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当前位置:首页 > 建筑/环境 > 工程监理 > 建八局首银大厦塔吊基础施工方案
首银大厦塔吊基础施工方案中国建筑第八工程局1一、工程概况首银大厦工程地处上海市延安西路与番禺路交叉口,占地面积约7025m2,建筑面积约50053.8m2.为一综合办公大楼和酒店式公寓大楼及一个商场(会所)组成,综合办公大楼地下2层,地上23层,建筑总高度为94.1m;酒店式公寓地下2层,地上24层,建筑总高度为88.7m;商场(会所)地下2层,地上3层,建筑总高度为16.1m。因本工程地处市中心,施工现场基坑开挖后可利用场地狭小,基坑外不能提供足够位置来安置塔吊,因此考虑在基坑内安置一台F0/23B型号塔吊服务结构施工期间的垂直运输。基坑面积约5500m2,开挖深度达11米,设置两道钢筋混凝土支撑,工程量大,为尽快利用塔吊配合混凝土支撑及基础大底板施工,初步拟定在地下室结构施工前就将塔吊安装。因基坑又要开挖,故采用桩基并用支撑立柱将塔吊基础托起。本工程拟装置一台F0/23B塔吊,具体位置详见塔吊平面布置图(附图1)。塔吊基础采取四根Φ800X30000mm钻孔灌注桩,内插钢格构柱,格构柱伸入顶部做的4000X4000X1500mm混凝土承台,施工承台时,塔吊标准节埋入承台内。二、编制依据2.1、《FO/23B塔式起重机使用说明书》2.2《延安西路1160号地块补充岩土工程勘察报告》2.3《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)2.4《建筑地基基础设计规范》(上海市标准)(DGJ08-11-1999)首银大厦塔吊基础施工方案中国建筑第八工程局22.5《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)2.6《地基与基础施工及验收规范》(GBJ202-83)2.7《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)2.8《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50204-92)2.9《钢结构设计规范》(GB50017-2003)2.10《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-95)2.11延安西路160地块相关围护桩及工程桩设计图纸三、塔吊基础设计3.1支撑灌注桩设计3.1.1塔吊基础采用四根钻孔灌注桩,内插钢格构柱,四根钻孔灌注桩桩位见桩位定位图(附图1)3.1.2桩径Φ800,桩长30m(自-10.55m标高算起),主筋12Φ25,箍筋Φ8@200,加强钢筋2Φ16@2000,混凝土等级为水下C303.1.3钻孔灌注桩由专业单位定位施工,定位误差在20mm以内3.1.4桩顶标高-10.55m,施工时混凝土泛浆高度为2.5米,此段混凝土在支架焊制横撑、斜撑时逐段凿除3.1.5钻孔灌注桩施工严格按照相关技术规程、规范施工3.2支撑立柱桩设计3.2.1单根格构柱设计3.2.1.1单根格构柱由4L140X12加-410X200X10缀板组成,柱截面尺寸460X460,长13.10m,锚入钻孔灌注桩3m伸入钢筋混凝土承台600mm首银大厦塔吊基础施工方案中国建筑第八工程局33.2.2缀板采用材料为-410X200X10,在柱两头各留10mm作为焊缝位置。格构柱缀钣中心间距600mm,详见塔吊钻孔灌注桩配筋图(附图2)3.2.3支撑立柱需穿过底板,在地下室施工前作好立柱的防水处理,在立柱边焊接止水钢板,详见塔吊钻孔灌注桩配筋图(附图2)3.2.4格构柱间斜(平撑)设计3.2.4.1为增加格构柱截面性能并减小长细比,确保整体稳定,在四根根格构柱上焊接斜(横)撑,即开挖时,每开挖到横撑节点标高立即进行该撑段的横撑和斜撑制作,采用[18a槽钢,间距1200mm,必须确保电焊质量,严禁拖延时间,造成结构失稳。平(斜)撑见塔机钢格构柱立面图(附图3)3.3塔吊承台采用钢筋混凝土承台,尺寸为4000X4000X1500mm,内配钢筋双层双向Φ25@150,箍筋Φ14@300格构柱锚入承台600mm.承台混凝土强度C303.4塔吊底座与立柱桩构造措施塔吊立柱桩锚进承台内,上口保持水平,用钢板桩封口,塔吊底座直接放在四根立柱桩上,同立柱桩焊牢。塔吊立柱桩锚进承台60cm,然后四周加焊12Φ25钢筋锚进承台。(详见附图4)四、塔吊基础设计计算书因塔吊在非工作状况时为最不利情况,故只需计算塔吊非工作状况受力,据FO/23B塔吊使用说明书,塔吊安装到自由高度44.8m高首银大厦塔吊基础施工方案中国建筑第八工程局4度时要附墙,因此在进行荷载分析时,弯矩和剪力取在44.8m高度时塔吊非工作状态数值,竖向荷载取塔吊安装到最终安装高度时数值为安全取值。4.1基本数据根据F0/23B塔吊使用说明书,塔吊非工作状况受力数据如下:(M、H为自由高度处取值,V取最大安装高度取值为安全取值)M=2569.49KN.M,H=123.65KNV=972.5KN式中:M:弯矩H:水平力V:竖向力混凝土承台自重G=4X4X1.5X25=600KN4.2单桩承载力计算4.2.1单桩承受荷载塔吊自重及竖向作用力:F=1.2X972.5=1167KNL140X1225.52Kg/m缀板0.41X0.2X0.01X7.8X1000/0.6=10.66Kg/m共计36.18Kg/m格构柱重36.18X4X13.45=19.46KN[18槽钢自重g=62.06KN由《建筑桩基技术规范》JGJ94-94首银大厦塔吊基础施工方案中国建筑第八工程局5偏心竖向力作用下VNNmax(压)max(拔)GHMYX100020001000400010002000100040001500Ni=(F+G+g)/4±Mxyi/Σyi2(X、Y轴受力相同)=[1167+1.2(或1.0)X(600+19.46+62.06)]/4±(2569.49X1.0+123.65X1.5)X1.0/4X1.02(G和g对结构不利时取1.2,有利时取1.0)不利时Nmax=1984.82/4+694.92=1191.13KN(抗压状态)Nmin=1984.82/4-694.92=-198.72KN(抗拔状态)有利时Nmax=1848.52/4+694.92=1157.05KN(抗压状态)Nmin=1848.52/4-694.92=-232.79KN(抗拔状态)综合知单桩最大受压值为1191.13KN最大受拉值为232.79KN4.2.2单桩设计荷载桩底标高为-40.55,由地质报告得持力层选择第71-1层,该层首银大厦塔吊基础施工方案中国建筑第八工程局6为饱和、密实、中压缩性的砂质粘性土,满足持力层条件(见下图),单桩承载力设计值如下桩顶标高-10.55m桩底标高-40.55m45567淤泥质黏土粘土粉质粘土粉质粘土砂质粘土2.0m4.0m18.0m4.0m2.0mfs=20kpafs=25kpafs=35kpafs=64kpafs=68kpafp=800kpa抗拔桩承载力设计值R抗拔=0.6XΣfsXL3.14d=0.6X(20x2.0+25x4.0+35x18.0+64x4.0+68x2.0)x3.14x0.8=1751.37KN1.6x232.79=372.46KN抗压桩承载力设计值R抗压=0.6XΣfsXL3.14d+qsAp=1751.37+401.92=2153.291.6x1191.13=1905.81KN满足竖向承载力要求。4.3灌注桩配筋计算4.3.1由于r0Nmax=1.0x1191.13=1191.13KN而fcxA=15x3.14x4002x0.8=6028.8KN即:单桩受力远小于砼的抗压强度,故桩在考虑抗压情况下按设计可不配筋,但为了使用安全,同时考虑基础使用阶段所产生的拔力因素首银大厦塔吊基础施工方案中国建筑第八工程局7(具体抗拔配筋验算见4.5条抗倾覆验算)需配置钢筋。4.3.2按构造配筋As=Ρa=0.6%xπr2=0.6x3.14x4002=30.16cm2配12Ф25,箍筋Ф8@200AS=58.830.16cm2满足构造要求。4.3.3桩自身抗拉强度N=fgAs=3100x58.8=1822.88KN,远大于桩的抗拔设计值212.79KN,故配筋符合要求.4.4格构柱承载力计算截面性质L140X12A=32.51cm2Ix=603.7cm4Z0=3.9cm式中:A:角钢截面积Ix:惯性矩Z0:重心矩两方向对称Ix=4X[(603.7+32.51X(46/2-3.9)2)=49855cm4回转半径:ix=(Ix/4A)1/2=19.58cm柱子计算长度,以悬臂计算计算长度:L0x=10.1m则长细比:λx=L0x/Ix=1010/19.58=51.58缀板-410X200X10mm中心间距600mm首银大厦塔吊基础施工方案中国建筑第八工程局8单根角钢长细比λ1=(60-20)/2.77=14.4440(λ10.5λx)换算长细比λ0x=(51.582+14.442)1/2=53.56150b类构件查轴心受压构件稳定系数表得:ψx=0.8404.3.1强度计算N/ψxA=1191.13/(3251X4X0.840)=109.04/mm2〈215N/mm24.3.2整体稳定性验算格构式压弯构件绕虚轴平面内稳定计算公式为:N/ψxA+mxMd/[Wx(1-ψxXN/NEX)欧拉公式NEX=π2EA/λ0x2=π2X206000X4X3251/53.562=9338.20KN非工作状况:N/ψxA+mxMd/[Wx(1-ψxXN/NEX)=109.04〈215N/mm2为确保安全,参照其他项目类似经验,按常规做法及构造要求,必须在四根格构柱之间焊接斜(平)撑(每1.2米设置见立面图),以增加格构柱截面性能,并能减小长细比,增强整体稳定。4.3.3分肢稳定性计算长细比λ1=(60-20)/2.77=14.4440(λ10.5λx)所以可不计算分肢稳定性4.3.4缀板刚度验算角钢对本身轴的惯性力矩I1=603.7cm4柱分肢的线刚度为I/l=603.7/60=10.06四块缀板线刚度之和为4X1/12X1X203/38=70.18比值70.18/10.06=7.0〉6,可见缀板刚度足够。首银大厦塔吊基础施工方案中国建筑第八工程局94.3.5截面抗剪作用于柱身的剪力V=Af/85(fy/235)1/2=4x3251x215/85x(215/215)1/2=32892N=32.89kNT=32892/4X3251=2.52N/mm2215N/mm2满足要求。4.3.6缀板焊缝连接验算缀板与柱肢连接处的内力为剪力T=(V/4)l/a=8.22X60/41=12.03KN弯矩M=(V/4)l/2=4.11KN.m缀板与柱肢连接用角焊缝hf=8mm,焊缝两端用围焊,但是计算长度偏于安全地用焊缝长度lw=18cm在剪力T和弯矩M共同作用下角焊缝的应力为:[(M/βfWW)2+(T/AW)2]1/2=[(6X4.11X106/1.22X0.7X8X182X102)2+(12.03X103/0.7X8X180)2]1/2=(59.442+11.442)1/2=60.53〈160N/mm2缀板连接符合要求。4.4承台受力计算首银大厦塔吊基础施工方案中国建筑第八工程局1010002000100040001800400020001000100018004.4.1承台弯矩计算钢筋采用Ⅱ级钢筋fg=3100kg/cm2,砼采用C30fc=150kg/cm2桩顶净反力:Ni=1191.13-(G+g)/4=1024.75KN(不考虑承台自重)最大弯矩Mmax=Σηyinixi=2X0.5X1024.75X1.0=1024.75KN.MAs=KM/0.9x100x3100=1.4x1024.75x105/0.9x100x3100=51.42cm2采用28Ф25,面积137.2cm2〉51.42cm2故承台配筋28Ф25@150能满足抗弯要求。因塔吊使用时的弯矩的方向随转向的改变而改变,另考虑到实际存在的扭矩,为确保使用要求,配双层双向Ф25@150钢筋,上下两层钢筋之间采用Ф14@300箍筋作为联系筋.(承台配钢筋见附图4)4.4.2承台抗冲切验算因塔吊标准节尺寸为1.8mx1.8m,各桩均在冲切正
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