ZT5610塔吊基础施工方案全1.docx
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ZT5610塔吊基础施工方案全1.docx
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ZT5610塔吊基础施工方案全1
工程名称
九江日报社报业中心工程项目
报审方案名称
TC5610Z塔式起重机基础方案
编制人
报审日期
职能部门审核意见
项目部审核意见:
年月日
监理单位审核意见:
年月日
专家论证审核意见:
年月日
方案报审表
审批意见
1、方案第4页,按第7页桩基设计图第四条保留卵石层承载力特征值问360KPA,其余两条删除。
2、方案第12页第二行,承台设计截面处的计算高度应为设计值1.3mm。
3、方案第10页中请算出最大抗拔力N’。
4、方案第20页,请确认跗着杆的加长方式,常规的用螺栓加长。
5、方案平面布置图应表达详细,并要求有承台定位图详图。
6、应为塔身较高,建议按JGJ/T187-2009(6.4.4、6.4.5)设计暗梁与基础厚度相同。
7、方案可行,完善后送审。
ZT5610型塔吊基础施工方案
一、工程概况
1、工程名称:
九江日报社报业中心
2、工程地点:
江西省九江市八里湖新区八里湖东路东侧
3、建设单位:
九江日报社
4、设计单位:
中南建筑设计院
5、施工单位:
湖南省第六工程有限公司
6、建筑概况:
九江日报社报业中心位于九江市八里湖新区,西邻八里湖东路,拟建筑面积约4.3万m2;主楼层高二十四层,地下一层(建筑高度96.9m,深度4.5m),裙楼四层,地下一层(建筑高度17.1m,深度4.5m);本工程主楼和裙楼均拟采用框架-剪力墙结构体系,纯地下室部分结构类型则拟采用框架结构体系;基础拟采用钻孔灌注桩,柱地下独立承台加筏板;建筑结构的安全等级为二级,建筑地基基础设计等级为乙级;主楼中柱最大荷载处荷重(标准值)35000KN,边柱最大荷载处荷重(标准值)22000KN;裙楼中柱最大荷载处荷重(标准值)7500KN,边柱最大荷载处荷重(标准值)5000KN;纯地下室部分中柱最大荷载处荷重(标准值)4000KN,边柱最大荷载处荷重(标准值)3000KN;采用变形设计(沉降),建筑地基基础设计等级为乙级;整平标高为21.0m。
二、编制依据
1、(ZT5610型塔式起重机使用说明书);
2、由九江地质工程勘察院编制(九江日报社报业中心)岩土工程勘察报告;
3、塔式起重机安全规程(GB5144-2006);
4、(塔式起重机)GB/T5031-2008;
5、(建筑桩基技术规范)(JGJ94-2008);
6、(建筑地基基础工程施工质量验收规范)(GB50202-2002);
7、混凝土结构设计规范(GB50010-2010);
8、建筑地基基础设计规范(GB50007-2002);
9、(建筑安全检查标准)(JGJ59-2011);
10、(塔式起重机混凝土基础工程技术规范)JGJT187-2009;
11、(建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程)JGJ196-2010;
12、(建筑工程起重吊装工程安全技术规范)JGJ276-2012;
13、(建筑起重机械安全监督管理规定)建设部令第166号,其他相关规范、规定;
14、九江日报社报业中心工程结构图、建施图;
15、安必行计算软件。
三、地质概况
根据地质勘察报告情况,本工程场地土层分布为:
①素填土、②粉质粘土、③卵石层、④全风化泥质粉砂岩、⑤强风化泥质粉砂岩、⑥中风化泥质粉砂岩。
四、塔吊的选择和位置选择
本工程工期较紧,质量和安全要求很高,施工场地狭长,综合考虑施工运输的方便及高效,同时考虑到文明施工的要求,结合现场实际情况,拟配备1台塔吊配合施工,均为附着式。
其中在主楼西面配备臂长为56米的ZT5610塔吊1台。
由于本工程的所有材料堆场及加工场地均在拟建建筑物的西侧,而本工程建筑基础施工期间长达130米,宽达73.8米,堆场离主楼边线还有10米左右,因此,为了保证施工期间材料、构件的垂直运输,必须对塔吊位置进行合理安排,保证材料顺利运输,减少二次转运,提高工作效率。
经过项目部对现场的精心规划,综合考虑各种因素,决定将塔吊设置在建筑物西侧,最大高度约130米;具体位置详见图示。
(见平面布置图)
五、塔吊技术指标
本案塔吊为江西中天ZT5610塔吊。
主要技术指标如下:
序号
技术指标
技术数据
1
塔吊功率
35KW
2
工作幅度
56m
3
起升速度
80m/min
4
塔吊最大起重量
6t
5
最大幅度起重量(56m处)
1.0t
6
起重力矩
80t/m
7
回转速度
0.65转
8
塔吊最大独立高度
40m
9
塔吊附着高度
220m
10
标准节宽度
1.60m
11
塔机自重(包括配重)
80t(配重14.6t)
12
变幅速度
25-50m/min
13
倾覆力矩
1552KN/m
六、塔吊基础及安装基本情况
本案塔吊基础选型:
由于本工程建设受场地的限制及基坑维护的影响,使得本工程的基础形式、与拟建建筑物结构间的相对位置受到很大影响。
同时,拟建场地的地质情况,也是影响塔吊基础形式的重大因素。
根据九江地质工程勘察院提供的岩土工程勘察报告显示,影响基础承载力土层的土质情况如下:
1、粉质粘土承载力特征值为210Kpa;
2、卵石层承载力特征值为360Kpa;
3、全风化泥质粉砂岩载力特征值为210Kpa;
根据上述地质情况,决定对塔吊采用四桩+承台基础,桩基础采用d=800mm人工挖孔桩,入土深度6m,进入卵石层0.8m。
四根桩基混凝土等级为C35;ZT5610塔吊承台尺寸为5000*5000*1300mm,承台混凝土等级为C40,承台基础下浇注100mm厚C15混凝土垫层。
桩基、承台内按基础详图配三级钢筋。
本案塔吊穿过地下室顶板板面(板面预留洞口后浇),塔吊附着选在5层(21.55m),10层(40.87m),15层(60.17m),20层(79.57m),24层(94.97m)5道连墙附着。
塔吊基础详图如下所示:
七、塔吊基础的保护
本工程设计塔吊基础上表面与地下室底板保持水平,施工期间存在大量的材料运输,活动荷载极大。
因此,为确保塔吊的稳定与安全,确保后续顺利施工,塔吊基础的保护工作尤为重要。
同时,塔吊基础还应注意以下几点:
1、对塔吊基础修筑好边坡和排水设施,保证排水通畅。
2、塔吊基础顶面要求水泥砂浆抹平,用水准仪校正水平,倾斜度和平整度误差不超过1/500。
3、计脚螺杆位置、尺寸位置应绝对正确,应特别注意做好复核工作,尺寸误差不超过正负0.5mm。
螺纹部位顺抹上黄油,并用塑料纸裹严保护。
八、基础计算书
1、参数信息:
塔吊型号:
ZT5610;
自重(包括压重)F1=784.00kN;
最大起重荷载F2=60.00kN;
塔吊倾覆力距M=1552.00kN.m;
塔吊起重高度H=130.00m;
塔身宽度B=1.60m;
承台混凝土强度:
C40;
桩混凝土强度:
C35;
钢筋级别:
Ⅱ级;
承台长度Lc或宽度Bc=5.00m;
桩直径或方桩边长d=0.80m;
桩间距a=3.60m;
承台厚度Hc=1.30m;
基础埋深D=0.00m;
承台箍筋间距S=160.00mm;
保护层厚度:
50.00mm;
2、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算
2.1.塔吊自重(包括压重)F1=784.00kN
2.2.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)=1012.80kN
塔吊的倾覆力矩M=1.4×1552.00=2172.80kN.m
3、矩形承台弯矩的计算
计算简图:
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。
3.1.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=1012.80kN;
G----桩基承台的自重,
G=1.2×(25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D)
=1.2×(25.0×5.00×5.00×1.30+20.0×5.00×5.00×0.00)=975.00kN;
Mx,My----承台底面的弯矩设计值(kN.m);
xi,yi----单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=1.80(m);
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=(1012.80+975.00)/4+2172.80×1.80/(4×1.802)=798.73kN
3.2.矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94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);
xi,yi--单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)a/2-B/2=1.00m;
Ni1--扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN),Ni1=Ni-G/n=554.98KN/m2。
经过计算得到弯矩设计值:
Mx1=My1=2×(798.73-975.00/4)×1.00=1109.96kN.m
4、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。
M--计算截面处的弯矩设计值(kN.m);
h0--承台计算截面处的计算高度,h01=1250.00mm;
fy--钢筋受拉强度设计值,fy=300.00N/mm2。
fc--混凝土轴心抗压强度设计值,fc=19.1N/mm2;
弯矩设计值Mx1=1109.96kN.m,
经过计算得:
αs=1109.96×106/(1.00×19.1×5000.00×1250.002)=0.74×102;
ξ=1-(1-2×0.74×102)0.5=0.74×102;
γs=1-0.74/2=1.00;
Asx=Asy=1109.96×106/(1.00×1250.00×300.00)=2959.89mm2。
5、矩形承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)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=798.73kN。
我们考虑承台配置箍筋的情况,斜截面受剪承载力满足下面公式:
其中:
0--建筑桩基重要性系数,取1.0;
fc--混凝土轴心抗压强度设计值,fc=fc=19.1N/mm2;
b0--承台计算截面处的计算宽度,b0=5000.00mm;
h0--承台计算截面处的计算高度,h0=1250.00mm;
λ──计算截面的剪跨比,λx=ax/ho,λy=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)=1000.00mm,则λx=λy=ax/ho=0.80当λ<0.3时,取λ=0.3,当λ>3时,取λ=3,所以λ=0.8;
β--剪切系数,当0.3≤λ<1.4时,β=0.12/(0.8+0.3)=0.11;
r0V=1×798.73=798.73kN
[V]=0.11×19.1×5000.00×1250.00=13131250.00=13131.25KN
"经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!
"
6.受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
验算公式如下:
hp---受冲切承载力截面高度影响系数,当h不大于800mm时,βhp取1.0.当h大于等于2000mm时,βhp取0.9,其间按线性内插法取用;取
hp=0.96;
ft---混凝土轴心抗拉强度设计值,取ft=1.71kPa;
am---冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:
am=[1.6+(1.6+2×1.3)]/2=2.90m;
h0---承台的有效高度,取h0=1.3-0.05=1.25m;
Pj---最大压力设计值,取Pj=146.99kPa;
Fl---实际冲切承载力:
Fl=146.99×(5.00+3.60)×(5.00-3.60)/4=442.44kN。
允许冲切力:
0.7×0.96×1710.00×2.90×1.25=4165.56kN
"实际冲切力小于允许冲切力设计值,所以能满足要求!
7、桩承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)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=798.73kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式:
其中:
r0--建筑桩基重要性系数,取1.0;
fc--混凝土轴心抗压强度设计值,fc=16.7N/mm2;
A--桩的截面面积,A=0.50m2。
则,N=0.50×16.7×103=8350.00KN
"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!
"
8.桩竖向极限承载力验算及桩长计算
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.8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N=798.73kN
桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式:
最大压力:
其中:
R--最大极限承载力,最大压力时取Nmax=798.73kN;
ηs,ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数,桩端阻群桩效应系数,
γs,νp──分别为桩侧阻力分项系数,桩端阻抗力分项系数,
qsik--桩侧第i层土的极限侧阻力标准值;
qpk--桩侧第i层土的极限端阻力标准值;
u--桩身的周长,u=2.51m;
Ap--桩端面积,取Ap=0.50m2;
li--第i层土层的厚度,取值如下表;
sp--桩侧阻端综合阻力分项系数,取1.60;
第i层土层厚度及侧阻力标准值表如下:
____________________________________________________________________
序号土名称土层厚度极限侧阻力极限端阻力
1粘性土2.14680
2红粘土2.9701500
3卵石7.51503500
____________________________________________________________________
桩的入土深度为6.00m。
最大压力验算:
R=[2.51×492.52+0.50×3500]/1.6=1866.39kN
"经过计算得到R值满足要求"
9、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=Óëiqsikuili=1210.141kN;
其中:
Tuk-桩基抗拔极限承载力标准值;
ui-破坏表面周长,取u=ðd=3.14m;
qsik-桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值;
ëi-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,ë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=(ulÓëiqsikli)/4=1540.8kN;
ul-桩群外围周长,ul=4×(4.6)=18.4m;
经过计算得到:
TUk=Óëiqsikuili=1210.14kN;
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=165.19kN;
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=800.00kN;
Gp-基桩自重设计值,Gp=196.35kN;
Tgk/2+Ggp=1540.8/2+800=1570.4kN>165.187kN;
Tuk/2+Gp=1210.141/2+196.35=801.42kN>165.187kN;
桩抗拔满足要求。
九、塔吊附着计算
塔机安装位置至建筑物距离超过使用说明规定,需要增长附着杆或附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时,需要进行附着的计算。
主要包括附着杆计算、附着支座计算和锚固环计算。
1、参数信息
塔吊高度:
130.00(m)
附着塔吊边长:
1.60(m)
附着塔吊最大倾覆力距:
1500.00(kN/m)
附着框宽度:
1.80(m)
回转扭矩:
50.00(kN/m)
风荷载设计值:
0.58(kN/m)
附着杆选用:
[16b槽钢
附着节点数:
5
各层附着高度分别:
21.55m;40.87m;60.17m;79.57m;94.97m
附着点1到塔吊的竖向距离:
5.7(m),5道附着最大值;
附着点1到塔吊的横向距离:
5.15(m),5道附着最大值;
附着点1到中心线的距离:
5.95(m),5道附着最大值。
2、支座力计算
塔机按照说明书与建筑物附着时,最上面一道附着装置的负荷最大,因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。
附着式塔机的塔身可以视为一个带悬臂的刚性支撑连续梁,其内力及支座反力计算如下:
风荷载标准值应按照以下公式计算
其中W0──基本风压(kN/m2),按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用:
W0=0.45kN/m2;
uz──风荷载高度变化系数,按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用:
uz=2.380;
us──风荷载体型系数:
Us=2.400;
z──风振系数,依据《建筑结构荷载规范》结构在Z高度处的风振系数按公式7.4.2条规定计算得βz=0.70
风荷载的水平作用力:
Nw=Wk×B×Ks
其中Wk──风荷载水平压力,Wk=1.799kN/m2
B──塔吊作用宽度,B=1.60m
Ks──迎风面积折减系数,Ks=0.20
经计算得到风荷载的水平作用力q=0.58kN/m
风荷载实际取值q=0.58kN/m
塔吊的最大倾覆力矩M=1500kN.m
计算结果:
Nw=144.859kN
3、附着杆内力计算
塔吊四附着杆件的计算属于一次超静定问题,采用结构力学计算个杆件内力:
计算简图:
方法的基本方程:
计算过程如下:
其中:
1p为静定结构的位移;
Ti0为F=1时各杆件的轴向力;
Ti为在外力M和P作用下时各杆件的轴向力;
li为为各杆件的长度。
考虑到各杆件的材料截面相同,在计算中将弹性模量与截面面积的积EA约去,可以得到:
各杆件的轴向力为:
以上的计算过程将
从0-360度循环,解得每杆件的最大轴压力,最大轴拉力:
杆1的最大轴向拉力为:
64.45kN;
杆2的最大轴向拉力为:
130.62kN;
杆3的最大轴向拉力为:
130.62kN;
杆4的最大轴向拉力为:
64.45kN;
杆1的最大轴向压力为:
64.45kN;
杆2的最大轴向压力为:
130.62kN;
杆3的最大轴向压力为:
130.62kN;
杆4的最大轴向压力为:
64.45kN。
4、附着杆强度验算
4.1、杆件轴心受拉强度验算
验算公式:
=N/An≤f
其中N──为杆件的最大轴向拉力,取N=130.62kN;
──为杆件的受拉应力;
An──为杆件的的截面面积,本工程选取的是[16b槽钢,查表可知An=2515.00mm2;
经计算,杆件的最大受拉应力
=130.62×1000/2515.00=51.94N/mm2。
最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力216N/mm2,满足要求!
4.2、杆件轴心受压强度验算
验算公式:
=N/
An≤f
其中
──为杆件的受压应力;
N──为杆件的轴向压力,杆1:
取N=64.45kN;杆2:
取N=130.62kN;杆3:
取N=130.62kN;杆4:
取N=64.45kN;
An──为杆件的的截面面积,本工程选取的是[16b槽钢,查表可知An=2515.00mm2;
──为杆件的受压稳定系数,是根据
查表计算得,
杆1:
取
=0.588,杆2:
取
=0.745,杆3:
取
=0.745,杆4:
取
=0.588;
──杆件长细比,杆1:
取
=95.589,杆2:
取
=71.907,杆3:
取
=71.907,杆4:
取
=95.589。
经计算,杆件的最大受压应力
=69.74N/mm2。
最大压应力不大于拉杆的允许压应力216N/mm2,满足要求!
5、焊缝强度计算
附着杆如果采用焊接方式加长,对接焊缝强度计算公式如下:
其中:
N为附着杆的最大拉力或压力,N=130.620kN;
lw为附着杆的周长,取563.00mm;
t为焊缝厚度,t=8.50mm;
ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度,取185N/mm2;
经过焊缝强度
=130620.34/(563.00×8.50)=27.30N/mm2。
对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求!
十、塔吊基础位置布置
具体详见《施工现场总平面布置图》。
十一、塔吊基础施工工序
11.1塔吊基础施工工艺流程
人工挖孔桩施工→塔吊基坑土方开挖→垫层浇筑→基础放线(墨线)→验线→底层钢筋网绑扎→塔吊预埋脚柱安装固定→上层钢筋网绑扎→塔吊基础模板支模→塔吊基础钢筋模板验收→塔吊基础砼浇筑→砼养护
11.2塔吊基础施工工艺
①基坑放线:
利用经纬仪将塔吊定位轴线测出,按照1:
1放坡系数外放相应距离,撒白灰线示之,并通知项目技术负责人进行验线。
②塔吊基础基坑开挖:
采用一台反铲式挖掘机进行基坑开挖,现场架设一台SCD200型水准仪进行基底标高控制。
同时按照1:
1的放坡系数进行放坡开挖。
机械开挖应比设计标高高20㎝~30㎝,剩余土方采用人工开挖。
人工开挖的平整度为±50。
③垫层砼浇筑:
在基坑开挖完成后,立刻将控制垫层厚度及标高的小木桩打设完成,每平方米范围内应至少有一个小木桩;随后在基坑边四周用50×100的木方围起来;进行垫层砼浇筑,初凝后进行压光处理。
④基础放线(墨线):
在垫层砼达到30%以上的强度即可进行基础放线。
首先利用经纬仪将基础定位轴线投测到垫层上,弹墨线示之;然后按照基础的设计尺寸将基础边线测出,弹墨线示之;最后通知技术负责人进行验线。
⑤底层钢筋网绑扎:
将塔吊基础底部受力主筋安装相应的间距要求绑扎到位,要求采用满扎,同时在塔吊预埋脚柱区域内钢筋网应采用点焊加固,最后放置底层钢筋网垫块。
⑥塔吊预埋脚柱安装、固定:
由于本案塔吊基础高1500mm和1100mm,比塔吊预埋脚柱高,为保证脚柱上部螺栓孔能露出基础砼表面,在预埋脚柱底部加焊一段长约500的14#角钢;接着将四个预埋脚柱安装到塔吊标准节上,同时在四个预埋脚柱上焊接剪刀撑予以加固;然后用经纬仪将塔吊定位轴线投测到底层钢筋网上,弹墨线喷白漆示之,同时将预埋脚柱位置处边线测放出来;接着利用反铲挖掘机将安装有预埋脚柱的标准节吊入基坑,放到底层钢筋网上,具体位置为上一步骤测放出来的脚柱位置线内;然后利用水准仪测出标准节上部四角四个螺栓孔处的标高,根据高低差值,在底
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- ZT5610 塔吊 基础 施工 方案