最新《施工组织设计》天华苑塔吊基础方案书8.doc
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1、浙江正益建设发展有限公司 天华苑二期项目部天华苑塔吊基础方案书一、工程概况天华苑二期工程,位于嘉兴市中环东路西侧、泾水路南侧;结构形式属于框剪结构;地上18层;地下1层,地下室底板顶标高-4.15米,地下室层高3.5米;建筑高度:54.00m;标准层层高:2.90m ;总建筑面积:23000.00平方米;总工期:480天;施工单位:浙江正益建设发展有限公司。本工程由嘉兴市中油燕嘉房地产有限公司投资建设,浙江省中房建筑设计研究院设计,嘉善县恒基工程勘察有限公司地质勘察,浙江嘉宇工程管理有限公司监理,浙江正益建设发展有限公司组织施工;由楼旭耀担任项目经理,王建明担任技术负责人。二、塔吊选用根据天华
2、苑二期的工程特点,在该工程的垂直运输机械选用上,我项目部优先考虑采用由浙江建机设计生产的QTZ63(ZJ5510)型自升附着式建筑塔式起重机。TZ63(ZJ5510)起重机为水平臂架,臂长55米,小车变幅,最大起重量为6T,上回转自升式多用途塔式起重机。本工程高度50米,地下室至0.00高度为4.15米,塔吊总安装高度按69米计算,塔吊自重为391KN。结合工程平面布置,考虑经济够用原则,本工程选用QTZ63(ZJ5510)型自升附着式建筑塔式起重机一台,布置于11#楼东侧地下室M轴和N轴之间,距11#楼约4.50米。塔吊工作半径:10#楼三分之二,11#楼全部,12#楼全部。(具体见塔吊工作
3、半径范围图)三、塔吊的基本参数信息塔吊型号:QTZ63, 塔吊起升高度H=69.000m,塔吊倾覆力矩M=630kN.m, 混凝土强度等级:C35,塔身宽度B=1.6m, 基础以上土的厚度D=1.250m,自重F1=391kN, 基础承台厚度Hc=1.250m,最大起重荷载F2=60kN, 基础承台宽度Bc=5.000m,桩钢筋级别:II级钢, PHC管桩直径=0.500m,桩间距a=3.5m, 承台箍筋间距S=200.000mm,承台砼的保护层厚度=50mm, 管桩的空心直径:0.30m。 四、塔吊位置构造布置1、根据塔吊的安装要求,结合地质勘探报告及施工现场实际施工需要,拟将QTZ63(Z
4、J5510)型塔吊的固定承台基础布置于11#楼B轴东侧地下车库内、M轴与N轴之间,塔吊中心距11#楼约4.50米。塔吊钢筋承台基础底面埋深-7.05米(相对本工程0.00标高)。(具体位置见塔吊平面位置图)2、根据塔吊使用手册的要求,QTZ63(ZJ5510)型塔吊的固定式承台基础为钢筋混凝土基础,基础尺寸为500050001250(基础长度宽度高度),混凝土标号C35,基础的承拉力0.2Mpa,基础总重量75T,混凝土基础地面的承压能力0.2Mpa,且要求基础表面平整,确保塔身安装后的垂直度。3、根据地质勘察报告的结果,拟定布置塔式起重机部位的土层为粘土层,该土层分布厚度为2.5米左右,综合
5、特征值仅有65Kpa。其土层的综合特征值不符合塔吊基础承压能力0.2Mpa(200Kpa)的要求。4、根据地质勘探的结果,该地基土层的综合特征值比较弱,且基础下存在较厚软弱土层中,无较硬的土层作为持力层。故根据地质勘探结果及从技术与经济的角度,选用PHC500(100)预应力管桩,桩端进入6-2层土5.50米,为摩擦型端承桩,即桩在极限荷载的作用下,桩顶的荷载由桩侧的阻力承受。针对工程塔基所处位置的土质对应的土孔Z5、Z7的有关数据整理如下: 代 表土 层土层厚度(M)土层综合特征值(Kpa)土侧阻力标准值(Kpa)土端阻力标准值(Kpa)粉质粘土2.556650粉质粘土2.8340-1粉质粘
6、土4.4280-2粘土5.8721200塔吊基础选用PHC500(100)管桩。有效桩长15.0m,桩身混凝土强度C60,桩顶标高-4.85M(相对标高),n=4。5、考虑塔吊基础本身的沉降因素,为避免因塔吊基础沉降对永久工程造成的损害,设计塔吊承台与工程基础底板分离,即塔吊承台顶面位于永久工程基础底板下,具体做法见下图,待塔吊拆除后用外掺12%UEA膨胀混凝土浇捣密实。6、塔吊穿越地下车库顶板做法:顶板绑扎钢筋时,附加钢筋配筋与原顶板内钢筋相同,隔一加一,同一搭接位置内钢筋接头率50%,焊接,单面焊10D;混凝土C40,内掺12%UEA,S6;另以塔吊穿越顶板施工洞四周梁为界,板四周混凝土搭
7、接处附加卷材一道,再满铺防水卷材。具体做法如下图:五、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=391.00kN, 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)=541.20kN, 塔吊的倾覆力矩M=1.4630.00=882.00kN。 六、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算 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=541.20kN; G桩基承台的自重
8、G=1.2(25BcBcHc/4+20BcBcD/4)= 1.2(255.005.001.25+205.005.001.25)=1687.50kN; Mx,My承台底面的弯矩设计值,取882.00kN.m; xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=1.75m; 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=(541.20+1687.50)/4+882.001.45/(4 1.452)=709.24kN。2. 矩形承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范JGJ94-2008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); x
9、i,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.65m; Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN),Ni1=Ni-G/n=287.37kN/m2;经过计算得到弯矩设计值:Mx1=My1=2287.370.65=373.58kN.m。七、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,l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=1200.00
10、mm; fy钢筋受拉强度设计值,fy=300.00N/mm2;经过计算得:s=373.58106/(1.0016.705000.001200.002)=0.003; =1-(1-20.003)0.5=0.003; s =1-0.003/2=0.998; Asx =Asy =373.58106/(0.9981200.00300.00)=1039.34mm2。八、矩形承台斜截面抗剪切计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-2008)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=709.24kN我们考虑承台配置箍筋的情况,斜截面受剪
11、承载力满足下面公式: 其中,o建筑桩基重要性系数,取1.00; bo承台计算截面处的计算宽度,bo=5000mm; ho承台计算截面处的计算高度,ho=1200mm; 计算截面的剪跨比,x=ax/ho,y=ay/ho, 此处,ax,ay为柱边(墙边)或承台变阶处 至x, y方向计算一排桩的桩边的水平距离,得(Bc/2-B/2)-(Bc/2-a/2)=650.00mm, 当 3时,取=3, 满足0.3-3.0范围; 在0.3-3.0范围内按插值法取值。得=0.54; 剪切系数,当0.31.4时,=0.12/(+0.3);当1.43.0时,=0.2/(+1.5), 得=0.14; fc混凝土轴心抗
12、压强度设计值,fc=16.70N/mm2; fy钢筋受拉强度设计值,fy=300.00N/mm2; S箍筋的间距,S=200mm。则,1.00709.24=7.09105N0.14300.0050001200=1.43107N;经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!九、桩承载力验算桩承载力计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-2008)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=709.24kN;桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式: 其中,o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
13、=2.83105mm2。则,1.00709243.97=7.09105N14.302.83105=4.04106N;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!构造配筋按塔吊说明书要求塔吊基础做法。十、桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)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=709.24kN;单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算: 其中 R单桩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: 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
14、1/2承台宽度深度范围(5m)内地基土极限阻力标准值,取qck= 220.000 kPa; Ac -承台底地基土净面积;取Ac=5.0005.000-40.283=23.869m2; n -桩数量;取n=4; c承台底土阻力群桩效应系数;按下式取值: s, p, c分别为桩侧阻群桩效应系数,桩端阻群桩效应系数,承台底土阻力群桩效应系数; s,p, c分别为桩侧阻抗力分项系数,桩端阻抗力分项系数,承台底土阻抗力分项系数; 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=1.885m; Ap桩端面积,取Ap=0.283m2; li第i层土层的厚度;各土层厚度及
15、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) 土名称 1 12.80 12.00 0.00 淤泥粉质粘土 2 1.20 40.00 0.00 -1粉质粘土 3 8.10 56.00 800.00 -2粘土 由于桩的入土深度为15.00m,所以桩端是在进入第-2层土层2米。单桩竖向承载力验算: R=1.88(12.8012.001.06+1.2040.001.06+2.0056.000.95)/1.67+1.24800.000.283/1.67+0.56(220.00023.869/4)/1.650=9.72102kNN=709.244kN;上式计算
16、的R的值大于最大压力709.24kN,所以满足要求!十一、塔吊安装步骤1、 按塔吊基础承台位置布置图施打4根PHC500(100)-A-15预应力混凝土管桩,桩项标高-4.85米,桩心间距3.50米;2、 待管桩达到固结养护时间后,开挖塔吊基础承台,基底开挖面积为7.07.0,采用1:1.5放坡开挖;3、 按塔吊基础承台位置浇筑5.25.2的C15混凝土垫层,在垫层上用墨线弹出承台位置和塔吊地下节位置;4、 制作钢筋笼,5208L200,钢筋笼长3.50米,伸入桩芯2.80米,桩芯C35混凝土灌芯,0.70米钢筋弯成600 锚入塔吊承台;5、 绑扎塔吊承台底板钢筋,2620双向,底板保护层50
17、mm;6、 按垫层预先标出的地下节位置摆放塔吊原厂制作的地下节,与底板钢筋焊接固定,并保持地下节平面成水平,地下节出承台高度以700-1000为宜(定制地下节高度2000MM,1.40米处焊50MM宽止水钢板,厚5mm)。7、 绑扎承台上部钢筋,配筋同底板钢筋,并与地下节焊接牢固。8、 用14钢筋制作拉筋,400,梅花间隔,将上下板筋网连成整体;9、 支模,再次确认地下节成水平固定,C35混凝土浇捣承台,要求混凝土入承台成四边均匀放入,防止地下节不水平;10、 待承台混凝土强度达到设计要求,修正地下节水平,按塔吊安装程序安装标准节,首次安装高度不超18米(本塔吊自由高度40米),满足地下室施工
18、需要即可。11、 本工程塔吊总高度69米,设计设置附墙连接件两道,每一道附墙安装高度为7层(0.00以上20.30);第二道附墙安装高度距第一道附墙23.20米(即安装于15层),第二道附墙上塔吊自由高度为21.00米。十三、塔吊注意事项(一)、初始组装1、将塔吊基础中的地下节用水准仪测平。2、连续安装两个标准节,标准节之间用8 只M 36 的高强度螺栓连接,予紧力应达到30吨(安装时应注意方向)。3、在地面上将爬升架拼成整件,并装好液压系统,然后将爬升架吊起,套在标准节外面。(爬升架的外伸框架要与标准节的爬升耳板在不同的两个侧面)4、在地面上先将上下支座以及回转机构,回转承台、平台等装为一体
19、,然后将这一套部件吊起安装在塔身节上,用16 个M24 和8 个M36 的高强度螺栓将下支座分别与爬升架和塔身节相连。5、在地面上将塔帽和回转塔身装好,并将平衡臂拉杆的第一节与塔顶用销轴连接好,然后吊起,用16 个M30 的高强度螺栓将回转塔节和上支座联接。(要注意上部耳板和塔臂的方向)。6、在地面上拼装好平衡臂,并将卷扬机构,配电箱等装好在平衡臂上,接好各部分所需电线,然后将平衡臂吊起与回转塔身用销轴固接完毕后,再提升平衡臂成一角度,至平衡臂拉杆的安装位置,安装好平衡臂拉杆后,再将吊车卸载。7、吊起重2.3 吨的平衡重一块,放在平衡臂的最后部。8、在地面上,先将司机室的各电气设备检查好以后,
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