目 录
一、工程概况........................................................ 1 二、编制说明及编制依据.............................................. 2
2.1、编制说明 ................................................... 2 2.2、编制依据 ................................................... 2 三、施工计划........................................................ 3 四、塔吊基础施工工艺................................................ 3
4.1、塔吊基础设计 ............................................... 3 4.2、塔吊基础施工 ............................................... 3 4.3、预埋标准节 ................................................. 4 4.4、砼浇筑 ..................................................... 4 4.5、砼养护 ..................................................... 4 五、安全保证措施.................................................... 5
5.1、组织保障 ................................................... 5 5.2、监测监控 ................................................... 6 六、施工管理及作业人员配置和分工.................................... 6 七、塔吊基础检查验收................................................ 6
7.1、地基土检查验收 ............................................. 7 7.2、塔吊桩施工与验收 ........................................... 7 7.3、基础检查验收 ............................................... 8 7.4、危险源识别 ................................................. 9 7.5、其他 ....................................................... 9 八、应急预案........................................................ 9
8.1、目的 ...................................................... 10 8.2、应急领导小组及其职责 ...................................... 10 8.3、应急反应预案 .............................................. 10 九、塔吊基础计算书(TC5013B)...................................... 14
9.1、计算依据 .................................................. 14 9.2、塔机属性 .................................................. 14 9.3、塔机荷载 .................................................. 14 9.4、桩顶作用效应计算 .......................................... 17 9.5、桩承载力验算 .............................................. 19 9.6、承台计算 .................................................. 21 9.7、配筋示意图 ................................................ 23 十、矩形板式桩基础计算书(TC5610)................................. 24 十一、矩形板式桩基础计算书(S5512)................................ 34 十二、附表各土层的主要物理力学指标建议取值表....................... 46
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一、工程概况
工程名称:配套中小学施工总承包工程 工程地点:
建设单位:投资有限公司 监理单位:工程监理咨询有限公司 施工单位:有限公司
项目规模:本工程配套中小学建设项目,项目规划总用地面积约为66688.73m2(约100.03亩),总建筑面积约为81777.95m2,其中地上建筑面积约为59147.41m2,地下建筑面积为22630.54m2(地下一层建筑面积14560.06 m2,隔震层建筑面积8070.48 m2);拟建建(构)筑物主要由1栋4~5层小学教学楼(建筑物高度h=16.20~20.70m)、1栋5~6层中学教学楼(建筑物高度h=20.10~23.70m)、2栋6层宿舍楼(建筑物高度h=21.90m)、1栋4层中学食堂(建筑物高度h=17.10m)、1栋3层小学食堂(建筑物高度h=20.30m)、1栋1~2层游泳馆(建筑物最大高度h=9.45m)及1栋1~3层多功能厅(建筑物最大高度h=18.70m)组成。本工程设置TC5013B塔机2台、中联S5512塔机3台。
二、编制说明及编制依据
2.1、编制说明
本方案为建设项目塔吊基础设计及施工专项方案(塔机型号2台
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TC5013B、2台中联TC-5610、1台升立S-5512),塔吊的安装和拆除另行单独编制专项方案。 2.2、编制依据
(1)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)
(2)《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009 (3)《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010
(4)《塔式起重机设计规范》GB/T13752-2017 (5)《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2012) (6)《建筑结构荷载规范》GB50009-2012 (7)《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
(8)《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015 (9)《TC5013B和中联S5512塔式起重机说明书》
(10)《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002 (11)《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012 (12)方旺片区24号地块地勘报告 (13)基础桩图、工程桩施工
(14)住房城乡建设部令第37号《危险性较大的分部分项安全管理规定》
(15)建办质[2018]31文
三、施工计划
塔吊桩基础施工根据现场工程桩施工计划,在单体建筑物桩基施
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工过程中安排进场塔吊桩基施工,桩基础施工完成后28天对基础土方开挖,基础施工完成养护7天后交安装单位进行塔吊安装。
四、塔吊基础施工工艺
4.1、塔吊基础设计
塔吊桩基础为长螺旋钻孔灌注桩加承台基础,桩直径为:0.6m,有效桩长为:9m。桩中心间距3.6m,混凝土强度等级C30。TC5013B塔吊基础尺寸5*5*1m,混凝土等级C35,上层双向为三级Φ22@200螺纹钢,下层双向为三级螺纹钢Φ25@200 ,构造竖筋为三级Φ12钢筋,马凳为三级螺纹钢Φ25@1000。TC5610塔吊基础尺寸5.5*5.5*1.5m,混凝土等级C35,上层双向为三级Φ25@200螺纹钢,下层双向为三级螺纹钢Φ25@200 ,构造竖筋为三级Φ12钢筋。S5512塔吊基础尺寸5.5*5.5*1.5m,上层双向为三级Φ22@150螺纹钢,下层双向为三级螺纹钢Φ25@150 ,构造竖筋为三级Φ12钢筋。 4.2、塔吊基础施工
放线→基坑土方开挖→塔吊基础垫层施工→绑扎塔吊基础钢筋→塔吊基础支模→预埋地脚螺栓→浇筑砼→塔吊基础养护并达到设计强度→设备安装
(1)钢筋绑扎
按钢筋间距划出钢筋位置线,绑扎底层钢筋,放入支撑马凳,再绑扎面层钢筋。马凳用三级螺纹钢Φ25钢筋制作,纵横间距1m。
(2)拉筋绑扎
拉筋一端加工成135度弯钩,一端加工成90度弯钩,将底层钢
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筋保护层垫起,拉筋135度弯钩在下,90度弯钩在上,绑扎好后,将90度弯钩用扳手扳成135度弯钩。
主脚钢底板与马凳,马凳腿与底层钢筋之间焊接牢固。 做两组防雷接地,接地电阻值不大于4欧姆,提供80kw的塔吊专用电源,防雷引下线采用Φ10镀锌圆钢与桩基础钢筋满焊接,防雷接地网用4*40镀锌的扁钢立埋与基础旁边,用镀锌扁钢与塔吊基础节焊接。 4.3、预埋标准节
塔吊基础浇筑前预埋半截标准节,其标高相对误差控制在2mm之间。 4.4、砼浇筑
模板支设完后开始浇筑砼。砼采用C35商品砼,用自卸浇筑,要求围绕螺栓对称浇筑。为防止螺栓位移,砼振捣严禁触及螺栓及钢筋。 4.5、砼养护
砼养护必须经检测达到设计强度≥C35。
五、安全保证措施
5.1、组织保障
安全保证体系
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5.2、监测监控
塔吊基础沉降观测频次应根据沉降情况而定,现处雨季且强降雨天气较多,前期加大监测频次,待稳定后每半月监测一次。垂直度在塔吊自由高度时半月一次测定。
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当塔机出现沉降,垂直度偏差超过规定范围时,须进行偏差校正,在附墙未设之前,在最低节与塔吊机脚螺栓间加垫钢片校正,校正过程用高吨位千斤顶顶起塔身,顶塔身之前,塔身用大缆绳四面缆紧,在确保安全的前提下才能起顶塔身当附墙安装后,则通过调节附墙杆长度,加设附墙的方法进行垂直度校正。
六、施工管理及作业人员配置和分工
项目组织机构管理下,具体人员的职责如下:
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 项目职务 项目经理 安全负责人 技术负责人 施工员 负责人 安拆负责人 劳务班组 安拆工 安拆工 安拆工 安拆工 安拆工 电 工 姓名 岗位职责 施工现场总指挥、总协调 安全管理 技术管理 施工总协调、指挥 安拆技术管理 现场指挥、协调、安全 负责安排劳务人员施工作业 安装 安装 安装 安装 安装 接线、检查电路 七、塔吊基础检查验收
7.1、地基土检查验收
(1)、塔机基础的基坑开挖后按现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的规定进行验槽,检验坑底标高、长
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度和宽度、坑底平整度及地基土性是否符合设计要求,地质条件是否符合岩土工程勘察报告。
(2)、基础土方开挖工程质量检验标准符合现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的规定。
(3)、地基加固工程在正式施工前进行试验段施工,并论证设定的施工参数及加固效果。为验证加固效果所进行的荷载试验,其最大加载压力不小于设计要求压力值的2倍。
(4)、经地基处理后的复合地基的承载力达到设计要求的标准。检验方法按现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79的规定执行。
(5)、地基土的检验符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的有关规定,必要时检验塔机基础下的复合地基。 7.2、塔吊桩施工与验收
7.2.1、桩基础施工分包给具有专业资质的市政工程单位,安全
生产许可证编号为:云JZ安许证字5]/4,主要负责人为。桩基础施工前对作业人员进行详细的安全技术交底,桩基础施工祥见专项方案。塔吊基础施工方案完成审批手续后,认真对相关人员进行交底,方可进行下部工序。
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7.2.2、灌注桩的桩位偏差必须符合下表的规定,桩顶标高至少要比设计标高高出0.5m,桩底清孔质量按不同的成桩工艺有不同的要求,应按要求执行。每浇注50m3必须有1组试件,小于50m3的桩,每根桩必须有1组试件。
7.2.3、灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差
桩位允许偏差(mm) 序成孔方法 号 桩径允垂直度1-3根、单排桩许偏差允许偏基垂直于中心(mm) 差(%) 线方向和群桩基础的边桩 D≤1000mm ±50 D>1000mm ±50 <1 条形桩基沿中心线方向和群桩基础的中间桩 1 泥浆护壁 D/6,且不大于D/4,且不大于100 150 100+0.01H 150+0.01H 注:1、桩径允许偏差的负值是指个别断面。 2、H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离,D为设计桩径。 7.2.4、塔吊基础桩是按工程桩施工要求,施工质量同工程桩。 7.3、基础检查验收
(1)、基础的钢筋绑扎后,作隐蔽工程验收。隐蔽工程包括塔机基础节的预埋件或预埋节等。验收合格后方浇筑混凝土。
(2)、基础混凝土的强度等级符合设计要求。用于检查结构构件混凝土强度的试件,在混凝土的浇筑地点随机抽取。取样与试件留置符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的有关规定。
(3)、基础结构的外观质量没有严重缺陷,不宜有一般缺陷,对已出现的严重缺陷或一般缺陷采用相关处理方案进行处理,重新验收合格后安装塔机。
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(4)、基础的尺寸允许偏差符合下表规定:
项目 标高 平面外形尺寸(长度、宽度、高度) 表面平整度 洞穴尺寸 允许偏差(mm) ±20 ±20 10、L/1000 ±20 检验方法 水准仪或拉线、钢尺检查 钢尺检查 水准仪或拉线、钢尺检查 钢尺检查 注:表中L为矩形或十字形基础的长边。
(5)、基础工程验收符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定。
(6)、钢材、水泥等原材料进场后,应按现行国家标准的规定做材料性能检验。 7.4、危险源识别
基础土方开挖时应识别以下危险源,挖土方案无或未执行;技术交底未落实;施工机械有缺陷;机械作业位置不符合要求;挖土机司机无证或违章;破坏地下管线;弃土堆置位置不当;人工挖掘,夜间无照明、警界;照明不足夜间施工;互相干扰;遇不透水层 ;挖、运机械压垮支护、边坡等。 7.5、其他
塔机安装后,安装、施工、监理三方联合验收,经检测合格后,方可投入使用。
在正常使用中,对塔机的垂直度应定期加强检查并做好记录,如发现垂直度超过规定要求,应查明原因并立即采取纠偏措施,以确保安全使用。
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八、应急预案
8.1、目的
提高整个项目组对事故的整体应急能力,确保意外发生的时候能有序的应急指挥,为有效、及时的抢救伤员,防止事故的扩大,减少经济损失,保护生态环境和资源,把事故降低到最小程度,制定本预案。
8.2、应急领导小组及其职责
应急领导小组由组长、副组长、成员等组成。 组长:
副组长:安全负责人 成员:
(1) 组长领导各单位应急小组的培训和演习工作,提高应变能力。
(2) 当发生突发事故时,负责救险的人员、器材、车辆、通信和组织指挥协调。
(3) 负责准备所需要的应急物资和应急设备。
(4) 及时到达现场进行指挥,控制事故的扩大,并迅速向上级报告。
8.3、应急反应预案
(1) 事故报告程序
事故发生后,作业人员、班组长、现场负责人、项目部安全主管领导应逐级上报,并联络报警,组织抢救。
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(2) 事故报告
事故发生后应逐级上报:一般为现场事故知情人员、作业队、班组安全员、施工单位专职安全员。发生重大事故时,应立即向上级领导汇报,并在1小时内向上级主管部门作出书面报告。
(3) 现场事故应急处理
塔吊基础施工过程中可能发生的事故主要有:超挖、塌方、人机事故,机械伤害、倾倒、触电,坠落伤人,误伤害,坍塌伤人等事故。
超挖、塌方事故处理:开挖时勤测量,控制好开挖深度,禁止超挖;开挖时注意随时观察周边土体的变化情况,有明显开裂变化或者开裂加剧应撤离人员停止作业。
倾倒、误伤害事故处理:机械作业时为防止倾倒,采用换填地基加固或者垫钢板操作;人和机械协同作业时,为防止误伤人员,要求人员远离机械操作半径,机械停止作业后人员再进行作业。
触电事故处理:立即切断电源或者用干燥的木棒、竹竿等绝缘工具把电线挑开。伤员被救后,观察其呼吸、心跳情况,必要时,可采取人工呼吸、心脏挤压术,并且注意其他损伤的处理。局部电击时,应对伤员进行早期清创处理,创面宜暴露,不宜包扎,发生内部组织坏死时,必须注射破伤风抗菌素。
其他人身伤害事故处理:当发生如坠落伤人和机具伤人等人身伤害时,应立即向项目部报告、排除其他隐患,防止救援人员受到伤害,积极对伤员进行抢救。
(4)、应急通信联络
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项目负责人: 联系方式: 安全负责人: 联系方式:
医院救护中心:120 匪警:110 火警:119 应急救援车辆车牌号: 最近医院的路线图:
路线 线路一 目的地 安医院 行车指南 。 线路二 地址: 整个线路长度为 线路三 。 昆医院 官民医院
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九、塔吊基础计算书(TC5013B)
矩形板式桩基础计算书
9.1、计算依据
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009 2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
9.2、塔机属性
塔机型号 塔机独立状态的最大起吊高度H0(m) 塔机独立状态的计算高度H(m) 塔身桁架结构 塔身桁架结构宽度B(m) TC5013B 38 40 方钢管 1.6 9.3、塔机荷载
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XXX施工总承包工程 塔吊基础专项施工方案 塔机竖向荷载简图
9.3.1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0(kN) 起重臂自重G1(kN) 起重臂重心至塔身中心距离RG1(m) 小车和吊钩自重G2(kN) 小车最小工作幅度RG2(m) 最大起重荷载Qmax(kN) 最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m) 最小起重荷载Qmin(kN) 最大吊物幅度RQmin(m) 最大起重力矩M2(kN·m) 平衡臂自重G3(kN) 平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m) 平衡块自重G4(kN) 平衡块重心至塔身中心距离RG4(m) 402.78 57.33 22 3.8 2.5 58.8 13.9 10 50 Max[58.8×13.9,10×50]=817.32 44.1 6.3 127.4 11.8 9.3.2、风荷载标准值ωk(kN/m2)
工程所在地 云南 昆明市 工作状态 基本风压ω0(kN/m) 非工作状态 塔帽形状和变幅方式 地面粗糙度 0.35 20.2 锥形塔帽,小车变幅 B类(田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区) 工作状态 1.584 1.625 风振系数βz 非工作状态 XXX有限公司
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风压等效高度变化系数μz 1.271 工作状态 风荷载体型系数μs 非工作状态 风向系数α 塔身前后片桁架的平均充实率α0 1.2 0.35 工作状态 风荷载标准值ωk(kN/m) 非工作状态 0.8×1.2×1.625×1.95×1.271×0.35=1.353 21.95 1.95 0.8×1.2×1.584×1.95×1.271×0.2=0.754 9.3.3、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态 塔机自重标准值Fk1(kN) 起重荷载标准值Fqk(kN) 竖向荷载标准值Fk(kN) 水平荷载标准值Fvk(kN) 倾覆力矩标准值Mk(kN·m) 非工作状态 竖向荷载标准值Fk'(kN) 水平荷载标准值Fvk'(kN) 倾覆力矩标准值Mk'(kN·m) Fk1=635.41 1.353×0.35×1.6×40=30.307 57.33×22+3.8×2.5-44.1×6.3-127.4×11.8+0.5×30.307×40=95.75 402.78+57.33+3.8+44.1+127.4=635.41 58.8 635.41+58.8=694.21 0.754×0.35×1.6×40=16.89 57.33×22+3.8×13.9-44.1×6.3-127.4×11.8+0.9×(817.32+0.5×16.89×40)=572.538 9.3.4、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态 塔机自重设计值F1(kN) 起重荷载设计值FQ(kN) 竖向荷载设计值F(kN) 1.2Fk1=1.2×635.41=762.492 1.4FQk=1.4×58.8=82.32 762.492+82.32=844.812 XXX有限公司
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水平荷载设计值Fv(kN) 1.4Fvk=1.4×16.89=23.646 1.2×(57.33×22+3.8×13.9-44.1×6.3-127.4×11.8)+1.4×0.9×(817.32+0.5×16.89×40)倾覆力矩设计值M(kN·m) =894.967 非工作状态 竖向荷载设计值F'(kN) 水平荷载设计值Fv'(kN) 倾覆力矩设计值M'(kN·m) 1.2Fk=1.2×635.41=762.492 1.4Fvk=1.4×30.307=42.43 1.2×(57.33×22+3.8×2.5-44.1×6.3-127.4×11.8)+1.4×0.5×30.307×40=236.128 ''
9.4、桩顶作用效应计算
承台布置 桩数n 承台长l(m) 承台长向桩心距al(m) 桩直径d(m) 承台参数 承台混凝土等级 承台上部覆土厚度h'(m) 承台混凝土保护层厚度δ(mm) 承台底标高(m) C35 0 50 -2.32 承台混凝土自重γC(kN/m) 承台上部覆土的重度γ'(kN/m) 配置暗梁 334 5 3.6 0.6 承台高度h(m) 承台宽b(m) 承台宽向桩心距ab(m) 桩间侧阻力折减系数ψ 1 5 3.6 0.75 25 19 否 XXX有限公司
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基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值: Gk=bl(hγc+h'γ')=5×5×(1×25+0×19)=625kN
承台及其上土的自重荷载设计值:G=1.2Gk=1.2×625=750kN 桩对角线距离:L=(ab2+al2)0.5=(3.62+3.62)0.5=5.091m 9.4.1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下:Qk=(Fk+Gk)/n=(694.21+625)/4=329.802kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下: Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L
=(694.21+625)/4+(572.538+16.89×1)/5.091=445.577kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L
=(694.21+625)/4-(572.538+16.89×1)/5.091=214.028kN 9.4.2、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下: Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L XXX有限公司
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=(844.812+750)/4+(894.967+23.646×1)/5.091=579.136kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L
=(844.812+750)/4-(894.967+23.646×1)/5.091=218.27kN
9.5、桩承载力验算
桩参数 桩混凝土强度等级 桩混凝土自重γz(kN/m) 桩底标高(m) 桩有效长度lt(m) 桩配筋 自定义桩身承载力设计值 地基属性 地下水位至地表的距离hz(m) 是否考虑承台效应 1.33 是 侧阻力特征值qsia(土名称 土层厚度li(m) kPa) 素填土 粉质粘土 粉质黏土 粉质黏土 红粘土 软弱下卧层 硬持力层厚度t(m) 修正后的地基承载力特征值fa(kPa) 5 488 地基压力扩散角θ(°) 地基承载力特征值fak(kPa) 30 140 1.5 2 1.5 8.3 12 28 85 55 87 95 Pa) 150 1200 1600 1800 2600 0.3 0.4 0.6 0.6 0.6 自然地面标高(m) 承台效应系数ηc 端阻力特征值qpa(k抗拔系数 Pa) 115 135 105 140 180 0 0.1 承载力特征值fak(k是 桩身承载力设计值 7089.221 3C35 25 -11.32 9 桩基成桩工艺系数ψC 桩混凝土保护层厚度б(mm) 0.75 35 XXX有限公司
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下卧层顶的地基承载力修正系数ηd 下卧层顶以下的土的重度γ(kN/m ) 1.4 20 下卧层顶的地基承载力修正系数ηb 下卧层顶以上土的加权平均重度γm 0.15 18 9.5.1、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长:u=πd=3.14×0.6=1.885m 桩端面积:Ap=πd2/4=3.14×0.62/4=0.283m2 承载力计算深度:min(b/2,5)=min(5/2,5)=2.5m fak=(1.18×135+1.32×105)/2.5=297.9/2.5=119.16kPa 承台底净面积:Ac=(bl-nAp)/n=(5×5-4×0.283)/4=5.967m2 复合桩基竖向承载力特征值:
Ra=ψuΣqsia·li+qpa·Ap+ηcfakAc=0.75×1.885×(1.18×85+1.5×55+6.32×87)+1800×0.283+0.1×119.16×5.967=1615.789kN Qk=329.802kN≤Ra=1615.789kN
Qkmax=445.577kN≤1.2Ra=1.2×1615.789=1938.947kN 满足要求!
9.5.2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=214.028kN≥0
不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算! 9.5.3、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积:As=nπd2/4=8×3.142×122/4=905mm2 (1)、轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值:Q=Qmax=579.136kN 桩身结构竖向承载力设计值:R=7089.221kN 满足要求!
(2)、轴心受拔桩桩身承载力 Qkmin=214.028kN≥0
不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算! 9.5.4、桩身构造配筋计算
As/Ap×100%=(904.779/(0.283×106))×100%=0.32%≥0.2% XXX有限公司
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满足要求! 9.5.5、软弱下卧层验算
(1)、修正后地基承载力特征值 fa=fak+ηbγ(ab+d-3)+ηdγm(lt+t-0.5)
=140+0.15×20×(3.6+0.6-3)+1.4×18×(9+5-0.5)=483.8kPa (2)、作用于软弱下卧层顶面的附加应力
σz=[(Fk+Gk)-3/2(al+ab+2d)·Σqsikli]/[(al+d+2t·tanθ)(ab+d+2t·tanθ)] =[(694.21+625)-3/2×(3.6+3.6+2×0.6)×732.64]/
[(3.6+0.6+2×5×tan30°)×(3.6+0.6+2×5×tan30°)]=-79.542kPa 因为附加应力小于0kPa,故取附加应力为0kPa (3)、软弱下卧层验算
σz+γm(lt+t)=0+18×(9+5)=252kPa≤fa=483.8kPa 满足要求!
9.6、承台计算
承台配筋 承台底部长向配筋 承台顶部长向配筋 HRB400 Φ25@200 承台底部短向配筋 HRB400 Φ22@200 承台顶部短向配筋 HRB400 Φ25@200 HRB400 Φ22@200 9.6.1、荷载计算
承台有效高度:h0=1000-50-25/2=938mm
M=(Qmax+Qmin)L/2=(579.136+(218.27))×5.091/2=2029.864kN·m X方向:Mx=Mab/L=2029.864×3.6/5.091=1435.331kN·m Y方向:My=Mal/L=2029.864×3.6/5.091=1435.331kN·m 9.6.2、受剪切计算
V=F/n+M/L=844.812/4 + 894.967/5.091=386.991kN 受剪切承载力截面高度影响系数:βhs=(800/938)1/4=0.961
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离:a1b=(ab-B-d)/2=(3.6-1.6-0.6)/2=0.7m a1l=(al-B-d)/2=(3.6-1.6-0.6)/2=0.7m 剪跨比:λb'=a1b/h0=700/938=0.746,取λb=0.746; XXX有限公司
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λl'= a1l/h0=700/938=0.746,取λl=0.746; 承台剪切系数:αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.746+1)=1.002 αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.746+1)=1.002 βhsαbftbh0=0.961×1.002×1.57×103×5×0.938=7091.225kN βhsαlftlh0=0.961×1.002×1.57×103×5×0.938=7091.225kN V=386.991kN≤min(βhsαbftbh0, βhsαlftlh0)=7091.225kN 满足要求! 9.6.3、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围:B+2h0=1.6+2×0.938=3.476m ab=3.6m>B+2h0=3.476m,al=3.6m>B+2h0=3.476m
角桩内边缘至承台外边缘距离:cb=(b-ab+d)/2=(5-3.6+0.6)/2=1m cl=(l-al+d)/2=(5-3.6+0.6)/2=1m 角桩冲跨比::λb''=a1b/h0=700/938=0.746,取λb=0.746; λl''= a1l/h0=700/938=0.746,取λl=0.746; 角桩冲切系数:β1b=0.56/(λb+0.2)=0.56/(0.746+0.2)=0.592 β1l=0.56/(λl+0.2)=0.56/(0.746+0.2)=0.592
[β1b(cb+alb/2)+β1l(cl+all/2)]βhp·ft·h0=[0.592×(1+0.7/2)+0.592×(1+0.7/2)]×0.983×1570×0.938=2313.879kN
Nl=V=386.991kN≤[β1b(cb+alb/2)+β1l(cl+all/2)]βhp·ft·h0=2313.879kN 满足要求! 9.6.4、承台配筋计算 (1)、承台底面长向配筋面积
αS1= My/(α1fcbh02)=1435.331×106/(1.03×16.7×5000×9382)=0.019 ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.019)0.5=0.019 γS1=1-ζ1/2=1-0.019/2=0.99
AS1=My/(γS1h0fy1)=1435.331×106/(0.99×938×360)=4292mm2
最小配筋率:ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.196)=0.2% 梁底需要配筋:A1=max(AS1, ρbh0)=max(4292,0.002×5000×938)=9380mm2 XXX有限公司
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承台底长向实际配筋:AS1'=12763mm2≥A1=9380mm2 满足要求!
(2)、承台底面短向配筋面积
αS2= Mx/(α2fcbh02)=1435.331×106/(1.03×16.7×5000×9382)=0.019 ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.019)0.5=0.019 γS2=1-ζ2/2=1-0.019/2=0.99
AS2=Mx/(γS2h0fy1)=1435.331×106/(0.99×938×360)=4292mm2
最小配筋率:ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.196)=0.2% 梁底需要配筋:A2=max(9674, ρlh0)=max(9674,0.002×5000×938)=9380mm2 承台底短向实际配筋:AS2'=12763mm2≥A2=9380mm2 满足要求!
(3)、承台顶面长向配筋面积
承台顶长向实际配筋:AS3'=9884mm2≥0.5AS1'=0.5×12763=6382mm2 满足要求!
(4)、承台顶面短向配筋面积
承台顶长向实际配筋:AS4'=9884mm2≥0.5AS2'=0.5×12763=6382mm2 满足要求!
(5)、承台竖向连接筋配筋面积 承台竖向连接筋为双向Φ12@500。
9.7、配筋示意图
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承台配筋图
桩配筋图
塔吊基础剖面图
十、矩形板式桩基础计算书(TC5610)
计算依据:
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009 XXX有限公司
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2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
10.1、塔机属性
塔机型号 塔机独立状态的最大起吊高度H0(m) 塔机独立状态的计算高度H(m) 塔身桁架结构 塔身桁架结构宽度B(m) TC5610 38 40 方钢管 1.6 10.2、塔机荷载
塔机竖向荷载简图
10.2.1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0(kN) 起重臂自重G1(kN) 起重臂重心至塔身中心距离RG1(m) 356.7 62.5 22 XXX有限公司
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小车和吊钩自重G2(kN) 小车最小工作幅度RG2(m) 最大起重荷载Qmax(kN) 最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m) 最小起重荷载Qmin(kN) 最大吊物幅度RQmin(m) 最大起重力矩M2(kN·m) 平衡臂自重G3(kN) 平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m) 平衡块自重G4(kN) 平衡块重心至塔身中心距离RG4(m) 3.8 2.5 60 11.5 10 50 Max[60×11.5,10×50]=690 45 6.3 146 11.8 10.2.2、风荷载标准值ωk(kN/m2)
工程所在地 云南 昆明市 工作状态 基本风压ω0(kN/m) 非工作状态 塔帽形状和变幅方式 地面粗糙度 0.35 20.2 锥形塔帽,小车变幅 B类(田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区) 工作状态 1.584 1.625 风振系数βz 非工作状态 风压等效高度变化系数μz 1.271 工作状态 风荷载体型系数μs 非工作状态 风向系数α 1.2 1.95 1.95 XXX有限公司
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塔身前后片桁架的平均充实率α0 0.35 工作状态 风荷载标准值ωk(kN/m) 非工作状态 0.8×1.2×1.625×1.95×1.271×0.35=1.353 20.8×1.2×1.584×1.95×1.271×0.2=0.754 10.2.3、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态 塔机自重标准值Fk1(kN) 起重荷载标准值Fqk(kN) 竖向荷载标准值Fk(kN) 水平荷载标准值Fvk(kN) 倾覆力矩标准值Mk(kN·m) 非工作状态 竖向荷载标准值Fk'(kN) 水平荷载标准值Fvk'(kN) 倾覆力矩标准值Mk'(kN·m) Fk1=614 1.353×0.35×1.6×40=30.307 62.5×22+3.8×2.5-45×6.3-146×11.8+0.5×30.307×40=15.66 356.7+62.5+3.8+45+146=614 60 614+60=674 0.754×0.35×1.6×40=16.89 62.5×22+3.8×11.5-45×6.3-146×11.8+0.9×(690+0.5×16.89×40)=337.42 10.2.4、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态 塔机自重设计值F1(kN) 起重荷载设计值FQ(kN) 竖向荷载设计值F(kN) 水平荷载设计值Fv(kN) 1.2Fk1=1.2×614=736.8 1.4FQk=1.4×60=84 736.8+84=820.8 1.4Fvk=1.4×16.89=23.646 1.2×(62.5×22+3.8×11.5-45×6.3-146×11.8)+1.4×0.9×(690+0.5×16.89×40)=589.9倾覆力矩设计值M(kN·m) 08 非工作状态 竖向荷载设计值F'(kN) 1.2Fk=1.2×614=736.8 26
'XXX有限公司
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水平荷载设计值Fv'(kN) 倾覆力矩设计值M'(kN·m) 1.4Fvk=1.4×30.307=42.43 1.2×(62.5×22+3.8×2.5-45×6.3-146×11.8)+1.4×0.5×30.307×40=102.436 ' 10.3、桩顶作用效应计算
承台布置 桩数n 承台长l(m) 承台长向桩心距al(m) 桩直径d(m) 承台参数 承台混凝土等级 承台上部覆土厚度h'(m) 承台混凝土保护层厚度δ(mm) 承台底标高(m) C35 0 50 -2.8 承台混凝土自重γC(kN/m) 承台上部覆土的重度γ'(kN/m) 配置暗梁 334 5.5 3.6 0.6 承台高度h(m) 承台宽b(m) 承台宽向桩心距ab(m) 桩间侧阻力折减系数ψ 1.5 5.5 3.6 0.75 25 19 否 XXX有限公司
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基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值:
Gk=bl(hγc+h'γ')=5.5×5.5×(1×25+0×19)=756.25kN
承台及其上土的自重荷载设计值:G=1.2Gk=1.2×756.25=907.5kN 桩对角线距离:L=(ab2+al2)0.5=(3.62+3.62)0.5=5.091m 10.3.1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下:Qk=(Fk+Gk)/n=(674+756.25)/4=357.562kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下: Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L
=(674+756.25)/4+(337.42+16.89×1)/5.091=427.156kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L
=(674+756.25)/4-(337.42+16.89×1)/5.091=287.969kN 10.3.2、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下: Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L XXX有限公司
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=(820.8+907.5)/4+(589.908+23.646×1)/5.091=552.588kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L
=(820.8+907.5)/4-(589.908+23.646×1)/5.091=311.562kN
10.4、桩承载力验算
桩参数 桩混凝土强度等级 桩混凝土自重γz(kN/m) 桩底标高(m) 桩有效长度lt(m) 桩配筋 自定义桩身承载力设计值 桩身普通钢筋配筋 地基属性 地下水位至地表的距离hz(m) 是否考虑承台效应 1.33 是 侧阻力特征值qsia(土名称 土层厚度li(m) kPa) 素填土 粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 红粘土 软弱下卧层 硬持力层厚度t(m) 5 地基压力扩散角θ(°) 30 1.5 2 1.5 8.3 12 28 85 55 87 95 Pa) 150 1200 1600 1800 2600 0.3 0.4 0.6 0.6 0.6 自然地面标高(m) 承台效应系数ηc 端阻力特征值qpa(k抗拔系数 Pa) 115 135 105 140 180 0 0.1 承载力特征值fak(k否 HRB400 8Φ12 桩混凝土类型 钢筋混凝土 3C30 25 -11.7 8.9 桩基成桩工艺系数ψC 桩混凝土保护层厚度б(mm) 0.75 50 XXX有限公司
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修正后的地基承载力特征值fa(kPa) 下卧层顶的地基承载力修正系数ηd 下卧层顶以下的土的重度γ(kN/m ) 486.98 1.4 20 地基承载力特征值fak(kPa) 下卧层顶的地基承载力修正系数ηb 下卧层顶以上土的加权平均重度γm 140 0.15 18 10.4.1、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长:u=πd=3.14×0.6=1.885m 桩端面积:Ap=πd2/4=3.14×0.62/4=0.283m2
承载力计算深度:min(b/2,5)=min(5.5/2,5)=2.75m
fak=(0.7×135+1.5×105+0.55×140)/2.75=329/2.75=119.636kPa 承台底净面积:Ac=(bl-nAp)/n=(5.5×5.5-4×0.283)/4=7.28m2 复合桩基竖向承载力特征值:
Ra=ψuΣqsia·li+qpa·Ap+ηcfakAc=0.75×1.885×(0.7×85+1.5×55+6.7×87)+1800×0.283+0.1×119.636×7.28=1620.834kN Qk=357.562kN≤Ra=1620.834kN
Qkmax=427.156kN≤1.2Ra=1.2×1620.834=1945kN 满足要求!
10.4.2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=287.969kN≥0
不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算! 10.4.3、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积:As=nπd2/4=8×3.142×122/4=905mm2 (1)、轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值:Q=Qmax=552.588kN
ψcfcAp+0.9fy'As'=(0.75×14×0.283×106 + 0.9×(360×904.779))×10-3=3358.143kN Q=552.588kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=3358.143kN 满足要求!
(2)、轴心受拔桩桩身承载力 Qkmin=287.969kN≥0
不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算! XXX有限公司
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10.4.4、桩身构造配筋计算
As/Ap×100%=(904.779/(0.283×106))×100%=0.32%≥0.2% 满足要求!
10.4.5、软弱下卧层验算 (1)、修正后地基承载力特征值 fa=fak+ηbγ(ab+d-3)+ηdγm(lt+t-0.5)
=140+0.15×20×(3.6+0.6-3)+1.4×18×(8.9+5-0.5)=481.28kPa (2)、作用于软弱下卧层顶面的附加应力
σz=[(Fk+Gk)-3/2(al+ab+2d)·Σqsikli]/[(al+d+2t·tanθ)(ab+d+2t·tanθ)] =[(674+756.25)-3/2×(3.6+3.6+2×0.6)×724.9]/
[(3.6+0.6+2×5×tan30°)×(3.6+0.6+2×5×tan30°)]=-77.445kPa 因为附加应力小于0kPa,故取附加应力为0kPa (3)、软弱下卧层验算
σz+γm(lt+t)=0+18×(8.9+5)=250.2kPa≤fa=481.28kPa 满足要求!
10.5、承台计算
承台配筋 承台底部长向配筋 承台顶部长向配筋 HRB400 Φ25@200 承台底部短向配筋 HRB400 Φ25@200 承台顶部短向配筋 HRB400 Φ25@200 HRB400 Φ25@200 10.5.1、荷载计算
承台有效高度:h0=1000-50-25/2=938mm
M=(Qmax+Qmin)L/2=(552.588+(311.562))×5.091/2=2199.767kN·m X方向:Mx=Mab/L=2199.767×3.6/5.091=1555.47kN·m Y方向:My=Mal/L=2199.767×3.6/5.091=1555.47kN·m 10.5.2、受剪切计算
V=F/n+M/L=820.8/4 + 589.908/5.091=321.069kN 受剪切承载力截面高度影响系数:βhs=(800/938)1/4=0.961
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离:a1b=(ab-B-d)/2=(3.6-1.6-0.6)/2=0.7m XXX有限公司
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a1l=(al-B-d)/2=(3.6-1.6-0.6)/2=0.7m 剪跨比:λb'=a1b/h0=700/938=0.746,取λb=0.746; λl'= a1l/h0=700/938=0.746,取λl=0.746; 承台剪切系数:αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.746+1)=1.002 αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.746+1)=1.002 βhsαbftbh0=0.961×1.002×1.57×103×5.5×0.938=7800.348kN βhsαlftlh0=0.961×1.002×1.57×103×5.5×0.938=7800.348kN V=321.069kN≤min(βhsαbftbh0, βhsαlftlh0)=7800.348kN 满足要求! 10.5.3、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围:B+2h0=1.6+2×0.938=3.476m ab=3.6m>B+2h0=3.476m,al=3.6m>B+2h0=3.476m
角桩内边缘至承台外边缘距离:cb=(b-ab+d)/2=(5.5-3.6+0.6)/2=1.25m cl=(l-al+d)/2=(5.5-3.6+0.6)/2=1.25m 角桩冲跨比::λb''=a1b/h0=700/938=0.746,取λb=0.746; λl''= a1l/h0=700/938=0.746,取λl=0.746; 角桩冲切系数:β1b=0.56/(λb+0.2)=0.56/(0.746+0.2)=0.592 β1l=0.56/(λl+0.2)=0.56/(0.746+0.2)=0.592
[β1b(cb+alb/2)+β1l(cl+all/2)]βhp·ft·h0=[0.592×(1.25+0.7/2)+0.592×(1.25+0.7/2)]×0.983×1570×0.938=2742.375kN
Nl=V=321.069kN≤[β1b(cb+alb/2)+β1l(cl+all/2)]βhp·ft·h0=2742.375kN 满足要求! 10.5.4、承台配筋计算 (1)、承台底面长向配筋面积
αS1= My/(α1fcbh02)=1555.47×106/(1.03×16.7×5500×9382)=0.019 ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.019)0.5=0.019 γS1=1-ζ1/2=1-0.019/2=0.991
AS1=My/(γS1h0fy1)=1555.47×106/(0.991×938×360)=4651mm2 XXX有限公司
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最小配筋率:ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.196)=0.2% 梁底需要配筋:A1=max(AS1, ρbh0)=max(4651,0.002×5500×938)=10318mm2 承台底长向实际配筋:AS1'=13990mm2≥A1=10318mm2 满足要求!
(2)、承台底面短向配筋面积
αS2= Mx/(α2fcbh02)=1555.47×106/(1.03×16.7×5500×9382)=0.019 ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.019)0.5=0.019 γS2=1-ζ2/2=1-0.019/2=0.991
AS2=Mx/(γS2h0fy1)=1555.47×106/(0.991×938×360)=4651mm2
最小配筋率:ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.196)=0.2% 梁底需要配筋:A2=max(9674, ρlh0)=max(9674,0.002×5500×938)=10318mm2 承台底短向实际配筋:AS2'=13990mm2≥A2=10318mm2 满足要求!
(3)、承台顶面长向配筋面积
承台顶长向实际配筋:AS3'=13990mm2≥0.5AS1'=0.5×13990=6995mm2 满足要求!
(4)、承台顶面短向配筋面积
承台顶长向实际配筋:AS4'=13990mm2≥0.5AS2'=0.5×13990=6995mm2 满足要求!
(5)、承台竖向连接筋配筋面积 承台竖向连接筋为双向Φ12@500。
10.6、配筋示意图
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承台配筋图
桩配筋图
十一、矩形板式桩基础计算书(S5512)
计算依据:
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009 2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
11.1、塔机属性
塔机型号 塔机独立状态的最大起吊高度H0(m) 塔机独立状态的计算高度H(m) 塔身桁架结构 塔身桁架结构宽度B(m) S5512 38.5 40 方钢管 1.6 XXX有限公司
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11.2、塔机荷载
塔机竖向荷载简图
11.2.1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0(kN) 起重臂自重G1(kN) 起重臂重心至塔身中心距离RG1(m) 小车和吊钩自重G2(kN) 小车最小工作幅度RG2(m) 最大起重荷载Qmax(kN) 最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m) 最小起重荷载Qmin(kN) 最大吊物幅度RQmin(m) 最大起重力矩M2(kN·m) 平衡臂自重G3(kN) 平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m) 318.1 44.7 22 3.8 0 60 11.5 10 55 Max[60×11.5,10×55]=690 135 6.3 XXX有限公司
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平衡块自重G4(kN) 平衡块重心至塔身中心距离RG4(m) 89.4 11.8 11.2.2、风荷载标准值ωk(kN/m2)
工程所在地 云南 昆明市 工作状态 基本风压ω0(kN/m) 非工作状态 塔帽形状和变幅方式 地面粗糙度 0.35 20.2 锥形塔帽,小车变幅 B类(田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区) 工作状态 1.584 1.625 风振系数βz 非工作状态 风压等效高度变化系数μz 1.271 工作状态 风荷载体型系数μs 非工作状态 风向系数α 塔身前后片桁架的平均充实率α0 1.2 0.35 工作状态 风荷载标准值ωk(kN/m) 非工作状态 0.8×1.2×1.625×1.95×1.271×0.35=1.353 21.95 1.95 0.8×1.2×1.584×1.95×1.271×0.2=0.754 11.2.3、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态 塔机自重标准值Fk1(kN) 起重荷载标准值Fqk(kN) 竖向荷载标准值Fk(kN) 水平荷载标准值Fvk(kN) 318.1+44.7+3.8+135+89.4=591 60 591+60=651 0.754×0.35×1.6×40=16.89 XXX有限公司
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倾覆力矩标准值Mk(kN·m) 非工作状态 竖向荷载标准值Fk'(kN) 水平荷载标准值Fvk'(kN) 倾覆力矩标准值Mk'(kN·m) Fk1=591 1.353×0.35×1.6×40=30.307 44.7×22+3.8×0-135×6.3-89.4×11.8+0.5×30.307×40=315.88 44.7×22+3.8×11.5-135×6.3-89.4×11.8+0.9×(690+0.5×16.89×40)=46.7 11.2.4、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态 塔机自重设计值F1(kN) 起重荷载设计值FQ(kN) 竖向荷载设计值F(kN) 水平荷载设计值Fv(kN) 1.2Fk1=1.2×591=709.2 1.4FQk=1.4×60=84 709.2+84=793.2 1.4Fvk=1.4×16.89=23.646 1.2×(44.7×22+3.8×11.5-135×6.3-89.4×11.8)+1.4×0.9×(690+0.5×16.89×40)=241.倾覆力矩设计值M(kN·m) 044 非工作状态 竖向荷载设计值F'(kN) 水平荷载设计值Fv'(kN) 倾覆力矩设计值M'(kN·m) 1.2Fk=1.2×591=709.2 1.4Fvk=1.4×30.307=42.43 1.2×(44.7×22+3.8×0-135×6.3-89.4×11.8)+1.4×0.5×30.307×40=257.828 '' 11.3、桩顶作用效应计算
承台布置 桩数n 承台长l(m) 承台长向桩心距al(m) 桩直径d(m) 4 5.5 3.6 0.6 承台高度h(m) 承台宽b(m) 承台宽向桩心距ab(m) 桩间侧阻力折减系数ψ 1.5 5.5 3.6 0.75 XXX有限公司
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承台参数 承台混凝土等级 承台上部覆土厚度h'(m) 承台混凝土保护层厚度δ(mm) 承台底标高(m) C35 0 50 -7.6 承台混凝土自重γC(kN/m) 承台上部覆土的重度γ'(kN/m) 配置暗梁 3325 19 否
基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值:
Gk=bl(hγc+h'γ')=5.5×5.5×(1.5×25+0×19)=1134.375kN
承台及其上土的自重荷载设计值:G=1.2Gk=1.2×1134.375=1361.25kN 桩对角线距离:L=(ab2+al2)0.5=(3.62+3.62)0.5=5.091m 11.3.1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下:Qk=(Fk+Gk)/n=(591+1134.375)/4=431.344kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下: XXX有限公司
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Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L
=(591+1134.375)/4+(315.88+30.307×1.5)/5.091=502.318kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L
=(591+1134.375)/4-(315.88+30.307×1.5)/5.091=360.37kN 11.3.2、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下: Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L
=(709.2+1361.25)/4+(257.828+42.43×1.5)/5.091=580.756kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L
=(709.2+1361.25)/4-(257.828+42.43×1.5)/5.091=454.469kN
11.4、桩承载力验算
桩参数 桩混凝土强度等级 桩混凝土自重γz(kN/m) 桩底标高(m) 桩有效长度lt(m) 桩配筋 自定义桩身承载力设计值 桩身普通钢筋配筋 地基属性 地下水位至地表的距离hz(m) 是否考虑承台效应 1.33 是 侧阻力特征值qsia(土名称 土层厚度li(m) kPa) 粉质粘土 1 55 Pa) 150 0.5 自然地面标高(m) 承台效应系数ηc 端阻力特征值qpa(k抗拔系数 Pa) 105 0 0.1 承载力特征值fak(k否 HRB400 8Φ12 桩混凝土类型 钢筋混凝土 3C35 25 -16.6 9 桩基成桩工艺系数ψC 桩混凝土保护层厚度б(mm) 0.75 35 XXX有限公司
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粉质粘土 粉质黏土 粉质粘土 软弱下卧层 硬持力层厚度t(m) 修正后的地基承载力特征值fa(kPa) 下卧层顶的地基承载力修正系数ηd 下卧层顶以下的土的重度γ(kN/m ) 5 489.5 1.4 20 地基压力扩散角θ(°) 地基承载力特征值fak(kPa) 下卧层顶的地基承载力修正系数ηb 下卧层顶以上土的加权平均重度γm 30 140 0.15 18 7.3 8.8 6 87 89 90 1800 2000 2200 0.7 0.8 0.8 140 150 160 11.4.1、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长:u=πd=3.14×0.6=1.885m 桩端面积:Ap=πd2/4=3.14×0.62/4=0.283m2
承载力计算深度:min(b/2,5)=min(5.5/2,5)=2.75m fak=(0.7×140+2.05×150)/2.75=405.5/2.75=147.455kPa 承台底净面积:Ac=(bl-nAp)/n=(5.5×5.5-4×0.283)/4=7.28m2 复合桩基竖向承载力特征值:
Ra=ψuΣqsia·li+qpa·Ap+ηcfakAc=0.75×1.885×(0.7×87+8.3×89)+2000×0.283+0.1×147.455×7.28=1803.238kN
Qk=431.344kN≤Ra=1803.238kN
Qkmax=502.318kN≤1.2Ra=1.2×1803.238=2163.885kN 满足要求!
11.4.2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=360.37kN≥0
不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算! 11.4.3、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积:As=nπd2/4=8×3.142×122/4=905mm2 (1)、轴心受压桩桩身承载力 XXX有限公司
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荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值:Q=Qmax=580.756kN
ψcfcAp+0.9fy'As'=(0.75×17×0.283×106 + 0.9×(360×904.779))×10-3=3867.081kN Q=580.756kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=3867.081kN 满足要求!
(2)、轴心受拔桩桩身承载力 Qkmin=360.37kN≥0
不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算! 11.4.4、桩身构造配筋计算
As/Ap×100%=(904.779/(0.283×106))×100%=0.32%≥0.25% 满足要求!
11.4.5、软弱下卧层验算 (1)、修正后地基承载力特征值 fa=fak+ηbγ(ab+d-3)+ηdγm(lt+t-0.5)
=140+0.15×20×(3.6+0.6-3)+1.4×18×(9+5-0.5)=483.8kPa (2)、作用于软弱下卧层顶面的附加应力
σz=[(Fk+Gk)-3/2(al+ab+2d)·Σqsikli]/[(al+d+2t·tanθ)(ab+d+2t·tanθ)] =[(591+1134.375)-3/2×(3.6+3.6+2×0.6)×799.6]/ [(3.6+0.6+2×5×tan30°)×(3.6+0.6+2×5×tan30°)]=-83.94kPa 因为附加应力小于0kPa,故取附加应力为0kPa (3)、软弱下卧层验算
σz+γm(lt+t)=0+18×(9+5)=252kPa≤fa=483.8kPa 满足要求!
11.5、承台计算
承台配筋 承台底部长向配筋 承台顶部长向配筋 HRB400 Φ25@150 承台底部短向配筋 HRB400 Φ22@150 承台顶部短向配筋 HRB400 Φ25@150 HRB400 Φ22@150 11.5.1、荷载计算
承台有效高度:h0=1500-50-25/2=1438mm XXX有限公司
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M=(Qmax+Qmin)L/2=(580.756+(454.469))×5.091/2=2635.253kN·m X方向:Mx=Mab/L=2635.253×3.6/5.091=1863.405kN·m Y方向:My=Mal/L=2635.253×3.6/5.091=1863.405kN·m 11.5.2、受剪切计算
V=F/n+M/L=709.2/4 + 257.828/5.091=227.942kN
受剪切承载力截面高度影响系数:βhs=(800/1438)1/4=0.864
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离:a1b=(ab-B-d)/2=(3.6-1.6-0.6)/2=0.7m a1l=(al-B-d)/2=(3.6-1.6-0.6)/2=0.7m 剪跨比:λb'=a1b/h0=700/1438=0.487,取λb=0.487; λl'= a1l/h0=700/1438=0.487,取λl=0.487; 承台剪切系数:αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.487+1)=1.177 αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.487+1)=1.177 βhsαbftbh0=0.864×1.177×1.57×103×5.5×1.438=12622.438kN βhsαlftlh0=0.864×1.177×1.57×103×5.5×1.438=12622.438kN V=227.942kN≤min(βhsαbftbh0, βhsαlftlh0)=12622.438kN 满足要求! 11.5.3、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围:B+2h0=1.6+2×1.438=4.476m ab=3.6m≤B+2h0=4.476m,al=3.6m≤B+2h0=4.476m
角桩位于冲切椎体以内,可不进行角桩冲切的承载力验算! 11.5.4、承台配筋计算 (1)、承台底面长向配筋面积
αS1= My/(α1fcbh02)=1863.405×106/(1.03×16.7×5500×14382)=0.01 ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.01)0.5=0.01 γS1=1-ζ1/2=1-0.01/2=0.995
AS1=My/(γS1h0fy1)=1863.405×106/(0.995×1438×360)=3617mm2
最小配筋率:ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.196)=0.2% 梁底需要配筋:A1=max(AS1, ρbh0)=max(3617,0.002×5500×1438)=15818mm2 承台底长向实际配筋:AS1'=18490mm2≥A1=15818mm2 XXX有限公司
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满足要求!
(2)、承台底面短向配筋面积
αS2= Mx/(α2fcbh02)=1863.405×106/(1.03×16.7×5500×14382)=0.01 ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.01)0.5=0.01 γS2=1-ζ2/2=1-0.01/2=0.995
AS2=Mx/(γS2h0fy1)=1863.405×106/(0.995×1438×360)=3617mm2
最小配筋率:ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.196)=0.2% 梁底需要配筋:A2=max(9674, ρlh0)=max(9674,0.002×5500×1438)=15818mm2 承台底短向实际配筋:AS2'=18490mm2≥A2=15818mm2 满足要求!
(3)、承台顶面长向配筋面积
承台顶长向实际配筋:AS3'=14319mm2≥0.5AS1'=0.5×18490=9245mm2 满足要求!
(4)、承台顶面短向配筋面积
承台顶长向实际配筋:AS4'=14319mm2≥0.5AS2'=0.5×18490=9245mm2 满足要求!
(5)、承台竖向连接筋配筋面积 承台竖向连接筋为双向Φ12@500。
11.6、配筋示意图
承台配筋图
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十二、附表各土层的主要物理力学指标建议取值表
层号 天然 土层名称 重度 r(KN/m3) 压缩 模量 Es1~2 (MPa) / 6.34 7.33 5.08 7.52 6.75 7.64 3.25 8.36 6.46 9.35 11.34 7.00 3.55 9.97 天然 含水量 w(%) 天然孔 液性 隙 比 指数 e IL 直剪快剪 内摩 擦角 Ф(度) ① ①1 ② ②1 ③ ③1 ④ ④1 ④2 ④3 ⑤ ⑤1 ⑥ ⑥1 ⑥2 ⑦ 杂 填 土 素 填 土 粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 泥炭质土 粉 土 粘 土 粉质粘土 粉 土 粉质粘土 泥炭质土 粉 土 中风化灰岩 *18.5 19.8 19.4 18.8 19.1 19.1 19.1 13.4 20.4 17.8 19.8 20.5 19.6 12.1 20.5 26.5 / 25.5 28.8 33.8 30.2 31.0 30.6 113.0 19.6 39.6 25.9 19.3 27.1 149.4 18.0 / 0.753 0.833 0.962 0.873 0.883 0.891 2.873 0.594 1.121 0.755 0.582 0.776 3.280 0.563 / 0.24 0.20 0.54 0.14 0.42 0.22 0.70 / 0.60 0.13 / 0.21 0.67 / *5.0 7.8 7.6 6.6 8.9 9.6 9.1 6.3 11.8 6.5 9.9 11.6 8.4 6.1 12.2 固结快剪 内摩 擦角 Ф(度) / 11.8 10.5 11.3 11.6 11.9 11.8 / *14.0 11.1 11.7 14.8 11.2 / *15.0 不固结不排水剪 内摩 擦角 Ф(度) / 3.5 3.6 1.9 / / / / / / / / / / / 承载力 特征值 粘聚力 c(Kpa) / 32.2 35.0 16.8 / / / / / / / / / / / / 115 135 105 140 150 65 170 110 160 180 165 80 190 7000 fak(KPa) 长螺旋钻孔压灌桩 侧阻力 qsik / 28 85 55 87 74 89 28 93 64 90 95 92 55 105 / 端阻力 qpk / / / / 1800 1600 2000 / 2400 / 2200 2600 2600 / / / 桩极限承载力标准值(KPa) 土体与锚固体极 粘聚力 c(Kpa) *22.0 38.0 34.7 26.9 40.6 34.1 38.2 25.5 25.7 27.4 42.2 26.6 37.3 28.2 29.6 粘聚力 c(Kpa) / 26.6 37.5 29.3 44.9 37.8 44.4 / *28.0 25.6 44.9 28.6 32.7 / *30.0 旋挖成孔灌注桩 限摩阻力标准值 (一次常压注浆) 侧阻力 端阻力 qSIK(KPa) qsik / 25 81 51 83 70 85 25 86 60 86 91 89 51 100 800 qpk / / / / 1600 1400 1800 / 2200 / 2000 2400 2400 / 2600 10000 / 20 67 43 69 58 68 15 75 45 / / / / / / 岩石饱和单轴抗压强度平均值为43.59MPa 注: 1、带“*”号的取值为经验值; 2、设计单位可根据需要选用表中参数进行基坑支护设计; 3、抗拔设计时,抗拔系数λ取值为0.8。 )有限公司
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