时,取h=2000mm,其间按内插法取值,β=(800/1450)=0.862;0hs
α?
?
承台剪切系数,α=1.75/(0.25+1)=1.4;
0.862×1.4×1.43×5000×1450=12509.288kN?
1.2×1827.467=2192.961kN;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N=1827.467kN;k
单桩竖向极限承载力标准值公式:
Q=u?
ql+qAuksikipkp
u?
?
桩身的周长,u=2.513m;
2A?
?
桩端面积,A=0.503m;pp
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
12.2720.000.000.80粘性土
21.2020.000.000.70非饱和
粘性土
31.209.000.000.80淤泥
44.5026.000.000.80粉土或砂土
511.7016.000.000.80淤泥
615.9038.00800.000.80粉土或砂土
719.6034.00600.000.80粉土或
7
砂土
829.8020.001300.000.80粘性
土
由于桩的入土深度为40.00m,所以桩端是在第7层土层。
单桩竖向承载力验算:
Q=2.513×1098.42+600×0.503=3062.223kN;uk
单桩竖向承载力特征值:
R=R=Q/2=3062.223/2=1531.112kN;auk
N=1827.467kN?
1.2R=1.2×1531.112=1837.334kN;k
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:
T=Σλqulukisikii
其中:
T?
?
桩基抗拔极限承载力标准值;uk
u?
?
破坏表面周长,取u=πd=3.142×0.8=2.513m;ii
q?
?
桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值;sik
λ?
?
抗拔系数,砂土取0.50,0.70,粘性土、粉土取0.70,0.80,桩长i
l与桩径d之比小于20时,λ取小值;
l?
?
第i层土层的厚度。
i
经过计算得到:
T=Σλqul=2202.47kN;ukisikii
群桩呈整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值:
T=(uΣλql)/4=3680.61kNgklisiki
=4×(3.4+0.8)=16.80m;u?
?
桩群外围周长,ull
桩基抗拔承载力公式:
N?
T/2+Gkgkgp
N?
T/2+Gkukp
其中N-桩基上拔力设计值,N=1186.76kN;kk
G-群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数,Ggpgp
=3528.00kN;
G-基桩自重设计值,G=502.65kN;pp
8
T/2+G=3680.611/2+3528=5368.306kN>1186.762kN;gkgp
T/2+G=2202.473/2+502.655=1603.891kN>1186.762kN;ukp
桩抗拔满足要求。
八、桩配筋计算(配筋详见附图二、三)
1、桩构造配筋计算
222A=πd/4×0.65%=3.14×800/4×0.65%=3267mm;s
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?
fAys
式中:
N?
?
轴向拉力设计值,N=1186762.42N;
2f?
?
钢筋强度抗压强度设计值,f=300.00N/mm;yy
A?
?
纵向普通钢筋的全部截面积。
s
2A=N/f=1186762.42/300.00=4435.87mmsy
2建议配筋值:
HRB335钢筋,1222。
实际配筋值4461.1mm。
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。
9
第三节塔吊格构式基础计算书
本计算书主要依据本工程地质勘察报告,塔吊使用说明书、《钢结构设计规范》
(GB50017,2003)、《钢结构设计手册》(第三版)、《建筑结构静力计算手册》(第二版)、
《结构荷载规范》(GB5009,2001)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《建筑桩
基技术规范》(JGJ94,2008)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007,2002)等编制。
基本参数
1、塔吊基本参数
塔吊型号:
QTZ63;标准节长度b:
2.5m;
塔吊自重Gt:
293.91kN;塔吊地脚螺栓性能等级:
高强10.9级;最大起重荷载Q:
50kN;塔吊地脚螺栓的直径d:
22mm;塔吊起升高度H:
102m;塔吊地脚螺栓数目n:
40个;塔身宽度B:
2.2m;
2、格构柱基本参数
格构柱计算长度lo:
5.45m;格构柱缀件类型:
缀条;格构柱缀件节间长度a:
0.6m;格构柱分肢材料类型:
L125x10;1
格构柱基础缀件节间长度a:
1.8m;格构柱钢板缀件参数:
宽480mm,厚10mm;2
格构柱截面宽度b:
0.52m;格构柱基础缀件材料类型:
L125x10;1
3、基础参数
桩中心距a:
3.2m;桩直径d:
0.9m;
桩入土深度l:
36.3m;桩型与工艺:
大直径灌注桩(清底干净);桩混凝土等级:
C40;桩钢筋型号:
HRB335;桩钢筋直径:
26mm;
承台宽度Bc:
5m;承台厚度h:
1.5m;
承台混凝土等级为:
C40;承台钢筋等级:
HRB335;承台钢筋直径:
20;承台保护层厚度:
50mm;承台箍筋间距:
200mm;
4、塔吊计算状态参数
10
地面粗糙类别:
D类密集建筑群,房屋较高;风荷载高度变化系数:
1.61;
主弦杆材料:
角钢/方钢;主弦杆宽度c:
125mm;非工作状态:
2所处城市:
浙江温州市,基本风压ù:
0.6kN/m;0额定起重力矩Me:
630kN?
m;基础所受水平力P:
30kN;塔吊倾覆力矩M:
7246.7kN?
m;工作状态:
2所处城市:
浙江温州市,基本风压ù:
0.6kN/m,0额定起重力矩Me:
630kN?
m;基础所受水平力P:
30kN;塔吊倾覆力矩M:
7246.7kN?
m;非工作状态下荷载计算
一、塔吊受力计算
1、塔吊竖向力计算
承台自重:
G=25×Bc×Bc×h=25×5.00×5.00×1.50=937.50kN;c
作用在基础上的垂直力:
F=Gt+Gc=293.91+937.50=1231.41kN;k
2、塔吊风荷载计算
2地处浙江温州市,基本风压ù=0.6kN/m;0
挡风系数计算:
221/2ö=(3B+2b+(4B+b)c/Bb)
挡风系数Ö=0.38;
体型系数ì=2.24;s
查表得:
荷载高度变化系数ì=1.61;z
高度z处的风振系数取:
â=1.0;z
所以风荷载设计值为:
2ù=0.7×â×ì×ì×ù=0.7×1.00×2.24×1.61×0.60=1.52kN/m;zsz0
3、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算:
M=ù×Ö×B×H×H×0.5=1.52×0.38×2.20×102.00×102.00×0.5=6571.70kN?
m;ù
11
总的最大弯矩值:
M=1.4×(M+M+P×h)=1.4×(630.00+6571.70+30.00×1.50)=7246.70kN?
m;maxeù
4、塔吊水平力计算
水平力:
V=ù×B×H×Ö+P=0.60×2.20×102.00×0.38+30.00=80.98kN;k
5、每根格构柱的受力计算
作用于承台顶面的作用力:
F=1231.41kN;k
M=7246.70kN?
m;kmax
V=80.98kN;k图中x轴的方向是随时变化的,计算时应按照倾覆力矩Mmax最不利方向进行验算。
(1)、桩顶竖向力的计算
2N=(F+G)/n?
Mx/Óxikkkxkij
式中:
n,单桩个数,n=4;
F,作用于桩基承台顶面的竖向力标准值;k
G,桩基承台的自重标准值;k
M,承台底面的弯矩标准值;xk
x,单桩相对承台中心轴的X方向距离;i
12
N,单桩桩顶竖向力标准值;ik
经计算得到单桩桩顶竖向力标准值
-0.5-0.52最大压力:
N=F/4+(M×a×2)/(2×(a×2))=1231.41/4+(7246.70×kmaxkkmax
-0.5-0.523.40×2)/(2×(3.40×2))=1814.97kN;
-0.5-0.52最小压力:
N=F/4-(M×a×2)/(2×(a×2))=1231.41/4-(7246.70×kminkkmax
-0.5-0.523.40×2)/(2×(3.40×2))=-1199.26kN;需要验算桩基础抗拔力。
(2)、桩顶剪力的计算
V=1.2V/4=1.2×80.98/4=24.29kN;0k
二、塔吊与承台连接的螺栓验算1、螺栓抗剪验算
每个螺栓所受剪力:
22bbN=nðdf/4=1×3.14×22.00×310/4=117.84kN;vvv
N=1.2V/n=1.2×80.98/40=2.43kN<117.84kN;vk
螺栓抗剪强度满足要求。
2、螺栓抗拉验算
n×N=N1tmin
其中:
n,塔吊每一个角上螺栓的数量,n=n/4;11
N,每一颗螺栓所受的力;t
2b2bN=ðdf/4=3.14×19.65×500/4=151.70kN;tet
N=1.2N/n=1.2×1199.26/10.00=143.91kN<151.70kN;tkmin1
螺栓抗拉强度满足要求。
3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算
221/2bb((N/N)+(N/N))?
1vvtt
其中:
N、N,一个普通螺栓所承受的剪力和拉力;vt
bbbN、N、N,一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值;vtc
220.5220.5bb((N/N)+(N/N))=((2.43/117.84)+(143.91/151.70))=0.95;vvtt
螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。
13
三、承台验算
1、承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.1条。
M=?
Nyxii
M=?
Nxyii
其中M,M,计算截面处XY方向的弯矩设计值;xy
x,y,单桩相对承台中心轴的XY方向距离,取ii
(a-B)/2=(3.40-2.20)/2=0.60m;
N,单桩桩顶竖向力设计值;i1
经过计算得到弯矩设计值:
M=M=2×0.60×1580.59×1.2=2276.05kN?
m。
xy
2、螺栓粘结力锚固强度计算
锚固深度计算公式:
h?
N/ðd[f]b
其中N,锚固力,即作用于螺栓的轴向拉力,N=143.91kN;
d,楼板螺栓的直径,d=22mm;
2[f],楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度,[f]=1.43N/mm;bb
h,楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度,经过计算得到h?
143.91×
310/(3.14×22.00×1.43)=1456.09mm;
构造要求:
h?
528.00mm;
螺栓在混凝土承台中的锚固深度要大于1456.09mm。
3、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。
2á=M/(áfbh)s1c0
1/2æ=1-(1-2á)s
ã=1-æ/2s
A=M/(ãhf)ss0y
式中:
á,系数,当混凝土强度不超过C50时,á取为1.0,当混凝土强度等级为C80l1
时,á取为0.94,期间按线性内插法得1.00;1
14
2f,混凝土抗压强度设计值查表得14.30N/mm;c
h,承台的计算高度h=1500.00-50.00=1450.00mm;oo
2f,钢筋受拉强度设计值,f=300N/mm;yy
632经过计算得:
á=2276.05×10/(1.000×14.3
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