塔吊方案论证后最终修改图(共32页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上杭政储出【2009】82号地块工程塔吊基础专项方案编 制:审 核:批 准: 浙江省长城建设集团股份有限公司2011年5月19日目 录一、编制依据.3二、工程概况.4三、工程地质状况.4四、塔吊计算参数.5五、桩基础设计计算 5六、桩身实际配筋.11七、施工中应注意事项.15八、塔吊避雷措施.16九、主要安全技术措施.16十、塔身与砼结构防水处理办法17十一、多塔作业注意事项17十二、项目组织管理机构19十三、塔吊危险源辨识及应急措施21十四、塔吊基础灌注桩及格构柱偏位处理措施.23附表一:塔吊平面布置图附表二:塔吊位置地质剖面图塔吊基础设计方案一、编制依据1、建筑地基
2、基础设计规范 GB50007-20022、建筑桩基础技术规范 JGJ94-20083、建筑机械使用安全技术规范 JGJ33-20014、浙江城建勘测研究院有限公司提供的本工程岩土工程勘察报告5、浙江南方建筑设计有限公司提供的本工程建筑结构施工图纸6、浙江城建勘测研究院有限公司提供的本工程基坑围护施工图纸7、浙江省建设机械集团有限公司提供的ZJ5710型塔吊说明书8、塔式起重机混凝土基础工程技术规范 JGJ/T187-20099、建筑结构荷载规范 GB50009-2001 (2006版)10、混凝土结构设计规范GB50010-200211、固定式塔式起重机基础技术规范 DB33/T1053-20
3、0812、建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规范 JGJ196-201013、钢结构设计规范(GB50017-2003)14、住建部建质2009(87)号文件15、杭州市质安监总站(2010)33号文件二、工程概况本工程位于杭州丁桥镇中心区,东临勤丰港,南至勤丰路,北侧是一号路的转角杭政储出(2009)82号地块。共有26栋多层(层高3.3m左右)及高层(层高2.8m)组成,其中多层屋檐标高12.8000m,高层屋檐标高50.000m;结构形式为:高层采用框架剪力墙结构、剪力墙结构、多层采用框架结构。本工程总用地面积49250平方米,总建筑面积平方米,其中地上98500平方米,地下53
4、154平方米。本工程0.000标高相当于黄海高程6.000米,室内外高差100mm左右。该工程各责任主体如下:建设单位:浙江上东房地产开发有限公司设计单位:浙江南方建筑设计有限公司基坑围护设计单位:浙江城建勘测研究院有限公司监理单位:浙江省工程咨询有限公司施工单位:浙江省长城建设集团股份有限公司勘察单位:浙江城建勘测研究院有限公司根据工程地质勘察报告,现场自然地坪绝对标高约为5.100m6.000m.工程由于外界因素变化,基坑外场地受限制,经过协商,塔吊位置均安装在基坑内(坑底标高均为-6.100m,自然地面标高为-0.900m0.000)。具体位置详见塔吊平面布置图。1#(距轴-2.255米
5、,轴1.300米)塔吊采用浙江省建设机械有限公司的ZJ5710型塔吊,(塔吊桩基位置详见附图),57m臂,搭设高度60m左右; 2#(距轴-1.335米,3/M轴1.135米)采用浙江省建设机械有限公司的ZJ5710型塔吊,搭设高度28m左右,57m臂;3#(距Y19轴0.805米,轴-1.065米)、4#(距轴1.720米,6-E轴3.275米)、5#(距轴1.117米,D4-E轴4.350米)、6#(距轴1.105米,2/J轴0.895米),6台塔吊均采用浙江省建设机械有限公司的ZJ5710型塔吊塔吊,搭设高度约60米,57m臂,(25m设第一道附墙拉结,40m第二道附墙拉结)。根据工程实
6、际情况,塔吊采用钢构逆作法施工,塔吊在基础土方开挖前先行安装使用,随着基坑开挖,对钢构进行水平支撑、斜撑的焊接加固,详见附图。三、工程地质状况根据现场总平面布置及地质勘察报告,1#塔吊位于ZK137钻孔桩附近,2#塔吊位于ZK97钻孔附近,3#塔吊位于ZK14钻孔附近,4#塔吊位于ZK10钻孔附近,5#塔吊位于ZK34钻孔附近,6#塔吊位于ZK44钻孔附近,桩顶均按相对标高-6.100计算。各塔吊所在位置地质状况如下:附表一土层编号土层名称本层土厚度(m)桩侧阻力特征值KPa桩端阻力特征值KPa1#2#3#4#5#6#-2淤泥质粉质粘土8.37.07.07.07.07.07-1淤泥质粘土5.2
7、10.43.83.75.26.58-2粉质粘土33.516-1粉质粘土0.95.26.33.520-2粉质粘土7.26.45.72.23.74.331含碎石粉质粘土3.90.91.02.52.83.336-a全风化安山玢岩1.70.87.64.39.54.128-b强风化安山玢岩2.93.06.66.03.05.9502200四、塔吊计算参数根据本工程实际情况,塔吊在安装至最大高度时,所受荷载最大,此时塔吊最为危险。为此,进行塔吊计算时,按最大高度进行验算。1、ZJ5710塔吊在60米高度时受力情况:(不包含格构柱高度)工况FV(KN)Fh(KN)M1(KN*m)M2(KN*m)MK(KN*m
8、)非工作44971166800工作5093110398572702、1#-6#塔吊基础桩采用4根800钻孔灌注桩,桩心距1.6米,桩入土深度分别为: 38.20m、36m、34.2m、35m、40.7m、37.6m,桩身砼强度C30。1#、2#、3#、4#、5#、6#塔吊桩顶标高均为-6.100m, 四肢角钢格构柱直接埋设在桩内,与桩搭接3米,格构柱与桩钢筋笼电焊焊接, 格构柱伸出自然地坪与塔机连接,塔吊在挖土前先安装,塔吊基础采用钢格构柱进行整体加固。五、桩基础设计验算(一)根据该地块岩土工程地质勘察报告,1#、3#、4#、5#、6#塔吊所在位置地质情况相近,安装相同塔吊型号,搭设高度(60
9、米)及臂长(57米)均相同,分别对塔吊进行塔吊基础计算,1#、3#、4#、5#、6#塔吊格构柱长度5.7米,2#塔吊格构柱长度4.8米(均不包括桩内3米),实际计算以11.4米(2倍格构柱长度) (二) 塔吊桩基础竖向力计算(按非工作状态计算)计算简图:钢格构柱基础计算模型示意图 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。格构柱自重:GK=30KNL_M1+Fhhhhn_Fv+GKQik=(449+30=119.751095.032 KN )4(1668+7111.4) (1.4141.6)因此 Nikmax =1179.60KN;Nikmin =-922.60
10、KN因此 Qikmax =1214.78KN;Qikmin =-975.28KN(三)1#塔吊单桩承载力特征值: 最大压力: Ra1=2.512(8.37+5.28+316+7.231+3.936+1.728+2.950)+2200.0000.503=2900.73kN1#塔吊桩的有效长度:32.2米由于2872.60KN1214.78KN, 满足要求。同样得2#塔吊单桩承载力特征值:Ra2=2.512(7.07+10.48+0.920+6.431+0.936+0.828+3.050)+2200.0000.503=2496.74kN2#塔吊桩的有效长度:29.4米3#塔吊单桩承载力特征值:Ra
11、3=2.512(7.07+3.88+5.220+5.731+1.036+7.128+3.050)+2200.0000.503=3101.19kN3#塔吊桩的有效长度:28.2米4#塔吊单桩承载力特征值:Ra4=2.512(7.07+3.78+6.320+2.231+2.536+4.328+3.050)+2200.0000.503=2695.0kN4#塔吊桩的有效长度:29.0米5#塔吊单桩承载力特征值:Ra5=2.512(7.07+5.28+3.516+3.731+2.836+9.528+3.050)+2200.0000.503=3058.99kN5#塔吊桩的有效长度:34.7米6#塔吊单桩承
12、载力特征值:Ra6=2.512(7.07+6.58+3.520+4.331+3.336+4.128+3.050)+2200.0000.503=2832.40kN6#塔吊桩的有效长度:31.6米因实际施工中桩心距为1.6米,小于2.5D=2.0米,复核桩的承载力计算时乘以折扣系数0.7,以2#塔吊(桩承载力最小)为例,Ra2=2496.74kN0.7=1747.72 kN1747.72KNQikmax =1214.78KN因此,以上单桩承载力特征值均大于Qikmax =1214.78KN, 满足要求。(四)桩身承载力验算身承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第5.8.2条
13、根据以上计算方案可以得到桩的轴向压力设计值,取其中最大值N=1214.78kN 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式: 即0.7500.502716.70010006296.318KNN 其中 c基桩成桩工艺系数,取0.750 fc混凝土轴心抗压强度设计值,fc=16.700N/mm2; Aps桩身截面面积,Aps=0.5027m2。 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,受压钢筋只需构造配筋! 桩身受拉计算,依据建筑桩基技术规范JGJ94-2008 第5.8.7条 受拉承载力计算,最大拉力 N=975.28kN 经过计算得到受拉钢筋截面面积 As= 3085.74mm2。 综上所述,全部纵向
14、钢筋采用构造配筋且配筋面积不能小于3085.74mm2 构造规定:灌注桩主筋采用612根直径12mm14mm,配筋率不小于0.3%!(五)桩抗拔承载力计算 (以2#塔吊桩计算)上述计算的桩顶竖向力Ni若为负值,则须计算基桩的抗拔承载力,该负值作为桩的抗拔设计值N,按下列公式进行复核: 0NUk/s (5.2.17)其中 0建筑桩基重要性系数,取1.0;Uk桩基的抗拔极限承载力标准值,Uk =iqsikili; i抗拔系数,砂土取0.500.70,粘性土、粉土取0.700.80; qsik桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值,按工程地质资料取值; i破坏表面周长;li第i层土层的厚度,取值按工
15、程地质资料;s桩侧阻力分项系数。 解得: Ra2=2.512(7.07+10.48+0.920+6.431+0.936+0.828+3.050)+2200.0000.503=2496.74kN 0NUk/s=0.72496.7KN=1747.72KN 由于: 975.28KN 1747.74KN 满足要求! 因各塔吊桩基础的抗拔承载力均大于2#塔吊的桩基础抗拔力,且均远大于975.28KN,因此桩基抗拔均满足要求。(九)桩式基础格构柱计算 依据钢结构设计规范(GB50017-2003)1. 格构柱截面的力学特性: 格构柱的截面尺寸为0.460.46m; 主肢选用:12.5号角钢bdr=1251
16、2510mm; 缀板选用(mm):0.010.40 主肢的截面力学参数A0=24.37cm2,Z0=3.45cm,Ix0=361.67cm4,Iy0=361.67cm4; 格构柱截面示意图 格构柱的y-y轴截面总惯性矩: 格构柱的x-x轴截面总惯性矩: 经过计算得到: Ix=4361.67+24.37(46/2-3.45)2=38708.37cm4; Iy=4361.67+24.37(46/2-3.45)2=38708.37cm4; 2. 格构柱的长细比计算: 格构柱主肢的长细比计算公式: 其中 H 格构柱的总高度,取11.40m; I 格构柱的截面惯性矩,取,Ix=38708.37cm4,I
17、y=38708.37cm4; A0 一个主肢的截面面积,取24.37cm2。 经过计算得到x=50.19,y=50.19。 格构柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比计算公式: 其中 b 缀板厚度,取 b=0.01m。 h 缀板长度,取 h=0.40m。 缀板间距2b1237=74mm缀板 :400X250X10mm700mm a1 格构架截面长,取 a1=0.46m。 经过计算得 i1=(0.032+0.302)/48+50.462/80.5=0.37m。 1=11.40/0.37=30.81。 换算长细比计算公式: 经过计算得到kx=57.13,ky=57.13。 3. 格构柱的整体稳定性计算:
18、 格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式: 其中 N 轴心压力的计算值(kN);取 N=1214.78kN; A 格构柱横截面的毛截面面积,取424.37cm2; 轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数;根据换算长细比 0x=57.13,0y=57.13,查钢结构设计规范得到x=0.82,y=0.82。经过计算得到 X方向的强度值为146.48N/mm2,不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求! Y方向的强度值为146.48N/mm2,不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求! 4. 分肢稳定性计算单根角钢长细比1=(L1-L2)/iy0=(70-25)/2.78=16.18b类构
19、件查轴心受压构件稳定系数表得:=0.991(N/n+Nm)/( Au)=(1170.85/4)/(0.9912737)107.92215N/mm2长细比1=16.1857.13(10.5x)所以可不计算分肢稳定性 5. 缀板计算钢格构柱剖面示意 钢格构柱平面示意按照规范规定,在同一截面处缀板的线刚度(缀板截面惯性矩和b1之比值)之和不得小于分肢线刚度(分肢截面惯性矩和L1之比值)的6倍。取缀板宽度2b1/3,厚度b1/40,满足上述要求。6. 缀板与分肢连接的焊缝计算:缀板与分肢连接处的内力为:剪力: Vj=V L1/(2 b1) (5.2.110)=2466070237=23.33KN弯距:
20、 Mj=V L1/ 4 (5.2.111) =24.667004=N.mm式中: (5.2.112)=1=24.66KNL1相邻两缀板轴线间的距离;b1分肢轴线间的距离;A 格构柱横截面的毛截面面积;f 钢材的抗弯强度设计值;fy 钢材的屈服强度;缀板与分肢连接采用角焊缝,三面围焊,计算时偏安全地仅考虑竖直焊缝,焊缝计算公式为: (5.2.113)=82.16160 N/mm2 满足要求式中:f按焊缝有效截面(Lwhe)计算,垂直于焊缝长度方向的应力,f= Mj/Wf= Mj/(heLw2/6) (5.2.114) =80.30N/mm2 f按焊缝有效截面(Lwhe)计算,沿焊缝长度方向的剪应
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