广东大厦塔吊基础施工方案天然基础.docx
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广东大厦塔吊基础施工方案天然基础
XX大厦工程塔吊基础施工方案
一、工程概况
东莞XX大厦工程,地下四层,地上六十八层,总建筑面积274987.37㎡,其中地上198189.3㎡,地下76790.63㎡。
建筑高度为289米,长度约为220m,宽度约为94m;地上部分塔楼高289m,平面长约56m,宽约48m。
XX大厦的塔体由钢骨混凝土核心筒和外框架组成,顶部为钢结构鱼尾外形,有良好的视觉效果。
该大厦建成后将为东莞市第一高楼,城市地标。
二、编制依据
2.1《塔式起重机使用说明书》
2.2《岩土工程勘察报告》
2.3《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
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)
三、塔机选择与布置
1.塔机选择、布置:
根据工程实际情况主楼设置2台塔吊,副楼、裙楼设置3台,其中,主楼塔吊因机型较大,专业性较强,由专业安装公司单独编制专项施工方案,本方案仅对副楼及裙楼塔吊基础施工进行列述,对主楼塔吊暂不予含盖。
主楼塔吊编号为1#、2#塔吊,型号分别为QTD480和D228,副楼及裙楼塔吊基础均布置在基础底板上,编号分别为3#、4#、5#塔吊,型号分别为QTZ80、QTZ63(5013)和QTZ80(6015),具体位置见附图。
2.塔机分工:
1#塔吊臂长60米,覆盖范围为4~23轴、A~Y轴以及北侧广盈施工道路区域,主要负责塔楼钢结构的吊装任务。
2#塔吊臂长55米,覆盖范围为6~24轴、A~Y轴区域,主要负责塔楼核心筒混凝土结构施工钢筋、模板、小型型钢等材料的吊运。
3#塔吊臂长40米,覆盖范围为1~13轴、A~T轴,主要负责纯地下室部分结构施工期间钢筋、模板等材料的运输。
4#塔吊臂长50米,覆盖范围为10~26轴、A~L轴以及南侧钢筋加工场、模板加工场地等,主要负责裙楼范围地下室结构及上部结构施工期间钢筋、模板材料调运以及3#塔吊覆盖范围内材料转运等。
5#塔吊臂长60米,覆盖范围为22~31轴、A~Y轴线以及东侧钢筋加工场地,主要负责副楼地下室结构及上部结构施工材料调运及核心筒部位钢筋材料的转运。
3.塔机用电必须独立设置配电箱,并设置在离塔机附近。
4.地基周围,应清理场地,要求基本平整无障碍物。
四、塔机基础技术参数
1、3#塔吊QTZ80:
塔吊混凝土基础平面尺寸为5500×5500mm,基础高度1200mm,混凝土标号为C40,内配C25@150钢筋、拉钩B14@300,基础下100厚C15垫层,1500*1500间距抗浮锚杆;
2、4#塔吊QTZ63(5013):
塔吊混凝土基础平面尺寸为4500×4500mm,基础高度1400mm,混凝土标号为C40,内配C25@150钢筋、拉钩B14@300,基础下100厚C15垫层,2000*2000间距抗浮锚杆;
3、5#塔吊QTZ80(6015):
塔吊混凝土基础平面尺寸为5500×5500mm,基础高度1400mm,混凝土标号为C40,内配C25@150钢筋、拉钩B14@300,基础下100厚C15垫层,2000*2000间距抗浮锚杆。
五、QTZ80(6015)塔吊天然基础计算书
5.1参数信息
塔吊型号:
QTZ80(6015),塔吊起升高度H=80.00m,
塔吊倾覆力矩M=2289kN.m,混凝土强度等级:
C40,
塔身宽度B=1.6m,基础埋深D:
=0m,
自重F1=830kN,基础承台厚度h=1.4m,
最大起重荷载F2=80kN,基础承台宽度Bc=5.5m,
钢筋级别:
II级钢。
5.2塔吊基础承载力计算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。
计算简图:
当不考虑附着时的基础设计值计算公式:
当考虑附着时的基础设计值计算公式:
当考虑偏心矩较大时的基础设计值计算公式:
式中F──塔吊作用于基础的竖向力,它包括塔吊自重和最大起重荷载,F=910.00kN;
G──基础自重与基础上面的土的自重:
G=25.0×Bc×Bc×Hc=1058.75kN;
Bc──基础底面的宽度,取Bc=5.500m;
W──基础底面的抵抗矩,W=Bc×Bc×Bc/6=27.729m3;
M──倾覆力矩,包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩,M=2289kN.m;
e──偏心矩,e=M/(F+G)=1.163m,故e>承台宽度/6=0.917m;
a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m),按下式计算:
a=Bc/2-M/(F+G)=5.500/2-2289.000/(910.000+1058.750)=1.587m。
经过计算得到:
有附着的压力设计值P=(910.000+1058.750)/5.5002=65.083kPa;
偏心矩较大时压力设计值Pkmax=2×(910.000+1058.750)/(3×5.500×1.587)=150.369kPa。
5.3地基承载力验算
地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.2.3条。
计算公式如下:
fa--修正后的地基承载力特征值(kN/m2);
fak--地基承载力特征值,按本规范第5.2.3条的原则确定;取1500.000kN/m2;
ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数;
γ--基础底面以上土的重度,地下水位以下取浮重度;
b--基础底面宽度(m),当基宽小于3m按3m取值,大于6m按6m取值,取5.500m;
γm--基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度;
d--基础埋置深度(m)取0.000m;
解得地基承载力设计值:
fa=1500.000kPa;
实际计算取的地基承载力设计值为:
fa=1500.000kPa;
地基承载力特征值fa大于有附着时压力设计值Pmax=65.083kPa,满足要求!
地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力设计值Pkmax=150.369kPa,满足要求!
5.4基础受冲切承载力验算
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:
am=(at+ab)/2
Fl=pjAl
式中
βhp---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;
ft---混凝土轴心抗拉强度设计值;
ho---基础冲切破坏锥体的有效高度;
am---冲切破坏锥体最不利一侧计算长度;
at---冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长,当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时,
取柱宽(即塔身宽度);当计算基础变阶处的受冲切承载力时,取上阶宽;
ab---冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长,当冲切破坏锥体的底面
落在基础底面以内,计算柱与基础交接处的受冲切承载力时,取柱宽加两倍基础有效
高度;当计算基础变阶处的受冲切承载力时,取上阶宽加两倍该处的基础有效高度。
pj---扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力,对偏
心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力;
Al---冲切验算时取用的部分基底面积
Fl---相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。
则,βhp---受冲切承载力截面高度影响系数,取βhp=0.94;
ft---混凝土轴心抗拉强度设计值,取ft=1.71MPa;
am---冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:
am=[1.6+(1.60+2×1.4)]/2=3m;
ho---承台的有效高度,取ho=1.35m;
Pj---最大压力设计值,取Pj=150.369KPa;
Fl---实际冲切承载力:
Fl=150.369×(1.6+5.5)×1.95/2=1040.929kN。
其中5.50为基础宽度,1.6=塔身宽度;
允许冲切力:
0.7×0.97×1.71×3000×1350=4317421.5N=4702.41kN;
实际冲切力不大于允许冲切力设计值,所以能满足要求!
5.5承台配筋计算
5.5.1抗弯计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
计算公式如下:
式中:
MI---任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值;
a1---任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离;
a1=1.95m;
Pmax---相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值,取150.369kN/m2;
P---相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值;
P=150.369×(3×1.60-1.95)/(3×1.60)=89.282kPa;
G---考虑荷载分项系数的基础自重,取1.35×1058.75=1429.31kN/m2;
l---基础宽度,取l=5.50m;
a---塔身宽度,取a=1.60m;
a'---截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.60m。
经过计算得MI=1.602×[(2×5.50+1.60)×(150.369+88.282-2×1429.31/5.502)+(150.369-88.282)×5.50]/12=460.327kN.m。
5.5.2配筋验算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
公式如下:
式中,αl---当混凝土强度不超过C50时,α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时,
取为0.94,期间按线性内插法确定,取αl=1.0;
fc---混凝土抗压强度设计值,查表得fc=19.1kN/m2;
ho---承台的计算高度,ho=1.40m。
经过计算得:
αs=460.327×106/(1.0×19.1×5.50×103×(1.40×103)2)=0.002;
ξ=1-(1-2×0.004)0.5=0.002;
γs=1-0.004/2=0.999;
As’=895.35×106/(0.999×1400×360)=1778.27mm2。
经计算As=492.625×28=13737.5mm2
As/A=13737.5/5.5×1.4×106=17.8%>0.15%满足最小配筋率要求。
Asγsh0fy=13737.5×0.999×1400×360=6916.78kN.m>MI=460.327kN.m
所以满足要求。
此例为自重最大,地基承载力最小。
其它两部塔吊经计算均满足要求。
六、塔机基础施工准备
6.1材料准备
序号
材料名称
数量
备注
序号
材料名称
数量
备注
1
钢筋
15T
4
防水材料
150M2
2
模板
60M2
5
地脚螺栓
64个
3
混凝土
120M3
6
支腿
4根
C6015
6.2人员准备
序号
工种
数量
备注
序号
工种
数量
备注
1
钢筋
4
4
防水工
3
2
模板
4
5
机械工
1
3
混凝土
4
6.3施工机具配置
序号
机具名称
数量
备注
序号
机具名称
数量
备注
1
钢筋切断机
1
钢筋
3
圆盘锯
1
模板
2
钢筋弯曲机
1
钢筋
4
搅拌机
1
砖胎膜
6.4现场准备
1、开通进场通道,清理现场
2、设置外接电源、水源
七、塔吊基础施工
7.1施工工艺流程
基坑开挖(爆破)混凝土垫层施工地下室抗拔锚杆施工基底防水层施工塔吊基础钢筋绑扎、预埋件安装基础模板安装混凝土浇筑
7.2基坑开挖
1、地基处理
塔吊基础地基的土质应坚硬牢实,如地基承载力大于20T/m2,可直接放置在地基土上,否则应按要求加做桩基础,本工程3#、4#、5#塔吊分别处于强风化、微风化、中风化岩层上,地基土承载力特征值分别为70T/m2、580T/m2,150T/m2满足基础的承载力大于20T/m2的要求,可直接施作基础。
2、考虑到本工程塔吊均安置在底板结构上,塔吊对基础要求不高,结合本工程底板结构实际情况,决定施工塔基时可充分利用地下室底板结构作为塔基的一部分,在地下室底板施工后与整个底板连成整体,待塔吊拆除时,直接将塔吊基座拆除,切除外露地脚螺栓。
3、基坑开挖
根据塔吊所处不同位置地质条件,分别采用机械开挖和岩石爆破等工艺对塔吊基坑进行挖方施工,具体施工工艺参照土方二次开挖方案中的相关要求。
7.3混凝土垫层施工
土方开挖(爆破)施工完成后,由人工进行局部修整、清底,合格后按照设计要求浇筑C15混凝土垫层,四周侧边按1:
1坡度放坡。
7.4抗浮锚杆施工
按照设计要求,现塔吊基础位置均设有抗浮锚杆,因此在塔基施工前应进行抗浮锚杆的施工。
塔基位置抗浮锚杆施工参照抗浮锚杆施工方案中集水井等位置的部位施工工艺进行施工。
7.5基底防水层施工
因本工程塔吊基础与整个建筑物基础底板连成整体,在基础垫层、抗浮锚杆施工结束后,应按要求对塔吊基础底部进行防水处理。
一、基层条件:
1.清除基层表面杂物、油污、砂子,凸出表面的石子、砂浆疙瘩等应清理干净,清扫工作必须在施工中随时进行。
2.为保证涂膜牢固粘结于基层表面,要求找平层应有足够的强度,表面光滑,不起砂,不起皮。
3.对基层含水率无要求,基面若有明水,扫除即可施工。
4.阴阳角应采用水泥砂浆抹成圆弧角。
二、工艺流程:
基面处理—→涂底胶—→聚合物水泥基防水涂料配制—→节点部位加强处理—→大面分层涂刮聚合物水泥基防水涂料—→防水层收头—→组织验收
三、施工步骤:
1.基面处理:
用铁铲、扫帚等工具清除施工垃圾,如遇污渍需用溶剂清洗,基层有缺损或跑砂现象,需要新修整,阴阳角部位在找平时做成圆弧形。
2.涂底胶:
基层平整度较差时,在改性剂中掺合适量的水(一般比例为改性剂:
水=1:
4)搅拌均匀后,涂抹在基层表面做底涂。
3.聚合物水泥基防水涂料配制:
先将防水涂料(按照改性剂:
水泥=1:
0.8的重量比)配制好,用搅拌器搅拌至均匀细微,不含团粒的混合物即可使用,配料数量根据工程面和完成时间所安排的劳动力而定,配好的材料应在40分钟内用完。
4.节点部位加强处理:
按设计或规范要求对节点部位(阴阳角、施工缝等)涂刷聚合物水泥基防水涂料加强层,涂层中间加设胎体材料增强。
5.大面分层涂刮聚合物水泥基防水涂料:
分纵横方向涂刮聚合物水泥基防水涂料,后一涂层应在前一涂层表干但未实干时施工(一般情况下,两层之间约2~4小时),以指触不粘为准。
6.防水层收头:
聚合物水泥基防水涂料收头采用多遍涂刷或用密封材料封严。
7.组织验收。
7.6基础钢筋施工
参照塔吊基础相关技术要求,结合本工程结构设计的实际情况,本工程塔基钢筋施工将按照以大代小、局部增补的原则进行配筋布置,地下室基础底板钢筋(同样做基础面筋)配置大于塔基设计,按照基础底板钢筋布置,并预留直螺纹接头,保证接头率不大于50%,与后继施工底板钢筋进行连接;塔基底部钢筋因在基础底板以下,原则按塔基配筋图要求进行施工。
板下钢筋布置
塔基钢筋分层示意
7.7预埋件安装
①地脚螺栓(支腿)在预埋时,必须用底架或工厂随机提供的预埋模板;
②放置预埋模板应注意,焊有角钢的一面向上,并将钢板上焊有字样的一方置于塔机顶升时平衡臂所在的一方;
③将32颗地脚螺栓分别悬挂在模板四角薄钢板的孔上,分别戴上一个(或两个)螺母,使螺母底面与螺栓顶端的长度为120mm;.
④将模板支撑起来,使模板的钢板底面比待浇注混凝土基础顶面高出20~30mm;
⑤用水准仪将模板四块钢板校平至相对误差≤1/500;
⑥将地脚螺栓的上部扶至竖直状态,然后在螺栓下端勾环内置入ф25的长度不小于400mm的钢筋,并利用它将螺栓下部与绑扎好的钢筋焊成整体。
将螺栓头部用塑料布等物包住,以防粘上水泥等杂物;
⑦检查模板的放置方位,水平度误差及螺栓的竖直及固定情况,无误后方可进行塔吊基础混凝土的浇捣。
7.8模板安装
按照塔吊基础技术要求中的尺寸要求安装模板,因地下室基础底板有防水要求,施工时应在底板中设置止水钢板,使混凝土结构与后续施工的混凝土结构施工缝达到防水要求。
7.9混凝土施工
根据塔吊基础技术参数要求,塔吊基础混凝土强度等级原定为C35,考虑到地下室底板混凝土为C40P12,因此塔基混凝土在施工时按照地下室底板的要求进行施工,即下半部采用C40,上半部采用C40P12。
混凝土均采用预拌商品混凝土。
塔吊基础混凝土分两次浇筑到位,第一次浇筑至地下室底板底面标高,第二次浇筑至底板顶面标高,详见上图。
塔吊的预埋件要预埋在塔基中,对预埋件的位置及水平高差规范有严格要求,要确保将其控制在3mm之内,因此在浇筑砼时,要派专人负责,随时检测,此外砼振捣时要注意对预埋件的保护,砼必须振捣密实,表面做好泛水。
八、塔吊基础施工注意事项
1、施工前检查地基是否有软弱土层存在,如有则应做换填处理。
2、塔吊基础施工前塔吊基础基坑周围应按自然放坡处理,防止出现塌方。
3、放线工按控制轴线引测塔吊基础位置线、控制线及予埋节定位线,施工时按线进行施工。
4、钢筋按图进行下料,施工并及时办理验收手续。
5、塔吊基础用20×6的镀锌扁铁与两个接地体进行连接。
6、预埋件位置的基础钢筋不得切断或减少。
7、塔吊予埋节安装时应采用两台经纬仪、一台水准仪控制位置,即经纬仪双方向控制予埋节位置,用水准仪四角控制标高,水平应控制能达到1‰的要求,位置确定后与钢筋骨架焊接固定好。
8、混凝土浇筑过程中振捣棒不得扰动钢筋及予埋节,同时经纬仪及水准仪应随时控制予埋节位置及标高是否准确,并随时调节。
9、施工单位应负责搭设相应的防护设施防止施工中的杂物、砼浆对塔吊基础的损伤和侵蚀,并做好防水措施,塔吊基础周围不得有积水。
因此,塔吊基础的制作应在底板施工之前进行
10、塔吊安装要求见《塔吊安装施工方案》
11、塔吊必须待承台满足30MPA设计强度后方可进行安装。
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