某科技樓塔吊基礎(chǔ)施工方案QZ

***工程QTZ63型塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案一、工程概況***工程為1棟22層辦公樓，其中地下室一層，建筑總高度為88.5米，結(jié)構(gòu)形式為框剪結(jié)構(gòu)。結(jié)合考慮建筑物高度、塔吊工作半徑、起重量、附著的數(shù)量、起吊頻率，***工程擬選用一臺(tái)QTZ63型塔吊，QTZ63型塔吊工作半徑為48m，最大起重量為6噸，端部起重量為1.19噸，可滿足施工需要。根據(jù)業(yè)方提供的地質(zhì)勘察報(bào)告、及深基坑支護(hù)方案以及結(jié)合考慮上部建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙，QTZ63型塔吊基礎(chǔ)定位詳見塔吊基礎(chǔ)定位圖?；A(chǔ)尺寸為長×寬×厚＝4200mm×4200mm×1500mm。二、基礎(chǔ)所承受的荷載的計(jì)算、分析塔吊在獨(dú)立高度狀態(tài)下，所承受的風(fēng)荷載等水平荷載及各種彎矩、扭矩對底座亦即對基礎(chǔ)產(chǎn)生的荷載最大，因?yàn)樗醺綁B結(jié)后，塔吊附墻裝置承擔(dān)風(fēng)荷載等水平荷載及彎矩、扭矩，不承擔(dān)自重等豎向荷載，將塔身、附墻簡化為多跨連續(xù)梁受力模型，通過受力分析，可以得出結(jié)論：塔吊在獨(dú)立高度狀態(tài)下，所承受的風(fēng)荷載等水平荷載及各種彎矩、扭矩對底座亦即對基礎(chǔ)產(chǎn)生的荷載最不利,安裝附墻裝置以后，各種水平荷載及彎矩、扭矩等主要由附墻承擔(dān)。塔吊上升到最大高度以后，對基礎(chǔ)的荷載與獨(dú)立高度相比僅多了標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的及附墻著架的重量，而其所傳遞的風(fēng)荷載要小得多。下面以獨(dú)立高度狀態(tài)計(jì)算，分工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)兩種工況分別進(jìn)行受力分析：1、工作狀態(tài)依據(jù)《QTZ63自升塔式起重機(jī)使用說明書》,該說明書提供了獨(dú)立式工作時(shí)，塔機(jī)基礎(chǔ)載荷不得低于的技術(shù)指標(biāo)如下：①M(fèi)—作用在基礎(chǔ)上的彎矩，M=1220KN·m。②Fv—作用在基礎(chǔ)上的垂直載荷（塔吊重量），F(xiàn)v=473KN。③Fh—作用在基礎(chǔ)上的水平載荷，F(xiàn)h=24KN。④作用在基礎(chǔ)上的扭矩，185KN·m起重臂回轉(zhuǎn)啟動(dòng)、剎車或大風(fēng)吹來時(shí)產(chǎn)生的扭矩，按塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，塔吊基礎(chǔ)平面尺寸一般在4×4m以上，混凝土為C35以上，基礎(chǔ)的開裂扭矩為T0=0.70w1·ft=0.70×1/3×b3×ftT01=1/4T0=1/4×0.70×1/3×43×1.1×106=4100KN·m一般塔吊底座所受的扭矩在1000KN·m以內(nèi)，遠(yuǎn)小于1/4開裂扭矩，故設(shè)計(jì)計(jì)算中可不考慮扭矩的作用。上述技術(shù)指標(biāo)均獨(dú)立式塔吊工作狀態(tài)時(shí)最不利受力指標(biāo)，對于獨(dú)立式塔吊非工作狀態(tài)的相應(yīng)受力指標(biāo)須作相關(guān)計(jì)算，現(xiàn)計(jì)算如下：2、非工作狀態(tài)eq\o\ac(○,1)風(fēng)荷載風(fēng)荷載q==q——風(fēng)線荷載（N/m）Cw——風(fēng)力系數(shù)，按規(guī)范GB/T13752—92取為1.3Pw2——計(jì)算工作風(fēng)壓值，A1——塔身前片結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面積（m2）A2——塔身后片結(jié)構(gòu)迎風(fēng)面積（m2）A1=A2=bH=0.422×1.6H=0.675H——塔身前后片結(jié)構(gòu)平均充實(shí)率，考慮安全網(wǎng)等面積，取為0.422，1.6m為塔身寬度?！獌善旒荛g前片對后片的擋風(fēng)拆減系數(shù)，取為0.15H為獨(dú)立高度狀態(tài)下，從基礎(chǔ)到塔吊頂?shù)母叨?，?0m非工作狀態(tài)時(shí)風(fēng)荷載應(yīng)按暴風(fēng)風(fēng)壓取值為Pw3=1300N/m2q=1.2×1.3×1300×1.15×0.675=1574N/mFw=q·H=1574×50=78.7KNM1=1/2Fw·H=0.5×78.7×50=1968KN·m按GB/T13752—92規(guī)定，非工作工況下，風(fēng)荷載是延著平衡臂及起重臂的方向進(jìn)行。eq\o\ac(○,2)塔吊本身的彎矩，與工作狀態(tài)相比，少了最大起重荷載彎矩M22及小車位于該處的彎矩M23大臂自重向前彎矩M21=φ1×46.63KN×24m=1.0×46.63×24m=1119.12KN·m平衡臂向后彎矩M24=φ1×26.7×7m=1.0×26.7×7m=186.9KN·m平衡重向后彎矩M25=φ1×70×14m=1.0×70×14m=980KN·mφ1——自重沖擊系數(shù)：1.0～1.1M2=M21–M24–M25=980+186.9–1119.12=47.78KN·mM非=M1+M2=1968+47.78=2015.78KN·m通過以上分析、計(jì)算，塔吊在非工作狀態(tài)時(shí)對基礎(chǔ)產(chǎn)生的作用力如下?；A(chǔ)受力為eq\o\ac(○,1)豎向荷載Fv=413KNeq\o\ac(○,2)水平風(fēng)荷載Fw=78.7KNeq\o\ac(○,3)水平風(fēng)荷載及非工作時(shí)塔吊本身對基礎(chǔ)產(chǎn)生的彎矩M非=2015.78KN·m3、綜合考慮獨(dú)立式及附墻狀態(tài)下，塔吊基礎(chǔ)的最不利受力荷載為eq\o\ac(○,1)豎向作用力Fv=473+175.68(增加的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)及附著架)＝648.7KNeq\o\ac(○,2)水平作用力Fw=78.7KNeq\o\ac(○,3)塔吊對基礎(chǔ)產(chǎn)生的彎矩M=2015.78KN·m4、塔吊高度的確定塔吊基礎(chǔ)承臺(tái)頂面標(biāo)高為-4.0m。由于最高屋面標(biāo)高為88.5m，計(jì)算得塔吊高度＝4+88.5+(吊鉤至梯間屋面高度),并結(jié)合考慮該型號(hào)塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)尺寸，取塔吊高度（即吊鉤至塔吊基礎(chǔ)面）＝101m，附著設(shè)置不少于5道。三、塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1、承臺(tái)設(shè)計(jì)承臺(tái)基礎(chǔ)采用C35混凝土，承臺(tái)的高度H=1.50m，樁伸入承臺(tái)100mm，承臺(tái)的有效高度h0=1400mm，承臺(tái)的構(gòu)造尺寸如下圖所示：塔吊基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓布置如下2、樁設(shè)計(jì)樁采用人工挖孔樁，其強(qiáng)度等級(jí)為C30混凝土，其樁徑為900MM，樁長為10M，樁護(hù)壁采用混凝土護(hù)壁，其強(qiáng)度等級(jí)為C20，樁持力層位于3-2Q2al+pl粉質(zhì)粘土上，樁詳圖如下圖所示：四、基礎(chǔ)平面定位塔吊基礎(chǔ)位于主樓南側(cè)具體位置見下圖，由于塔吊基礎(chǔ)的頂面標(biāo)高位于自然地面以下較多，四周采用370磚砌體砌筑作擋墻，高出地面200,磚砌體內(nèi)側(cè)采用1:2水泥砂漿抹面30厚。五、塔吊基礎(chǔ)計(jì)算書考慮到不可預(yù)見各種不利因素的作用(側(cè)面土壓力)，對作用在基礎(chǔ)上彎距荷載X1.2倍的富余系數(shù)。其荷載值如下：eq\o\ac(○,1)豎向作用力Fv=648.7KNeq\o\ac(○,2)塔吊對基礎(chǔ)產(chǎn)生的彎矩M=2419KN·m計(jì)算書詳見附頁附頁：塔吊基礎(chǔ)計(jì)算書本計(jì)算書主要依據(jù)施工圖紙及以下規(guī)范及參考文獻(xiàn)編制：《塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T13752-1992）、《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）、《建筑安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ59-99）、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-94）等編制。一、塔吊的基本參數(shù)信息塔吊型號(hào)：QTZ63，塔吊起升高度H：101.000m，塔身寬度B：1.6m，基礎(chǔ)埋深D：2.500m，自重F1：648.7kN，基礎(chǔ)承臺(tái)厚度Hc：1.500m，最大起重荷載F2：60kN，基礎(chǔ)承臺(tái)寬度Bc：4.200m，樁鋼筋級(jí)別:HRB335，樁直徑：0.900m，樁間距a：2.25m，承臺(tái)箍筋間距S：300.000mm，承臺(tái)混凝土的保護(hù)層厚度：50mm，承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C35；二、塔吊基礎(chǔ)承臺(tái)頂面的豎向力和彎矩計(jì)算塔吊自重（包括壓重）F1=648.70kN，塔吊最大起重荷載F2=60.00kN，作用于樁基承臺(tái)頂面的豎向力F=1.2×(F1+F2)=850.44kN，塔吊基礎(chǔ)產(chǎn)生的彎矩計(jì)算：Mkmax＝2419kN·m；三、承臺(tái)彎矩及單樁樁頂豎向力的計(jì)算1.樁頂豎向力的計(jì)算依據(jù)《建筑樁技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-94）的第條，在實(shí)際情況中x、y軸是隨機(jī)變化的，所以取最不利情況計(jì)算。Ni=(F+G)/n±Mxyi/∑yi2±Myxi/∑xi2其中n──單樁個(gè)數(shù)，n=4；F──作用于樁基承臺(tái)頂面的豎向力設(shè)計(jì)值，F(xiàn)=850.44kN；G──樁基承臺(tái)的自重：G=1.2×(25×Bc×Bc×Hc)=1.2×(25×4.20×4.20×1.50)=793.80kN；Mx,My──承臺(tái)底面的彎矩設(shè)計(jì)值，取3386.60kN·m；xi,yi──單樁相對承臺(tái)中心軸的XY方向距離a/20.5=1.59m；Ni──單樁樁頂豎向力設(shè)計(jì)值；經(jīng)計(jì)算得到單樁樁頂豎向力設(shè)計(jì)值，最大壓力：Nmax=(850.44+793.80)/4+3386.60×1.59/(2×1.592)=1475.37kN。最小壓力：Nmin=(850.44+793.80)/4-3386.60×1.59/(2×1.592)=-653.25kN。需要驗(yàn)算樁的抗拔2.承臺(tái)彎矩的計(jì)算依據(jù)《建筑樁技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-94）的第條。Mx=∑NiyiMy=∑Nixi其中Mx,My──計(jì)算截面處XY方向的彎矩設(shè)計(jì)值；xi,yi──單樁相對承臺(tái)中心軸的XY方向距離取a/2-B/2=0.32m；Ni1──扣除承臺(tái)自重的單樁樁頂豎向力設(shè)計(jì)值，Ni1=Ni-G/n=1276.92kN；經(jīng)過計(jì)算得到彎矩設(shè)計(jì)值：Mx=My=2×1276.92×0.32=830.00kN·m。四、承臺(tái)截面主筋的計(jì)算依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)第7.2條受彎構(gòu)件承載力計(jì)算。αs=M/(α1fcbh02)ζ=1-(1-2αs)1/2γs=1-ζ/2As=M/(γsh0fy)式中，αl──系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度不超過C50時(shí)，α1取為1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，α1取為0.94,期間按線性內(nèi)插法得1.00；fc──混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值查表得16.70N/mm2；ho──承臺(tái)的計(jì)算高度：Hc-50.00=1450.00mm；fy──鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，fy=300.00N/mm2；經(jīng)過計(jì)算得：αs=830.00×106/(1.00×16.70×4200.00×1450.002)=0.006；ξ=1-(1-2×0.006)0.5=0.006；γs=1-0.006/2=0.997；Asx=Asy=830.00×106/(0.997×1450.00×300.00)=1913.43mm2。由于最小配筋率為0.15%,所以構(gòu)造最小配筋面積為:4200.00×1500.00×0.15%=9450.00mm2。配筋值：HRB335鋼筋，20@100。承臺(tái)底面單向根數(shù)42根。五、承臺(tái)斜截面抗剪切計(jì)算依據(jù)《建筑樁技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-94)的第條和第條，斜截面受剪承載力滿足下面公式：γ0V≤βfcb0h0其中，γ0──建筑樁基重要性系數(shù)，取1.00；b0──承臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算寬度，b0=4200mm；h0──承臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算高度，h0=1450mm；λ──計(jì)算截面的剪跨比，λ=a/h0此處，a=(2250.00-1600.00)/2=325.00mm；當(dāng)λ<0.3時(shí)，取λ=0.3；當(dāng)λ>3時(shí),取λ=3，得λ=0.30；β──剪切系數(shù)，當(dāng)0.3≤λ＜1.4時(shí)，β=0.12/(λ+0.3)；當(dāng)1.4≤λ≤3.0時(shí)，β=0.2/(λ+1.5)，得β=0.20；fc───混凝土軸心心抗壓強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值，fc=16.770N/mmm2；則，1.00×11475.337=14775.3666kN≤0.20×16.700×4200×1450//1000==203400.6kN；；經(jīng)過計(jì)算承臺(tái)已滿滿足抗剪要求求，只需構(gòu)造造配箍筋！六、樁頂軸向壓力力驗(yàn)算依據(jù)《建筑樁技術(shù)術(shù)規(guī)范》(JGJ944-94)的的第條，樁頂頂軸向壓力設(shè)設(shè)計(jì)值應(yīng)滿足足下面的公式式：γ0N≤fcA其中，γ0──建建筑樁基重要要性系數(shù)，取取1.00；fc───混凝土軸心心抗壓強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值，fc=14.330N/mmm2；A───樁的截面面面積，A=66.36×105mm2。則，1.00×114753665.70==1.48××106N≤14.300×6.36×105=9.100×106N；經(jīng)過計(jì)算得到樁頂頂軸向壓力設(shè)設(shè)計(jì)值滿足要要求,只需構(gòu)造配配筋！七、樁豎向極限承承載力驗(yàn)算依據(jù)《建筑樁基技技術(shù)規(guī)范》((JGJ944-94)的的第條，單樁樁豎向承載力力設(shè)計(jì)值按下下面的公式計(jì)計(jì)算：R=ηsQsk/γs+ηpQpk/γpQsk=u∑qqsikliQpk=qpkkAp其中R──復(fù)復(fù)合樁基的豎豎向承載力設(shè)設(shè)計(jì)值；Qssk──單樁總極限限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值；Qppk──單樁總極限限端阻力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值；ηs,ηp──分別為樁側(cè)阻群樁樁效應(yīng)系數(shù)，樁樁端阻群樁效效應(yīng)系數(shù)；γs,γp──分別為樁側(cè)阻抗力力分項(xiàng)系數(shù)，樁樁端阻抗力分分項(xiàng)系數(shù)；qssik──樁側(cè)第i層土的極限限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值；qppk──極限端阻力力標(biāo)準(zhǔn)值；u───樁身的周長長，u=2..827m；；App──樁端面積,AAp=0.6336m2；lii──第i層土層的厚厚度；各土層厚度及阻力力標(biāo)準(zhǔn)值如下下表:序號(hào)土厚度(m))土側(cè)阻力力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)土端阻力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)抗拔系數(shù)土土名稱144.0081..0017700.0000.880粘性土277.0081..0017700.0000.880粘性土由于樁的入土深度度為10.000m,所以以樁端是在第第2層土層。單樁豎向承載力驗(yàn)驗(yàn)算:R=2..827×(4.00×81.000×0.80++6.00××81.000×0.80))/1.655+1.688×1700..00×0.6366/1.655=2.211×103kN>N==1475..366kNN；上式計(jì)算的R的值值大于最大壓壓力14755.37kNN,所以滿足足要求!八、樁基礎(chǔ)抗拔驗(yàn)驗(yàn)算非整體破壞時(shí)，樁樁基的抗拔極極限承載力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值：Uk=Σλiqsikuuili其中：Uk──樁樁基抗拔極限限承載力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值；uii──破壞表面周周長，取ui=πd=3.1142×00.9=2..827m；；qssik──樁側(cè)表面第第i層土的抗壓壓極限側(cè)阻力力標(biāo)準(zhǔn)值；λi──抗拔系數(shù)，砂土取取0.50～0.70，粘粘性土、粉土土取0.700～0.80，樁樁長l與樁徑d之比小于200時(shí)，λ取小值；lii──第i層土層的厚厚度。經(jīng)過計(jì)算得到：UUk=Σλiqsikuili=18322.18kNN；整體破壞時(shí)，樁基基的抗拔極限限承載力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值：Ugk=（ulΣλλiqsikli）/3=22721.660kNul──樁群外圍周長，uul=4×（2.25++0.9)==12.600m；樁基抗拔承載力公公式：γ0N≤Ugk/2+GGgpγ0N≤Uuk/2+GGp其中N-樁樁基上拔力設(shè)設(shè)計(jì)值，Nk=653..25kN；；Ggpp-群樁基基礎(chǔ)所包圍體體積的樁土總總自重設(shè)計(jì)值值除以總樁數(shù)數(shù)，Ggp=4996.13kkN；