塔吊基礎(chǔ)設(shè)計方案(20150415)講述

中天建設(shè) 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎(chǔ)設(shè)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(chǔ)設(shè)計方案編制人：審核人：日期：2015·5·10第1頁共12頁中天建設(shè) 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎(chǔ)設(shè)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(chǔ)設(shè)計依據(jù) 4三、塔式起重機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計說明 4第二章 塔吊基礎(chǔ)設(shè)計及相關(guān)計算 5一、地質(zhì)概況 5二、塔吊基礎(chǔ)底土層分布分析 6三、荷載計算及塔吊基礎(chǔ)設(shè)計 71、塔機(jī)受力分析 72、塔吊相關(guān)參數(shù)（4臺塔吊類同） 73、塔吊基礎(chǔ)設(shè)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(yàn)算 81、塔吊附墻計劃 82、水平支撐荷載計算 83、埋件驗(yàn)算 8五、塔吊整機(jī)穩(wěn)定性驗(yàn)算 9六、塔吊基礎(chǔ)施工相關(guān)做法 11第2頁共12頁中天建設(shè) 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎(chǔ)設(shè)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(biāo)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(shè)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(jié)構(gòu)，地下室建筑面積為15555.28m2，其中各主樓地下一層為各類設(shè)備用房及非機(jī)動車庫，其余為地下機(jī)動車庫，設(shè)計停車 348輛, 其中含2個無障礙停車位；地下室機(jī)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(jī)動車庫與機(jī)動車庫間的高差為 1200mm。本區(qū)塊場地內(nèi)地勢平整，原地面標(biāo)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(dá) 5mm，開挖所涉及土層ml el為：素填土層（Q）、粉質(zhì)粘土（Q）、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖（ K），基礎(chǔ)底板位于強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖上。本合同段總建筑面積107875.4m2，系框架剪力墻結(jié)構(gòu)。本項(xiàng)目由湖南春風(fēng)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(shè)計研究院勘察、浙江龍山建筑設(shè)計咨詢有限公司設(shè)計，湖南省華譽(yù)建設(shè)工程管理有限責(zé)任公司監(jiān)理，由中天建設(shè)集團(tuán)有限公司總承包。根據(jù)實(shí)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(shè) 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎(chǔ)設(shè)計方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.二、塔吊基礎(chǔ)設(shè)計依據(jù)(1)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001(2006年版)；(2)《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50135－2006)；H5810塔式起重機(jī)安裝使用說明書；(4)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）；塔式起重機(jī)設(shè)計規(guī)范；(6)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》 GB500072002；建筑式起重機(jī)安裝、使用、拆卸安全技術(shù)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(jī)基礎(chǔ)設(shè)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(dú)立高度，超過獨(dú)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(cè)位置，基礎(chǔ)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(cè)位置，基礎(chǔ)中心在2-L軸以北側(cè)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(cè)位置，基礎(chǔ)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(cè)位置，基礎(chǔ)中心在4-A以南3500mm位置，4-26第4頁共12頁中天建設(shè)邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎(chǔ)設(shè)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(jié)合設(shè)計圖紙要求，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，本區(qū)塊4塔吊基礎(chǔ)均設(shè)置于地下車庫底板結(jié)構(gòu)位置，所以 4臺塔吊基礎(chǔ)的持力層均為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。（4）塔吊承臺基礎(chǔ)根據(jù)使用說明書的要求為板式承臺，鋼筋保護(hù)層厚度按規(guī)范要求設(shè)置，塔吊基礎(chǔ)承臺下墊層采用 100mm厚C15混凝土墊層，承臺砼強(qiáng)度等級為C35。（5）鍍鋅扁鋼（ 40×4）與塔吊基礎(chǔ)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(chǔ)均位于地下車庫結(jié)構(gòu)范圍以內(nèi)，所以塔吊基礎(chǔ)頂面標(biāo)高按與地下車庫結(jié)構(gòu)防水板底齊平組織施工，所以塔吊基礎(chǔ)范圍土方開挖或強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂層破除厚度按塔基厚度要求控制。（7）4臺塔吊基礎(chǔ)尺寸及結(jié)構(gòu)配筋均參照塔吊型號 H5810使用說明書的相關(guān)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(chǔ)設(shè)計及相關(guān)計算一、地質(zhì)概況根據(jù)本項(xiàng)目地質(zhì)勘察資料， 4臺塔吊基礎(chǔ)施工地質(zhì)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(zhì)粘土2006.21.0~6.10.0~4.70○3強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖350100*0.3~8.400.0~18.40○4中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖1200300*1.30~18.900.0~19.10○第5頁共12頁中天建設(shè) 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎(chǔ)設(shè)計方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.二、塔吊基礎(chǔ)底土層分布分析1）、塔吊位置與地質(zhì)勘察資料對照圖，詳附-10、附-11、附-122）1#塔吊基礎(chǔ)土層分析1#塔吊布設(shè)于 1#北側(cè)中間單元樓梯井位，與地質(zhì)勘察報告中 4-4′中ZK318#孔位地下地質(zhì)土層分布相近，所以該塔吊基礎(chǔ)下土層分布情況參照4-4′剖面中ZK318#孔的土層進(jìn)行分析施工，經(jīng)計算 1#塔吊基礎(chǔ)底絕對標(biāo)高應(yīng)為222.05m位置，位于○強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖上，該土層開挖后采用素C153混凝土澆筑至塔吊基礎(chǔ)底面，具體詳見附圖-11；（3）、2#塔吊基礎(chǔ)土層分析2#塔吊布設(shè)于 2#北側(cè)西邊單元樓梯井位置，與地質(zhì)勘察報告中 4-4′中ZK313#孔位地下地質(zhì)土層分布相近，所以該塔吊基礎(chǔ)下土層分布情況參照4-4′剖面中ZK313#孔的土層進(jìn)行分析施工，經(jīng)計算 2#塔吊基礎(chǔ)底絕對標(biāo)高應(yīng)為222.05m位置，位于○強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖上，該土層開挖后采用素C153混凝土澆筑至塔吊基礎(chǔ)底面，具體詳見附圖-11；（4）、4#塔吊基礎(chǔ)土層分析3#塔吊布設(shè)于 3#南側(cè)東單元南側(cè)住戶客廳以南位置，與地質(zhì)勘察報告中2-2′中ZK303#孔位地下地質(zhì)土層分布相近，所以該塔吊基礎(chǔ)下土層分布情況參照2-2′剖面中ZK303#孔的土層進(jìn)行分析施工，經(jīng)計算 3#塔吊基礎(chǔ)底絕對標(biāo)高應(yīng)為222.05m位置，位于○3強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖上，該土層開挖后采用素C15混凝土澆筑至塔吊基礎(chǔ)底面，具體詳見附圖 -12；5）、4#塔吊基礎(chǔ)土層分析4#塔吊布設(shè)于4#南側(cè)東單元南側(cè)住戶客廳以南位置，與地質(zhì)勘察報告中第6頁共12頁中天建設(shè) 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎(chǔ)設(shè)計方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.2-2′中ZK298#孔位地下地質(zhì)土層分布相近，所以該塔吊基礎(chǔ)下土層分布情況參照2-2′剖面中ZK298#孔的土層進(jìn)行分析施工，經(jīng)計算 3#塔吊基礎(chǔ)底絕對標(biāo)高應(yīng)為222.05m位置，位于○3強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖上，該土層開挖后采用素C15混凝土澆筑至塔吊基礎(chǔ)底面，具體詳見附圖 -12；三、荷載計算及塔吊基礎(chǔ)設(shè)計1、塔機(jī)受力分析（1）、塔機(jī)受力分析：塔身基座→承臺基礎(chǔ)→土層（2）、荷載分析：從塔機(jī)技術(shù)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(hù)壁，力矩通過護(hù)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(chǔ)上。2、塔吊相關(guān)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(chǔ)重：QTZ5010：5×5×1.350×25=843.75(KN)（3）、風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎距：取M風(fēng)=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(chǔ)所受的傾翻力矩：非工作狀態(tài)：Mmax=1796KN·m5)、塔吊基礎(chǔ)所受扭矩：工作狀態(tài)：Mmax=170KN·m第7頁共12頁中天建設(shè) 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎(chǔ)設(shè)計方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.3、塔吊基礎(chǔ)設(shè)計、計算及施工（ 4臺塔吊類同）從以上分析來看，本項(xiàng)目塔基下基礎(chǔ)土位于地質(zhì)報告中所示的第 ○3層粘土層上，結(jié)合地質(zhì)勘察報告和塔吊使用說明書（含基礎(chǔ)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(xiàng)目塔吊底基礎(chǔ)土無需加固處理，塔吊基礎(chǔ)施工按說明書中的截面尺寸、配筋及強(qiáng)度要求施工即可，說明書中塔吊基礎(chǔ)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(chǔ)施工圖）。四、塔吊附墻及附墻桿支撐埋件驗(yàn)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(shè)置5道附墻件，其中第一道設(shè)在7層位置，以上每5層設(shè)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(yàn)算預(yù)埋螺栓的規(guī)格和施工要求：1、預(yù)埋螺栓必須用 Q235的鋼制作；2、附著的建筑物構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度不低于 C20；3、螺栓的直徑大于 24mm；4、預(yù)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(yù)埋螺第8頁共12頁中天建設(shè) 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎(chǔ)設(shè)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(yīng)作彎鉤并加橫向錨固鋼筋）所以預(yù)埋件采用 δ=18mm厚A3鋼板，鋼板采用 6A25，L=400mm鋼筋A(yù)s=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(jī)穩(wěn)定性驗(yàn)算1、動態(tài)有風(fēng)工況動態(tài)有風(fēng)工況的穩(wěn)定性計算：第9頁共12頁中天建設(shè) 邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎(chǔ)設(shè)計方案JONTON CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.Pf2 PPPf1h2Gh1 hQrG—塔機(jī)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(jī)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(jī)上的風(fēng)力，取 20KN；Pf2—作用在荷載上的風(fēng)力，取 10KN；Pp—作用在荷載上的離心力， 2.0KN；h1、h2—風(fēng)力作用點(diǎn)的高度， h1取30m；h2取40mh—塔機(jī)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(yùn)行過程中整機(jī)的穩(wěn)定性：第10頁共12頁中天建設(shè)邵陽·西湖春天商住小區(qū)塔吊基礎(chǔ)設(shè)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(fēng)工況時整機(jī)穩(wěn)定性能良好，滿足要求。六、塔吊基礎(chǔ)施工相關(guān)做法1、根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，本工程 1#~4#塔吊基礎(chǔ)設(shè)置于地下車庫基礎(chǔ)底板的結(jié)構(gòu)板上，為方便塔吊基礎(chǔ)和主樓地下室結(jié)構(gòu)施工，固在此將在塔吊基礎(chǔ)和地下車庫基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（含基礎(chǔ)底板、柱、墻及地下室梁板結(jié)構(gòu)）施工一并考慮設(shè)計，塔吊基礎(chǔ)施工參數(shù)按前述相關(guān)要求施工即可。由于該 4臺塔吊基礎(chǔ)施工早于主樓及地下車庫結(jié)構(gòu)的地下室結(jié)構(gòu)，則將這 4臺塔吊基礎(chǔ)的頂標(biāo)高調(diào)整為與地下車庫基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)底板面平齊，同時為防止塔吊基礎(chǔ)四周與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)交接處混凝土界面滲漏水，須在 4臺塔吊混凝土基礎(chǔ)四周設(shè) 300×3的止水鋼板（具體各臺塔吊基礎(chǔ)周邊施工縫的位置詳各塔吊基礎(chǔ)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(chǔ)底板中間部位設(shè)置即可。 4臺塔吊基礎(chǔ)均位于地質(zhì)報告所述的第 ○3強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層上，基坑土、石方一次挖到設(shè)計標(biāo)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(chǔ)巖面。2、塔吊基礎(chǔ)周邊施工縫的平面尺寸及地下室頂板塔吊標(biāo)準(zhǔn)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(shí)際情況調(diào)整。塔吊基礎(chǔ)與基礎(chǔ)梁、基礎(chǔ)底承臺相交時結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)梁及基礎(chǔ)承臺須與塔吊基礎(chǔ)同步施工