高层多层单体商铺及地下车库工程塔吊桩承台基础方案.docx
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高层多层单体商铺及地下车库工程塔吊桩承台基础方案.docx
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高层多层单体商铺及地下车库工程塔吊桩承台基础方案
象山大目湾新城熙华府工程
塔
吊
基
础
专
项
方
案
编制人:
职务(职称)项目工程师
审核:
职务(职称)项目经理
批准:
职务(职称)公司总工
日期:
2016年08月28日
施工组织(方案)审批表
工程名称
象山大目湾新城熙华府
建设单位
宁波铁工置业有限公司
监理单位
奉化市凯远工程咨询有限公司
施工单位
中科建设开发总公司
编制人
董雷
公司
部门
审核
意见
审核人:
年月日
公司
审批
意见
审批人:
年月日
目录
第一章、工程概况……………………………………………………………2
1.工程简述…………………………………………………………………2
2.工程地条件………………………………………………………………2
3.塔吊的选型及布置……………………………………………………3
第二章、编制依据……………………………………………………………5
第三章、塔吊基础设计………………………………………………………6
1.塔吊基础桩………………………………………………………………6
2塔吊基础承台………………………………………………………………6
第四章、塔吊基础施工工艺流程…………………………………………7
1.钻孔灌注桩的施工工艺流程…………………………………………7
2.混凝土承台施工工艺流程…………………………………………9
第五章、塔吊基础验算……………………………………………………10
1.塔机荷载计算书…………………………………………………………10
2.桩顶作用效应计算………………………………………………………13
3.桩承载验算………………………………………………………………15
4.承台承载力计算…………………………………………………………16
5.示意图及附图…………………………………………………………18
第一章、工程概况
1.工程简述
工程名称:
象山大目湾新城熙华府
建设单位:
宁波铁工置业有限公司
勘察单位:
宁波宁大地基处理技术有限公司
设计单位:
上海创霖建筑规划设计有限公司
监理单位:
奉化市凯远工程咨询有限公司监理
施工单位:
中科建设开发总公司
象山大目湾新城熙华府工程位于象山大目湾新城松兰大道南面、悦莱东路东侧、新乐东路西侧、智慧路以北,总用地面积49237m2,总建筑面积89517.2m2,其中地上建筑面积58937.4m2,地下建筑面积30577.8m2,本工程内有22幢高层、多层单体、商铺及地下车库;高层建筑总高度分别为15.9米~38.15米米。
2.工程场地条件
根据宁波宁大地基技术处理有限公司2016年4月提供的《大目湾新城熙华府住宅小区岩土工程勘察报告》(工程编号:
GK2013-311B)。
本工程场地地形较平坦,地面高程2.06~3.42之间,在地貌上属于滨海相沉积平原。
本工程塔吊基础采用桩承台基础,桩型为钻孔灌注桩,塔吊桩端持力层层号为5或5s。
根据各主要岩土层的岩性特性及室内土工试验,结合现场勘察数据,综合确定场地各主要岩土层岩土工程参数如下表:
层号
土层名称
天然地基承载力特征值
(Mpa)
压缩模量/变形模量
(Mpa)
钻孔灌注桩特征值(KPa)
侧阻力
端阻力
Z
素填土
1
粉质粘土
80
4.5
14
2
淤泥质粉质粘土
55
2.5
7
4
粉质粘土
75
3.5
13
5
粘土
180
6.5
25
450
5-S
粘砂
180
EO=15
25
6-1
粘土
140
4.5
20
300
6-2
粘土
170
6.0
23
400
6-3
粘土
140
4.5
20
300
6-S
粉砂
160
EO=14
22
7-1
含细砂粉质粘土
170
6.0
23
400
7-2
粘土
160
5.0
22
350
7-3
粉砂
200
EO=16
27
500
7-4
粉质粘土
160
5.0
22
350
7-S
粉土
180
EO=15
25
8
粘土
220
8.0
29
600
8-T
粉质粘土
170
6.0
23
400
9
细砂
220
8.0
29
600
9-S
粉质粘土
220
EO=18
29
3、塔吊选型及布置
1)塔机主要技术参数
塔机型号:
QTZ80(6013)
起重力矩:
630kNm
臂端吊重:
1000kg
最大起重量:
6000kg
自由高度:
40m
最大臂长:
60m;本工程安装臂长:
55m、50m
本次首次安装最大高度:
40m以内。
生产厂家:
浙江虎霸建设机械有限公司
2)提供塔机基础承受的各类载荷(见表)
塔机独立式工作时基础载荷数据
载荷名称
工作状态工况
非工作状态工况
基础承受垂直载荷(kN)
514.48
435.28
基础承受水平载荷(kN)
31.5
90.52
基础承受倾覆力矩(kN.m)
1313.83
2076.41
基础承受扭矩(kN.m)
273
0
3)平面布置
基坑平面面积约30577.8m2,,设置7台QTZ80型塔吊,臂长分别为50m、55m,设置7台塔吊作业基本能覆盖施工全现场,平面布置详见施工总平面布置图,主要用于完成基础阶段和主体结构的建筑材料运输任务。
根据项目部实际施工需要,塔式起重机将在基坑开挖之前全部安装调试完毕。
根据施工图纸、结合实际情况,为满足地下车库及各幢多层、高层单体垂直运输,计划配备7台QTZ80塔吊,计划布置如下:
塔吊编号
塔吊型号
塔吊生产厂家
布置楼号
数量(台)
备注
1#塔吊
QTZ80
浙江虎霸建设机械有限公司
5#楼
1
2#塔吊
QTZ80
浙江虎霸建设机械有限公司
4#楼
1
3#塔吊
QTZ80
浙江虎霸建设机械有限公司
2#楼
1
4#塔吊
QTZ80
浙江虎霸建设机械有限公司
14#楼
1
5#塔吊
QTZ80
浙江虎霸建设机械有限公司
12#楼
1
6#塔吊
QTZ80
浙江虎霸建设机械有限公司
19#楼
1
7#塔吊
QTZ80
浙江虎霸建设机械有限公司
1#楼
1
第二章、编制依据
行标准业《塔式起重机混凝土基础工程技术规范》JGJ/T187-2009
国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
国家标准图集《钢筋混凝土灌注桩》10SG813
国家标准《建筑地基基础施工质量验收规范》GB50202-2002
国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
国家标准《建筑结构设计荷载规范》GB50009-2001(2006版)
行标准业《建筑桩基检测技术规范》JGJ106-2003
行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002
行业标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2003
地方标准《建筑地基基础设计规范》DB331001-2003(浙江省)
地方标准《钻孔灌注桩施工技术规程》DBJ08-202-2007
地方标准图集《钻孔灌注桩》2004浙G23
生产厂家:
浙江虎霸建设机械有限公司《QTZ80塔式起重机使用说明书》
宁波宁大地基处理技术有限公司提供的2016年4月《象山大目湾新城熙华府工程勘察报告(详细勘察)》(工程编号:
GK2013-311B)
相关基础结构设计图纸
第三章、塔吊基础设计
1.塔吊基础桩
本工程室内地坪±0.000相当于黄海标高6.01m~6.26m(详见各单体±0.000绝对标高标注),图中所注标高除注明外均为相对标高。
图中尺寸除注明外均以毫米(mm)为单位,标高以米(m)为单位。
塔吊基桩采用四根混凝土钻孔灌注桩,桩径d=0.70m,桩间距a=2.60m,呈正方形布置,桩中心距2.6m≥3d=2.1m,满足规范要求。
底下室基础底板绝对标高为--0.15m(-0.45m),基坑开挖深度绝对标高约-0.75m~-1.05m,相对标高为±0.000以下6m左右,塔吊基础承台面标高为1#塔吊绝对标高为+2.4m,其余塔吊基础承台面均为绝对标高+1.8m,钻孔灌注桩顶标高为绝对标高-0.75m\-1.05m,桩顶锚入基础底板10cm,灌注桩底绝对标高1号塔吊为-16.9m、其余塔吊均为-18.75m,有效桩长18m。
根据地质报告,桩端进入岩土第5层,粘土层,桩端土承载力特征值为450qpa(kpa)。
桩周土摩擦力特征值为25pa(kpa)。
桩身混凝土强度等级为C30,钢筋笼采用HRB335(10Φ16)全长配置,箍筋采用HPB300(Φ8@200),灌注桩施工严格按照相关技术规程、规范施工,定位允许误差在20mm以内。
2.塔吊基础承台
根据《大目湾新城熙华府住宅小区工程地质勘察报告》(详勘)所提供的各土质技术参数。
设计QTZ80塔吊基础为4m×4m×1.3m钢筋混凝土桩承台独立基础,。
塔吊基础承台采用4根¢700钻孔灌注桩作为桩基础,有效桩长18米,采用C30商品混凝土浇筑。
承台内配筋采用HRB400钢筋,为双层双向22@150,箍筋12@200,腰筋采用14@200,承台内部设置拉钩,拉钩采用14@300,梅花型布置(见基础配筋附图),混凝土保护层厚度:
50mm。
承台采用C35商品混凝土浇筑,承台底标高见承台基础示意图。
第四章、塔吊基础施工工艺流程
1.钻孔灌注桩的施工工艺流程
本工程塔吊基础采用φ700钻孔灌注桩,混凝土设计强度C30,钻头直径为桩的设计直径。
钻孔灌注桩应满足桩身质量及焊接质量要求,不得有断桩、混凝土离析、夹泥等现象发生。
混凝土应连续灌注,每根桩的浇筑时间不得大于混凝土的初凝时间。
混凝土浇筑
应适当大于桩顶设计标高(一般反浆高度不小于1m),凿除浮浆后的桩顶混凝土标号必须满足设计要求。
钻孔灌注桩工序:
钻孔灌注桩定位、钻进成孔(泥浆护壁)、第一次清孔、下放钢筋笼、下导管、第二次清孔、水下浇筑混凝土。
泥浆:
孔内泥浆液面应保持高于地下水位0.5m以上,泥浆比重配置应保持孔壁稳定。
清孔:
清孔应分两次进行。
第一次在成孔完成后立即进行;第二次在下放钢筋笼和灌注混凝土导管安装完毕后进行。
钢筋笼制作:
钢筋笼宜分段制作。
分段长度应视成笼的整体刚度,来料钢筋的长度及起重设备的有效高度因素合理确定。
钢筋笼制作前,应将主筋校直,清除钢筋表面污垢、锈蚀等,应准确控制钢筋的下料长度。
钢筋笼的外形尺寸应符合设计要求,钢筋笼主筋混凝土保护层允许偏差为±20mm。
环形箍筋和主筋的连接应采用电焊连接;螺旋箍筋与主筋的连接可采用铁丝绑扎并间隔电焊固定。
成形钢筋笼应平卧堆放在干净的地面上,堆放层数不应超过2层。
钢筋笼应经中间验收合格后方可安装。
为保证钢筋笼保护层厚度,在钢筋笼的两侧应焊接定位垫块,钢筋笼水平方向每侧设两列,每列垫块纵向间距为4m。
钢筋笼在起吊、运输和安装中应采取措施防止变形。
起吊点宜设在加强筋部位。
钢筋笼安装深度应符合设计要求,其允许偏差为±100mm。
1)钻孔灌注桩成孔允许偏差及检测方法
序号
项目
允许偏差
检测方法
1
孔径
0~50mm
用井径仪或超声波测井仪
2
垂直度
<1%
用测斜以或超声波测井仪
3
孔深
0~300mm
核定钻头和钻杆高度或用测绳
4
桩位
基坑开挖后,重新放轴线用卷尺测量 5 孔底沉渣 不大于100mm 标准测绳测定 2)钢筋笼制作允许偏差 序号 项目 允许偏差(mm) 1 主筋间距 ±10 2 箍筋间距 ±20 3 钢筋笼直径 ±10 4 钢筋笼整体长度 ±100 3)钢筋笼宜采用绑条焊,绑条长度应符合下表之规定 序号 项目 允许偏差(mm) 绑条长度 1 HPB235 单面焊 双面焊 ≥8d ≥4d 2 HRB335 HRB400 RRB400 单面焊 双面焊 ≥10d ≥5d 4)单桩混凝土坍落度检测次数 序号 单桩混凝土量(m3) 次数 检测时间 1 ≤30 2 灌注混凝土前、后阶段各一次 2 >30 3 灌注混凝土前、后和中间阶段各一次 2.混凝土承台施工工艺流程 1)混凝土承台设计要求详见附图,施工时应严格按照设计要求执行。 塔吊基础承台采用商品混凝土,强度等级为C35。 浇筑施工过程中采用插入式振动棒振捣密实。 施工时需进行现场见证取样,砼试块留置组数不少于三组,两组为同一条件养护,一组为标养。 塔吊必须待承台、桩基满足28天龄期及混凝土达到设计强度后方可进行安装。 2)进入施工现场的钢筋必须要有出厂证明书或试验报告单、标牌,由材料员和质检员按照标准分批抽检验收,合格后方能加工使用。 钢筋加工必须严格按照经项目技术部审批后的下料单进行加工。 钢筋的数量、品种、型号均应符合图纸要求,绑扎成形的钢筋骨架不得超出规范规定的允许偏差范围。 3)在混凝土浇筑时,应有专人进行钢筋保护,严格控制钢筋的保护层厚度,防止因混凝土浇筑对绑扎好的钢筋产生影响。 浇筑混凝土前,按照规范要求抽取混凝土做坍落度试验,检查混凝土的凝结时间及和易性,严禁使用不符合要求的混凝土。 4)混凝土的振捣应快插慢拔,避免撬振钢筋、模板,每一振点的振捣延续时间,应使混凝土表明呈现浮浆和不再沉落,一般为20~30s,要避免过振产生离析。 当采用插入式振捣器时,捣实普通混凝土的移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍;捣实轻骨料混凝土的移动间距不宜大于其作用半径;振捣器插入下层混凝土内的深度不应小于50mm。 5)混凝土浇筑过程中应派专人看护模板,发现模板变形、位移时立即停止浇筑,并将已浇筑的混凝土在凝结前修整完好。 混凝土浇筑完毕后、凝结前,及时用湿抹布将局部漏浆、掉浆擦去,用同样方法及时将粘在钢筋上的混凝土清除。 浇筑完毕后的浮浆应在混凝土没有凝固前刮去。 第五章、塔吊基础验算 1、塔机荷载计算书 塔机竖向荷载简图 依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)。 1)参数信息 塔吊型号: QTZ80(ZJ6013) 塔机自重标准值: Fk1=560.1kN 起重荷载标准值: Fqk=60kN 塔吊最大起重力矩: M=630kN.m 非工作状态下塔身弯矩: M=1668kN.m 塔吊独立计算高度: H=40m 塔身宽度: B=1.6m 桩身混凝土等级: C30 承台混凝土等级: C35 保护层厚度: H=50mm 矩形承台边长: H=4m 承台厚度: Hc=1.35m 承台箍筋间距: S=200mm 承台钢筋级别: HRB400 承台顶面埋深: D=1.30m 桩直径: d=0.7m 桩间距: a=3.8m 桩钢筋级别: HRB335 桩入土有效深度: 18m 桩型与工艺: 泥浆护壁钻孔灌注桩 计算简图如下: 2)塔机自身荷载标准值 塔身自重G0(kN) 560.1 起重臂自重G1(kN) 46.8 起重臂重心至塔身中心距离RG1(m) 24 小车和吊钩自重G2(kN) 3.8 最大起重荷载Qmax(kN) 60 最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m) 14 最小起重荷载Qmin(kN) 10 最大吊物幅度RQmin(m) 55 最大起重力矩M2(kN·m) 630 平衡臂自重G3(kN) 14 平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m) 7.89 平衡块自重G4(kN) 142 平衡块重心至塔身中心距离RG4(m) 11 3)风荷载标准值ωk(kN/m2) 工程所在地 浙江象山大目湾新城 基本风压ω0(kN/m2) 工作状态 0.4 非工作状态 0.8 塔帽形状和变幅方式 锥形塔帽,小车变幅 地面粗糙度 B类(田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区) 风振系数βz 工作状态 1.59 非工作状态 1.7 风压等效高度变化系数μz 1.32 风荷载体型系数μs 工作状态 1.95 非工作状态 1.95 风向系数α 1.4 塔身前后片桁架的平均充实率α0 0.4 风荷载标准值ωk(kN/m2) 工作状态 0.8×1.4×1.59×1.95×1.32×0.4=1.83 非工作状态 0.8×1.4×1.7×1.95×1.32×0.8=3.92 4)塔机传递至基础荷载标准值 工作状态 塔机自重标准值Fk1(kN) 560.1+46.8+3.8+14+142=766.7 起重荷载标准值Fqk(kN) 60 竖向荷载标准值Fk(kN) 766.7+60=826.7 水平荷载标准值Fvk(kN) 1.83×0.4×1.6×43=50.36 倾覆力矩标准值Mk(kN·m) 46.8×24.5+3.8×14-14×7.89-142×11+0.9×(630+0.5×50.36×43)=1068.806 非工作状态 竖向荷载标准值Fk'(kN) Fk1=766.7 水平荷载标准值Fvk'(kN) 3.92×0.4×1.6×43=107.88 倾覆力矩标准值Mk'(kN·m) 46.8×24.5-14×7.89-142×11+0.5×107.88×43=1793.56 5)塔机传递至基础荷载设计值 工作状态 塔机自重设计值F1(kN) 1.2Fk1=1.2×766.7=920.04 起重荷载设计值FQ(kN) 1.4FQk=1.4×60=84 竖向荷载设计值F(kN) 920.04+84=1004.04 水平荷载设计值Fv(kN) 1.4Fvk=1.4×50.36=70.5 倾覆力矩设计值M(kN·m) 1.2×(46.8×24.5+3.8×14-14×7.89-142×11)+1.4×0.9×(630+0.5×50.36×43)=1590.86 非工作状态 竖向荷载设计值F'(kN) 1.2Fk'=1.2×766.7=920.04 水平荷载设计值Fv'(kN) 1.4Fvk'=1.4×107.88=151.03 倾覆力矩设计值M'(kN·m) 1.2×(46.8×24.5-14×7.89-142×11)+1.4×0.5×107.88×43=2616.16 2、桩顶作用效应计算 承台布置 桩数n 4 承台高度h(m) 1.30 承台长(m) 4 承台宽b(m) 4 承台长向桩心距al(m) 2.6 承台宽向桩心距ab(m) 2.6 桩直径d(m) 0.7 承台参数 承台混凝土等级 C35 承台混凝土自重γC(kN/m3) 25 承台上部覆土厚度h'(m) 0 承台上部覆土的重度γ'(kN/m3) 19 承台混凝土保护层厚度δ(mm) 50 配置暗梁 否 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')=5×5×(1.35×25+0×19)=843.75kN 承台及其上土的自重荷载设计值: G=1.2Gk=1.2×843.75=1012.5kN 桩对角线距离: L=(ab2+al2)0.5=(3.82+3.82)0.5=5.37m 1)荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下: Qk=(Fk+Gk)/n=(766.7+843.75)/4=402.61kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下: Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L =(766.7+843.75)/4+(1793.56+107.88×1.35)/5.37=763.46kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L =(766.7+843.75)/4-(1793.56+107.88×1.35)/5.37=41.77kN 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 =(920.04+1012.5)/4+(2616.16+151.03×1.35)/5.37=1007.89kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L =(920.04+1012.5)/4-(2616.16+151.03×1.35)/5.37=-41.62kN 3、桩承载力验算 桩参数 桩混凝土强度等级 C30 桩基成桩工艺系数ψC 0.75 桩混凝土自重γz(kN/m3) 25 桩混凝土保护层厚度б(mm) 35 桩入土深度lt(m) 18m 桩配筋 自定义桩身承载力设计值 否 桩混凝土类型 钢筋混凝土 桩身普通钢筋配筋 HRB33510Φ16 地基属性 是否考虑承台效应 否 土名称 土层厚度li(m) 侧阻力特征值qsia(kPa) 端阻力特征值qpa(kPa) 抗拔系数 承载力特征值fak(kPa) 1、粉质粘土 4.2~0.5m 14 0 0.5 - 2、淤泥质粘土 27.6~12.2m 7 0 0.6 - 4、粉质粉土 9.7~0.5m 13 0 0.6 - 5、粘土 11.5~0.5m 25 450 0.6 - 5-s粉砂 11.5~0.5m 25 0 0.6 - 1)桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长: u=πd=3.14×0.7=2.219m 桩端面积: Ap=πd2/4=3.14×0.72/4=0.384m2 Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap =2.219×(5.8×32+6.2×35+4×30)+500×0.384=1023.68kN Qk=402.61kN≤Ra=1023.68kN Qkmax=763.46kN≤1.2Ra=1.2×1023.68=1228.41kN 满足要求! 2)桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=41.77kN≥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 纵向普通钢筋截面面积: As=nπd2/4=8×3.14×162/4=1607.68mm2 (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=1007.89kN ψcfcAp+0.9fy'As'=(0.75×14×0.28×106+0.9×(300×1607.68))×10-3=3786.4kN Q=1007.89kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=3786.4kN 满足要求! (2)、轴心受拔桩桩身承载力 Qkmin=41.77kN≥0 不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算! 4)桩身构造配筋计算 As/Ap×1
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