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桩承台基塔吊基础方案


第一章 编制依据
1.1 施工组织设计 名称 大邦路沿线改造工程 20#21#施工组织设计 1.2 设计图纸 设计单位 设计图纸 1.2 主要施工规范、规程 序号 1 2 3 4 5 名 称 湖北省建筑工程施工现场安全管理规定 建筑机械安全技术规程 塔式起重机混凝土基础工程技术规程 《混凝土结构设计规程》 《建筑桩基础技术规范》 1.3 其它参考文件 序号 1 2 名称

武汉地质工程勘察院《岩土工程勘察报告》 总公司《施工现场文明安全管理规定》 编号 DB29-113-2009 JGJ94-2009 JGJ/T 187-2009 GB50010-2002 JGJ94-2008 深圳市联合创艺建筑设计有限公司 大邦路沿线改造工程 20#21#结构施工图 大邦路沿线改造工程 20#21#建筑施工图 编号 日期

第二章 工程概况及特点分析
2.1 工程简介本工程位于广水市大邦路,工程总建筑面积约为 17000 平方米, 商业裙楼二层,地上标准层十五层。建筑高度 56.7 米。本工程主体结构为框架-剪 力墙结构,基础采用承台桩基和刚性地面基础。 由于本工程塔基南边与 21#楼核心筒相邻,核心筒承台底标高低于塔吊基础底 标高 1.5m。塔吊基础承台下设 4 棵Φ 1200 人工灌注桩,桩底嵌入中风化持力层,灌 注桩配筋及混凝土强度按本工程的工程桩设计标准施工,充分满足本工程塔吊承载 力及抗拔要求,塔吊基础下部为无扰动中性粘土,无地下水,土质较好。现 21#楼 核心筒基坑开挖势必对塔吊基础造成一定安全隐患,为了消除此安全隐患,保证工 程的顺利开展,针对本工程的具体特点,公司组织专业工程技术人员制定以下施工
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方案。

第三章 塔吊选择及基础设计
3.1 垂直运输设备的选择 本工程结构施工期间垂直运输以塔吊提升、吊运钢筋和模板等重型材料为主。 本着施工方便、布局合理、保证安全的原则,结合本工程特点和现场施工条件、建 筑物的平面布局以及施工进度的要求, 本工程拟选用一台 QTZ5010 塔吊作为住宅楼 项目结构施工阶段的主要垂直运输设备(塔吊基本参数见下表) 。塔吊现场安装位置 详见施工现场塔吊基础布置图。 塔吊基本参数 型号 起 重 量 额定起重力矩(KN·m) 最大幅度/起重载荷(m/KN) 最小幅度/起重载荷(m/KN) 起升高度(m) 工 速 度 平 衡 重 4.2 塔吊基础型式 QTZ5010 塔吊基础采用四桩承台基础。 承台尺寸:矩形承台边长:5.00m;承台厚度:Hc=1.350m 4.3 塔吊基础的计算书 依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)。 4.3.1. 参数信息 塔吊型号:QTZ50100;塔机自重标准值:Fk1=594.00kN;起重荷载标准 值:Fqk=60.00kN;塔吊最大起重力矩:M=1339.00kN.m;塔吊计算高度:H=30m 塔身宽度: B=1.60m; 非工作状态下塔身弯矩: M1=-1435kN.m; 桩混凝土等级: C25;
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QTZ5010 630 56 2.0 30 76/38/11.6 21/42 0~0.60 12 50

起升(m/min) 变幅(m/min) 回转(r/min) 平衡重(t) 臂长(m)

承台混凝土等级:C30;保护层厚度:50mm;矩形承台边长:5.00m;承台厚度: Hc=1.350m;承台箍筋间距:S=200mm;承台钢筋级别:HRB335;承台顶面埋深: D=0.000m; 人工灌注桩直径: d=0.400m; 桩间距: a=3.500m; 桩钢筋级别: HRB335; 每根桩 16Ф 16 桩入土深度:7.40m;计算简图如下:

4.3.2. 荷载计算 ⑴自重荷载及起重荷载 1) 塔机自重标准值 Fk1=594kN 2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=5×5×1.35×25=826.8kN 1215 kN 306 kN

承台受浮力:Flk=5×5×0.85×10=212.5kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=60kN ⑵风荷载计算

1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2)

=0.8×1.59×1.95×1.29×0.2=0.64kN/m2

=1.2×0.64×0.35×1.6=0.43kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=0.43×30.00= 12.9 kN 17.20kN

c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5Fvk×H=0.5×17.20×30.00= 258 kN 344.03kN.m

2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
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a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.50kN/m2)

=0.8×1.65×1.95×1.29×0.50=1.66kN/m2

=1.2×1.66×0.35×1.60=1.12kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=1.12×30.00=33.6 kN 44.63kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5Fvk×H=0.5×33.6×30.00= 504 kN ⑶塔机的倾覆力矩 工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-1435+0.9×(1339+258)=2.3 kN 79.73kN.m 非工作状态下,标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-1435+504=-931 kN 4.3.3 桩竖向力计算 非工作状态下: Qk=(Fk+Gk)/n=(594+826.8)/4=355.2 kN 452.25kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L =(594+826.8)/4+(-542.46+33.6×1.35)/5.66= 268kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L =(594+826.8-212.5)/4(-542.46+33.6×1.35)/5.66=213.27 kN 461.01kN 工作状态下: Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(594+826.8+60)/4=370.2 kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L =(594+826.8+60)/4+(2.3+33.6×1.35)/5.66=378.62 kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L =(594+826.8+60-212.5)/4-(2.3+33.6×1.35)/5.66=325.5 kN 372.55kN 4.3.4.承台受弯计算 ⑴荷载计算 不计承台自重及其上土重,第 i 桩的竖向力反力设计值: 485.45kN 467.25kN 366.99kN -542.46kN.m 892.54kN.m

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工作状态下: 最大压力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×(594+60)/4+1.35×(2.3+33.6×1.35)/5.66=232.09 kN 245.30kN 非工作状态下: 最大压力 Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L =1.35×594/4+1.35×(-931+33.6×1.35)/5.66=44 kN 85.38kN

⑵弯矩的计算依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第 6.4.2 条

其中 Mx,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); Ni──不计承台自重及其上土重,第 i 桩的竖向反力设计值(kN)。 由于工作状态下,承台正弯矩最大: Mx=My=2×232.09×1.20=557.02 kN 588.72kN.m ⑶配筋计算 根据《混凝土结构设计规程》GB50010-2002 第 7.2.1 条

式中 为 C80 时,
1

1

──系数, 当混凝土强度不超过 C50 时, 1 取为 1.0,当混凝土强度等级

取为 0.94,期间按线性内插法确定;

fc──混凝土抗压强度设计值; h0──承台的计算高度; fy──钢筋受拉强度设计值,fy=300N/mm2。 底部配筋计算:
s

=588.72×106/(1.000×14.300×6000.000×13002)=0.0041

=1-(1-2×0.0041)0.5=0.0041
s

=1-0.0041/2=0.9980

As=588.72×106/(0.9980×1300.0×300.0)=1512.6mm2 4.3.5. 承台剪切计算 最大剪力设计值:

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Vmax=245.30kN 依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的第 7.5.7 条。 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:

式中

──计算截面的剪跨比, =1.500

ft──混凝土轴心抗拉强度设计值,ft=1.430N/mm2; b──承台的计算宽度,b=5000mm; h0──承台计算截面处的计算高度,h0=1300mm; fy──钢筋受拉强度设计值,fy=300N/mm2; S──箍筋的间距,S=200mm。 经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋! 4.3.6 承台受冲切验算 角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内,且承台高度符合构造要求,故 可不进行承台角桩。 4.3.7 桩身承载力验算 桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第 5.8.2 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 N=1.35× 485.45=655.36kN 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式:

其中

c──基桩成桩工艺系数,取

0.85

fc──混凝土轴心抗压强度设计值,fc=19.1N/mm2; Aps──桩身截面面积,Aps=80425mm2。 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求 由于桩的最小配筋率为 0.56%,计算得最小配筋面积为 450mm2 综上所述,全部纵向钢筋面积 450mm2 4.3.8.桩竖向承载力验算 依据 《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》 (JGJ/T 187-2009)的第 6.3.3 和 6.3.4 条 轴心竖向力作用下,Qk=467.25kN;偏向竖向力作用下,Qkmax=485.45kN.m
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桩基竖向承载力必须满足以下两式:

单桩竖向承载力特征值按下式计算:

其中 Ra──单桩竖向承载力特征值; qsik──第 i 层岩石的桩侧阻力特征值;按下表取值; qpa──桩端端阻力特征值,按下表取值; u──桩身的周长,u=1.26m; Ap──桩端面积,取 Ap=0.13m2; li──第 i 层土层的厚度,取值如下表; ⑴ 1#塔吊基础一下土层厚度及侧阻力标准值表如下: 土层厚度 序号 (m) 1 2 3 4 5 6 7 2.7 1.5 3.5 1 4.5 1.5 5 (kPa) 31 18 15 65.3 19 27.9 91.7 (kPa) 100 110 100 125 110 120 160 粘性土 粘性土 粘性土 粉土或砂土 粘性土 粘性土 密实粉土 侧阻力特征值 端阻力特征值 土名称

由于桩的入土深度为 17m,所以桩端是在第 7 层土层。 最大压力验算: Ra=1.26×(2.7×31+1.5×18+3.5×15+1×65.3+4.5×19+1.5×27.9+2.3× 91.7)+160×0.13=732.32kN 由于:Ra = 732.32 > Qk = 467.25 kN.m,所以满足要求。 由于:1.2Ra = 878.78 > Qkmax =485.45kN.m,所以满足要求。 ⑵ 2#塔吊基础一下土层厚度及侧阻力标准值表如下: 序号 土层厚度 侧阻力特征值 端阻力特征值 土名称

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(m) 1 2 3 4 5 6 1.5 3.5 1 4.5 1.5 5

(kPa) 18 15 65.3 19 27.9 91.7

(kPa) 110 100 125 110 120 160 粘性土 粘性土 粉土或砂土 粘性土 粘性土 密实粉土

由于桩的入土深度为 17m,所以桩端是在第 7 层土层。 最大压力验算: Ra=1.26×(0×0+1.5×18+3.5×15+1×65.3+4.5×19+1.5×27.9+5×91.7)+160× 0.13=938.27kN 由于: Ra = 938.27 > Qk = 467.25,所以满足要求! 由于: 1.2Ra = 1125.92 > Qkmax = 485.45,所以满足要求!

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第五章 施工管理措施
5.1 质量保证措施 5.1.1 实行全过程管理,建立健全“三检制” ,落实参施人员的职责和权利。 5.1.2 严格按程序施工,发现问题及时解决,及时上报,确保每道工序的正常进 行。 5.1.3 做好塔吊基础施工期间的施工记录。 5.2 工期保证措施 5.2.1 科学管理,合理安排施工顺序,合理安排机械劳动力。 5.2.2 根据施工图到位情况,及时调整作业进度,确保整体工期不受影响。 5.2.3 由于项目为公司的重点工程,工期紧,施工难度大,群塔作业的危险系数 较高,因此要求租赁公司选派一名责任心较强的专职安全人员常驻工地,专门负责 塔吊的检查,维护和安全管理工作,并做好与经理部的协调管理,保证不因塔吊问 题影响施工进度。 5.3 安全文明施工措施 5.3.1 实行安全技术交底制。并由现场管理副经理根据安全措施要求和现场实际 情况,对管理人员进行安全交底,会后各级管理人员再分别对作业人员进行书面交 底。 5.3.2 实行班前检查制。 即班组施工前, 要由分项负责人对作业面进行安全检查, 发现问题及时通知值班领导,问题解决后再行施工。 5.3.3 现场实施封闭式管理,减少一切行政事故。 5.3.4 加强对劳务人员管理,严格审核进场人员的有关证件,确保现场及周边安 全。施工现场严禁赌博、酗酒、传看不健康物品等。 5.4 环境保护措施 5.4.1 混凝土施工时使用低噪音振捣棒,减少对周边居民的影响。 5.4.2 每天设专人对现场及周边道路进行清扫防止灰尘飞扬,保护周围空气清 洁。 5.4.3 办公室、宿舍保持整洁,生活区保持卫生,并设生活垃圾收集站及垃圾分 检站各一个,施工垃圾要进行分检处理,分检出的有毒有害废弃物统一进行清运。

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第六章 安全文明施工现场措施
6.1 当塔吊基座按设计要求施工完成后,协同塔吊租赁公司对其共同签字验收。 6.2 施工现场所有设备、设施、安全装置、工具配件以及个人劳保用品必须经常 检查,确保完好和使用安全。 6.3 挖出的土石方应及时运离塔吊基础上口,不得堆放在上口四周 1m 范围内。 6.4 施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作;电器必须严 格接地、接零和使用漏电保护器。各孔用电必须分闸,严禁一闸多用。孔上电缆必 须架空 2m 以上,严禁拖地和埋压土中,孔内电缆、电线必须有防磨损、防潮、防 断等保护措施。照明应使用安全矿灯或 12V 以下的安全灯。 6.5 现场施工人员必须戴好安全帽,工作期间不得吸烟、饮酒,严格遵守工地各 项规章制度。 6.6 和塔吊租赁公司签订安全协议,敦促租赁公司加强安全管理和人员培训。

附图一:塔吊平面布置图

附图 2:塔吊基础配筋图

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第一章 编制依据 ............................................................................................................... 1 1.1 施工组织设计 ............................................................................................................ 1 1.2 设计图纸 .................................................................................................................... 1 1.2 主要施工规范、规程 ................................................................................................ 1 1.3 其它参考文件 ............................................................................................................ 1 第二章 工程概况及特点分析 ......................................................... 错误!未定义书签。 2.1 工程简介 .................................................................................. 错误!未定义书签。 第三章 工程地质与水文条件 ......................................................... 错误!未定义书签。 3.1 工程地质条件 ..........................................................................错误!未定义书签。 第四章 塔吊选择及基础设计 ........................................................................................... 2 4.1 垂直运输设备的选择 ................................................................................................ 2 4.2 塔吊基础型式 ............................................................................................................ 2 4.3 塔吊基础的计算书 .................................................................................................... 2 第五章 施工管理措施 ....................................................................................................... 9 5.1 质量保证措施 ............................................................................................................ 9 5.2 工期保证措施 ............................................................................................................ 9 5.3 安全文明施工措施 .................................................................................................... 9 5.4 环境保护措施 ............................................................................................................ 9 第六章 安全文明施工现场措施 ..................................................................................... 10

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