塔吊专项施工方案Word格式文档下载.docx
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3、QTZ40、QTZ63自升式起重机使用说明书;
4、GB5144—2006《塔式起重机安全规程》;
5、GB50007—2002《建筑地基基础设计规范》。
6、GB/T5031—2008《塔式起重机》;
7、JGJ196—2010《建筑施工塔式起重机安装使用拆卸安全技术规程》;
8、DB33/T1053—2008浙江省工程建设标准《固定式塔式起重机基础设计规程》;
9、建设部建质2009(87)文件。
三、塔吊的选型与布置
本工程上部由33个单体组成,地下室面积较大。
业主对工期要求紧,根据工程实际情况,采用11台自升塔式起重机。
塔吊安装由专业的安拆队伍负责施工,具有相应资质的安拆单位,并出具搭拆专项方案,符合公司机械管理办法要求。
四、塔吊基础设计
根据工程实际情况,11台塔吊在基础土方开挖时投入使用,11台塔吊全部设置于地下室基坑内。
全部塔吊基础采用桩上格构柱承台基础,塔吊桩基础采用Φ800钻孔灌注桩,桩中心距1600mm,桩身配置13Φ18钢筋,箍筋采用螺旋箍筋Φ8@200,加强箍采用Φ12@2000,砼强度等级为C35,四肢角钢格构柱直接埋设在桩内,格构柱长6.4米与桩搭接2.0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,塔吊基座采用双榀I36工字钢制作,用电焊固定在4根格构柱顶。
塔身穿越底板及顶板时,应和设计取得联系,征得设计同意后,方可实施。
工程地质参数详见下表:
层序
岩土名称
桩在此土层平均厚度(m)
土层顶绝对标高(m)
桩周土摩擦力特征值qsa(Kpa)
地基土承载力特征值fak(Kpa)
桩端阻力特征值qpa(Kpa)
-2
粉质粘土
2.30~0.4(取1.35)
2.27~-1.52
11
70
②
淤泥质粉质粘土
10.20~6.00(取8.1)
1.67~-2.26
8
60
15.8~1.60(取8.7)
-5.83~-10.99
9
⑤
12.60~0.60(取6.6)
-10.42~-22.62
27
170
400
-1
10.90~1.20(取6.05)
-13.45~-27.74
23
140
300
15.10~2.50(取8.8)
-22.29~-33.18
26
150
⑧
含粘性土角砾
12.10~0.30(取6.2)
-31.44~-41.37
45
250
1400
⑨-1
14.10~0.60(取7.35)
-33.67~-45.48
35
180
600
⑨-2
15.70~0.40(取8.05)
-37.37~-53.18
44
220
1300
⑨-3
含碎石粉质粘土
26.70~5.00(取15.85)
-42.01~-57.18
38
200
900
由于塔吊只有一种型号,采用同样的基础,所以只计算高层(23层)处的塔吊,其他的不再计算。
基本参数
1、塔吊基本参数
塔吊型号:
QTZ63;
标准节长度b:
2.5m;
塔吊自重Gt:
450.8kN;
塔吊地脚螺栓性能等级:
高强8.8级;
最大起重荷载Q:
60kN;
塔吊地脚螺栓的直径d:
36mm;
塔吊起升高度H:
75m;
塔吊地脚螺栓数目n:
16个;
塔身宽度B:
1.6m;
2、格构柱基本参数
格构柱计算长度lo:
5m;
格构柱缀件类型:
缀板;
格构柱缀件节间长度a1:
0.65m;
格构柱分肢材料类型:
L100x10;
格构柱基础缀件节间长度a2:
1.3m;
格构柱钢板缀件参数:
宽100mm,厚10mm;
格构柱截面宽度b1:
0.4m;
格构柱基础缀件材料类型:
3、基础参数
桩中心距a:
1.6m;
桩直径d:
0.8m;
桩入土深度l:
35m;
桩型与工艺:
泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩;
桩混凝土等级:
C35;
桩钢筋型号:
HRB335;
桩钢筋直径:
18mm;
钢平台宽度:
3.26m;
钢平台厚度:
0.272m;
钢平台的螺栓直径:
30mm;
钢平台的螺栓数目:
钢平台的螺栓性能等级:
4、塔吊计算状态参数
地面粗糙类别:
A类近海或湖岸区;
风荷载高度变化系数:
0.5;
主弦杆材料:
角钢/方钢;
主弦杆宽度c:
250mm;
非工作状态:
所处城市:
浙江宁波市,基本风压ω0:
0.5kN/m2;
额定起重力矩Me:
630kN·
m;
基础所受水平力P:
30kN;
塔吊倾覆力矩M:
1934.36kN·
工作状态:
0.5kN/m2,
非工作状态下荷载计算
一)、塔吊受力计算
1、塔吊竖向力计算
作用在基础上的垂直力:
N=Gt=450.80=450.80kN;
2、塔吊风荷载计算
地处浙江宁波市,基本风压ω0=0.5kN/m2;
挡风系数计算:
φ=(3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb)
挡风系数Φ=0.87;
体型系数μs=1.90;
查表得:
荷载高度变化系数μz=0.50;
高度z处的风振系数取:
βz=1.0;
所以风荷载设计值为:
ω=0.7×
βz×
μs×
μz×
ω0=0.7×
1.00×
1.90×
0.50×
0.50=0.33kN/m2;
3、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算:
Mω=ω×
Φ×
B×
H×
0.5=0.33×
0.87×
1.60×
75.00×
0.5=1296.20kN·
总的最大弯矩值:
Mmax=Me+Mω+P×
h=630.00+1296.20+30.00×
0.27=1934.36kN·
4、塔吊水平力计算
水平力:
Vk=ω×
Φ+P=0.50×
0.87+30.00=81.98kN;
5、每根格构柱的受力计算
作用于承台顶面的作用力:
Fk=450.80kN;
Mkmax=1934.36kN·
Vk=81.98kN;
图中x轴的方向是随时变化的,计算时应按照倾覆力矩Mmax最不利方向进行验算。
(1)、桩顶竖向力的计算
Nik=(Fk+Gk)/n±
Mxkxi/Σxj2
式中:
n-单桩个数,n=4;
Fk-作用于桩基承台顶面的竖向力标准值;
Gk-桩基承台的自重标准值;
Mxk-承台底面的弯矩标准值;
xi-单桩相对承台中心轴的X方向距离;
Nik-单桩桩顶竖向力标准值;
经计算得到单桩桩顶竖向力标准值
最大压力:
Nkmax=Fk/4+(Mkmax×
a×
2-0.5)/(2×
(a×
2-0.5)2)=450.80/4+(1934.36×
(1.60×
2-0.5)2)=967.57kN;
最小压力:
Nkmin=Fk/4-(Mkmax×
2-0.5)2)=450.80/4-(1934.36×
2-0.5)2)=-742.17kN;
需要验算桩基础抗拔力。
(2)、桩顶剪力的计算
V0=1.2Vk/4=1.2×
81.98/4=24.59kN;
二)、塔吊与承台连接的螺栓验算
1、螺栓抗剪验算
每个螺栓所受剪力:
Nvb=nvπd2fvb/4=1×
3.14×
36.002×
250/4=254.47kN;
Nv=1.2Vk/n=1.2×
81.98/16=6.15kN<
254.47kN;
螺栓抗剪强度满足要求。
2、螺栓抗拉验算
n1×
Nt=Nmin
其中:
n1-塔吊每一个角上螺栓的数量,n1=n/4;
Nt-每一颗螺栓所受的力;
Ntb=πde2ftb/4=3.14×
32.252×
400/4=326.69kN;
Nt=1.2Nkmin/n1=1.2×
742.17/4.00=222.65kN<
326.69kN;
螺栓抗拉强度满足要求。
3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算
((Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)1/2≤1
Nv、Nt-一个普通螺栓所承受的剪力和拉力;
Nvb、Ntb、Ncb-一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值;
((Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=((6.15/254.47)2+(222.65/326.69)2)0.5=0.68;
螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。
三)、承台验算
Nv=Vk/n=81.98/16=5.12kN;
30.002×
250/(4×
1000)=176.71kN;
n1-塔吊每一个角上螺栓的数量,即:
n1=n/4;
Nt=Nmin/n1=742.17/4.00=185.54kN;
26.722×
400/(4×
1000)=224.23kN;
((Nv/Nvb)2+(Nt/Ntb)2)0.5=((5.12/176.71)2+(185.54/224.23)2)0.5=0.83;
四)、单肢格构柱截面验算
1、格构柱力学参数
L100x10
A=19.26cm2i=3.05cmI=179.51cm4z0=2.84cm
每个格构柱由4根角钢L100x10组成,格构柱力学参数如下:
Ix1=[I+A×
(b1/2-z0)2]×
4=[179.51+19.26×
(40.00/2-2.84)2]×
4=23403.67cm4;
An1=A×
4=19.26×
4=77.04cm2;
W1=Ix1/(b1/2-z0)=23403.67/(40.00/2-2.84)=1363.85cm3;
ix1=(Ix1/An1)0.5=(23403.67/77.04)0.5=17.43cm;
2、格构柱平面内整体强度
Nmax/An1=1161.09×
103/(77.04×
102)=150.71N/mm2<
f=300N/mm2;
格构柱平面内整体强度满足要求。
3、格构柱整体稳定性验算
L0x1=lo=5.00m;
λx1=L0x1×
102/ix1=5.00×
102/17.43=28.69;
单肢缀板节间长度:
a1=0.65m;
λ1=L1/iv=65.00/1.96=33.16;
λ0x1=(λx12+λ12)0.5=(28.692+33.162)0.5=43.85;
查表:
Φx=0.88;
Nmax/(ΦxA)=1161.09×
103/(0.88×
77.04×
102)=170.73N/mm2<
格构柱整体稳定性满足要求。
4、刚度验算
λmax=λ0x1=43.85<
[λ]=150满足;
单肢计算长度:
l01=a1=65.00cm;
单肢回转半径:
i1=3.05cm;
单肢长细比:
λ1=lo1/i1=65/3.05=21.31<
0.7λmax=0.7×
43.85=30.69;
因截面无削弱,不必验算截面强度。
分肢稳定满足要求。
五)、整体格构柱基础验算
1、格构柱基础力学参数
单肢格构柱力学参数:
Ix1=23403.67cm4An1=77.04cm2
W1=1363.85cm3ix1=17.43cm
格构柱基础是由四个单肢的格构柱组成的,整个基础的力学参数:
Ix2=[Ix1+An1×
(b2×
102/2-b1×
102/2)2]×
4=[23403.67+77.04×
102/2-0.40×
4=1202990.68cm4;
An2=An1×
4=77.04×
4=308.16cm2;
W2=Ix2/(b2/2-b1/2)=1202990.68/(1.60×
102/2)=20049.84cm3;
ix2=(Ix2/An2)0.5=(1202990.68/308.16)0.5=62.48cm;
2、格构柱基础平面内整体强度
1.2N/An+1.4Mx/(γx×
W)=540.96×
103/(308.16×
102)+2708.10×
106/(1.0×
20049.84×
103)=152.62N/mm2<
格构式基础平面内稳定满足要求。
3、格构柱基础整体稳定性验算
L0x2=lo=5.00m;
λx2=L0x2/ix2=5.00×
102/62.48=8.00;
An2=308.16cm2;
Ady2=2×
19.26=38.52cm2;
λ0x2=(λx22+40×
An2/Ady2)0.5=(8.002+40×
308.16/38.52)0.5=19.60;
φx=0.96;
NEX'
=π2EAn2/1.1λ0x22
NEX=148311.09N;
1.2N/(φxA)+1.4βmxMx/(Wlx(1-1.2φxN/NEX))≤f
1.2N/(φxA)+1.4βmxMx/(Wlx(1-1.2φxN/NEX))=-35.86N/mm2≤f=300N/mm2;
格构式基础整体稳定性满足要求。
λmax=λ0x2=19.60<
l02=a2=130.00cm;
ix1=17.43cm;
λ1=l02/ix1=130/17.43=7.46<
19.6=13.72
刚度满足要求。
六)、桩竖向极限承载力验算
单桩竖向承载力标准值按下面的公式计算:
Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAp
u──桩身的周长,u=2.513m;
Ap──桩端面积,Ap=0.503m2;
各土层厚度及阻力标准值如下表:
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
11.3511.000.00粉质粘土
28.108.000.00淤泥质粉质粘土
38.708.000.00淤泥质粉质粘土
46.6027.00400.00粉质粘土
56.0523.00300.00粉质粘土
68.8026.00400.00粉质粘土
76.2045.001400.00含粘性土角砾
87.3535.00600.00粉质粘土
98.0544.001300.00含粘性土角砾
1015.8538.00900.00含碎石粉质粘土
由于桩的入土深度为35.00m,所以桩端是在第6层土层。
单桩竖向承载力验算:
Quk=2.513×
575.8+900×
0.503=1899.533kN;
单桩竖向承载力特征值:
R=Ra=Quk/2=1899.533/2=949.766kN;
Nk=967.574kN≤1.2R=1.2×
949.766=1139.72kN;
桩基竖向承载力满足要求!
七)、抗拔桩基承载力验算
群桩呈非整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值:
Tuk=Σλiqsikuili=931.878kN;
Tuk-桩基抗拔极限承载力标准值;
ui-破坏表面周长,取u=πd=2.51m;
qsik-桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值;
λi-抗拔系数,砂土取0.50~0.70,粘性土、粉土取0.70~0.80,桩长l与桩径d之比小于20时,λ取小值;
li-第i层土层的厚度。
群桩呈整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值:
Tgk=(ulΣλiqsikli)/4=889.878kN;
ul-桩群外围周长,ul=4×
(1.6+0.8)=9.6m;
经过计算得到:
TUk=Σλiqsikuili=931.88kN;
桩基抗拔承载力公式:
Nk≤Tgk/2+Ggp
Nk≤Tuk/2+Gp
其中Nk-桩基上抗拔力设计值,Nk=742.17kN;
Ggp-群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数,Ggp=1008.00kN;
Gp-基桩自重设计值,Gp=439.82kN;
Tgk/2+Ggp=889.878/2+1008=1452.939kN>
742.174kN;
Tuk/2+Gp=931.878/2+439.823=905.762kN>
桩抗拔满足要求。
八)、桩配筋计算
1、桩构造配筋计算
按照构造要求配筋。
As=πd2/4×
0.65%=3.14×
8002/4×
0.65%=3267mm2
2、桩抗压钢筋计算
经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋!
3、桩受拉钢筋计算
经过计算得到桩抗拔满足要求,只需构造配筋!
建议配筋值:
HRB335钢筋,1318。
实际配筋值3308.5mm2。
依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-2008),
箍筋采用螺旋式,直径不应小于6mm,间距宜为200~300mm;
受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时,桩顶以下5d范围内箍筋应加密;
间距不应大于100mm;
当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密;
当考虑箍筋受力作用时,箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定;
当钢筋笼长度超过4m时,应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。
工作状态下荷载计算
N=Gt+Q=450.80+60.00=510.80kN;
Mmax=1.4×
(Me+Mω+P×
h)=1.4×
(630.00+1296.20+30.00×
0.27)=1934.36kN·
0.87+30.00=81.98kN
Fk=510.80kN;
Nik=(F+G)/n±
Myyi/Σyj2;
F-作用于桩基承台顶面的竖向力标准值;
G-桩基承台的自重标准值;
My-承台底面的弯矩标准值;
yj-单桩相对承台中心轴的Y方向距离;
2-0.5)2)=510.80/4+(1934.36×
2-0.5)2)=982.57kN;
2-0.5)2)=510.80/4-(1934.36×
2-0.5)2)=-727.17kN;
V0=1.2V/4=1.2×
727.17/4.00=218.15kN<
((Nv/Nvb)2+
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