桩基十字梁承台塔吊基础设计方案Word文档下载推荐.doc
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(4)、现场实地考察及各部门意见.
(5)、结合类似工程实例。
2.工程概况
本工程工程名称:
黄埠岭居住区—徐戈庄、小石头社区安置项目-B区B1#~B7#楼工程,工程地点:
位于黄河路以北,规划路朱宋路以东。
沿山地横向展开,工程概况:
地下室二层,半地下室一层,住宅B1~B7楼为6层加阁楼层及储藏室;
地下室总建筑面积为:
34819.27㎡,住宅总建筑面积为:
14000㎡。
为了满足现场施工的垂直运输需要,以及不影响相邻施工现场,在建筑物东单元与周边网点裙房的南侧阴角设置塔吊,塔吊型号选用QTZ-40型(4208)塔吊,塔身截面为1500mm×
1500mm,塔身主弦杆中心间距为1500mm×
1500mm,起重臂长为42m,自由立塔起吊高度为31m,鉴于楼梯高度较高,采用附着加强稳定性,基本满足吊装范围和起升高度要求。
图1塔吊基础平面图
3.塔基简况
该工程位于黄河西路以北,规划路珠宋路以西,根据《黄埠岭安置区工程详细勘察报告》(以下简称“勘察报告”),可用作天然地基的土层为回填土,下一层为粘性土,承载力29——52Kp而查阅该型号塔吊使用说明书,其中塔吊基础图要求地基承载力≥200KPa,显然,地基承载力不满足厂家基础设计的要求,塔吊基础必须重新设计。
由于塔吊基础紧靠工程基础,而且本工程桩部分正在施工,为了避免塔吊基础对工程桩产生侧向挤压,决定不采用天然地基基础型式。
根据类似工程施工经验,采用加钢筋混凝土十字梁承台作为塔吊基础。
为了便于施工,降低成本,选用桩的种类、型号和工艺等均同工程桩,即选用人工挖孔桩,采用混凝土护壁下钢筋笼,浇注混凝土,预计桩长9m(根据勘察报告数据预计),桩顶标高最高控制在-0.80m,相当于绝对标高59.95m。
由于塔吊安装位置接近勘察报告中的钻孔61跟62号,故参考61与62号地质剖面图可见,基桩可穿越①、③、4-1层土,到达5-1-1层,层厚7.5m,且桩端至少进入5-1-1层土3.50m。
此桩型共设4根,呈正方形布置,相邻桩中心距3000mm,对角桩中心距4242mm。
钢筋混凝土十字梁承台沿桩基对角线居中布置,梁截面为1200mm×
950mm,十字梁交叉处阴角作等高的加腋,使中心区形成2500mm×
2500mm的正方形,以增强十字梁的抗扭刚度。
图2塔吊基础受力简图(C-C剖面)
塔吊基础平面图见图1,其受力情况见图2。
4.承台计算
QTZ-40型塔吊对基础的作用表1
4.0.1荷载计算
载
荷
况
工
Fv(KN)
Fh(KN)
M(KN.M)
工作工况
300
16
460
非工作工况
240
46
630
查阅塔吊使用说明书,该型塔吊对基础作用的荷载如表1所示。
取非工作工况下的荷载进行计算,即塔吊底座对塔基的作用取为:
Fv=240kN,Fh=46kN,M=630kN.M。
塔基自重:
十字梁截面高度暂取为950mm,由塔基平面图可求得塔基平面面积为S=16.2m2,Fg=16.2×
0.95×
25=384.75kN,
则作用于塔基的荷载标准值为:
M0=M+Fh.h=630+46×
0.95=673.7kN.M,F=Fv+Fg=240+384.75=624.75KN。
4.0.2内力计算
以单根十字梁为计算对象,假定:
(1)不考虑地基土的分担荷载作用,作为塔基强度的安全储备;
(2)不考虑十字交叉梁之间的相互约束作用;
(3)十字梁与桩头之间的连接简化为铰接。
十字梁内力计算简图如图3所示。
其中,F/4为F按四个底座均分,M0可分解为作用于对角两底座的一对力组P,P=M0/C。
图3十字梁内力计算简图
则十字梁内力标准值为:
弯矩图和剪力图分别见图4和图5。
图5十字梁剪力图
图4十字梁弯矩图
4.0.3截面计算
分别计算单根十字梁正截面和斜截面承载力。
因塔吊基础为临时设施,可不考虑荷载分项系数,但为更加安全起见,此处以内力分项系数1.4加以考虑。
混凝土强度等级选用C30,fcm=20.1N/mm2,fc=14.3/mm2;
纵向钢筋、箍筋选用Ⅰ级钢,fyv=210N/mm2。
(1)正截面计算
①确定截面尺寸
因桩径为800mm,根据“边桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直径或边长,且桩的外边缘至承台边缘的距离不小于150mm”的构造要求,十字梁截面宽度选为1200mm,再选择适宜配筋率ρ=0.22%(比ρmin=0.15%略高),据此可暂估十字梁截面有效高度:
取h0=900mm,因ρ取值较低,假定布置单排钢筋,as=50mm,
则十字梁截面高度:
h=h0+as=900+50=950mm。
②计算钢筋截面面积和选用钢筋
截面抵抗矩系数:
相对受压区高度:
钢筋截面面积:
实配8Ф20,As=п/4×
202×
8=2512mm2,
满足最小配筋率要求。
梁上层纵筋按构造要求配5Ф16即可。
(2)斜截面计算
①复核梁的截面尺寸
(注:
hw为截面的腹板高度,矩形截面取有效高度h0,T形截面取有效高度减去上翼缘高度,I形截面取腹板净高。
)
则
截面满足要求。
截面必须满足的条件是:
当hw/b≤4时,0.25fcbh0≥V,当hw/b≥6时,0.20fcbh0≥V,当4<hw/b<6时,按直线内插法取用。
②确定是否需按计算配置腹筋
由于集中荷载在支座截面产生的剪力值占总剪力值的比值,
故需考虑剪跨比λ的影响:
取λ=1.4(当λ>3时,取λ=3)
混凝土抗剪能力:
故不需按计算配置腹筋。
当集中荷载在支座截面产生的剪力值占总剪力值的比值≤75%时,不考虑剪跨比λ的影响,混凝土抗剪能力按0.07fcbh0计算。
③配置箍筋
按构造要求选用箍筋Φ8@150(4),则
满足最小配箍率要求。
当混凝土的抗剪能力<1.4Qmax时,则先根据构造要求、最小配箍率等选定箍筋的直径、肢数和间距,然后按下式进行验算。
或
4.0.4构造钢筋配置
(1)十字梁腰筋选用2Φ12@200,拉钩Φ8@200×
300。
(2)十字梁交叉处立方体起到水平面内抗扭、提高局部承压和抗冲切能力以及协调等作用,按构造配筋为:
三向Φ10@150。
基础配筋图如下:
图7核心区配筋(B-B)
图6十字梁配筋(A-A)
注:
桩头钢筋锚入承台内Lae,承台混凝土强度等级为C30,垫层混凝土强度等级为C15。
5.桩基计算
5.0.1荷载计算
单桩自重G=п0.82/4×
9×
30=135.6kN,
所以,Nmax=G+Qmax=135.6+315=450.6kN,N=G+F/4=135.6+624.75/4=291.8kN,
Nmin=G+Qmin=135.6-2.61=133kN>0。
5.0.2承载力计算
查阅勘察报告可知:
qs1k=9kPa,L1=19.3m;
qs2k=13kPa,L2=8.7m,qpa=1000kPa。
故单桩抗压承载力标准值为:
单桩抗拔承载力标准值为:
从而单桩抗压承载力设计值为:
(其中,分别为桩侧阻群桩效应系数和桩端阻群桩效应系数,此处均取为1.0;
分别为桩侧阻抗力分项系数和桩端阻抗力分项系数,对于预制桩、钢管桩和挖孔灌注桩取1.65,泥浆护壁钻孔灌注桩取1.67,干作业钻孔灌注桩取1.70,沉管灌注桩取1.75。
单桩抗拔承载力设计值为:
5.0.3承载力验算
故桩基抗压承载力满足要求。
故无需进行抗拔验算。
若Nmin<0,则须进行抗拔验算,即:
∣Nmin∣≤Rba。
5.0.4桩身混凝土强度验算
桩身采用C35混凝土,fc=16.7N/mm2,
(其中,为工作条件系数,预制桩取0.75,灌注桩取0.6~0.7。
故桩身混凝土强度满足要求。
6.塔吊基础施工
6.0.1基础结构选型
根据本工程结构物基底埋深处于砂石地质层,地,而塔基基础地耐力要求不小于200KPa。
经过验算可直接在基坑上做砼垫层可直接达到设计要求,因此,塔机基础采用放在基础筏板下,后用塔吊标准节预埋砼结构形式。
塔吊基础几何尺寸为:
4000mm×
4000,混凝土强度为C35,基础高度为1000mm。
6.0.2塔吊基础标高
⑴、根据基坑的特点,因塔吊基础放在筏板基础以,基坑挖至设计标高确认地耐力达到后再浇筑100mm的C15砼垫层,然后根据塔吊基础的设计尺寸,砌筑240厚的砖胎模,绑扎钢筋,浇筑砼。
⑵、塔吊基础的平、剖面大样及配筋,预埋标准节的定位均见附图
6.0.3塔吊基础的施工工艺
⑴、塔吊基础施工施顺序
a、定位放线→土方开挖→查验地基地耐力;
b、先浇筑基础垫层→砌筑240砖胎模→绑扎塔吊基础钢筋,同时预埋标准节→基础钢筋报验→浇筑商品砼→经养护达到规范强度后→安装塔吊。
⑵、基础模板施工
根据现场情况,本工程塔吊基础模板采用砖胎膜。
为确保砼浇筑过程中胎膜具有足够的抗侧压能力,砖胎膜采用240厚,MU7.5机制实心砖,M5水泥砂浆砌筑,砌好后内粉20厚1:
3水泥砂浆。
为了保护塔基,砼浇筑后,胎膜砖墙将砌至地面。
⑶、钢筋制作及绑扎、预埋标准节
a、按规范要求均匀绑扎钢筋,绑扎完毕后垫好垫块,保证钢筋保护层厚度。
b、预埋标准节:
①、先绑扎好基础底板下层钢筋后,用吊车将塔吊标准节按放好的线位置放好。
②、用水准仪校正标准节水平后,用钢筋做支撑及斜撑与标准节焊接牢固。
③、再搭设钢管架将其固定,防止浇注砼时偏位,经质检人员检查无误后方可浇筑砼。
⑷、砼搅拌及振捣
①、试验员根据现场材料确定塔吊基础C35砼
②、砼必需振捣密实,并制作一组试块。
③、底板混凝土一次性浇捣密实,加强养护,控制混凝土内外温差不得大于25℃。
7.注意事项
1、确保地基地耐力;
2、标准节预埋的平面尺寸必需准确无误,偏差不大于1mm。
3、所有预埋及固定杆件不得作模板支承。
4、砼振捣时,注意振捣棒不要碰到标准节,砼卸料也不得冲击标准节。
5、砼浇捣后应加强养护。
6、塔吊要做好有效防雷接地,并定期检测电阻的大小,是否符合用防雷规范。
7、在安装基础节时,一定要控制好垂直度、水平度,以防止塔吊升较高处偏移过大。
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