塔吊基礎設計方案(20150415)講述

中天建設 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎設計方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.邵陽·西湖春天商住小區(qū)工程塔吊基礎設計方案編制人：審核人：日期：2015·5·10第1頁共12頁中天建設 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎設計方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.目 錄第一章 工程概況 3一、工程概況 3二、塔吊基礎設計依據(jù) 4三、塔式起重機基礎設計說明 4第二章 塔吊基礎設計及相關計算 5一、地質概況 5二、塔吊基礎底土層分布分析 6三、荷載計算及塔吊基礎設計 71、塔機受力分析 72、塔吊相關參數(shù)（4臺塔吊類同） 73、塔吊基礎設計、計算及施工（ 4臺塔吊類同） 8四、塔吊附墻及附墻桿支撐埋件驗算 81、塔吊附墻計劃 82、水平支撐荷載計算 83、埋件驗算 8五、塔吊整機穩(wěn)定性驗算 9六、塔吊基礎施工相關做法 11第2頁共12頁中天建設 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎設計方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.第一章 工程概況一、工程概況邵陽·西湖春天商住小區(qū)工程位于邵陽市北塔區(qū)，龍山路與云山路之間西臨寶苑路，東與蔡鍔路接壤。本合同段（一期）施工區(qū)域原地面標高在225.49m~236.11m之間,一期主要由1#、2#、3#、4#樓組成，系高層建筑均為26層，層高3.0m，建筑總高度為80.800m。1#、2#、3#樓沿街部分設有2層商業(yè)，建筑高度為8.200m。本區(qū)塊地下室為整體地下一層結構，地下室建筑面積為15555.28m2，其中各主樓地下一層為各類設備用房及非機動車庫，其余為地下機動車庫，設計停車 348輛, 其中含2個無障礙停車位；地下室機動車庫分為3個防火分區(qū)，主樓地下室根據(jù)使用功能不同： 1#樓為3個防火分區(qū)、2#樓為2個防火分區(qū)、3#樓為3個防火分區(qū)、4#樓為4個防火分區(qū)。主樓非機動車庫與機動車庫間的高差為 1200mm。本區(qū)塊場地內地勢平整，原地面標高在 227.0m左右；場人土方開挖深度在挖深度在4m左右，電梯井集水坑位置處開挖深度達 5mm，開挖所涉及土層ml el為：素填土層（Q）、粉質粘土（Q）、強風化泥質粉砂巖（ K），基礎底板位于強風化泥質粉砂巖上。本合同段總建筑面積107875.4m2，系框架剪力墻結構。本項目由湖南春風房地產(chǎn)開發(fā)有限公司投資興建、湖南核工業(yè)巖土工程勘察設計研究院勘察、浙江龍山建筑設計咨詢有限公司設計，湖南省華譽建設工程管理有限責任公司監(jiān)理，由中天建設集團有限公司總承包。根據(jù)實際需要，現(xiàn)場計劃在共投入4臺H5810塔吊組織施工，具體布置詳附圖-1《施工現(xiàn)場塔吊平面布置圖》。第3頁共12頁中天建設 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎設計方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.二、塔吊基礎設計依據(jù)(1)《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2001(2006年版)；(2)《高聳結構設計規(guī)范》(GB50135－2006)；H5810塔式起重機安裝使用說明書；(4)《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）；塔式起重機設計規(guī)范；(6)《建筑地基基礎設計規(guī)范》 GB500072002；建筑式起重機安裝、使用、拆卸安全技術規(guī)程；邵陽·西湖春天商住小區(qū)1~4樓工程《巖土工程勘察報告》（編號：182004-Kj）；三、塔式起重機基礎設計說明（1）塔吊安裝高度：1#~4#塔吊起重高度91.6m；根據(jù)塔吊說明書要求本合同段塔吊安裝高度均已超過塔吊獨立高度，超過獨立高度以上的部分均須附墻處理后，方可滿足要求投入使用。（2）4臺塔吊平、剖面位置：1）1號塔吊位于1#樓南側位置，基礎中心在1-C軸以南4400mm，1-21軸以東2800mm，塔吊臂長56m，具體詳附圖-2、附圖-3；2）2號塔吊位于2#樓北側位置，基礎中心在2-L軸以北側3900mm，2-10軸以東3750mm位置，塔吊臂長51m，具體詳附圖-4、附圖-5；3）3號塔吊位于3#樓南側位置，基礎中心在3-B以南4700mm位置，3-26軸以西3600mm位置，塔吊臂長51m，具體詳附圖-6、附圖-7；4）4號塔吊位于4#樓南側位置，基礎中心在4-A以南3500mm位置，4-26第4頁共12頁中天建設邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎設計方案JONTONCONSTRUCTIONGROUPCO.,LTD.軸以西3700mm位置，塔吊臂長51m，具體詳附圖-8、附圖-9；（3）結合設計圖紙要求，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，本區(qū)塊4塔吊基礎均設置于地下車庫底板結構位置，所以 4臺塔吊基礎的持力層均為強風化泥質粉砂巖。（4）塔吊承臺基礎根據(jù)使用說明書的要求為板式承臺，鋼筋保護層厚度按規(guī)范要求設置，塔吊基礎承臺下墊層采用 100mm厚C15混凝土墊層，承臺砼強度等級為C35。（5）鍍鋅扁鋼（ 40×4）與塔吊基礎鋼筋焊接成整體，并伸出承臺表面500mm，采用鍍鋅螺栓與避雷接地連接。（6）因4臺塔吊基礎均位于地下車庫結構范圍以內，所以塔吊基礎頂面標高按與地下車庫結構防水板底齊平組織施工，所以塔吊基礎范圍土方開挖或強風化泥質粉砂層破除厚度按塔基厚度要求控制。（7）4臺塔吊基礎尺寸及結構配筋均參照塔吊型號 H5810使用說明書的相關要求組織施工。（9）塔吊基底土所需地耐力不小于 0.2MPa(20t/m2)，使用過程中不得產(chǎn)生沉降特別是不均勻沉降；（H5810使用說明書提供）。第二章 塔吊基礎設計及相關計算一、地質概況根據(jù)本項目地質勘察資料， 4臺塔吊基礎施工地質參數(shù)詳下表：地基土承載力壓縮模量建層厚（m）備層序土層名稱特征值(kPa)議值ES（MPa層頂埋深（m）注1素填土0.6~4.70.00○2粉質粘土2006.21.0~6.10.0~4.70○3強風化泥質粉砂巖350100*0.3~8.400.0~18.40○4中風化泥質粉砂巖1200300*1.30~18.900.0~19.10○第5頁共12頁中天建設 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎設計方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.二、塔吊基礎底土層分布分析1）、塔吊位置與地質勘察資料對照圖，詳附-10、附-11、附-122）1#塔吊基礎土層分析1#塔吊布設于 1#北側中間單元樓梯井位，與地質勘察報告中 4-4′中ZK318#孔位地下地質土層分布相近，所以該塔吊基礎下土層分布情況參照4-4′剖面中ZK318#孔的土層進行分析施工，經(jīng)計算 1#塔吊基礎底絕對標高應為222.05m位置，位于○強風化泥質粉砂巖上，該土層開挖后采用素C153混凝土澆筑至塔吊基礎底面，具體詳見附圖-11；（3）、2#塔吊基礎土層分析2#塔吊布設于 2#北側西邊單元樓梯井位置，與地質勘察報告中 4-4′中ZK313#孔位地下地質土層分布相近，所以該塔吊基礎下土層分布情況參照4-4′剖面中ZK313#孔的土層進行分析施工，經(jīng)計算 2#塔吊基礎底絕對標高應為222.05m位置，位于○強風化泥質粉砂巖上，該土層開挖后采用素C153混凝土澆筑至塔吊基礎底面，具體詳見附圖-11；（4）、4#塔吊基礎土層分析3#塔吊布設于 3#南側東單元南側住戶客廳以南位置，與地質勘察報告中2-2′中ZK303#孔位地下地質土層分布相近，所以該塔吊基礎下土層分布情況參照2-2′剖面中ZK303#孔的土層進行分析施工，經(jīng)計算 3#塔吊基礎底絕對標高應為222.05m位置，位于○3強風化泥質粉砂巖上，該土層開挖后采用素C15混凝土澆筑至塔吊基礎底面，具體詳見附圖 -12；5）、4#塔吊基礎土層分析4#塔吊布設于4#南側東單元南側住戶客廳以南位置，與地質勘察報告中第6頁共12頁中天建設 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎設計方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.2-2′中ZK298#孔位地下地質土層分布相近，所以該塔吊基礎下土層分布情況參照2-2′剖面中ZK298#孔的土層進行分析施工，經(jīng)計算 3#塔吊基礎底絕對標高應為222.05m位置，位于○3強風化泥質粉砂巖上，該土層開挖后采用素C15混凝土澆筑至塔吊基礎底面，具體詳見附圖 -12；三、荷載計算及塔吊基礎設計1、塔機受力分析（1）、塔機受力分析：塔身基座→承臺基礎→土層（2）、荷載分析：從塔機技術參數(shù)來看，在非工作狀況時傾覆力矩為最大，塔身自由高度為 40米（H5810使用說明書提供），超過該高度后須增加塔吊護壁，力矩通過護墻桿傳遞給建筑物。故最不利位置為塔吊在自由高度位置時，塔臂在塔身的對角線上。此時彎矩與集中力疊加作用于承臺基礎上。2、塔吊相關參數(shù)（4臺塔吊類同）（1）、塔吊自重：H5810使用說明書：434（KN）（參照使用說明書）；（2）、承臺基礎重：QTZ5010：5×5×1.350×25=843.75(KN)（3）、風荷載產(chǎn)生的彎距：取M風=130KN·m（4）、塔基受傾翻力矩影響面產(chǎn)生的水平力非工作狀態(tài)：H=73.5KN基礎所受的傾翻力矩：非工作狀態(tài)：Mmax=1796KN·m5)、塔吊基礎所受扭矩：工作狀態(tài)：Mmax=170KN·m第7頁共12頁中天建設 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎設計方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.3、塔吊基礎設計、計算及施工（ 4臺塔吊類同）從以上分析來看，本項目塔基下基礎土位于地質報告中所示的第 ○3層粘土層上，結合地質勘察報告和塔吊使用說明書（含基礎圖） ，塔吊下○3層粘土層其承載力特征值fak=350kPa=0.35Mpa，而塔吊使用說明書中對地耐力的最低要求為0.2MPa（H5810型號）的要求，地耐力滿足要求。固本項目塔吊底基礎土無需加固處理，塔吊基礎施工按說明書中的截面尺寸、配筋及強度要求施工即可，說明書中塔吊基礎的截面尺寸長、寬為5000m，厚1350mm，配筋詳附圖-13（為塔吊公司提供的基礎施工圖）。四、塔吊附墻及附墻桿支撐埋件驗算1、塔吊附墻計劃由于1#~4#塔吊提升高度相同均為91.6m，根據(jù)塔吊使用說明書要求，該塔吊計劃設置5道附墻件，其中第一道設在7層位置，以上每5層設一道，而具體詳附圖-14。2、水平支撐荷載計算取非工作狀態(tài)：F1=68.82KN F2=121.72KN（使用說明書提供）由圖所示F1、F2作用力方向夾角成 90。，于是F1、F2合力：R=222121.722139.83KNF1F268.823、埋件驗算預埋螺栓的規(guī)格和施工要求：1、預埋螺栓必須用 Q235的鋼制作；2、附著的建筑物構件的混凝土強度不低于 C20；3、螺栓的直徑大于 24mm；4、預埋螺栓數(shù)量，單耳支座不少于 4只，雙耳支座不少于 8只，預埋螺第8頁共12頁中天建設 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎設計方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.栓埋入長度不少于 15d（鋼筋直徑，且螺栓埋入端應作彎鉤并加橫向錨固鋼筋）所以預埋件采用 δ=18mm厚A3鋼板，鋼板采用 6A25，L=400mm鋼筋As=2281mm2tg79.4/156.50..50372654'10.81.0K=1.8B2.76拉彎埋件：KRAsfstcosasina11.8175.492281300456KN315.882cos2654'sin2654'315.882KN456KN(滿足要求）0.851.0錨筋拉力計算：F dhb F 22 400 2.76 457818N 457.818KNF KF1 457.88KN 315.882KN(滿足要求）五、塔吊整機穩(wěn)定性驗算1、動態(tài)有風工況動態(tài)有風工況的穩(wěn)定性計算：第9頁共12頁中天建設 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎設計方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.Pf2 PPPf1h2Gh1 hQrG—塔機自重（包括配重、壓重）（取434+843.75=1277.75KN）Q—起重荷載（最大起重幅度的起重量，本機取 6KN）a—取值：2.5m；c—取值：0.7m；Rmax—最大起重幅度（取 58m）Pf1—作用在塔機上的風力，取 20KN；Pf2—作用在荷載上的風力，取 10KN；Pp—作用在荷載上的離心力， 2.0KN；h1、h2—風力作用點的高度， h1取30m；h2取40mh—塔機重心高度，取 26mr—塔基的傾斜角，一般取 1°～2°，取2°2、根據(jù)規(guī)范要求 Pt＞0才能保證塔吊在運行過程中整機的穩(wěn)定性：第10頁共12頁中天建設邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎設計方案JONTONCONSTRUCTIONGROUPCO.,LTD.Pt=Gbc1.3QRmaxbGhsinQh2sinPph2Pf1h1Pf2h20=1277.75×(2.5+0.70)-1.3×6×(58-2.5)-1277.75×26×sin2°-6×40×sin2°-2×40-20×30-10×40=1408.11KNpt＞0, 在動態(tài)有風工況時整機穩(wěn)定性能良好，滿足要求。六、塔吊基礎施工相關做法1、根據(jù)現(xiàn)場實際情況，本工程 1#~4#塔吊基礎設置于地下車庫基礎底板的結構板上，為方便塔吊基礎和主樓地下室結構施工，固在此將在塔吊基礎和地下車庫基礎結構（含基礎底板、柱、墻及地下室梁板結構）施工一并考慮設計，塔吊基礎施工參數(shù)按前述相關要求施工即可。由于該 4臺塔吊基礎施工早于主樓及地下車庫結構的地下室結構，則將這 4臺塔吊基礎的頂標高調整為與地下車庫基礎結構底板面平齊，同時為防止塔吊基礎四周與結構基礎交接處混凝土界面滲漏水，須在 4臺塔吊混凝土基礎四周設 300×3的止水鋼板（具體各臺塔吊基礎周邊施工縫的位置詳各塔吊基礎剖面圖中所注尺寸） ，止水鋼板在車庫底板的高度方向沿基礎底板中間部位設置即可。 4臺塔吊基礎均位于地質報告所述的第 ○3強風化泥質粉砂巖層上，基坑土、石方一次挖到設計標高后，須及時澆筑混凝土墊層，防止基底土被雨水浸泡或降雨時泥漿水污染塔基的基礎巖面。2、塔吊基礎周邊施工縫的平面尺寸及地下室頂板塔吊標準節(jié)周邊施工縫詳各塔吊剖面圖所示，也可根據(jù)現(xiàn)場實際情況調整。塔吊基礎與基礎梁、基礎底承臺相交時結構的基礎梁及基礎承臺須與塔吊基礎同步施工