原东部2号农民新村安置房项目塔吊基础方案终稿.docx
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原东部2号农民新村安置房项目塔吊基础方案终稿.docx
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原东部2号农民新村安置房项目塔吊基础方案终稿
原东部2号农民新村安置房
(施工图设计、施工、预制构件生产一体化)
塔
吊
基
础
施
工
方
案
福建省二建建设集团有限公司
2019年5月
第一章工程概况1
第二章工程地质情况2
第三章塔吊选用与布置2
3.1塔吊机械性能3
3.2塔吊布置平面图8
3.3塔吊承台基础标高9
第四章塔吊基础设计12
4.11#、2#、5#、6#QTZ125塔基设计13
4.23#、4#QTZP80塔基设计50
第五章施工技术措施及质量验收68
5.1锤击桩施工工艺68
5.2塔吊基础承台施工工艺72
5.3塔机的安装与拆卸注意事项74
5.4其他注意事项75
第六章多台塔吊防碰撞措施76
6.1组织管理76
6.2具体防碰撞措施78
6.3塔吊运行的控制81
6.4塔吊施工安全措施与使用操作82
第七章塔吊日常管理措施85
7.1塔吊安全管理制度85
7.2塔吊的日常维护管理86
附图一:
塔吊拆除路线图
附图二:
地勘平面布置图及剖面图
本方案编制主要依据福建省华夏能源设计研究院有限公司提供的《岩土工程勘察报告》、塔吊使用说明书、《钢结构设计规范》(GB50017-2017)、《钢结构设计手册》(第四版)、《建筑结构静力计算手册》(第二版)、《结构荷载规范》(GB5009-2012)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)、《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJT187-2009、《福建省建筑起重机械防台风安全技术规程》DBJT13-289-2018等编制。
第一章工程概况
原东部2号农民新村安置房工程场地位于福建省福州市仓山区城门镇樟岚村,项目总建筑面积60141.74m2;其中地上建筑面积40909.61m²,地下建筑面积19232.13㎡;新建安置房主要1#楼、2#楼、5#楼、6#楼为高层住宅剪力墙结构。
3#楼、4#楼为多层住宅框架剪力墙结构。
7#楼、8#楼为两层的公共用房框架结构。
1#楼~8#楼均设置一层地下室。
施工场地地面标高约-4.00(绝对标高为5.90m),地下室开挖深度约为0.6m~3.3m,基坑总开挖面积为22578m2,设计地下室为一层深基坑底(即底板垫层底)标高为-5.60(绝对4.30)。
基坑四周有较多的高压、低压电线杆且基坑北面临近福州市地铁6号线(约20米)。
本工程2#、3#、4#、5#塔吊基础采用4根直径为500mm的PHC-125管桩,桩身混凝土强度C80。
1#、6#楼桩基采用4根直径800mm冲孔灌注桩,桩身混凝土强度为C30。
本工程全部采用PC构件,拟在1#、2#、5#、6#楼各设置一台QTZ125(TC6015A-10B)自升塔式起重机,其中1#楼(1#塔吊)、2#楼(2#塔吊)、5#楼(5#塔吊)、6#楼(6#塔吊)的臂长均为45m。
3#、4#楼均设置一台QTZ80(TC5613)型自升塔式起重机3#楼(3#塔吊)、4#楼(4#塔吊)的臂长均为38m。
塔吊基础均位于地下室内。
1#、2#、3#、4#、5#、6#塔吊基础顶面标高为-5.25(绝对标高为3.95m)塔吊基础砼为C30商品混凝土。
本工程采用PC构件,其中2#、6#楼最重构件4.6t(梯段板),塔吊距离楼梯间距离23米。
2#、3#、4#、5#楼最重构件2.3t(梯段板)塔吊距离楼梯间距离16米。
本工程四周设有5米宽环形道路,无需设置堆场。
环形道路距离塔吊中心距离约20米。
1#从地下室开挖到脚手架落架月18个月,2#从地下室开挖到脚手架落架月20个月,3#从地下室开挖到脚手架落架月8个月,4#从地下室开挖到脚手架落架月8个月,5#从地下室开挖到脚手架落架月18个月。
名称
建筑面积(㎡)
层数
建筑高度(m)
总面宽
(m)
总进深
(m)
建筑功能
1#楼
7478.20
地下1层、地上18层
53.20
16.20
38.20
住宅楼
2#楼
9681.93
地下1层、地上22层
64.80
17.45
47.15
住宅楼
3#楼
2951.27
地下1层、地上7层
21.30
9.55
46.80
住宅楼
4#楼
2960.53
地下1层、地上7层
21.30
9.55
46.80
住宅楼
5#楼
6316.25
地下1层、地上16层
47.40
16.95
31.60
住宅楼
6#楼
9642.00
地下1层、地上23层
67.70
17.80
34.80
住宅楼
7#楼
885.10
地下1层、地上2层
9.3
20.40
28.00
消控、公测、垃圾集散间、居民活动用房
8#楼
994.30
地下1层、地上2层
9.3
18.60
30.30
消防通道、门卫、养老服务站、工作用房
第二章工程地质情况
根据福建省华夏能源设计院有限公司提供的《原东部2号农民新村安置房项目岩土工程勘察报告》,在塔吊基础范围内的岩土层自上而下依次见下表:
场地土层至上而下为:
(1)素填土:
层厚0.50~4.30m;
(2)粉质黏土:
层厚0.50~1.70m
(3)淤泥:
层厚5.90~25.40m;
(4)粉质黏土:
层厚1.50~11.20m;
(5)淤泥质土:
层厚3.40m;
(6)全风化花岗岩:
层厚1.60~8.20m;
(7)砂土状强风化花岗岩:
层厚2.00~21.60m;
第三章塔吊选用与布置
参型号
数
QTZ80(TC5613A-6)
QTZ125(TC6015A-10B)
厂家
湖北江汉
中联
推荐承台尺寸(有桩情况)
4.0m×4.0m×1.2m
4.5m×4.5m×1.3m
额定起重力矩
800KN
1250KN
塔吊自重
540KN
990KN
最大起重荷载
60KN
100KN
基础所受水平荷载
非工作状况
工作状况
非工作状况
工作状况
79KN
29KN
100.6KN
25KN
基础所受垂直荷载
非工作状况
工作状况
非工作状况
工作状况
575KN
675KN
646KN
746KN
基础所受倾翻力矩
非工作状况
工作状况
非工作状况
工作状况
2289KN
1699KN
2680KN
2686KN
标准节长度
2.8m
2.8m
塔身宽度
1.645m
1.8m
主轩杆宽
130mm
145mm
地脚螺栓
高强10.9级(d=30mm)
高强10.9级(d=36mm)
根据本工程实际情况和施工需要,拟在1#、2#、5#、6#楼各设置一台QTZ125(TC6015A-10B)自升塔式起重机,其中1#塔机设置在1#楼南侧,塔吊臂长45m,安装高度为78.4。
在2#楼南侧设置一台QTZ125(TC6015A-10B)型自升塔式起重机(2#塔吊),臂长45m,安装高度为86.8m。
在3#楼南侧设置一台QTZ80(TC5613)型自升塔式起重机(3#塔吊),臂长38m,安装高度为45.8m。
在4#楼南侧设置一台QTZ80(TC5613)型自升塔式起重机(4#塔吊),臂长38m,安装高度为45.8m。
在5#楼南侧设置一台QTZ125(TC6015A-10B)型自升塔式起重机(5#塔吊),臂长45m,安装高度为72.8m。
在6#楼南侧设置一台QTZ125(TC6015A-10B)型自升塔式起重机(6#塔吊),臂长45m,安装高度为89.6m。
QTZ80(TC5613),QTZ125(TC6015A-10B)塔吊参数如下:
3.1塔吊机械性能
(1)QTZ125(TC6015A-10B)自升塔式起重机机械性能:
TC6015A-6(QTZ80)塔式起重机起重特性表
(2)QTZ80(TC5613)塔吊机械性能:
QTZ80(TC5613)自升塔式起重机技术性能参数表
QTZ80(TC5613)塔式起重机起重特性表
3.2塔吊布置平面图及附着节点图
塔吊与底板梁关系图
塔吊与顶板梁的关系图
1#塔吊附着节点图
2#塔吊附着节点图
5#塔吊附着图
6#塔吊附着图
3.3塔吊承台定位平面图、配筋图及基础标高
1#、6#塔吊基础平面布置图
2#、5#塔吊基础平面布置图
3#、4#塔吊基础平面布置图
1#、6#塔吊承台大样及配筋图
2#、5#塔吊承台大样及配筋图
3#塔吊承台大样及配筋图
因4#塔吊地质情况复杂,选用预埋螺栓较长,故在完成浇捣塔吊基础混凝土后进行二次浇捣。
二次浇捣混凝土15公分。
2#、3#、4#、5#塔吊管桩基础桩芯大样图
本工程设计所有塔吊基础均位于地下室底板下,且塔吊基础承台面比底板面高20.0mm。
塔吊承台基础四周设300mm宽深度300mm后浇带。
塔吊基础洞口四周的底板、顶板1/2厚处设置3mm厚钢板止水带。
承台面下200mm处设置钢板止水带,止水带搭接长度100mm,搭接接头采用双面焊。
塔吊拆除时,将塔吊承台基础面及底板、顶板四周的混凝土凿毛,将松散混凝土清理干并用清水清洗干净。
1:
2水泥砂浆做界面处理,然后用C30微膨胀混凝土浇捣密实。
具体详见下图。
塔吊基础平面图
第四章塔吊基础设计
4.11#、2#、5#、6#塔吊QTZ125(TC6015A-10B)塔基设计
建筑高度(m)
塔吊高度(m)
塔吊臂长(m)
有效桩长(m)
桩类型
持力层
1#楼高度58.35
78.4
45
20.45
冲孔灌注桩
⑦砂土状强风化花岗岩
2#楼高度69.95
86.8
45
9.25
PHC管桩
⑦砂土状强风化花岗岩
3#楼高度23.30
45.8
38
21.85
PHC管桩
⑦砂土状强风化花岗岩
4#楼高度23.30
45.8
38
20.55
PHC管桩
⑦砂土状强风化花岗岩
5#楼高度52.55
72.8
45
17.75
PHC管桩
⑦砂土状强风化花岗岩
6#楼高度72.85
89.6
45
19.21
冲孔灌注桩
⑦砂土状强风化花岗岩
1#塔吊基础计算书
计算依据:
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
一、塔机属性
塔机型号
QTZ125(TC6015A-10B)
塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)
46
塔机独立状态的计算高度H(m)
49.3
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B(m)
1.8
二、塔机荷载
1、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1(kN)
646
起重荷载标准值Fqk(kN)
100
竖向荷载标准值Fk(kN)
746
水平荷载标准值Fvk(kN)
25
倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
2686
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN)
646
水平荷载标准值Fvk'(kN)
100.6
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)
2680
2、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1(kN)
1.35Fk1=1.35×646=872.1
起重荷载设计值FQ(kN)
1.35Fqk=1.35×100=135
竖向荷载设计值F(kN)
872.1+135=1007.1
水平荷载设计值Fv(kN)
1.35Fvk=1.35×25=33.75
倾覆力矩设计值M(kN·m)
1.35Mk=1.35×2686=3626.1
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
1.35Fk'=1.35×646=872.1
水平荷载设计值Fv'(kN)
1.35Fvk'=1.35×100.6=135.81
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.35Mk'=1.35×2680=3618
三、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h(m)
1.5
承台长l(m)
5
承台宽b(m)
5
承台长向桩心距al(m)
3.4
承台宽向桩心距ab(m)
3.4
承台参数
承台混凝土等级
C30
承台混凝土自重γC(kN/m3)
26
承台上部覆土厚度h'(m)
0
承台上部覆土的重度γ'(kN/m3)
19
承台混凝土保护层厚度δ(mm)
50
配置暗梁
否
承台底标高d1(m)
2.65
基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值:
Gk=bl(hγc+h'γ')=5×5×(1.3×26+0×19)=845kN
承台及其上土的自重荷载设计值:
G=1.35Gk=1.35×845=1140.75kN
桩对角线距离:
L=(ab2+al2)0.5=(3.42+3.42)0.5=4.808m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下:
Qk=(Fk+Gk)/n=(746+845)/4=397.75kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下:
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L
=(746+845)/4+(2686+25×1.3)/4.808=963.123kN
Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L
=(746+845)/4-(2686+25×1.3)/4.808=-167.623kN
2、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下:
Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L
=(1007.1+1140.75)/4+(3626.1+33.75×1.3)/4.808=1300.217kN
Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L
=(1007.1+1140.75)/4-(3626.1+33.75×1.3)/4.808=-226.292kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩类型
灌注桩
桩直径d(mm)
800
桩混凝土强度等级
C30
桩基成桩工艺系数ψC
0.75
桩混凝土自重γz(kN/m3)
25
桩混凝土保护层厚度б(mm)
50
桩底标高d2(m)
-17.8
桩有效长度lt(m)
20.45
桩配筋
桩身普通钢筋配筋
HRB40013Φ14
自定义桩身承载力设计值
是
桩身承载力设计值
3000
桩裂缝计算
钢筋弹性模量Es(N/mm2)
200000
普通钢筋相对粘结特性系数V
1
最大裂缝宽度ωlim(mm)
0.1
裂缝控制等级
三级
地基属性
地下水位至地表的距离hz(m)
1.3
自然地面标高d(m)
5.9
是否考虑承台效应
否
土名称
土层厚度li(m)
侧阻力特征值qsia(kPa)
端阻力特征值qpa(kPa)
抗拔系数
承载力特征值fak(kPa)
粉质黏土
1.1
25
0
0.1
-
淤泥
15
12
0
0.7
-
粉质黏土
6.6
30
0
0.7
-
砂土状强风化花岗岩
1
90
3000
0.65
-
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长:
u=πd=3.14×0.8=2.513m
桩端面积:
Ap=πd2/4=3.14×0.82/4=0.503m2
Ra=ψuΣqsia·li+qpa·Ap
=0.8×2.513×(12.85×12+6.6×30+1×90)+3000×0.503=2398.096kN
Qk=397.75kN≤Ra=2398.096kN
Qkmax=963.123kN≤1.2Ra=1.2×2398.096=2877.715kN
满足要求!
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=-167.623kN<0
按荷载效应标准组合计算的桩基拔力:
Qk'=167.623kN
桩身位于地下水位以下时,位于地下水位以下的桩自重按桩的浮重度计算,
桩身的重力标准值:
Gp=lt(γz-10)Ap=20.45×(25-10)×0.503=154.295kN
Ra'=ψuΣλiqsiali+Gp=0.8×2.513×(0.7×12.85×12+0.7×6.6×30+0.65×1×90)+154.295=767.615kN
Qk'=167.623kN≤Ra'=767.615kN
满足要求!
3、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积:
As=nπd2/4=13×3.142×142/4=2001mm2
(1)、轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值:
Q=Qmax=1300.217kN
桩身结构竖向承载力设计值:
R=3000kN
Q=1300.217kN≤3000kN
满足要求!
(2)、轴心受拔桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值:
Q'=-Qmin=226.292kN
fyAs=(360×2001.195)×10-3=720.43kN
Q'=226.292kN≤fyAs=720.43kN
满足要求!
4、桩身构造配筋计算
As/Ap×100%=(2001.195/(0.503×106))×100%=0.398%≥0.35%
满足要求!
5、裂缝控制计算
裂缝控制按三级裂缝控制等级计算。
(1)、纵向受拉钢筋配筋率
有效受拉混凝土截面面积:
Ate=d2π/4=8002π/4=502655mm2
As/Ate=2001.195/502655=0.004<0.01
取ρte=0.01
(2)、纵向钢筋等效应力
σsk=Qk'/As=167.623×103/2001.195=83.762N/mm2
(3)、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数
ψ=1.1-0.65ftk/(ρteσsk)=1.1-0.65×2.01/(0.01×83.762)=-0.46
取ψ=0.2
(4)、受拉区纵向钢筋的等效直径
dep=Σnidi2/Σniνidi=(13×142+)/(13×1×14)=14mm
(5)、最大裂缝宽度
ωmax=αcrψσsk(1.9c+0.08dep/ρte)/Es=2.7×0.2×83.762×(1.9×50+0.08×14/0.01)/200000=0.047mm≤ωlim=0.1mm
满足要求!
五、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB400Φ22@200
承台底部短向配筋
HRB400Φ22@200
承台顶部长向配筋
HRB400Φ22@200
承台顶部短向配筋
HRB400Φ22@200
1、荷载计算
承台计算不计承台及上土自重:
Fmax=F/n+M/L
=1007.1/4+3626.1/4.808=1005.904kN
Fmin=F/n-M/L
=1007.1/4-3626.1/4.808=-502.354kN
承台底部所受最大弯矩:
Mx=Fmax(ab-B)/2=1005.904×(3.4-1.8)/2=804.724kN.m
My=Fmax(al-B)/2=1005.904×(3.4-1.8)/2=804.724kN.m
承台顶部所受最大弯矩:
M'x=Fmin(ab-B)/2=-502.354×(3.4-1.8)/2=-401.884kN.m
M'y=Fmin(al-B)/2=-502.354×(3.4-1.8)/2=-401.884kN.m
计算底部配筋时:
承台有效高度:
h0=1300-50-22/2=1239mm
计算顶部配筋时:
承台有效高度:
h0=1300-50-22/2=1239mm
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=1007.1/4+3626.1/4.808=1005.904kN
受剪切承载力截面高度影响系数:
βhs=(800/1239)1/4=0.896
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离:
a1b=(ab-B-d)/2=(3.4-1.8-0.8)/2=0.4m
a1l=(al-B-d)/2=(3.4-1.8-0.8)/2=0.4m
剪跨比:
λb'=a1b/h0=400/1239=0.323,取λb=0.323;
λl'=a1l/h0=400/1239=0.323,取λl=0.323;
承台剪切系数:
αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.323+1)=1.323
αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.323+1)=1.323
βhsαbftbh0=0.896×1.323×1.43×103×5×1.239=10505.396kN
βhsαlftlh0=0.896×1.323×1.43×103×5×1.239=10505.396kN
V=1005.904kN≤min(βhsαbftbh0,βhsαlftlh0)=10505.396kN
满足要求!
3、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围:
B+2h0=1.8+2×1.239=4.278m
ab=3.4m≤B+2h0=4.278m,al=3.4m≤B+2h0=4.278m
角桩位于冲切椎体以内,可不进行角桩冲切的承载力验算!
4、承台配筋计算
(1)、承台底面长向配筋面积
αS1=My/(α1fcbh02)=804.724×106/(1×14.3×5000×12392)=0.007
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.007)0.5=0.007
γS1=1-ζ1/2=1-0.007/2=0.996
AS1=My/(γS1h0fy1)=804.724×106/(0.996×1239×360)=1811mm2
最小配筋率:
ρ=0.15%
承台底需要配筋:
A1=max(AS1,ρbh0)=max(1811,0.0015×5000×1239)=9293mm2
承台底长向实际配筋:
AS1'=9884mm2≥A1=9293mm2
满足要求!
(2)、承台底面短向配筋面积
αS2=Mx/(α2fclh02)=804.724×106/(1×14.3×5000×12392)=0.007
ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.007)0.5=0.007
γS2=1-ζ2/2=1-0.007/2=0.996
AS2=Mx/(γS2h0fy1)=804.724×106/(0.996×1239×360)=1811mm2
最小配筋率:
ρ=0.15%
承台底需要配筋:
A2=max(AS2,ρlh0)=max(1811,0.0015×5000×1239)=9293mm2
承台底短向实际配筋:
AS2'=9884mm2≥A2=9293mm2
满足要求!
(3)、承台顶面长向配筋面积
αS1=M'y/(α1fcbh02)=401.884×106/(1×1
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