盛世茶亭塔吊基础最终.docx
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盛世茶亭塔吊基础最终.docx
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盛世茶亭塔吊基础最终
目录
1、编制依据…………………………………………………………………………………………………………2
2、工程概况…………………………………………………………………………………………………………2
3、塔吊基础的设计……………………………………………………………………………………………4
4、塔吊基础的施工……………………………………………………………………………………………10
5、塔吊的沉降、垂直度测定及偏差较正……………………………………………………12
6、塔吊基础施工图……………………………………………………………………………………………13
附图:
1、塔吊桩定位图
2、塔吊承台配筋图
3、格构柱详图
4、塔吊支撑立面图
5、塔吊桩配筋图
6、塔吊平面布置图
1、 编制依据
1.1《塔式起重机使用说明书》
1.2《岩土工程勘察报告》
1.3《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
1.4《地基与基础施工质量验收规范》(GB50202-2002)
1.5《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)
1.6《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)
1.7《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
1.8君临盛世茶亭九地块图纸(结施、建施)
1.9《福州市塔吊安全管理暂行规定》
1.10《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2001)
1.11《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)
1.12《施工现场机械设备检查技术规程》(JGJ160-2008)
1.13《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T187-2009)
1.14《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)
2、工程概况
2.1工程建设概况
工程名称
盛世茶亭九地块
工程地址
福州市工业路与八一七路交叉路段
建设单位
福建华辰房地产
有限公司
设计单位
中国建筑东北设计研究院
有限公司
福建省建筑设计研究院
勘察单位
福建省建筑设计研究院
监理单位
福建固特新工程监理咨询有限公司
总承包单位
福建省九龙建设有限公司
建筑总造价
约2.5亿
工程主要
功能或用途
本工程地下室三层,地上主楼三栋(30层、43层、42层)、附楼四栋(4层、5层),住宅、写字楼、商店。
2.2根据本工程地质勘察报告各土层极限摩阻力、端阻力标准值指标见下表:
层号
土层名称
层厚(m)
冲钻孔灌注桩
抗拔系数(λ)
Fs(KPa)
Fp(KPa)
1
杂填土
1.0~5.2
20
0.7
2
淤泥
3.70~14.90
25
0.7
2-1
粉质粘土
0.5~2.1
12
0.75
3
中砂夹淤泥
未揭示该层
4
淤泥夹粉砂
未揭示该层
5
中砂夹淤泥
2.80~12.30
54
0.7
6
粉质粘土
0.6~20.20
52
700
0.75
6-1
中砂
0.70~10.2
62
0.7
6-2
淤泥质土
0.9~11.2
20
0.75
7
中砂
1.80~8.30
62
2500
0.6
8-1
淤泥质土
11.20
24
0.6
8
砾砂
未揭示该层
9
中砂
未揭示该层
10
卵石
0.14~5.4
65
0.7
11
残积砂质粘性土
0.35~16.2
85
0.6
12
全风化花岗岩
6.16
100
2000
0.6
13
强风化花岗岩
0.5~6.5
85
3500
0.65
13-1
砂土状强风化花岗岩
1.1~31.6
95
4500
0.7
13-2
碎块状强风化花岗岩
0.6~10.3
150
5500
0.6
14
中等风化花岗岩
1.03~10.15
250
11000~13000
0.8
2.3塔吊布置原则
本工程作业面积大、建筑物高度较高,在施工中垂直运输工作量很大。
项目部结合建筑物的高度、结构特点、施工现场环境,综合考虑工期、吊运能力、机械类型等因素,合理安排机械数量和布置位置,作出以下布置原则:
2.3.1由于受场地条件限制,将塔吊布置在地下室基坑内。
2.3.2塔吊选型:
考虑到本工程地下室施工面较大,施工阶段周边可利用场地狭小,主楼属于超高层,为确保塔吊质量和安全,根据施工要求,现场拟采用MC170A塔吊1台应用于1A#楼,臂长55m,MC110A塔吊4台应用于2#楼(臂长55m)、3A#楼(臂长60m)、4#楼(臂长60m)、5#楼(臂长50m),各栋与主楼垂直距离为6400mm、6700mm。
在地下室施工完毕后至裙房施工完毕后,保留主楼(1A#、2#、3A#楼)3台施工塔吊,裙房(4#楼、5#楼)塔吊予以拆除。
2.3.3各栋楼塔吊具体平面位置详见附图1、附图7。
2.3.4因主楼塔吊布置在基坑内,考虑到土方开挖后无法安装,五台塔吊在土方开挖前全部安装完毕。
2.3.5从本工程的结构特性、土质情况、土方开挖后承台的支撑以及对边坡支护影响等因素考虑,塔吊基础采用冲(钻)孔灌注桩+钢格构柱+承台基础。
2.3.6桩上部为缀板式组合钢格构柱,按构造要求格构柱之间需增加水平及斜向支撑系杆,以确保塔吊基础的稳定性;钢格构柱下端插入桩内3000mm,上端锚入承台为700mm,具体构造详附图。
2.3.7根据图纸,塔吊钢格构支撑穿过地下室楼层时,会与楼层次梁交汇,现场将根据实际情况,浇筑楼层混凝土时采取以下措施:
次梁临时断开,采用现浇200×200mm素砼柱临时支撑,待塔吊拆除后再封浇楼层该处梁板;或采取次梁、楼板钢筋均穿过钢格构柱,然后与楼层一起浇筑混凝土,待塔吊拆除后再割除钢格构柱型钢。
3、塔吊基础的设计
3.1基础设计参数
3.1.2基本参数信息
基础桩:
4Ф800冲(钻)孔灌注桩,桩身混凝土等级:
C35水下混凝土;
桩顶标高-14.95m,根据岩土工程勘察报告,取灌注桩有效桩长分别为主楼1A#:
25.07米(桩端标高-40.02m);2#:
27.45米(桩端标高-42.4m);3A#:
27.45米(桩端标高-42.4m);4#:
25.07米(桩端标高-40.02m);5#:
25.00米(桩端标高-40.02m);。
桩端入砂土状强风化花岗岩1.0m以上;具体以施打时实际打桩记录为准。
钢格构柱尺寸:
500×500mm,为4L180×14角钢、-380×220×12@600缀板;斜(平)撑角钢L180×14@2500;具体详塔吊支撑立面图。
承台尺寸:
平面4.5×4.5m,厚度h=1.50m,桩与承台中心距离为1.45m;。
承台混凝土等级:
1#楼C40、2#、3#、4#、5#楼均为C45。
塔吊承台面标高:
主楼塔吊承台面标高均为-2.50m。
3.1.2塔吊荷载参数
基础载荷表
载荷名称
非工作工况
工作工况
P1
基础所受的垂直载荷(KN)
1255
995
M
基础所受的倾翻力矩(KN·m)
2280
1696
由上表可得出塔吊在非工作状况时,对基础传递的倾覆力矩最大,故塔吊在非工作状况时为最不利情况,只需计算塔吊非工作状况受力,塔吊使用说明书,塔吊安装到自由高度45m时要附墙,因此在进行荷载分析时,弯矩和剪力取在44m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。
故取计算荷载:
塔吊自重(包括压重):
1255kN,
塔吊标准节(44米时高度)370kN
F1=1625kN
钢格构:
角钢L180X1438Kg/m
缀板0.38X0.22X0.012X7.8X103/0.7=11.18Kg/m
共计49.18Kg/m
格构柱重49.18X4X19.55=38.45KN
塔吊最大起重荷载F2=80.00kN,
作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×(F1+F2)=2046kN,
塔吊的倾覆力矩M=1.4×2280=3192.00kN。
承台自重:
G=1.2×(25×4.50×4.50×1.50)=911kN
3.2单桩竖向承载力验算
根据福建省建筑设计研究院的岩土工程勘察报告,对单桩竖向承载力特征值进行计算(因塔吊有5台,部位不同,选取2#楼82#桩位勘测孔进行计算,-15.00米以上摩阻力不予考虑)。
3.2.1桩顶竖向力的计算
依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条。
=(2046+911+38.45)/4±3192/(2×1.45×1.414)
=749±778kN。
由此可得:
Nmax=749+778=1527KN(抗压状态)
Nmin=749-778=-29KN(抗拔状态)
3.2.2单桩竖向承载力特征值
R抗压=fpAp+Up∑фfsli:
=0.6x3.14x0.8x(85x6+100x2.9+95x9)+3.14X0.42X4500=4754KN>1527KN
R抗拔=Up∑фfsli=2260KN>29KN,均满足竖向承载力要求。
3.3桩配筋计算
3.3.1桩顶轴向压力验算
=1.0x1527=1527KN<
=14.3x3.14x4002x0.8=574KN(满足)
3.3.2桩身配筋率可取0.20%~0.65%(计算取0.4%),桩身按构造配筋As=0.4%xπr2=0.4x3.14x4002=20.09cm2,箍筋按构造配筋采用不少于Φ8@200mm的螺旋箍筋,保护层厚度取50mm;在桩顶3~5倍桩身直径范围内箍筋Φ8@100mm(现场实际取3M为加密区),每隔2m设一道Φ16焊接加劲箍筋,详附图5。
故桩身配12Ф20,箍筋Ф8@200,AS=37.68>20.09cm2可满足构造要求。
3.3.3桩自身抗拉强度N=fyAs=310x3768=1168KN,大于桩的抗拔设计值29KN,故配筋符合要求.
3.4钢格构柱验算
截面性质L160X14:
A=43.3cm2,
=1048cm4,
=4.47cm,
=3.16cm
式中:
A:
角钢截面积
:
惯性矩
Z0:
重心矩
两方向对称
=4×[1048+43.3×(55/2-4.47)2]=96054cm4
回转半径:
=(
/4A)1/2=23.54cm
柱子计算长度,
计算长度:
=13.95m
则长细比:
λx=
/
=1395/23.54=59.26
缀板:
-380X220X12mm
中心间距700mm
单根角钢长细比
=(70-22)/3.14=15.28<35(λ1<
0.5λx)
换算长细比
=(70.32+15.282)1/2=72<150
b类构件查轴心受压构件稳定系数表得:
=0.77
3.4.1强度计算
N/
A=1527/(0.77×4330×4)=114/mm2〈215N/mm2
3.4.2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/
A+
/
欧拉公式
=π2EA/
2=π2X206000X4X4330/962=6139.57KN
=96054/275=349.3
非工作状况:
N/
A+
/
=114+2280/349.3*(1-0.75*1527/6139.57)=119〈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2.5米设置详见附图4),以增加格构柱截面性能,并能减小长细比,增强整体稳定。
塔身标准节与格构采用螺栓连接,为防止因角钢立柱安装偏位,而造成塔身与格构产生较大剪力且安装困难,在格构顶部与承台底交接处采用4L160X14与立柱角钢水平焊接加强,详附图3节点大样A。
3.4.3分肢稳定性计算
长细比λ1=(70-22)/3.14=15.28<35(λ1<0.5λx)
所以可不计算分肢稳定性
3.4.4缀板刚度验算
角钢对本身轴的惯性力矩
=1048cm4
柱分肢的线刚度为
/l=1048/70=14.98
四块缀板线刚度之和为
=112.08
比值112.08/14.98=7.5〉6,可见缀板刚度足够。
3.4.5截面抗剪
作用于柱身的剪力V=Af/85(fy/235)1/2
=4x43.3x215/85x(215/235)1/2
=43605N=43.605kN
T=43605/4X43.3=2.52N/mm2<215N/mm2
满足要求。
3.4.6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=43.605/4×(70/38)=6.0KN
弯矩M=(V/4)l/2=43.605/4×(70/2)=311.46KN.cm
缀板与柱肢连接采用角焊缝hf=10mm三面围焊,焊缝焊接饱满,但是计算长度偏于安全地用焊缝长度
=18cm
在剪力T和弯矩M共同作用下角焊缝的应力为:
=0.7×1.0×182/6=37.8cm3;
=0.7×1.0×18=12.6cm2
[(M/
)2+(T/
)2]1/2
=[(311.46X104/1.22X37.8X103)2+(6X103/12.6X102)2]1/2
=(67.532+52)1/2
=67.7〈160N/mm2
故缀板连接符合要求。
3.5承台受力验算
3.5.1矩形承台弯矩的计算(承台砼等级C35)
依据《建筑桩技术规范》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方向距离取Bc/2-B/2=1.0-1.8/2=0.1m;
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN),
Ni1=Ni-G/n=1527-911/4=1289.63kN/m2;
经过计算得到弯矩设计值:
Mx1=My1=2×0.5×1289.63×1.0=1289.63kN·m。
3.5.2矩形承台截面主筋的计算
Asx=Asy=1289.63×106/(0.9×1450.00×300.00)
=3315.2mm2<0.2%×4500×1450=14200mm2
因此实际采用28Ф18,面积71.26cm2>44.87cm2;故承台配筋28Ф18@170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Ф18@170钢筋,另四根格构柱之间增加暗梁加强联系,暗梁实配:
上下各4Ф20@125;上下两层钢筋之间采用Ф14@400箍筋作为联系筋(承台配钢筋详见附图2)。
3.5.3承台抗冲切验算
因塔吊标准节尺寸为3.0mx3.0m,各桩均在冲切正常范围内,故不会发生冲切破坏.
3.5.4承台抗剪切验算
因塔吊标准节尺寸3mx3m,四根桩桩距为2.9m,受力在竖向基本向下传递,不考虑剪切验算,能满足抗剪切要求。
3.6抗倾覆验算
由于本工程基坑开挖达到14米,基础施工阶段塔吊附墙梁尚未安装,为防止因桩的抗拔力不足,在塔吊倾覆力矩M及水平力H作用下塔吊向基坑一侧倾覆,现对该桩基础进行抗倾覆验算,在确保使用安全。
在未考虑桩的自重下,由3.2算得桩的抗拔设计值R抗拔=2312.3KN远大于桩最大拔力,故不可能发生倾覆现象。
按前3.3条灌注桩配筋计算桩的配筋为12Φ20,As=37.68cm2;
N=fyAs=300X3768=1130kn>实际(抗拔承载力设计值),满足要求。
4、塔吊基础的施工
4.1施工流程
塔吊在承台砼浇筑达到设计强度后,土方开挖前安装,施工流程如下:
塔吊桩及格构柱施工→土方开挖至塔吊承台底→格构柱顶钢筋砼承台施工(灌注桩顶钢筋砼承台施工)→塔吊安装调试
4.2现场施工
4.2.1、施工准备
⑴施工前对施工员及施工班组进行技术、安全交流。
⑵现场采用CZ-D型冲孔灌注桩桩机进行施工。
⑶采用商品砼,强度等级C35水下砼,钢材采用HRP335、HRP235以及HPP235,钢板采用Q235钢材,焊条采用E43、E50焊条。
⑷预制好格构柱并检查原材料及焊接质量。
(5)劳动力需用以及进场计划:
劳动力需用量及进场计划表
序号
班组名称
人数
进场时间
退场时间
1
木工班组
5
各栋塔吊桩施工完毕7天后
/
2
钢筋班组
10
塔吊承台模板施工完毕
/
3
砼班组
6
塔吊承台钢筋施工完毕
/
4
电焊班组
8
随桩机进场同时
/
5
桩机班组
8
已进场
/
4.2.2、塔吊桩机及承台施工
⑴桩机就位:
施工前利用轴线控制网引测桩位,桩机就位时为防止塌孔底座要垫枕木,桩机就位后用经纬仪重新复核桩位的准确性。
⑵钻孔达到设计标高时,对比岩样,若未进入持力层,应继续钻进直至入中等风化花岗岩1.0m。
⑶清孔后开始吊放钢筋笼,为使砼导管及格构柱能顺利升降、防止与钢筋笼卡挂,钢筋焊接时,要保持主筋内端光滑无阻挡物。
⑷钢筋笼吊放时,要观察孔内水位情况,如发现异样马上停止检查是否坍塌,钢筋焊接前上、下钢筋弯曲成一定角度,使要焊接的两根钢筋在同一轴线上。
⑸当钢筋到达预定标高时,由吊车吊运格构柱,插入钢筋笼内并将格构柱与钢筋笼焊牢,所有焊缝必须饱满连续、不能有气泡,焊好后须冷却10-15分钟才能下沉钢筋笼。
⑹现场采用导管法灌注水下砼,其施工顺序为放钢筋笼→插入格构柱→安放导管→灌注首批砼→连续不断灌注至桩顶→拔除护筒。
为确保桩顶砼质量,严格控制最后一次砼灌注量,使灌注的桩顶标高比设计标高增加0.9m。
⑺在桩基础浇筑完毕28天后,开始进行塔吊桩承台施工,其施工顺序为支模→承台网筋绑扎→预埋件定位预埋→浇筑承台砼。
4.3施工注意事项
在施工中应注意:
由于塔吊基础采用部分钢结构支承体系,在塔吊使用中会产生一定幅度的振动,因此对施工要求如下:
4.3.1、冲孔灌注桩采用双控,即桩顶标高要达到-14.95m(-2.3m)且要进入强风化~中风化岩1.0m。
4.3.2、由于格构柱长达19.55m,灌注桩桩机无法吊运格构柱,因此需采用履带吊车进行吊运施工。
4.3.3、由于格构柱穿过地下室底板,因此在这位置附近增设止水钢板,塔吊桩出底(顶)板处加设加强钢筋。
4.3.4、格构柱插入钢筋笼时,现场采用两台经纬仪在两个成90°的侧面进行观测,使格构柱的四个边与建筑物轴线平行或垂直,格构柱的倾斜度不超柱长的0.15%。
4.3.5、由于采用板式承台,施工关键在于预埋钢板的定位,除预埋位置准确外,钢板面应与砼面保持同一水平。
在预埋时要先观测水平并将钢板与梁内钢筋焊牢,并重新观测;在砼浇捣完毕后,要再次观测预埋。
4.3.6、格构柱横(斜)撑应随挖随撑,焊缝质量应符合一下规定要求:
缀件与格构柱分肢应电焊链接,缀件与分肢的搭接长度不应小于分肢截面宽度的一半,否则应采取节点板连接。
对缀条宜采用三面围焊,角焊缝的焊角尺寸不宜小于5mm,且不宜大于缀件的厚度。
4.4质量安全保证措施:
4.4.1试块每根桩留置一组标准养护试块,每个承台留置一组标准养护试块和一组拆模试块;
4.4.2钢格构柱各钢结构连接件的焊接应符合《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》的相关规定要求。
4.1.3本工地争创文明工地。
杜绝重大伤亡事故,重伤事故频率控制在1‰以下,轻伤事故频率控制在5‰以下。
工地安全文明达标率100%,杜绝违章施工。
降低粉尘的产生和排放;降低噪声的产生,施工现场噪声达标;施工现场污水沉淀后集中排放,主要污染物达福州市级标准;施工现场固体废弃物分类管理,及时清运。
5、塔吊的沉降、垂直度测定及偏差较正
5.1塔吊基础沉降观测每半月一次。
垂直度在塔吊自由高度时半月一次测定。
5.2当塔基出现沉降,垂直度偏差超过规定范围时,应进行偏差校正,在附墙未设之前,在最低节与塔吊基脚螺栓间加垫钢片校正,校正过程用高吨位千斤顶顶起塔身,顶塔身之前,塔身用大缆绳四方缆紧,在确保安全的前提下才能起顶塔身。
6、塔吊的施工图
附图1、塔吊桩定位图
附图2、塔吊承台配筋图
附图3、格构柱详图
附图4、塔吊支撑立面图
附图5、塔吊桩配筋图
附图6、塔吊平面布置图
附图1:
塔吊桩定位图
附图2:
塔吊承台配筋图
附图3:
格构柱详图
B
附图4:
塔吊支撑立面图
700
附图5:
塔吊桩配筋图
.
附图6:
塔吊平面布置图
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