雅仕家园住宅项目塔吊基础设计方案

雅仕嘉园住宅项目塔吊基础设计方案1雅仕嘉园住宅项目塔吊基础设计方案金坛建工集团2011年4月雅仕嘉园住宅项目塔吊基础设计方案2目录一、工程概况二、塔式起重机型号及定位的选择三、塔吊桩及基础尺寸四、塔吊桩基础设计(一)编制依据(二)TC5511塔吊基础设计1.塔吊的基本参数信息2.桩基所受荷载的计算分析3.桩基础设计五、塔吊桩基础的施工六、塔式起重机基础施工的安全技术措施七、塔式起重机的安全使用技术措施八、塔式起重机的维护附图一、塔吊总平布置图附图二、塔吊基础预埋件大样附图三、塔吊基础平面布置图附图四、塔吊定位图附图五、塔吊基础大样附图五、TC5511主要技术性能参数表雅仕嘉园住宅项目塔吊基础设计方案3一、工程概况本工程为雅仕嘉园住宅项目，位于月牙河南路北侧，富民路南侧，项目征地面积为180011.90平方米，建筑用地面积为108192.70平方米，总建筑面积343760平方米，地下室建筑面积71000平方米，建筑密度61.55﹪，绿地率10.54﹪。本工程是天津市汇登房地产开发有限公司投资开发，设计单位:天津方标世纪规划建筑设计有限公司，监理单位:天津天建工程管理有限公司，由金坛建工集团承建。工程地质情况：根据天津市勘察院勘察院公司提供的《岩土工程勘察报告》揭示，本工程岩土体特征分述如下：1、人工填土层(地层编号1a、1b):厚度0.90-2.50m。2、新近冲积层(地层编号3):承载力标准值95Kpa,厚度0.6-2.4m。3、全新统上组陆相冲积层(地层编号4a、4b):承载力标准值120-130Kpa,分布层厚在1.7-4.5m。4、全新统中组海相沉积层(地层编号6a、6b):承载力标准值115-125Kpa,层厚在8.7-10.5m。5、全新统下组沼泽相沉积层(地层编号7):承载力标准值125Kpa,层厚0.7-1.8m。6、全新统下组陆相冲积层(地层编号8a、8b):承载力标准值150-180Kpa,层厚7-11m。7、上更新统第五组陆相冲积层(地层编号9):承载力标准值160Kpa,层厚2-6.3m。8、上更新统第四组滨海潮汐带沉积层(地层编号10a):承载力标准值170-190Kpa,层厚2.7-5.3m9、上更新统第三组陆相冲积层(地层编号11a、11b):承载力标准值180-200Kpa,层厚20.5-23m10、上更新统第二组海相沉积层(地层编号12):层厚2-4.5m11、上更新统第一组陆相冲积层(地层编号13):层厚11.7m本塔吊基础桩基设计持力层第七层为粉质粘土(地层编号9)，现场施工中，各承台桩施工按工程桩标准进行施工，有效桩长约为26m，承载力为1800KN。雅仕嘉园住宅项目塔吊基础设计方案4二、塔式起重机型号及定位的选择塔式起重机（简称塔吊，下同）主要用于结构施工中的大宗物料（如：钢筋、模板和混凝土等）的水平、垂直运输，根据本工程的实际情况和工期要求（总工期20个月），经项目部综合考虑，拟采用四台TC5511塔吊。TC5511型塔吊是一种水平臂、小车变幅上回转自升式塔机。该机标准前臂长50m，最大起重量为6t，最大幅度起重量为1.1t，额定起重力矩为630KN/m,采用液压顶升机构使塔吊随建筑物升高而升高，经固定附着式最大起升高度可达140m。针对塔吊服务范围广，应尽量满足施工现场工作面的需要，减少工作死角；尽量避开建筑物的突出部位，减少对施工的影响；尽量避免穿越裙房或地下室设置，以免留下预留洞和后浇施工部分；保证塔吊安装和拆除时所必须的场地和工作条件以及尽量保证施工场地物料的堆放、搬运在塔吊工作范围内，减少二次搬运等。本工程四台塔吊具体定位详附图四。三、塔吊桩、基础尺寸及钢筋选择根据工程的实际情况，本工程塔吊基础为四座，其型号均为TC5511。塔吊基础：5米×5米×1.5米，每座基础采用四根钻孔灌注桩，桩端持力层为第七层为粉质粘土(地层编号9)，桩端进入持力层约5m，有效桩长按26米设计。承台为C35商品泵送砼。四、塔吊桩基础设计(一)编制依据1建筑桩基技术规范《JGJ94-2008》；2混凝土结构设计规范《GB50010-2002》；3《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-20094钢筋混凝土桩标准图集等规范。(二)TC5511塔吊基础设计塔吊桩基础的计算书一.参数信息塔吊型号:TC5511(QTZ63A)自重(包括压重):F1=740.00kN最大起重荷载:F2=60.00kN塔吊倾覆力距:M=1784.79kN.m塔吊起重高度:H=120.00m塔身宽度:B=1.60m桩混凝土等级:C30承台混凝土等级:C35雅仕嘉园住宅项目塔吊基础设计方案5保护层厚度:50mm矩形承台边长:5.00m承台厚度:Hc=1.5m承台箍筋间距:S=200mm承台钢筋级别:Ⅱ级承台预埋件埋深:h=0.80m承台顶面埋深:D=0.000m桩直径:d=0.700m桩间距:a=3.500m桩钢筋级别:Ⅱ级桩入土深度:26.00m桩型与工艺:钻孔灌注桩塔吊最大起重力矩:600.00kN.m塔吊总高度:H=140m基本风压:Wk=0.45kPa塔吊主弦杆截面宽度:b=0.16m塔身最大水平力:Vh=0kN水平力作用高度:h=120m标准节数:n=48二.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=740.000kN2.塔吊最大起重荷载F2=60.000kN作用于桩基承台顶面的竖向力F=F1+F2=800.000kN塔吊的倾覆力矩M=1.5×1430.000=2145.000kN.m三.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》JGJ94-2008的第5.1.1条)其中n──单桩个数，n=4；Fk──作用于承台顶面的竖向力，Fk=800.000kN；Gk──桩基承台自重标准值，Gk=25.0×Bc×Bc×Hc=1125.000kN；Mxk,Myk──荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的x、y轴的力矩xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离均为1.75m；Nik──荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向雅仕嘉园住宅项目塔吊基础设计方案6力(kN)。经计算得到:桩顶竖向力设计值最大压力：N=1.2×(800.000+1125.000)/4+2145.000×(3.500×1.75/2)/[2×(3.500×1.75/2)2]=927.704kN桩顶竖向力标准值最大压力：N=(800.000+1125.000)/4+2145.000×(3.500×1.75/2)/[2×(3.500×1.75/2)2]=831.454kN2.矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条)其中Mx,My──分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN.m)；xi,yi──垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m)；Ni──在荷载效应基本组合下的第i基桩净反力，Ni=Ni-G/n。经过计算得到弯矩设计值：压力产生的承台弯矩：N=1.2×(800.000+1125.000)/4+2145.000×(3.500/2)/[4×(3.500/2)2]=883.929kNMx1=My1=2×(883.929-1125.000/4)×(1.500-0.875)=753.349kN.m四.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,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。承台底面配筋:s=1507.481×106/(1.000×1.570×5000.000×1500.0002)=0.0853=1-(1-2×0.0853)0.5=0.09s=1-0.0126/2=0.955Asx=Asy=0.0853×1×35×5×1.5×1.5/(0.955×1.5*300)=15826.28mm2满足顶面和底面配筋要求的同时还应该满足构造要求!由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:5000.00×1500×0.15%=11250.00mm2。实际配筋：HRB400φ20@200mm，实际配筋值15826.28mm2大于11250.00mm2，满足要求。雅仕嘉园住宅项目塔吊基础设计方案7五.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=1218.141kN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0.950fc──混凝土抗压强度设计值，fc=35.900N/mm2；Aps──桩身截面面积，Aps=0.3847m2。经过计算得到桩顶轴向压力设计值为：0.950×3590×0.3847=1279.128kN满足要求,只需构造配筋!构造规定：灌注桩最小配筋率不宜小于0.8%,采用承压灌注桩时,最小配筋率不宜小于0.4%,直径不宜小于14mm六.桩抗压承载力计算桩顶竖向力标准值最大压力：N=(800.000+1125.000)/4+2145.000×(3.500×1.75/2)/[2×(3.500×1.75/2)2]=831.454kN桩顶竖向力设计值最大压力：N=1.2×831.454=927.704kN根据《岩土勘察报告》表12估算孔号118#中的数据在-26.00米处的单桩承载力为2504.7KN，大于计算的塔吊单桩最大压力831.454kN,所以满足要求!塔吊桩基灌注桩有效桩长为26米。五、塔吊桩基础的施工（一）施工流程塔吊在塔吊基础混凝土达到设计强度后开始安装，施工流程如下：钻孔灌注桩施工→顶端钢筋砼基础的立模、扎筋、浇筑砼→塔吊安装调试。（二）现场施工1、施工准备（1）施工前对施工员及施工班组进行技术、安全交底。（2）现场采用水冲式钻孔桩机进行施工。（3）桩长度为26米,地下室内桩长度为22米。2、塔吊桩基及承台施工（1）四角轴线方位经复核无误后放置细样，细样须经两次复核无误后方可施工。（2）桩机对准桩位后，必须将桩机调平后才能开始钻孔。（3）边打边注意桩机的水平，随时调整保证桩的垂直，垂直偏差不得超过桩长的0.5%。雅仕嘉园住宅项目塔吊基础设计方案8（4）成孔后用测绳测量钻孔的深度及沉渣情况，保证钻孔桩符合设计的要求。（5）钻孔桩内的钢筋焊笼之间必须焊接牢固，搭接长度不小于12.5d。（6）打桩过程必须做好施工记录。如打桩过程中遇异常情况，及时通知监理、甲方及其他人员协商处理。（7）钻孔灌注桩混凝土采用C30混凝土灌注，钢筋同楼座钻孔灌注桩设计，TC5511塔吊钻孔灌注桩长度26.0米（地下室内桩长度为22米）。（8）承台内的钢筋均采用II级钢，20@200双层双向布置，上下层钢筋采用马凳筋分开，马凳筋采用16@250×250布置，双层双向钢筋的绑扎满足规范要求。垫层为50厚C20砼,承台为C35商品砼。（10）塔式起重机基础承台土方开挖，施工承台混凝土垫层、安装承台模板、钢筋，埋设塔机地锚螺栓，浇注承台砼，并养护。待承台砼强度达到90％设计强度后，安装并调试TC5511型塔吊。（11）塔吊基础承台面比室外地坪低2米，地下室内塔吊基础承台面比地下室底板下皮标高低900cm。（12）塔吊在使用过程中，由专业人员定期对其基础沉降、水平位移进行观测和监测，并认真做好记录，一旦发生过大位移或其他危险时，应及时报告并采取措施。3、塔身附着措施建筑总高度为m,TC5511型塔吊安装最大高度为140m,附着参照TC5511型塔吊设置。本工程TC5511型塔吊按照结构层高进行调整，设置4道附着，第一道布置于八层剪力墙，第二道布置于十五层剪力墙，第三道布置于二十二层剪力墙，第四道布置于二十九层剪力墙。塔吊