塔吊基础方案.doc
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1、 项目塔吊基础专项施工方案(公司名称)2011年5月塔吊基础专项施工组织设计(方案)工程名称:(工程名称)工程地点: 施工单位: (公司名称) 编制单位:(公司名称) 编 制 人: 编制日期: 年 月 日审 核 人:审 批 人: 审批日期: 年 月 日目录一、工程概况5二、塔吊选择5三、塔吊基础形式选择6四、1#TC5613-6塔吊基础的计算书6(一)、塔吊的基本参数信息6(二)、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算7(三)、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算7(四)、承台截面主筋的计算8(五)、承台斜截面抗剪切计算9(六)、桩承载力验算10(七)、桩竖向极限承载力验算11五、2#TC6013A-6
2、塔吊基础的计算书13(一)、塔吊的基本参数信息13(二)、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算13(三)、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算13(四)、承台截面主筋的计算15(五)、承台斜截面抗剪切计算16(六)、桩承载力验算17(七)、桩竖向极限承载力验算17六、3#TC6013A-6塔吊基础计算书(天然基础)19(一)、塔吊的基本参数信息19(二)、塔吊基础承载力及抗倾翻计算19(三)、地基承载力验算21(四)、基础受冲切承载力验算21(五)、承台配筋计算23七、塔吊基础施工25八、附图29一、工程概况(工程名称)总建筑面积约。其中地下室建筑面积,地上建筑面积。结构类型为剪力墙结构。工程建设一览
3、表建设单位设计单位施工单位(公司名称)监理单位单位工程概况序号栋号结构形式层数建筑高度1A剪力墙13层60m2B剪力墙11层48.3m3C剪力墙11层48.3m4培训中心剪力墙14层60m5体验中心剪力墙1层8.3m二、塔吊选择本工程主体结构施工时共设中联重科塔吊3台,布设位置和塔吊编号见平面布置图。1#塔吊选用TC5613-6型塔吊,该塔吊独立式起升高度为40.5米,附着式起升高度达220米,工作臂长56米,最大起重量6吨,端部最大起重量1.3吨。2#3#塔吊选用中联重科TC6013A-6型塔吊,该塔吊独立式起升高度为46米,附着式起升高度达220米,工作臂长60米,最大起重量6吨,端部最大
4、起重量1.3吨。三、塔吊基础形式选择 根据塔吊平面布置和勘察地质报告综合分析,1#、2#、塔吊基础参考地质报告中ZK35、ZK88、3#塔吊参考ZK73剖面, 1#2#塔吊统一选用4条预应力管桩桩外径为500,桩长约为1518m(从开挖后地面算起),单桩竖向承载特征值为1100KN,桩类型及其它参数同工程桩。桩承台面标高平地下室地板标高,大样详见附图。3#选用天然基础形式。四、1# TC5613-6)塔吊基础的计算书(四桩承台)(一)、塔吊的基本参数信息塔吊型号:TC5613-6, 塔吊起升高度H:35.000m,塔身宽度B:1.8m, 基础埋深D:1.500m,自重F1:433kN, 基础承
5、台厚度Hc:1.350m,最大起重荷载F2:60kN, 基础承台宽度Bc:5.000m,桩钢筋级别:II级钢, 桩直径或者方桩边长:0.500m,桩间距a:3.4m, 承台箍筋间距S:200.000mm,承台混凝土的保护层厚度:50mm, 空心桩的空心直径:0.30m。 额定起重力矩是:600kNm, 基础所受的水平力:30kN,标准节长度:2.8m,主弦杆材料:角钢/方钢, 宽度/直径c:120mm,所处城市:广东广州市, 基本风压W0:0.5kN/m2,地面粗糙度类别为:C类 有密集建筑群的城市郊区,风荷载高度变化系数z:1.13 。二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算塔吊自重(包括压重
6、)F1=433.00kN, 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN, 作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2(F1+F2)=591.60kN, 塔吊倾覆力矩M=1.41020.65=1428.91kNm三、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算 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技术规范(JGJ94-94)的第5.1.1条,在实际情况中x、y轴是随机变化的,所以取最不利情况计算。 其中 n单桩个数,n=4; F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值,F=591.60kN; G桩基承台的自重:G=1.2(25BcBcHc)=1.2(205.0
7、05.001.35)=1012.50kN; Mx,My承台底面的弯矩设计值,取1428.91kNm; xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.40m; Ni单桩桩顶竖向力设计值;经计算得到单桩桩顶竖向力设计值, 最大压力:Nmax=(591.60+1012.50)/4+1428.912.40/(2549.612)=549.61kN。最小压力:Nmin=(591.60+1012.50)/4-1428.912.40/(2252.442)=252.44kN。不需要验算桩的抗拔2. 承台弯矩的计算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
8、处XY方向的弯矩设计值; xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.80m; Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值,Ni1=Ni-G/n=296.49kN;经过计算得到弯矩设计值:Mx1=My1=2296.490.80=474.38kNm。四、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,l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,期间按线性内插法得1.00; fc混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2; ho承台的计算高度:Hc-50.00=1300
9、.00mm; fy钢筋受拉强度设计值,fy=300.00N/mm2;经过计算得:s=474.38106/(1.0016.705000.001300.002)=0.003; =1-(1-20.003)0.5=0.003; s =1-0.003/2=0.998; Asx =Asy =474.38106/(0.9981300.00300.00)=1218.41mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:5000.001300.000.15%=9750.00mm2。建议配筋值:HPB235钢筋,25200mm。承台底面单向根数24根。实际配筋值11775.00mm2。五、承台斜截面抗剪切计
10、算依据建筑桩技术规范(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性,记为V=549.61kN我们考虑承台配置箍筋的情况,斜截面受剪承载力满足下面公式: 其中,o建筑桩基重要性系数,取1.00; bo承台计算截面处的计算宽度,bo=5000mm; ho承台计算截面处的计算高度,ho=1300mm; 计算截面的剪跨比,=a/ho此处,a=(5000.00/2-1800.00/2)-(5000.00/2-3400.00/2)=800.00mm;当 3时,取=3,得=0.62; 剪切系数,当0.31.4时,=0.12/(
11、+0.3);当1.43.0时,=0.2/(+1.5),得=0.13; fc混凝土轴心抗压强度设计值,fc=16.70N/mm2;则,1.00549.61=5.50105N0.1316.7050001300=14111500N;经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋!六、桩承载力验算桩承载力计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-94)的第4.1.1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=549.61kN;桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式: 其中,o建筑桩基重要性系数,取1.00; fc混凝土轴心抗压强度设计值,fc=35.90N/mm2; A桩的截面面积,A=1.
12、26105mm2。则,1.00549612.05=5.50105N35.901.26105=4.51106N;经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋!七、桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据建筑桩基技术规范(JGJ94-94)的第5.2.2-3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=549.61kN;单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算: 其中 R最大极限承载力; Qsk单桩总极限侧阻力标准值: Qpk单桩总极限端阻力标准值: s, p分别为桩侧阻群桩效应系数,桩端阻群桩效应系数; s, p分别为桩侧阻力分项系数,桩端阻抗力分项系数; qsik桩侧第i
13、层土的极限侧阻力标准值; qpk极限端阻力标准值; u桩身的周长,u=1.571m; Ap桩端面积,取Ap=0.126m2; li第i层土层的厚度;各土层厚度及阻力标准值如下表: 序号 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 抗拔系数 土名称 1 3.30 24.00 1800.00 0.80 粉质粘土 2 1.20 53.00 2550.00 0.70 粉质粘土3 5.80 127.00 8400.00 0.80 砂质粘土4 8.40 127.00 8400.00 0.80 全风化花岗岩由于桩的入土深度为15.00m,所以桩端是在第4层土层。单桩竖向承载力验算: R
14、=1.57(3.3024.001.00+1.2053.001.00+5.80127.001.00+4.70127.001.00)/1.65+1.128400.000.126/1.65=2.12103kNN=549.612kN;上式计算的R的值大于最大压力549.61kN,所以满足要求!五、2#TC5613-6)塔吊基础的计算书(四桩承台)(一)、塔吊的基本参数信息塔吊型号:TC6013A-6, 塔吊起升高度H:35.000m,塔身宽度B:2m, 基础埋深D:1.500m,自重F1:450.8kN, 基础承台厚度Hc:1.350m,最大起重荷载F2:60kN, 基础承台宽度Bc:5.000m,桩
15、钢筋级别:II级钢, 桩直径或者方桩边长:0.500m,桩间距a:3.4m, 承台箍筋间距S:200.000mm,承台混凝土的保护层厚度:50mm, 空心桩的空心直径:0.30m。 额定起重力矩是:630kNm, 基础所受的水平力:30kN,标准节长度:2.8m,主弦杆材料:角钢/方钢, 宽度/直径c:120mm,所处城市:广东广州市, 基本风压W0:0.5kN/m2,地面粗糙度类别为:C类 有密集建筑群的城市郊区,风荷载高度变化系数z:1.13 。二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算塔吊自重(包括压重)F1=450.80kN, 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN, 作用于桩基承台顶面的竖
16、向力F=1.2(F1+F2)=612.96kN, 塔吊倾覆力矩M=1.41062.98=1488.17kNm三、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算 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技术规范(JGJ94-94)的第5.1.1条,在实际情况中x、y轴是随机变化的,所以取最不利情况计算。 其中 n单桩个数,n=4; F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值,F=612.96kN; G桩基承台的自重:G=1.2(25BcBcHc)=1.2(205.005.001.35)=1012.50kN; Mx,My承台底面的弯矩设计值,取1488.1
17、7kNm; xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.40m; Ni单桩桩顶竖向力设计值;经计算得到单桩桩顶竖向力设计值, 最大压力:Nmax=(612.96+1012.50)/4+1488.172.40/(2561.112)=561.11kN。最小压力:Nmin=(612.96+1012.50)/4-1488.172.40/(2251.622)=251.62kN。不需要验算桩的抗拔2. 承台弯矩的计算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; xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.
18、70m; Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值,Ni1=Ni-G/n=307.99kN;经过计算得到弯矩设计值:Mx1=My1=2307.990.70=431.19kNm。四、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,l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,期间按线性内插法得1.00; fc混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2; ho承台的计算高度:Hc-50.00=1300.00mm; fy钢筋受拉强度设计值,fy=300.00N/mm2;经过计算得:s=431
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