信息学院塔吊基础施工方案.doc

精心整理一、 编制依据1、混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）；2、塔吊安装单位提供的塔式起重机说明书；3、深圳信息职业技术学院迁址新建项目施工总承包标施工图；4、深圳信息职业技术学院迁址新建项目施工总承包标岩土工程勘察报告；5、建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)；6、建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)；7、深圳信息职业技术学院迁址新建项目施工总承包标施工组织设计；二、 工程概况我司承建的本工程建筑面积约8.06万，单体包括图书馆、会堂及教学和其他附属用房（地上16层/地下一层，建筑高度27.6m，建筑面积37199.80，框架剪力墙结构）；科技楼及其他附属用房（地上19层/地下1层，建筑高度80m，建筑面积28430.75框架剪力墙结构）；地下室1层（建筑面积14929.48）；±0.00相当于黄海高程50.00。本工程结构设计使用期为50年，结构安全等级为二级。建筑抗震设防类别为丙类，建筑抗震设防烈度为七度，设计地震分组为第一组，建筑场地类别为类，地面粗糙度为B类，基本风压科技楼为0.9KN/M2、图书馆为0.75KN/M2，地基基础设计等级科技楼为乙级、图书馆为丙级，设计基本地震加速度为0.10g。本工程结构类型钢筋混凝土；结构体系为剪力墙，基础型式为其中图书馆、会堂及其他附属用房的基础采用高强预应力管桩基础、独立基础及条形基础，科技楼的基础采用冲孔灌注桩，局部采用墩基础。 本工程拟布设3台塔吊，2台臂长60米TC6013塔吊；1台臂长56米TC5616塔吊。其中科技楼位置为1#塔吊，图书馆位置为2#塔吊，会议中心位置为3#塔吊，塔吊定位详见附图。三、 地质情况根据深圳市勘察测绘院有限公司提供的本工程详细勘察报告书，场地范围内所见地层为第四系人工填土（石）；植物层；新近沉积粉质粘土、淤泥；第四系全新统冲洪积层粉质粘土、细砂；上更新统沼湖积淤泥质粘土、冲洪积粘土及砾砂；溶槽堆积粘土、构造靡棱岩，下伏基岩为石炭系上统大塘阶上段碎屑岩、石炭系下统石磴子组角砾状灰岩、灰岩。角砾状灰岩、灰岩分布区岩溶发育，基岩顶板溶槽、溶沟及石芽发育，局部出现土洞。场地工程地质条件复杂，稳定较差；地下室底板下土质主要为粉质粘土、细砂、全微风化碎屑岩、新近堆积粉质粘土、溶槽溶槽堆积粘土、微风化灰岩、微风化角砾状灰岩；塔吊基础拟放置于粉质粘土上，地基承载力为150Kpa。四、 塔吊平面位置布置考虑到该工程施工范围大、吊装量大和复杂的场地施工条件，以安装塔吊附墙和拆卸塔吊所需的距离，经核查图纸和勘察现场，决定在科技楼栋5轴至6轴交F轴外6.8m安装1#塔吊TC6013塔吊，臂长60m；具体平面和标高尺寸详见现场平面布置图和塔吊基础平面布置图和剖面图。五、 施工准备(1) 场地准备提前对塔吊基础部分土方进行开挖，做好塔吊基础地基基槽隐蔽工作；在塔吊基础挖至要求深度时须提前勘测基础底面土层的性质，确定其是否为粉质粘土或承载力更高的土层，以确保地基承载力足够。(2) 组织准备塔吊基础在施工前，项目部及相关塔吊公司须提前做好施工管理人员的部署，包括塔吊基础施工时施工指挥人员、施工工人、质检员、安检员、项目部相关协调管理人员等，确保按质量规范及设计要求，安全的完成基础施工。(3) 施工工人准备如下：序号工种人数工作内容1钢筋工5负责塔吊基础钢筋的绑扎、加工等2杂工2负责塔吊基础修坡、基地平整等工作3混凝土工6负责塔吊基础混凝土的浇注4电工2负责砼浇注时的供电5测量工3负责塔吊基础位置的确定、复核等；预埋测温管6电焊工2负责钢筋板等的焊接、加工(4) 机械、机具准备序号设备名称数量用途1振捣棒2用于混凝土的振捣2开关箱1负责砼施工的供电3碘钨灯2负责夜间砼施工时的照明4砼运输车2负责砼运输5钢筋切割机1负责塔吊基础钢筋的加工6钢筋弯曲机1负责塔吊基础钢筋的加工7电焊机1负责钢筋的焊接六、计算书（一）、塔吊天然基础的计算书一. 参数信息 塔吊型号: TC6013 自重(包括压重):F1=684.50kN 最大起重荷载: F2=60.00kN 塔吊倾覆力距: M=2695.10kN.m 塔吊起重高度: H=46.00m 塔身宽度: B=1.80m 混凝土强度等级:C35 钢筋级别: 级 地基承载力特征值: 160.00kPa 基础最小宽度: Bc=6.50m 基础最小厚度: h=1.55m 基础埋深: D=1.40m 预埋件埋深: h=1.00m 二. 基础最小尺寸计算 基础的最小厚度取:H=1.55m 基础的最小宽度取:Bc=6.50m三. 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: 由于偏心距 e=M/(F×1.2+G×1.2)=3773.14/(893.40+3384.23)=0.88B/6=1.08 所以按小偏心计算，计算公式如下： 当考虑附着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，压重和最大起重荷载,F=744.50kN； G基础自重与基础上面的土的自重，G=25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D =2820.19kN； Bc基础底面的宽度，取Bc=6.50m； W基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=45.77m3； M倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M=1.4×2695.10=3773.14kN.m； 经过计算得到: 最大压力设计值 Pmax=1.2×(744.50+2820.19)/6.502+3773.14/45.77=183.68kPa 最小压力设计值 Pmin=1.2×(744.50+2820.19)/6.502-3773.14/45.77=18.81kPa 有附着的压力设计值 Pk=1.2×(744.50+2820.19)/6.502=101.25kPa四. 地基基础承载力验算 地基基础承载力特征值计算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第5.2.3条。 计算公式如下: 其中 fa修正后的地基承载力特征值(kN/m2)； fak地基承载力特征值，取150.00kN/m2； b基础宽度地基承载力修正系数，取0.50； d基础埋深地基承载力修正系数，取2.00； 基础底面以下土的重度，取20.00kN/m3； m基础底面以上土的重度，取20.00kN/m3； b基础底面宽度，取6.00m； d基础埋深度,取0.00m。 解得修正后的地基承载力特征值 fa=160.00kPa 实际计算取的地基承载力特征值为:fa=160.00kPa 由于 faPk=101.25kPa 所以满足要求！ 偏心荷载作用：由于1.2×faPkmax=183.68kPa 所以满足要求！五. 受冲切承载力验算 依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.2.7条。 验算公式如下: 式中 hp受冲切承载力截面高度影响系数，取 hp=0.94； ft混凝土轴心抗拉强度设计值，取 ft=1.57kPa； am冲切破坏锥体最不利一侧计算长度: am=1.80+(1.80 +2×1.50)/2=3.30m； h0承台的有效高度，取 h0=.5m； Pj最大压力设计值，取 Pj=183.68kPa； Fl实际冲切承载力： Fl=183.68×(6.502-2.802)/4=1580.12kN。 允许冲切力： 0.7×0.94×1.57×3300×500=1704549.00N=1704.55kN 实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！六. 承台配筋计算 依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.2.7条。 1.抗弯计算，计算公式如下: 式中 a1截面I-I至基底边缘的距离，取 a1=2.35m； P截面I-I处的基底反力: P=(6.50-2.35)×(183.68-18.81)/6.50+18.81=124.07kPa； a'截面I-I在基底的投影长度,取 a'=1.80m。 经过计算得: M=2.352×(2×6.50+1.80)×(183.68+124.07-2×2820.19/6.502)+(183.68-124.07)×6.50/12 =1365.17kN.m。 2.配筋面积计算,公式如下: 依据混凝土结构设计规范GB 50010-2002 式中 1系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时， 1取为0.94,期间按线性内插法确定； fc混凝土抗压强度设计值； h0承台的计算高度。 经过计算得 s=1365.17×106/(1.00×16.70×6.50×103×15002)=0.006 =1-(1-2×0.006)0.5=0.006 s=1-0.006/2=0.997 As=1365.17×106/(0.997×1500×300.00)=3042.24mm2。 由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:15112.5mm2。 故取 As=15112.5mm2。（二）、塔吊附着计算 塔机安装位置至建筑物距离超过使用说明规定，需要增长附着杆或附着杆与建筑物连 接的两支座间距改变时，需要进行附着的计算。主要包括附着杆计算、附着支座计算和锚固 环计算。 一. 参数信息 塔吊高度:112.00(m) 附着塔吊边长:1.80(m) 附着塔吊最大倾覆力距:2695.10(kN/m) 附着框宽度:1.80(m) 回转扭矩:402.00(kN/m) 风荷载设计值:0.10(kN/m) 附着杆选用格构式：角钢+角钢缀条 附着节点数:4 各层附着高度分别:20.0,40.0,60.0,80.0(m) 附着点1到塔吊的坚向距离:5.90(m) 附着点1到塔吊的横向距离:3.30(m) 附着点1到中性线的距离:4.20(m) 二. 支座力计算 塔机按照说明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，因此以此道附着杆 的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。 附着式塔机的塔身可以视为一个带悬臂的刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如 下: 风荷载取值 q=0.10kN/m 塔吊的最大倾覆力矩 M=2695.1kN.m 计算结果: Nw=218.568kN 三. 附着杆内力计算 塔吊四附着杆件的计算属于一次超静定问题,采用结构力学计算个杆件内力: 计算简图: 方法的基本方程： 计算过程如下： 其中:1p为静定结构的位移； Ti0为F=1时各杆件的轴向力； Ti为在外力M和P作用下时各杆件的轴向力； li为为各杆件的长度。 考虑到各杆件的材料截面相同，在计算中将弹性模量与截面面积的积EA约去，可以得到： 各杆件的轴向力为： 以上的计算过程将从0-360度循环，解得每杆件的最大轴压力，最大轴拉力： 杆1的最大轴向拉力为：325.33kN； 杆2的最大轴向拉力为：480.25kN； 杆3的最大轴向拉力为：480.25kN； 杆4的最大轴向拉力为：325.33kN； 杆1的最大轴向压力为：325.33kN； 杆2的最大轴向压力为：480.25kN； 杆3的最大轴向压力为：480.25kN； 杆4的最大轴向压力为: 325.33kN。 四. 附着杆强度验算 1杆件轴心受拉强度验算 验算公式: =N/Anf 其中 N为杆件的最大轴向拉力,取N=480.25kN； 为杆件的受拉应力； An为杆件的的截面面积, An=4266.80mm2； 经计算，杆件的最大受拉应力 =480.25×1000/4266.80=112.56N/mm2。 最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力216N/mm2,满足要求! 2杆件轴心受压强度验算 验算公式: =N/Anf 其中 为杆件的受压应力； N为杆件的轴向压力,杆1:取N=325.33kN；杆2:取N=480.25kN；杆3:取N=480.25kN；杆4:取N=325.33kN； An为杆件的的截面面积, An=4266.80mm2； 为杆件的受压稳定系数,是根据 查表计算得, 杆1:取 =0.785,杆2:取=0.846,杆3:取=0.846 ,杆4:取 =0.785； 杆件长细比,杆1:取 =64.365,杆2:取=52.208,杆3:取=52.208,杆4:取=64.365。 经计算，杆件的最大受压应力 =133.01N/mm2。 最大压应力不大于拉杆的允许压应力216N/mm2,满足要求! 五. 焊缝强度计算 附着杆如果采用焊接方式加长，对接焊缝强度计算公式如下: 其中 N为附着杆单根主肢最大拉力或压力，N=480.252/4=120.063kN； lw为附着杆的周长，取289.13mm； t为焊缝厚度，t=8.00mm； ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取 185 N/mm2； 经过焊缝强度 = 120063.02/(289.13×8.00) = 51.91N/mm2。 对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求! 六. 附着支座连接的计算 附着支座与建筑物的连接多采用与预埋件在建筑物构件上的螺栓连接。预埋螺栓的规格 和施工要求如果说明书没有规定，应该按照下面要求确定： 1 预埋螺栓必须用Q235钢制作； 2 附着的建筑物构件混凝土强度等级不应低于C20； 3 预埋螺栓的直径大于24mm； 4 预埋螺栓的埋入长度和数量满足下面要求： 其中n为预埋螺栓数量；d为预埋螺栓直径；l为预埋螺栓埋入长度；f为预埋螺栓与混 凝土粘接强度（C20为1.5N/mm2，C30为3.0N/mm2）；N为附着杆的轴向力。 5 预埋螺栓数量，单耳支座不少于4只，双耳支座不少于8只；预埋螺栓埋入长度不 少于15d；螺栓埋入端应作弯钩并加横向锚固钢筋。 七、附着设计与施工的注意事项 锚固装置附着杆在建筑结构上的固定点要满足以下原则： 1 附着固定点应设置在丁字墙（承重隔墙和外墙交汇点）和外墙转角处，切不可设置 在轻质隔墙与外墙汇交的节点处； 2 对于框架结构，附着点宜布置在靠近柱根部； 3 在无外墙转角或承重隔墙可利用的情况下，可以通过窗洞使附着杆固定在承重内墙 上； 4 附着固定点应布设在靠近楼板处，以利于传力和便于安装。塔吊稳定性验算 塔吊稳定性验算可分为有荷载时和无荷载时两种状态。 (一)、塔吊有荷载时稳定性验算 塔吊有荷载时，计算简图: 塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算: 式中K1塔吊有荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15； G起重机自重力(包括配重，压重),G=684.50(kN)； c起重机重心至旋转中心的距离,c=0.50(m)； h0起重机重心至支承平面距离, h0=6.00(m)； b起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=3.25(m)； Q最大工作荷载,Q=13.00(kN)； g重力加速度(m/s2),取9.81； v起升速度,v=0.50(m/s)； t制动时间,t=2(s)； a起重机旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=60.00(m)； W1作用在起重机上的风力,W1=10.00(kN)； W2作用在荷载上的风力,W2=2.00(kN)； P1自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=8.00(m)； P2自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.50(m)； h吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=46.00(m)； n起重机的旋转速度,n=0.6(r/min)； H吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H28.00(m)； 起重机的倾斜角(轨道或道路的坡度)，=0.00(度)。 经过计算得到K1=3.319 由于K1>=1.15,所以当塔吊有荷载时，稳定安全系数满足要求! (二)、塔吊无荷载时稳定性验算 塔吊无荷载时，计算简图: 塔吊无荷载时,稳定安全系数可按下式验算: 式中K2塔吊无荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15； G1后倾覆点前面塔吊各部分的重力,G1=624.50(kN)； c1G1至旋转中心的距离,c1=0.50(m)； b起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=3.25(m)； h1G1至支承平面的距离,h1=6.00(m)； G2使起重机倾覆部分的重力,G2=100.00(kN)； c2G2至旋转中心的距离,c2=12.60(m)； h2G2至支承平面的距离,h2=46.00(m)； W3作用有起重机上的风力,W3=10.00(kN)； P3W3至倾覆点的距离,P3=15.00(m)； 起重机的倾斜角(轨道或道路的坡度)，=0.00(度)。 经过计算得到K2=2.158 由于K2>=1.15,所以当塔吊无荷载时，稳定安全系数满足要求!word15