最新昆明新机场a3合同段停车楼及服务通道工程塔吊基础方案.docx
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最新昆明新机场a3合同段停车楼及服务通道工程塔吊基础方案
8.在数据库设计中,将E-R图转换为关系模式是在________阶段。
目录
昆明新机场(A-3合同段)停车楼及服务通道塔吊基础施工方案
1工程概况
本工程位于昆明市官渡区大板桥镇,距昆明市区24.5公里。
停车楼平面呈长方形,东西长330m,南北长130m,东西两端设有伸出的坡道与场地道路相连。
航站楼与停车楼之间长方形空间为服务通道,南北长50m,东西长400m,作为机场大巴停放及航站楼内部员工停车的通道,在B2层设有交通厅与航站楼连通,旅客可通过此交通厅进入航站楼。
局部地下三层主要为机电设备用房、管廊。
总建筑面积约13万平方米。
混凝土框架剪力墙结构。
停车楼结构施工(2009年06月01日至2009年12月27日)航站楼前60米外(结构)于09年6月1日开工至2010年3月31日竣工。
2塔吊布置总体方案
本工程停车楼、服务通道、楼前高架桥(主桥)结构施工期间拟配置塔吊10台,其中:
1~6#塔吊为C5613型塔吊,安装于停车楼G15轴南侧1500mm,呈“一”字形布置,1#和6#布置在东西两端结构以外;
7~10#塔吊为QTZ7030型塔吊,安装于停车楼G04轴北侧2500mm,同样呈“一”字形布置;
受停车楼结构尺寸的限制,除1#和6#布置在东西两端结构以外外,其余8台均安装于结构范围以内,安装位置选择时充分考虑了采光带预留洞口的利用,减少穿板数量;穿越结构板处,结构留洞二次施工。
根据场地条件,除3#、4#和7#塔吊处于高回填区采用人工挖孔桩和回填土复合地基外,其余均采用天然地基基础,基础顶面位于地梁垫层以下。
停车楼、服务通道、高架桥塔吊平面布置图
3场地工程地质及水文地质条件
停车楼区域属溶蚀剥蚀准平原,地形较平坦,起伏不大,局部由于沿昆铁路路基开挖形成10~15m的人工边坡,停车楼建筑场地类别为Ⅱ类,局部覆盖层厚度较薄的区域(厚度小于5.0m)建筑场地类别为Ⅰ类,场地平整后场地类别总体上为Ⅱ类,场地内无可液化土层,无软土沉陷等震害现象。
场地内无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用,岩溶是场地内的主要不良地质作用。
根据场地回填土检测结果分析回填土质量能够满足设计要求≥200KPa。
4基础选型
4.1本工程1#、2#、5#、6#、8#、9#、10#塔吊基础采用天然地基,C5613型塔吊(1#、2#、5#、6#)基础截面尺寸为5300×5300×1350mm,QTZ7030型塔吊(8#、9#、10#)基础截面尺寸为7000×7000×1700mm,地基承载力参照回填土承载力特征值200Kpa进行天然地基基础设计,基础混凝土强度C35,垫层C15。
4.2本工程3#、4#和7#塔吊处于高回填区域,为保证雨季施工塔吊基础安全,采用人工挖孔桩和回填土复合地基,C5613型塔吊(3#、4#)基础截面尺寸为5300×5300×1350mm,四桩承台,桩径D=1200,桩长约10m,配筋1818,箍筋¢8@100/200。
基础混凝土强度C35,桩身混凝土强度C30,垫层C15。
5塔吊基础验算
C5613塔吊主要技术参数:
塔吊搭设有效高度按40米(7.5+13×2.5=40米)
塔身截面:
1.6×1.6(米),最大工作半径56米
塔机总重22504+1600+13×825+13800=48629kg=486KN
地基承载力不小于0.2MPa
塔吊最大起重6000kg=60KN
塔尖起重1300kg=13KN
基础尺寸:
5.3×5.3×1.35(米)
混凝土强度等级C35
混凝土重5.3×5.3×1.35×25=948KN
倾覆力矩1039.8KNM
QTZ7030塔吊主要技术参数:
塔吊搭设有效高度按30米(0.45+7.7+1.5+7×3=30.65米)
塔身截面:
2×2(米),最大工作半径70米
塔机总重63339+22500+7×2157=100938kg=1009KN
地基承载力不小于0.2MPa
塔吊最大起重12000kg=120KN
塔尖起重3000kg=30KN
基础尺寸:
7×7×1.7(米)8.5×8.5×1.5
混凝土强度等级C35
混凝土重7×7×1.7×25=2082.5KN8.5×8.5×1.5×25=2709.4
倾覆力矩=2683.25
5.1C5613天然地基基础验算
一.参数信息
塔吊型号:
C5613塔吊,自重(包括压重)F1=486.00kN,最大起重荷载F2=60.00kN,
塔吊倾覆力距M=1039.80kN.m,塔吊起重高度H=42.00m,塔身宽度B=1.60m,
混凝土强度等级:
C35,基础埋深D=0.90m,基础最小厚度h=1.35m,
基础最小宽度Bc=5.30m,
二.基础最小尺寸计算
基础的最小厚度取:
H=1.35m
基础的最小宽度取:
Bc=5.30m
三.塔吊基础承载力计算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。
计算简图:
当不考虑附着时的基础设计值计算公式:
当考虑附着时的基础设计值计算公式:
式中F──塔吊作用于基础的竖向力,它包括塔吊自重,压重和最大起重荷载,F=1.2×546=655.20kN;
G──基础自重与基础上面的土的自重,G=1.2×(25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D)=1744.39kN;
Bc──基础底面的宽度,取Bc=5.30m;
W──基础底面的抵抗矩,W=Bc×Bc×Bc/6=24.81m3;
M──倾覆力矩,包括风荷载产生的力距和最大起重力距,M=1.4×1039.80=1455.72kN.m;
a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m),按下式计算:
a=5.30/2-1455.72/(655.20+1744.39)=2.04m。
经过计算得到:
无附着的最大压力设计值Pmax=(655.20+1744.39)/5.302+1455.72/24.81=144.09kPa
无附着的最小压力设计值Pmin=(655.20+1744.39)/5.302-1455.72/24.81=26.76kPa
有附着的压力设计值P=(655.20+1744.39)/5.302=85.43kPa
四.地基基础承载力验算
地基承载力设计值为:
fa=200.00kPa
修正后的地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=144.09kPa,满足要求!
五.受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
验算公式如下:
式中
hp──受冲切承载力截面高度影响系数,取
hp=0.95;
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值,取ft=1.57kPa;
am──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:
am=[1.60+(1.60+2×1.30)]/2=2.90m;
h0──承台的有效高度,取h0=1.3m;
Pj──最大压力设计值,取Pj=144.09kPa;
Fl──实际冲切承载力:
Fl=144.09×(5.30+4.20)×0.55/2=376.44kN。
允许冲切力:
0.7×0.95×1.57×2900×1300=3936068.50N=3936.07kN
实际冲切力不大于允许冲切力设计值,所以能满足要求!
六.承台配筋计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
1.抗弯计算,计算公式如下:
式中a1──截面I-I至基底边缘的距离,取a1=1.85m;
P──截面I-I处的基底反力:
P=144.09×(3×2.04-1.85)/(3×2.04)=100.61kPa;
a'──截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.60m。
经过计算得M=1.852×[(2×5.30+1.60)×(144.09+100.61-2×1744.39/5.302)+(144.09-100.61)×5.30]/12
=485.02kN.m。
2.配筋面积计算,公式如下:
依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
式中
1──系数,当混凝土强度不超过C50时,
1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,
1取为0.94,期间按线性内插法确定;
fc──混凝土抗压强度设计值;
h0──承台的计算高度。
经过计算得
s=485.02×106/(1.00×16.70×5.30×103×13002)=0.003
=1-(1-2×0.003)0.5=0.003
s=1-0.003/2=0.998
As=485.02×106/(0.998×1300×300.00)=1245.66mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
10732.5mm2。
故取As=10732.5mm2。
5.2C5613四桩承台基础验算
一.参数信息
塔吊型号:
C5613塔吊,自重(包括压重)F1=486.00kN,最大起重荷载F2=60.00kN
塔吊倾覆力距M=1039.80kN.m,塔吊起重高度H=40.00m,塔身宽度B=1.6m
混凝土强度:
C35,钢筋级别:
Ⅱ级,承台长度Lc或宽度Bc=5.30m
桩直径或方桩边长d=1.20m,桩间距a=3.60m,承台厚度Hc=1.35m
基础埋深D=0.90m,承台箍筋间距S=200mm,保护层厚度:
50mm
二.塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算
1.塔吊自重(包括压重)F1=486.00kN
2.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)=655.20kN
塔吊的倾覆力矩M=1.4×1039.80=1455.72kN.m
三.矩形承台弯矩的计算
计算简图:
图中x轴的方向是随机变化的,设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。
1.桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条)
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=1.2×546.00=655.20kN;
G──桩基承台的自重,G=1.2×(25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D)=1744.39kN;
Mx,My──承台底面的弯矩设计值(kN.m);
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m);
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:
最大压力:
N=(655.20+1744.39)/4+1455.72×(3.60×1.414/2)/[2×(3.60×1.414/2)2]=885.87kN
没有抗拔力!
2.矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条)
其中Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m);
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m);
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN),Ni1=Ni-G/n。
经过计算得到弯矩设计值:
N=(655.20+1744.39)/4+1455.72×(3.60/2)/[4×(3.60/2)2]=802.08kN
Mx1=My1=2×(802.08-1744.39/4)×(1.80-0.80)=731.97kN.m
四.矩形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。
式中
1──系数,当混凝土强度不超过C50时,
1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,
1取为0.94,期间按线性内插法确定;
fc──混凝土抗压强度设计值;
h0──承台的计算高度。
fy──钢筋受拉强度设计值,fy=300N/mm2。
经过计算得承台底面配筋
s=731.97×106/(1.00×16.70×5300.00×1300.002)=0.005
=1-(1-2×0.005)0.5=0.005
s=1-0.005/2=0.998
Asx=Asy=731.97×106/(0.998×1300.00×300.00)=1881.45mm2。
承台顶面按构造配筋。
五.矩形承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。
根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性,
记为V=885.87kN我们考虑承台配置箍筋的情况,斜截面受剪承载力满足下面公式:
其中
0──建筑桩基重要性系数,取1.0;
──剪切系数,
=0.20;
fc──混凝土轴心抗压强度设计值,fc=16.70N/mm2;
b0──承台计算截面处的计算宽度,b0=5300mm;
h0──承台计算截面处的计算高度,h0=1300mm;
fy──钢筋受拉强度设计值,fy=300.00N/mm2;
S──箍筋的间距,S=200mm。
经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!
六.桩承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条
根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值,取其中最大值N=885.87kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式:
其中
0──建筑桩基重要性系数,取1.0;
fc──混凝土轴心抗压强度设计值,fc=16.70N/mm2;
A──桩的截面面积,A=1.131m2。
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!
七.桩竖向极限承载力验算及桩长计算
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3条
根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值,取其中最大值N=885.87kN
桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式:
最大压力:
其中R──最大极限承载力;
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;
s,
p──分别为桩侧阻群桩效应系数,桩端阻群桩效应系数;
c──承台底土阻力群桩效应系数;按下式取值:
s,
p,
c──分别为桩侧阻力分项系数,桩端阻抗力分项系数,承台底土阻抗力分项系数;
qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值,按下表取值;
qpk──极限端阻力标准值,按下表取值;
u──桩身的周长,u=3.770m;
Ap──桩端面积,取Ap=1.13m2;
li──第i层土层的厚度,取值如下表;
厚度及侧阻力标准值表如下:
序号土厚度(m)土侧阻力标准值(kPa)土端阻力标准值(kPa)土名称
110226000粘性土
由于桩的入土深度为10m,所以桩端是在第1层土层。
最大压力验算:
R=3.77×(10×22×.7935)/1.65+1.71×6000.00×1.13/1.65+0.26×737.36/1.70=7526.74kN
上式计算的1.2R的值大于最大压力885.87kN,所以满足要求!
5.3QTZ7030天然地基基础验算
一.参数信息
塔吊型号:
QTZ7030塔吊,自重(包括压重)F1=1009.00kN,最大起重荷载F2=120.00kN,
塔吊倾覆力距M=2683.25kN.m,塔吊起重高度H=31.00m,塔身宽度B=2.00m,
混凝土强度等级:
C35,基础埋深D=0.90m,基础最小厚度h=1.70m,
基础最小宽度Bc=7.00m,
二.基础最小尺寸计算
基础的最小厚度取:
H=1.70m
基础的最小宽度取:
Bc=7.00m
三.塔吊基础承载力计算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。
计算简图:
当不考虑附着时的基础设计值计算公式:
当考虑附着时的基础设计值计算公式:
式中F──塔吊作用于基础的竖向力,它包括塔吊自重,压重和最大起重荷载,F=1.2×1129=1354.80kN;
G──基础自重与基础上面的土的自重,G=1.2×(25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D)=3557.40kN;
Bc──基础底面的宽度,取Bc=7.00m;
W──基础底面的抵抗矩,W=Bc×Bc×Bc/6=57.17m3;
M──倾覆力矩,包括风荷载产生的力距和最大起重力距,M=1.4×2683.25=3756.55kN.m;
a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m),按下式计算:
a=7.00/2-3756.55/(1354.80+3557.40)=2.74m。
经过计算得到:
无附着的最大压力设计值Pmax=(1354.80+3557.40)/7.002+3756.55/57.17=165.96kPa
无附着的最小压力设计值Pmin=(1354.80+3557.40)/7.002-3756.55/57.17=34.54kPa
有附着的压力设计值P=(1354.80+3557.40)/7.002=100.25kPa
四.地基基础承载力验算
地基承载力设计值为:
fa=200.00kPa
修正后的地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=165.96kPa,满足要求!
五.受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
验算公式如下:
式中
hp──受冲切承载力截面高度影响系数,取
hp=0.93;
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值,取ft=1.57kPa;
am──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:
am=[2.00+(2.00+2×1.65)]/2=3.65m;
h0──承台的有效高度,取h0=1.65m;
Pj──最大压力设计值,取Pj=165.96kPa;
Fl──实际冲切承载力:
Fl=165.96×(7.00+5.30)×0.85/2=867.56kN。
允许冲切力:
0.7×0.93×1.57×3650×1650=6155416.58N=6155.42kN
实际冲切力不大于允许冲切力设计值,所以能满足要求!
六.承台配筋计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
1.抗弯计算,计算公式如下:
式中a1──截面I-I至基底边缘的距离,取a1=2.50m;
P──截面I-I处的基底反力:
P=165.96×(3×2.74-2.50)/(3×2.74)=115.40kPa;
a'──截面I-I在基底的投影长度,取a'=2.00m。
经过计算得M=2.502×[(2×7.00+2.00)×(165.96+115.40-2×3557.40/7.002)+(165.96-115.40)×7.00]/12
=1319.01kN.m。
2.配筋面积计算,公式如下:
依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
式中
1──系数,当混凝土强度不超过C50时,
1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,
1取为0.94,期间按线性内插法确定;
fc──混凝土抗压强度设计值;
h0──承台的计算高度。
经过计算得
s=1319.01×106/(1.00×16.70×7.00×103×16502)=0.004
=1-(1-2×0.004)0.5=0.004
s=1-0.004/2=0.998
As=1319.01×106/(0.998×1650×300.00)=2670.21mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
17850mm2。
故取As=17850mm2。
5.4QTZ7030四桩承台基础验算
一.参数信息
塔吊型号:
QTZ7030,自重(包括压重)F1=1009.00kN,最大起重荷载F2=120.00kN
塔吊倾覆力距M=2683.25kN.m,塔吊起重高度H=31.00m,塔身宽度B=2m
混凝土强度:
C35,钢筋级别:
Ⅱ级,承台长度Lc或宽度Bc=7.00m
桩直径或方桩边长d=1.20m,桩间距a=4.00m,承台厚度Hc=1.70m
基础埋深D=0.90m,承台箍筋间距S=200mm,保护层厚度:
50mm
二.塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算
1.塔吊自重(包括压重)F1=1009.00kN
2.塔吊最大起重荷载F2=120.00kN
作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×(F1+F2)=1354.80kN
塔吊的倾覆力矩M=1.4×2683.25=3756.55kN.m
三.矩形承台弯矩的计算
计算简图:
图中x轴的方向是随机变化的,设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。
1.桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条)
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=1.2×1129.00=1354.80kN;
G──桩基承台的自重,G=1.2×(25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D)=3557.40kN;
Mx,My──承台底面的弯矩设计值(kN.m);
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m);
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:
最大压力:
N=(1354.80+3557.40)/4+3756.55×(4.00×1.414/2)/[2×(4.00×1.414/2)2]=1892.22kN
没有抗拔力!
2.矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条)
其中Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m);
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m);
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN),Ni1=Ni-G/n。
经过计算得到弯矩设计值:
N=(1354.80+3557.40)/4+3756.55×(4.00/2)/[4×(4.00/2)2]=1697.62kN
Mx1=My1=2×(1697.62-3557.40/4)×(2.00-1.00)=1616.54kN.m
四.矩形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。
式中
1──系数,当混凝土强度不超过C50时
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