塔吊布置及基础施工方案.doc
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金融城2号地工程【塔吊基础施工方案】
目录
一、工程概况 2
二、编制依据 2
三、塔吊的选择及定位 3
四、塔吊的特殊要求 5
五、基础设计计算及详图 5
5.1.参数信息 5
5.2.塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算 5
5.3.矩形承台弯矩的计算 6
5.4.矩形承台截面主筋的计算 7
5.5.矩形承台截面抗剪切计算 7
5.6.桩承载力验算 8
5.7.桩竖向极限承载力验算及桩长计算 8
六、塔吊基础施工 11
一、工程概况
金融城2号地工程总建筑面积15900平方米，地上建筑面积为9500平方米，地下建筑面积6400平方米，地上4层、地下2层，建筑高度约20米，基坑深度约9.6米。
序号
项目
内容
1
工程名称
天津金融城2号地工程
2
工程地址
和平区大沽北路与张自忠路交口
3
设计单位
天津市建筑设计院
4
建设单位
天津金融城开发有限公司
5
监理单位
天津国际工程建设监理公司
6
施工单位
中国对外建设总公司
二、编制依据
2．1《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
2．2《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-88
2．3《建筑建筑高处作业安全技术规范》JGJ80-91
2．4《建筑机械使用安全技术规程》GB50104-93
2．5本工程地质详勘报告及建筑桩基技术规范JGJ94-2008
2．6施工现场总平面布置图及各阶段平面布置图、施工总体进度计划和各阶段计划
为保证塔吊运行的安全、可靠性，使现场塔吊基础施工、机械安拆、运行维护有科学可遵循，避免随意性；保障塔吊使用的安全、可靠性，加强塔吊使用的管理，使其规范化、合理化，经济有效。
制定好设备基础施工、机械运行管理技术措施和管理措施，特编制此方案以指导现场施工与管理。
三、塔吊的选择及定位
根据本次施工的范围，为单体工程。
结合现场实际施工条件及市政规划要求，塔吊位置定于基坑北侧工法桩外围中间部位。
根据建筑物外檐高度约为20米，及基节固定式塔吊的最大自由高度42m选择QTZ80Z塔吊。
塔吊使用参数一览表
型号
位置
自由高度
臂长
工作能力
端部起重能力
最大起重能力
总功率
基础节截面
整机自重
倾斜力矩
进场时间
QTZ80Z
工法桩北侧
42m
50m
80T/d
1.8T
7.84T
67.7kw
1．7*1.7
46.38
1827km.n
10.4.1
塔吊平面布置图
根据所选塔吊安装要求，对基础下的地基承载力要求，不小于0.2MPa。
根据本工程地质勘察报告，本工程场地范围内的地基承载力明显不足，需要采取其他措施。
采用钻孔灌注桩基础施工，桩与承台下地基土共同作用承受上部设备荷载。
由于建筑物高度约为20米，QTZ80Z塔吊自由高度为42米，故锚固装置不需要设置。
四、塔吊的特殊要求
塔吊的定位要求，楼体由于靠近已经施工的3#地工程，且1离过近，对布置塔吊造成一定困难。
塔吊既要覆盖2地工程的整个工作面，又要避免塔臂碰幢已经施工的3号地建筑物。
经过分析，塔吊仅能放置在如下位置处，才能满足要求。
根据现场实际条件，塔吊基础仅能放置在地下室（5轴-6轴/北侧工法桩轴线以外）间，受场地尺寸限制，塔吊基础尺寸不大于5.5m。
塔吊施工注意事项：
1）、塔吊基础顶面标高为-4.000m；
2）、塔吊定位偏差不得超过±20mm；
五、基础设计计算及详图
5.1.参数信息
塔吊型号:
QTZ80Z
自重（包括压重）F1=46.38kN，最大起重荷载F2=7.84kN
塔吊倾覆力距M=1827kN.m，
塔吊起重高度H=42m,塔身宽度B=1.70m
混凝土强度:
C35，钢筋级别:
Ⅱ级；
承台长度Lc或宽度Bc=5.50m
桩直径d=0.60m，桩间距a=3.50m，承台厚度Hc=1.35m
基础埋深D=3.50m，承台主筋间距S=180mm，保护层厚度:
50mm
5.2.塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算
1.塔吊自重（包括压重）F1=46.38kN
2.塔吊最大起重荷载F2=7.84kN
作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=65.064kN
塔吊的倾覆力矩M=1.4×1827=2557.8kN.m
5.3.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。
1.桩顶竖向力的计算（依据《建筑桩基础技术规范》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=1.2×54.22=65.064kN；
G──桩基承台的自重，
G=1.2×（25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D）=3766.128kN；
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（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=（46.38+7.84）/4+2557.8×（3.50×1.414/2）/[2×（3.50×1.414/2）2]=271.97kN
没有抗拔力!
2.矩形承台弯矩的计算（依据《建筑桩基础技术规范》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）；
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值（kN），Ni1=Ni-G/n。
经过计算得到弯矩设计值：
N=（65.064+3766.128）/4+2557.8×（3.50/2）/[4×（3.50/2）2]=3515.598kN
Mx1=My1=2×（3515.598-3766.128/4）×（1.50-0.93）=1467.22kN.m
5.4.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。
式中1──系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，
1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。
经过计算得承台底面配筋
s=1467.22×106/（1.00×16.70×5500.00×1250.002）=0.117
s=1-0.117/2=0.941
Asx=Asy=1467.22×106/（0.941×1250.00×300.00）=4157.28mm2。
承台顶面按构造配筋。
5.5.矩形承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩基础技术规范》（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=1212.12kN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；
──剪切系数,=0.20；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；
b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5500mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1350mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；
S──箍筋的间距，S=180mm。
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!
5.6.桩承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（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N=1098.5kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
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=16.70N/mm2；
A──桩的截面面积，A=0.283m2。
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!
5.7.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5.2.2-3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=1098.5kN
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；
Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:
Qpk──单桩总极限端阻力标准值:
Qck──相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值:
qck──承台底1/2承台宽度深度范围（≤5m）内地基土极限阻力标准值；
s,p──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数；
c──承台底土阻力群桩效应系数；按下式取值：
s,p,c──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数；
qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；
qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=1.884m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.283m2；
li──第i层土层的厚度,取值如下表；
底层编号
大沽标高（m）
岩性
钻孔灌注桩
qsik（kpa）
Qpk（kpa）
3
-4.00以上天然土
粘土、粉质粘土
32
0
4a
粉质粘土
38
0
4b
砂性大粉质粘土夹粉土
46
0
6a
-4.00～-12.00
砂性大粉质粘土夹粉土
45
0
6b
粉质粘土
36
0
7
-12.00～-21.50
粉质粘土
50
0
8
粉质粘土
52
0
9
粉土、砂粉
65
750
10a
-21.50～-25.00
粘土
55
550
10b
-25.00～-27.00
粉土
68
800
由于桩的入土深度为30m,所以桩端是在第10b层粉土层。
最大压力验算:
R=2.04×（8.5×46×.9372+8×36×1.269+9.5×65×.9372+23.5×55×.9372+2×68×1.269）/1.67+1.42×800.00×0.33/1.67+0.39×531.56/1.65=1346.02kN
上式计算的R值大于等于最大压力1098.5kN,所以满足要求!
1、塔吊基础底标高张自忠路面标高，有效桩身长度不小于26m；
2、混凝土强度等级：
C35；基础表面平整度允许偏差1/1000；埋设件的位置、标高和垂直度以及施工工艺符合出厂说明书要求。
3、起重机的混凝土基础周围应修筑边坡和排水设施，并应与基坑保持一定安全距离。
六、塔吊基础施工
根据塔吊基础的设计与详图，本工程塔吊基础由于所处位置天然地基的承载不足需作处理，采用钻孔灌注桩，桩与承台下地基土共同作用承受上部设备荷载。
为统一施工，各塔吊基础的桩型号，承台截面尺寸、标高、配筋、砼强度均按照塔吊最不利条件予以设计考虑。
施工注意事项如下：
（1）本塔吊基础桩为端承摩擦桩，桩端持力层选取地质第10b粉土层。
（2）桩承台的定位综合考虑了与结构的安全距离，附着支撑要求，工作半径，安装与拆除方便，工程总体布署及机械使用期限的要求，因此定位尺寸应以此图提供尺寸准确无误放线。
（3）本基础设计考虑了桩承台共同作用，也即承台下地基土承载力参与承载，因此承台下地基土应在基础开挖时清除掉杂填土，如达不到设计标高应采用黄砂夯实回填再施工钢筋砼基础。
（4）桩基础承台的底面、顶面标高综合考虑了现场自然标高及设备埋深，基础与深基坑临空效应、机械操作安全要求等，施工时应控制好按设计标高操作。
（5）桩与承台连接参照相关图集，设备预埋件以厂家提供的标件为准，在砼施工时按尺寸埋设好，砼施工完须达到强度要求才可安装设备。
（6）由于设备基础比自然地面标高低，因此必须采取截水，排水、砖砌围护等措施保证基础不受浸泡而扰动，发生不均匀沉降引起塔机倾斜失稳造成安全事故。
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