1#楼塔吊基础施工方案

1#

楼

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机

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础

施

工

方

案

编  制:                  

审  核:                               

审  批:               

中南世纪城4#地块项目

2013年09月

目    录

一、工程概况 ……………………………………………………………02

二、 塔式起重机定位选择及型号 ………………………………………03

三、 塔式起重机的基础设计方案与施工 ………………………………03

四、 QTZ50塔式起重机基础验算 ……………………………………04

五、 塔式起重机基础施工的安全技术措施 ……………………………12

一、

工程概况：

本工程为潜江中南房地产发展有限公司建设的潜江市新城区兴隆大道北侧、范新路东侧（4#地块）1#楼，拟建工程框剪结构组成。正负零标高35.00m，总建筑面积11045.37m2。其中地下2层，地下建筑面积995.24m2，地上总建筑面积9917.53m2，24层，局部机房27层,建筑高度76.5米

本工程由潜江中南房地产发展有限公司投资建设，中船第九设计研究院工程有限公司设计，湖北九州建设项目咨询管理有限责任公司监理，宝业湖北建工第二建设有限公司组织施工。

根据武汉市测绘研究院报告《潜江中南世纪城（4#地块）岩土工程勘察报告》(电子版)从地表至深层依次为：

1、素填土(层序1)：厚度约为0.4～0.8m

2、粉土夹黏土夹粉土（层序2-1）：厚度约为0.6～3.2m

3、粉土夹粉质黏土(层序2-2)：厚度约为1.8～5.4m

4、粉砂夹粉土(层序2-3)：厚度约为：0.6～5.2m

5、黏土(层序2-4)：厚度约为：1.6～3.8m

6、黏土(层序2-5)：厚度约为：1～3.5m

7、黏土(层序2-6)：厚度约为：2.2～6.2m

8、黏土(层序2-7)：厚度约为：1.9～7m

9、粉质黏土(层序2-8)：厚度约为：1～5.2m

10、粉砂(层序3-1)：厚度约为：1.3m

11、粉细砂(层序3-2)：厚度约为：7.7～14.4m

12-1、细砂(层序3-3)：厚度约为：4.8～13.9m

12-2、中粗砂夹圆砾(层序3-4)：厚度约为：4.5～13.7m

13、粉土夹粉质黏土(层序3-5)：厚度约为：0.6～5.2m

根据施工需要，采用1台济南恒升工程机械有限公司生产的QTZ50塔式起重机，塔机基础方案叙述如下：

二、塔式起重机型号及定位选择：

1、塔式起重机型号及定位的选择：

塔式起重机主要用于结构施工中的水平垂直运输，特别是砼、钢筋、模板的运输，根据本工程的具体情况，它主要满足以下要求：

、主楼主体建筑标高为76.5M，要求所有安装的塔式起重机通过附着起吊钢筋、模板及砼的起升高度基本上能满足主体结构施工。

(2)、本工程的土方、钢筋、模板及各种构件的垂直运输工作大，要求塔式起重机的起重量大，提升速度快，以提高工效，满足工期要求。

(3)、选用的塔式起重机使用费用应经济合理，有利于降低工程成本。

2、塔式起重机定位要满足以下要求：

、服务范围要广，应尽量满足工作面的要求，减少服务死角。

、要尽量避开建筑物的突出部位，减少对施工的影响。

、塔吊附着要安全可靠，基础应具有足够的承载力和稳定性。

、要保证塔式起重机拆除时的场地条件。

经项目部与公司各相关部门研究后，决定在1#楼的南侧22~23/P轴处安装一台QTZ50塔式起重机，臂长为50m，最高爬升高度85M能满足1#楼主体屋面的施工要求,塔式起重机安装、拆除时，起重臂朝东西向，可顺利拆除。

三、塔式起重机的基础设计方案与施工：

1、塔式起重机基础的设计方案：

塔式起重机的安装位置在地下室外侧东南角，基础为承台与桩基相结合的形式，承台顶面标高比地下室底板面高500MM。桩采用四根ø500壁厚125MM预应力砼管桩，桩身砼强度等级为C80，根据地质报告,试桩记录配桩约35M.塔基基础做法为设5300×5300×1350的承台，砼设计强度等级为C30，塔式起重机在承台上预埋螺栓（根据机械生产厂家提供）。塔机基础承台与管桩连接大样详《预应力混凝土管桩10G409》第42页。

2、塔式起重机基础施工：

塔式起重机基础施工流程如下：

、塔式起重机预应力管桩的施工；

、钢筋砼承台的立模、扎筋、支脚铁件预埋浇筑砼；

、待承台砼达到设计的强度等级后，应进度要求塔式起重安装调试。

四、QTZ50塔式起重机基础验算：

QTZ50塔式起重机的型号及参数

根据工程的要求及公司的安排：所选用QTZ50塔式起重机的机械参数详见说明书（由机械生产厂家提供）。

现场具体情况详见由武汉市测绘研究院报告《潜江中南世纪城（4#地块）岩土工程勘察报告》(电子版)。

计算书及基础配筋如下：

     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 

 （1）、塔机属性

   1、塔机传递至基础荷载标准值

矩形桩式基础布置图

    承台及其上土的自重荷载标准值：

    Gk=bl(hγc+h'γ')=5.3×5.3×(1.35×25+0×19)=948.04kN

    承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.35Gk=1.35×948.04=1279.85kN

    桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(4.42+4.42)0.5=6.22m

  1、荷载效应标准组合

    轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(461.4+948.04)/4=352.36kN

    荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：

    Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L

       =(461.4+948.04)/4+(9.77+33.95×1.35)/6.22=514.77kN

    Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L

       =(461.4+948.04)/4-(9.77+33.95×1.35)/6.22=1.95kN

  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

      =(622.+1279.85)/4+(1302.44+45.83×1.35)/6.22=694.94kN

    Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L

      =(622.+1279.85)/4-(1302.44+45.83×1.35)/6.22=256.43kN

 （4）、桩承载力验算

    桩身周长：u=πd=3.14×0.5=1.57m

    桩端面积：Ap=πd2/4=3.14×0.52/4=0.2m2

    Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap

      =1.57×(1.4×23+1.6×17+3.5×23+2.9×28+2.6×30+5.7×33+1.4×24+5.9×27)+1600×0.2=1382.46kN

    Qk=352.36kN≤Ra=1382.46kN

    Qkmax=514.77kN≤1.2Ra=1.2×1382.46=1658.95kN

    满足要求！

  2、桩基竖向抗拔承载力计算

    Qkmin=1.95kN≥0

    不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算！

  3、桩身承载力计算

    纵向预应力钢筋截面面积：Aps=nπd2/4=11×3.14×10.72/4=9mm2

    (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=694.94kN

    ψcfcAp+0.9fy'As'=(0.85×36×0.2×106 + 0.9×(400×9.12))×10-3=6387.26kN

    Q=694.94kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=6387.26kN

    满足要求！

    (2)、轴心受拔桩桩身承载力

    Qkmin=1.95kN≥0

    不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算！

 （5）、承台计算

    承台有效高度：h0=1350-50-22/2=12mm

    M=(Qmax+Qmin)L/2=(694.94+(256.43))×6.22/2=2959.97kN·m

    X方向：Mx=Mab/L=2959.97×4.4/6.22=2093.01kN·m

    Y方向：My=Mal/L=2959.97×4.4/6.22=2093.01kN·m

  2、受剪切计算

    V=F/n+M/L=622./4 + 1302.44/6.22=365.03kN

    受剪切承载力截面高度影响系数：βhs=(800/12)1/4=0.

    塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(4.4-1.6-0.5)/2=1.15m

                                     a1l=(al-B-d)/2=(4.4-1.6-0.5)/2=1.15m

    剪跨比：λb'=a1b/h0=1150/12=0.，取λb=0.；

            λl'= a1l/h0=1150/12=0.，取λl=0.；

    承台剪切系数：αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.+1)=0.92

                  αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.+1)=0.92

    βhsαbftbh0=0.×0.92×1.43×103×5.3×1.29=8019.61kN

    βhsαlftlh0=0.×0.92×1.43×103×5.3×1.29=8019.61kN

    V=365.03kN≤min(βhsαbftbh0， βhsαlftlh0)=8019.61kN

    满足要求！

  3、受冲切计算

    塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=1.6+2×1.29=4.18m

    ab=4.4m>B+2h0=4.18m，al=4.4m>B+2h0=4.18m

    角桩内边缘至承台外边缘距离：cb=(b-ab+d)/2=(5.3-4.4+0.5)/2=0.7m

                                cl=(l-al+d)/2=(5.3-4.4+0.5)/2=0.7m

    角桩冲跨比：：λb''=a1b/h0=1150/12=0.，取λb=0.；

                  λl''= a1l/h0=1150/12=0.，取λl=0.；

    角桩冲切系数：β1b=0.56/(λb+0.2)=0.56/(0.+0.2)=0.51

                  β1l=0.56/(λl+0.2)=0.56/(0.+0.2)=0.51

    [β1b(cb+alb/2)+β1l(cl+all/2)]βhp·ft·h0=[0.51×(0.7+1.15/2)+0.51×(0.7+1.15/2)]×0.95×1430×1.29=2299.61kN

    Nl=V=365.03kN≤[β1b(cb+alb/2)+β1l(cl+all/2)]βhp·ft·h0=2299.61kN

    满足要求！

  4、承台配筋计算

    (1)、承台底面长向配筋面积

    αS1= My/(α1fcbh02)=2093.01×106/(1.04×14.3×5300×122)=0.016

    ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.016)0.5=0.016

    γS1=1-ζ1/2=1-0.016/2=0.992

    AS1=My/(γS1h0fy1)=2093.01×106/(0.992×12×360)=4548mm2

    最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.43/360)=max(0.2,0.18)=0.2%

    梁底需要配筋：A1=max(AS1, ρbh0)=max(4548,0.002×5300×12)=136mm2

    承台底长向实际配筋：AS1'=13812mm2≥A1=136mm2

    满足要求！

    (2)、承台底面短向配筋面积

    αS2= Mx/(α2fcbh02)=2093.01×106/(1.04×14.3×5300×122)=0.016

    ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.016)0.5=0.016

    γS2=1-ζ2/2=1-0.016/2=0.992

    AS2=Mx/(γS2h0fy1)=2093.01×106/(0.992×12×360)=4548mm2

    最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.43/360)=max(0.2,0.18)=0.2%

    梁底需要配筋：A2=max(9674, ρlh0)=max(9674,0.002×5300×12)=136mm2

    承台底短向实际配筋：AS2'=13812mm2≥A2=136mm2

    满足要求！

    (3)、承台顶面长向配筋面积

    承台顶长向实际配筋：AS3'=13812mm2≥0.5AS1'=0.5×13812=6906mm2

    满足要求！

    (4)、承台顶面短向配筋面积

    承台顶长向实际配筋：AS4'=13812mm2≥0.5AS2'=0.5×13812=6906mm2

    满足要求！

    (5)、承台竖向连接筋配筋面积

    承台竖向连接筋为双向Φ10@500。

 （6）、配筋示意图

矩形桩式承台配筋图

矩形桩式桩配筋图

五、塔式起重机基础施工的安全技术措施：

、预应力管桩由专业施工队伍施工，工程质量参照工程桩，桩长35.0米，质量要求如下：

控制轴线定位控制在：±10mm；

砼预应力管桩外观质量必须符合规范验收规定；

焊接质量要求连续、饱满、无气孔、无旱瘤、无裂缝；

焊接质量必须符合《焊接验收规程规定》；

桩顶标高允许偏差值控制在±50mm；

压桩力控制在±5%；

成桩桩位允许偏差必须符合设计验收规范要求。

、打桩时应严格控制桩的垂直度，桩的倾斜度不应超过桩长的0.15%。

、塔式起重机在使用过程中，要设专业人员对其基础沉降进行观测，认真做好记录。

、塔式起重机在使用过程中，每台配置两部对讲机供地面指挥人员与塔机人员进行联系，确保施工吊装过程的安全。

、塔吊承台强度需达到90%设计强度后方可进行整机组装；

、塔吊预埋螺栓必须为高强螺栓，其材料、等级、长度、规格等符合使用说明要求；

、在浇捣砼前通知租赁站预埋好地锚螺栓，在浇捣砼时租赁站派专人看护，保证不移位；

、塔吊基础四周做排水沟；

、塔吊安装均应作好防雷接地及隐蔽验收交接手续。