别墅区塔吊基础施工方案004Word下载.docx
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设计单位
广东博意建筑设计院有限公司
监理单位
福建省新茂泰工程项目管理有限公司
质量监督部门
莆田市北岸质量监督站
总包单位
中国核工业第二二建设有限公司
工程主要功能或用途
住宅楼、地下车库
建设设计概况
示范区包括1#~7#别墅,分为G171-s、G165-s、G215T-s、G216T-s四种户型,地上3层,地下一层;
1栋综合楼(3层),3栋商业街。
2、地质条件
根据勘察揭露及区域地质资料,拟建工程场地上覆土层主要以第四纪冲洪积、残积地层为主,下伏基岩主要为花岗岩岩、辉绿岩,分述如下:
第四纪覆盖层自上而下描述如下:
①吹填中粗砂(Q4ml):
灰黄色、灰白色,呈松散状态,干~稍湿~饱和,主要由人工吹填中粗砂组成,含大量贝壳,泥质含量约5~10%,密实度不均匀,已完成钻孔地段均有分布。
厚度2.90~5.80m。
该层在CK36、CK105、CK109地段分布有填石,填石粒径约20~200mm,厚度0.50~1.90m,中风化花岗岩为主,填石间主要充填中粗砂。
②淤泥质粉质粘土(Q4mc):
灰色、深灰色,流塑,含少量有机质,具腐臭味,干强度低~中等,粘、韧性中等,切面稍光滑,摇振反应缓慢~无摇振反应,含粉细砂粒及贝壳碎片,细砂粒含量约占10%,贝壳含量约占5~15%,局部含中粗砂,土质欠均匀,钻孔CK26、CK62、CK75、CK51、BK2、BK3地段缺失,其余地段均有分布。
厚度0.30~4.70m。
③粉质粘土(Q4al+pl):
褐黄、灰黄色、浅灰绿色、暗黄色,可塑~硬塑,局部呈坚硬状,含约10~15%的中粗砂,局部中粗砂含量较高,相变为泥质中粗砂。
粘性一般~较好,干强度高,韧性高,切面较光滑,无摇振反应,场地内均有分布,厚度0.70~14.70m。
③-1泥质中粗砂(Q4al+pl):
灰黄色、褐黄色,稍密~中密,饱和,以中砂为主,局部为粗砂、粉砂,级配不良,分布不稳定,多以透镜体分布于粉质粘土中,厚度0.70~5.40m。
③-2粉质粘土(Q4al+pl):
褐黄、灰黄色、浅灰绿色、暗黄色,可塑~硬塑,局部呈坚硬状,含约10~15%的中粗砂,粘性一般~较好,干强度高,韧性高,切面较光滑,无摇振反应,局部地段分布,厚度1.80~5.00m。
④残积砂质粘性土(Q4el):
褐黄、灰黄、浅黄色夹灰白色斑点,可塑~硬塑,主要由长石矿物风化的粘粉粒、石英砂粒组成,石英砂粒以中砂为主,约占30~50%,岩芯呈砂土状,属花岗岩风化产物,局部地段分布,厚度1.10~7.20m。
④-1辉绿岩残积粘性土(Q4el):
褐黄、灰黄、浅黄色,可塑~硬塑,主要由长石、辉石矿物风化的粘粉粒组成,约含5~15%粉细砂,岩芯呈土柱状,属辉绿岩风化产物,局部地段分布,厚度1.20~6.80m。
下伏基岩根据风化程度自上而下描述如下:
⑤全风化花岗岩(γ52(3)):
浅黄色、灰白、褐黄色,散体结构,块状构造,原岩结构已破坏,主要矿物成份为长石、石英及少量黑云母,长石基本已风化成粘土,岩体完整程度属极破碎,岩体基本质量等级属Ⅴ级,部分地段缺失,厚度0.50~5.60m。
⑤-1全风化辉绿岩(β):
灰黄色,褐黄色,散体结构,原岩结构大部分破坏,长石大部分已高岭土化,岩芯呈土状,遇水易软化,岩体完整程度属极破碎,岩体基本质量等级属Ⅴ级,局部地段分布,厚度1.00~7.10m。
⑥砂土状强风化花岗岩(γ52(3)):
黄褐色、浅黄色、灰白色,散体结构,块状构造,可见原岩结构,主要矿物成份为长石、石英及少量黑云母,岩芯呈砂土状,手捏易散,岩体完整程度属极破碎,岩体基本质量等级属Ⅴ级,局部地段缺失,厚度0.50~14.20m。
层面埋深3.90~22.40m,标高-19.70~-1.25m。
⑥-1砂土状强风化辉绿岩(β):
黄褐色、灰黄色、灰绿色,散体结构,原岩结构清晰可见,岩芯呈砂土状,手捏易散,岩体完整程度属极破碎,岩体基本质量等级属Ⅴ级,以岩脉的形式产出,分布不具规律性。
层面埋深4.20~15.40m,标高-13.03~-1.69m。
2.2基础设计参数表
岩土层序号及名称
地基承载力特征值
天然
重度
抗剪强度
(直剪)
压缩模量
(变形模量)
负摩阻力系数
预制桩极限承载力标准值
fak
γ
C
Φ
Es0.1-0.2
(E0)
ξn
qsik
qpk
KPa
KN/m3
。
MPa
①吹填中粗砂
17.5
欠固结
0.30
②淤泥质粉质粘土
70
17.0
11.5
6.9
2.9
0.25
25
③粉质粘土
220
19.3
27.9
17.9
5.9
35
4000
③-1泥质中粗砂
180
18.8
18
22
11.0*
55
③-2粉质粘土
21
5.0
60
④残积砂质粘性土
19.0
18.2
20.5
(12.0*)
④-1辉绿岩残积粘性土
200
18.5
19
17
(11.5*)
⑤全风化花岗岩
320
20.0
28
(25.0*)
90
6000
⑤-1全风化辉绿岩
300
23
⑥砂土状强风化花岗岩
400
21.0
30
(50.0*)
110
10000
⑥-1砂土状强风化辉绿岩
380
(40.0*)
100
第三章塔吊布置
3.1布置原则
1、本工程基坑周边可利用场地小,塔吊布置时,必须保证塔吊作业半径内覆盖材料堆放场地、加工场地及临时道路,保证材料装卸、吊运方便。
2、基坑周边道路狭窄,塔吊位置不占用运输道路的位置。
3、充分考虑建筑物的高度、塔身的自由高度,需要扶墙设置时塔身与建筑物的水平距离。
4、应尽可能覆盖拟建建筑物,减少吊运死角。
5、塔吊尽可能布置在建筑物边跨,利于塔吊的安装及拆除。
6、群塔布置时,塔吊作业半径覆盖范围避免大面积重合,造成资源浪费,提高塔吊的利用率。
7、当塔吊作业范围不能完全覆盖拟建建筑物时,盲区的水平投影面积不能大于建筑物水平投影面积的15%。
8、塔吊作业半径范围内,应尽量避免覆盖其它塔身及高层建筑物。
9、应综合考虑建筑物的工程量、施工进度、施工区段划分及施工组织。
3.2塔吊布置
由于展示区工期紧张,为了加快施工进度,本工程展示区设2台塔吊,臂长60m,塔吊平面布置图见附图现场总平面布置图。
第四章塔吊基础设计
4.1技术要求
本工程塔吊基础埋深位于地基土的①吹填中粗砂、②淤泥质粉质粘土,地基承载力分别为70KPa。
根据塔吊供应厂家提供的技术资料得知,塔吊TC6010要求地耐力每平米200KPa以上,由此可见,采用浅基础不能满足要求,宜采用桩基础。
桩型选用与别墅基础同类型的钢筋混凝土预制方桩400*400mm,桩身砼强度C40,桩端持力层为砂土状强风化花岗岩或砂土状强风化辉绿岩,桩端进入完整持力层1.5米,桩长约10m。
塔吊基础采用四桩承台基础,桩中心间距为2.8米,承台基础尺寸为5*5*1.2米。
基础模板采用砖胎膜,砖胎模采用规格为240×
115×
53mm标准砖和M5的水泥砂浆砌筑,砌筑砂浆用砂宜采用中砂,含泥量不超过5%,不得含有草根等杂物,砌筑砂浆水泥采用325级普通硅酸盐水泥,有性能复试报告单。
考虑到砖模较高(净高1.2m),采用240墙厚,墙体长度超过3米的在墙长中部加设500砖柱。
砖模完成后再安放钢筋并浇捣混凝土;
允许在基础与垫板之间加垫片,垫片面积必须大于垫面面积的90%,每个支腿下面最多只能加两块垫片。
垫板下砼填充率大于95%,四垫板上平面应在同一水平面上,其水平度误差应小于1/750,其中心线与水平面垂直度误差不大于1.5/1000,垫板允许嵌入砼内5-6mm;
四组地脚螺栓(16根)相对位置必须准确确保基节的安装。
混凝土的标号为C35,养护期大于7天。
钢筋需与基础底筋相连。
4.2塔吊基础施工图
塔吊平面布置图。
塔吊的基础形式为5000*5000*1200mm,详见基础配筋图。
预埋螺栓固定式基础节架示意图。
第五章塔吊基础施工
5.1施工流程
为保证工程施工进度及塔吊安装方便,基坑内塔吊基础应先于基础底板施工。
紧靠基坑周边的塔吊基础应待基坑支护完成后施工。
本工程塔吊基座安装采用预埋螺栓的方式。
塔吊基础施工流程:
测量定位→塔吊桩(四桩)施工→基坑降水→塔吊基础土方开挖→承台底垫层→安装模板→钢筋制作及安装→预埋塔吊支腿(地脚螺栓)→隐蔽验收→混凝土浇筑、养护→安装塔吊。
5.2施工要点
1、塔吊基础土方开挖前,基坑内应充分降水,将水位降至塔吊基础底标高以下0.5m。
本工程基坑降水采用明沟降水。
2、基础土方开挖采用垂直开挖。
3、开挖时应留100厚土方采用人工开挖,基坑土方开挖后,人工找平。
4、浇筑塔吊基础砼垫层,砼垫层强度等级为C15。
5、定位承台边线及塔吊支腿(地脚螺栓)的中心线。
6、基础模板采用砖胎膜,墙厚240mm。
7、先绑扎基础下层钢筋网片,然后安装马凳筋。
安装固定支腿(地脚螺栓)后,绑扎基础上层钢筋网片及拉筋,钢筋应避开塔吊基腿,钢筋数量不得减少和切断。
8、支腿(地脚螺栓)必须安装牢固,防止混凝土浇筑过程中发生侧移,基座四角顶面标高误差不得超过2mm。
9、基础钢筋及预埋支腿(地脚螺栓)经安装厂家及监理验收合格后方可浇筑混凝土。
10、浇筑基础混凝土,混凝下料时,要从两边对称下料。
振动棒振捣时,要避免直接触动预埋件。
混凝土浇筑完成后,重新校核基座顶面标高。
11、混凝土浇筑完成同时做好塔吊基础的养护工作,做好砼强度报告。
夏天温度较高,养护时间不应少于7天,当砼强度达到设计强度的80%时,经质量、技术及监理单位验收合格后方可安装塔吊。
5.3防雷接地做法
在塔吊基础旁边,采用一组Φ50×
2500镀锌接地极直埋,镀锌扁铁与塔吊基础节应连接可靠,接地电阻值不应大于4Ω。
第六章质量保证措施
1、砖胎膜净空尺寸必须准确,且需保证砖胎膜的厚度。
2、钢筋在加工过程中,如发现脆断或机械性能有显著异常的现象,应进行化学成分检验或其他专项检验。
3、承台钢筋施工除了按照方案要求绑扎钢筋外,还要进行塔吊锚固脚定位固定、防雷接地焊接等,完成后需要进行隐蔽验收。
4、钢筋下料需准确,垫层表面平整度需符合要求以保证钢筋的保护层符合规范要求。
5、浇捣混凝土时需安排经验丰富的工人打振动棒,严防出现孔洞、蜂窝等现象。
6、浇捣混凝土时,应使振动棒避免直接触动地脚螺栓。
7、浇筑混凝土应连续进行,异常情况间歇时间较长需留设施工缝时,应征得设计和现场监理工程师的同意,不允许随意出现冷缝。
8、施工现场应检查商品混凝土的坍落度,并按规定预留混凝土试件。
9、混凝土浇筑完成后,及时校核预埋件的轴线、垂直度以及水平度。
10、混凝土施工完毕后,采用草帘覆盖,洒水养护。
第七章安全注意事项
1、施工人员应遵守项目部现场安全、文明施工管理规定。
2、各工序操作前,施工工长对操作人员做好安全技术交底。
3、如果挖土过程中发现地质条件恶劣不适宜施工,应及时上报,另做处理。
4、塔吊基础基坑土方开挖后,周围做好安全防护,设置警示标志。
5、基坑周围1.5m范围内不能堆放钢筋、模板等材料。
6、上下基坑,如需要应设置上人马道。
7、临时用电应严格遵循临时用电规章制度。
8、支腿采用汽车吊配合人工安装,汽车吊作业时要有专人指挥。
第八章四桩基础计算书
本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制:
《塔式起重机设计规范》(GB/T13752-1992)、《地基基础设计规范》(GB50007-2002)、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)、《建筑安全检查标准》(JGJ59-99)、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)、《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)等编制。
一、塔吊的基本参数信息
塔吊型号:
QT80A,塔吊起升高度H:
40.000m,
塔身宽度B:
1.645m,基础埋深D:
1.000m,
自重F1:
500kN,基础承台厚度Hc:
1.200m,
最大起重荷载F2:
60kN,基础承台宽度Bc:
5.000m,
桩钢筋级别:
HRB400,桩直径或者方桩边长:
0.400m,
桩间距a:
2.8m,承台箍筋间距S:
216.000mm,
承台混凝土的保护层厚度:
40mm,承台混凝土强度等级:
C35;
额定起重力矩是:
852kN·
m,基础所受的水平力:
50kN,
标准节长度:
2.8m,
主弦杆材料:
角钢/方钢,宽度/直径c:
120mm,
所处城市:
福建莆田市,基本风压ω0:
0.8kN/m2,
地面粗糙度类别为:
A类近海或湖岸区,风荷载高度变化系数μz:
1.92。
二、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=500.00kN;
塔吊最大起重荷载F2=60.00kN;
作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=560.00kN;
1、塔吊风荷载计算
依据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)中风荷载体型系数:
地处福建莆田市,基本风压为ω0=0.80kN/m2;
查表得:
荷载高度变化系数μz=1.92;
挡风系数计算:
φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/(Bb)=[(3×
1.645+2×
2.8+(4×
1.6452+2.82)0.5)×
0.12]/(1.645×
2.8)=0.387;
因为是角钢/方钢,体型系数μs=2.226;
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×
2.226×
1.92×
0.8=2.393kN/m2;
2、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=2.393×
0.387×
1.645×
40×
0.5=1218.982kN·
m;
Mkmax=Me+Mω+P×
hc=852+1218.982+50×
1.2=2130.98kN·
三、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算
1.桩顶竖向力的计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.1.1条,在实际情况中x、y轴是随机变化的,所以取最不利情况计算。
Nik=((Fk+Gk)/4)/n±
Mykxi/∑xj2±
Mxkyi/∑yj2;
其中n──单桩个数,n=4;
Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值,Fk=560.00kN;
Gk──桩基承台的自重标准值:
Gk=25×
Bc×
Hc=25×
5.00×
1.20=750.00kN;
Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值,取2130.98kN·
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=1.98m;
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=(560.00+750.00)/4+2130.98×
1.98/(2×
1.982)=865.65kN。
最小压力:
Nkmin=(560.00+750.00)/4-2130.98×
1.982)=-210.65kN。
需要验算桩的抗拔!
2.承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.2条。
Mx=∑Niyi
My=∑Nixi
其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值;
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.58m;
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值,Ni1=1.2×
(Nkmax-Gk/4)=813.78kN;
经过计算得到弯矩设计值:
Mx=My=2×
813.78×
0.58=939.92kN·
m。
四、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。
αs=M/(α1fcbh02)
ζ=1-(1-2αs)1/2
γs=1-ζ/2
As=M/(γsh0fy)
式中,αl──系数,当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,α1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-40.00=1160.00mm;
fy──钢筋受拉强度设计值,fy=360.00N/mm2;
经过计算得:
αs=939.92×
106/(1.00×
16.70×
5000.00×
1160.002)=0.008;
ξ=1-(1-2×
0.008)0.5=0.008;
γs=1-0.008/2=0.996;
Asx=Asy=939.92×
106/(0.996×
1160.00×
360.00)=2260.26mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:
1200.00×
0.15%=9000.00mm2。
建议配筋值:
HRB400钢筋,25@255,承台底面单向根数19根,配筋值9327.1mm2。
实际配筋25@216,承台底面单向根数24根,配筋值11775mm2。
五、承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.9条,承台斜截面受剪承载力满足下面公式:
V≤βhsαftb0h0
其中,b0──承台计算截面处的计算宽度,b0=5000mm;
λ──计算截面的剪跨比,λ=a/h0,此处,a=0.38m;
当λ<
0.25时,取λ=0.25;
当λ>
3时,取λ=3,得λ=0.325;
βhs──受剪切承载力截面高度影响系数,当h0<800mm时,取h0=800mm,h0>2000mm时,取h0=2000mm,其间按内插法取值,βhs=(800/1160)1/4=0.911;
α──承台剪切系数,α=1.75/(0.325+1)=1.32;
0.911×
1.32×
1.57×
5000×
1160=10956.367kN≥1.2×
865.654=1038.784kN;
经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!
六、桩竖向极限承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.1条:
桩的轴向压力设计值中最大值Nk=865.654kN;
单桩竖向极限承载力标准值公式:
Quk=u∑qsikli+qpkAp
u──桩身的周长,u=1.6m;
Ap──桩端面积,Ap=0.16m2;
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)抗拔系数土名称
12.6025.001800.000.60淤泥
21.8035.004000.000.70粘性土
32.1055.004000.000.70粉土或砂土
41.7090.006000.000.70粘性土
51.50110.0010000.000.80粘性土
由于桩的入土深度为9.70m,所以桩端是在第5层土层。
单桩竖向承载力验算:
Quk=1.6×
561.5+10000×
0.16=2498.4kN;
单桩竖向承载力特征值:
R=Ra=Quk/2=2498.4/2=1249.2kN;
Nk=865.654kN≤1.2R=1.2×
1249.2=1499.04kN;
桩基竖向承载力满足要求!
七、桩基础抗拔验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.4.5条。
群桩呈非整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值:
Tuk=Σλiqsikuili
其中:
Tuk──桩基抗拔极限承载力标准值;
ui──破坏表面周长,取ui=πd=3.142×
0.4=1.257m;
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。
经过计算得到:
Tuk=Σλiqsikuili=506.49kN;
群桩呈整体破坏时,桩基的抗拔极限承载力标准值:
Tgk=(ulΣλiqsikli)/4=1289.76kN
ul──桩群外围周长,ul=4×
(2.8+0.4)=12.80m;
桩基抗拔承载力公式:
Nk≤Tgk/2+Ggp
Nk≤Tuk/2+Gp
其中Nk-桩基上拔力设计值,Nk=210.65kN;
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=496.64kN;
Gp-基桩自重设计值,Gp=38.80kN;
Tgk/2+Ggp=1289.76/2+496.64=1141.52kN>
210.654kN;
Tuk/2+Gp=506.488/2+38.8=292.044kN>
桩抗拔满足要求。
八、桩配筋计算
1、桩构造配筋计算
As=πd2/4×
0.65%=3.14×
4002/4×
0.65%=817mm2;
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
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.4条正截面受拉承载力计算。
N≤fyAs
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- 别墅 塔吊 基础 施工 方案 004