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塔吊施工方案.doc

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塔吊 施工 方案
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塔吊专项施工方案一、工程概况工程名称:XXX建设单位:XXX 指挥部设计单位:XXX 设计研究总院勘察单位:XXX 勘察分院施工单位:XX 建设股份有限公司XXX 地块位于 XXX 南路东侧、桥闸路以北地块,东侧为海门河,北侧为同步施工的 XXX 地块。由 1幢 27 层主楼及相应 3 层裙房组成。本单位承包施工段为该工程的 C 幢楼及 1/14 轴-26 轴×A 轴-H 轴范围地下室与自行车集中停放夹层区段。框架结构。该工程±0.000 为绝对高程 5.250m。场地东侧地面自然测量标高为-1.250 m,南侧地面自然测量标高为-0.850 m,西侧地面自然测量标高为-0.700 m。西侧即市区市政通车主道路。本地块周边为裙房,地下室板面标高为-8.600m,板厚 500 mm,板下设 100 厚素混凝土垫层和 150厚碎石垫层,基坑周边均为单桩承台,承台高度为 1200 mm,承台底标高为 10.05m;基坑周边地梁均为上翻梁,梁底标高与板底标高均为-9.350m;主楼位于基坑中部。地下室板面标高为-9.500m,板厚 500 ㎜,下设 100 厚素混凝土垫层和 150 厚碎石垫层;主楼板底标高为-10.250m。(一)、地质条件依据 XXX 勘察研究院《XXX 地块岩土工程勘察报告》 ,该场地基坑开挖影响深度范围内的土层分布大致如下:(1) 、1 层杂填土:成份杂,主要由碎石、块石及碎砖、灰渣等建筑垃圾组成,局部有旧基础,土质松散、不均。层厚 0.4-1.8m;(2) 、2 层粘土:灰黄色,可塑,中压缩性。层厚 0.9-2.2m;(3) 、3-1 层淤泥质粘土:浅灰色,流塑,高压缩性。层厚 0.8-2.9m;(4) 、3-2 层淤泥:灰色,流塑,高压缩性,含有机质。层厚 4.0-12.2m;(5) 、3-3 层淤泥质粘土:灰色,流塑,高压缩性。层厚 0.6-3.3m;(6) 、3-3a 层含粘性土砾砂:灰色,松散,饱和,土质不均。层厚 0.6-4.2m;(7) 、4-1 层含角砾粘性土:灰色,松散,密度上部差。层厚 1.1-2.9m;(8) 、4-2 层含粘性土角砾:浅灰色、灰兰色、灰黄色,一般中密,局部密实。层厚 0.6-3.7m;(9) 、5 层全风化基岩:一般灰绿色,中下部为黄褐色,原岩为凝灰岩,一般具有原岩结构,部分风化彻底,成土状,局部上部为残坡积土。层厚 0.8-8.8m;(10) 、6 层强风化基岩:灰色、灰褐色、灰白色,原岩为凝灰岩,碎块状构造,岩性较差,易崩解,遇水易软化。层厚 0.8-11.50m;(11) 、7-1 层为中强风化基岩。层厚 0.8-8.40m;场地地下水埋深较浅,根据勘察报告地下水埋深为地表下绝对高程 2.94-3.42m,主要接受大气降水和地表水渗入补给;坑底土层 3-1、3-2、3-3 层土体灵敏度高,抗剪强度低,触变后强度损失大,易流变,基坑开挖时易造成坑壁失稳、坑底涌土、地面沉陷等现象。基坑开挖影响深度范围内地基土层的物理力学指标详下表:层号 土层名称 厚度重度(KN/m3)含水率(%)固结快剪指标 渗透系数(cm/s)C(Kpa)Ф(·) 水平 垂直1 杂填土 0.4~1.8 (18.0) (10.0) (10.0)2 粘土 0.9~2.2 19.2 32.8 17.9 13.8 1.30E-8 1.17E-83-1 淤泥质粘土 0.8~2.9 17.4 48.5 10.2 10.2 4.78E-8 3.36E-83-2 淤泥 4.0~12.2 16.5 58.2 8.0 5.0 4.14E-8 1.17E-63-3 淤泥质粘土 0.6~3.3 17.4 47.7 11.0 10.83-3a 含粘性土砾砂 0.6~4.2 19.5 28.5 (20) (25)4-1 含角砾粘性土 1.1~2.9 19.5 19.2 (30) (25)4-2 含粘性土角砾 0.6~3.7 20.0 (40) (30)5 全风化基岩 0.8~8.8 20.0 (50) (35)6 强风化基岩 0.8~11.5 22.0 (100) (60)7-1 中强风化基岩 0.8~8.4 22.0 (100) (60)土层参数取自勘察报告(括号内数值为经验值)土层分布见附图塔吊桩土层示意图。(二)、塔吊基础布置本工程拟用 ZJ5311 型塔式起重机,考虑到周围建筑的限制及塔吊自身臂工作范围的影响,现将塔吊布置于 C-A×C-9 轴之间,43 # 勘察点附近,以下计算均以 43# 勘察孔作为参数依据。见附图塔吊桩定位图。(三)、塔吊基础形式塔吊基础采用 C30 钢筋混凝土承台,配 4 根 Φ800 人工挖孔灌注桩,桩底到达 7-1 层为中强风化基岩中等风化凝灰岩。桩身采用 C30 混凝土,内配主筋 10Φ20,钢筋保护层 50mm。螺旋筋Φ8@150/200(在承台下 5000 范围内为 Φ 8@150) 。加劲箍 Φ 12@2000。塔吊桩基穿过双层地下室,为高承台桩基。(四)、基础施工塔吊桩基采用人工挖孔灌注桩法成桩,施工完毕后凿除护筒下 600mm 范围内混凝土。桩基础深入承台 100mm,具体做法见附图。桩孔灌注桩在穿过地下室底板时,底板留后浇施工洞口(5200×5200mm 2),施工洞口周侧设 3mm钢板止水带,具体做法如附图所示。后浇洞位置垫层采用 150 厚 C20 混凝土。后浇洞口位置待塔吊拆除后采用 C40 防水混凝土浇捣(底板设计为 C35) 。(五)、塔基沉降控制塔吊承台四围设 4 个沉降观测点,在主体楼层施工过程中控制观测塔吊沉降。塔基允许沉降差为6mm,垂直度偏差 2‰(六)、塔吊基础设计依据1.《建筑地基基础设计规范》 (50007—2002)2.《混凝土结构设计规范》 (GB50010—2002)3.《建筑结构可靠度设计统一标准》 (GB50068—2001)4.《公路桥涵设计规范》 (JTJ021—89、JTJ022—85、JTJ023—85、JTJ024—85,JTJ02586)5.《建筑桩基技术规范》 《JGJ94—94》二、承台抗倾覆验算一、确定和载荷计算图式承台自重 N1=1.2×25.1×5.2×5.2×1.0=814.44KN塔吊独立高度:40.5m,实际施工按 32m 考虑,房屋总高度 90米,增加爬升降及顶面范围空间,考虑顶升高度约束共计附着高度99 米。共增加标准节:N= =19.5 取 20 节(其中标准节高度35.409按说明书之 3 米取)增加的标准节及附着架总重:N 2=1.2×(20×780×9.8×10 -3+2×910×9.8×10-3)=204.86KN。其中标准节重 780kg/节,附着910kg/副,按 2 副考虑。这样考虑是偏于安全的,因为 423.00+204.86=627.86KN 为附着状态对应说明书中表明 100m 高度时 552KN。特别指出:本例塔吊说明书提供的塔吊荷载取值为非工作状况的限值亦即可作为极限承载力状态下验算的最大值,一般情况下,可只计算非工作状况,况且本例说明书未提供工作状况下荷载取值。因此,可只按下表(摘录)验算:载 荷工况H(KN)N(KN)M(KN.M)MN(KN.M)非工作状况 71.00 423.00 1575.00 0.0二、塔吊基础抗倾覆验算1) 塔吊最不利位置:2) 抗倾覆验算M 倾 =M+Hh=1575+71×1.0=1646.00 KN.MM 抗 =N× =(423.00+814.44)× =3325.01KN.MD28.3安全系数 k= = =2.020倾0.164325F2=- X+2iXHhN=- ×5.374+22)5.374(374.50164.810.3=105.328KN>0∴满足要求三、高承台桩基验算(按 JGJ94-94 附录 B 计算)一.确定基本设计参数:1)地基土水平抗力系数的比例系数 mhm =2×(d+1)=2×(0.8+1)=3.6m该深度范围起算高程-5.100,由 2.08m 厚淤泥及 1.52m 厚含粘性土角砾组成。m= = ×0.44.0)2(211mh226.352.1)08(508. =9.894MN/m4其中 0.4 系数为长期水平荷载所成系数。2)桩底面地基土竖向抗力系数的比例系数 m0近似取 m 0=9.894MN/m43)桩身抗弯刚度 EI①钢筋混凝土弹性模量比 α e= =6.667410.32②桩身配筋率 ρ g= =0.625﹪2810③扣除保护层后桩直径值 d 0=0.8-0.05×2=0.7m④桩身换算截面受拉边缘的截面模量W0= [d2+2(α E-1)ρ g d02] =3327.0%65.)17.(8.[2=0.0530m3⑤桩身换算截面惯性矩I0= = =0.0212m42dw8.5.⑥桩身抗弯刚度EI=0.85EcIo=0.85×3.0×104×0.0212=540.60MN.m24)桩的水平变形系数 α①桩身计算bo=0.9×(1.5d+0.5)=0.9×(1.5×0.8+0.5)=1.530m②桩的水平变形系数α= = =0.489m-150EImb56.4301895)桩身轴向压力传布系数 ξ N取 ξ N=16)桩底面地基土竖向抗力系数 C0桩入土深度 h=6.78m桩底面地基土竖向抗力系数 C0=m0×h=9.894×6.78=67.081MN/m3基本设计参数m(MN/m4)EI(MN.m2)α(m-1) ξ NCR(MN/m3)9.894 540.60 0.489 1 67.081二.单位力作用于桩身地面处,桩身在该处产生的变位1)单位力 H0下水平位移 δ HH∴h=αy=0.489×4.65=2.27385m(其中 y 取桩顶以下至地下室基础垫层高度,安全储备 lx=0.45m,因此 y=4.20+0.45=4.65m)根据 JGJ94-94 附录 B 表 B-5(参考表 B-3 附准)δ HH= ×31212AD= ×2.12386=0.03360m/MN6.54089.3(查表 B-6 得 =2.12386)212BAD2)单位力 H0下转角δ HH= × = ×6.5603=0.01207MN-1212126.54089.23)单位力 M0下水平位移 δ HMδ HM=δ HH=0.01207 MN-14)单位力 M0转角 δ MMδ HM= × = ×1.6787=0.00635 MN-1. m-11212BAC6.54089.单位力作用于桩身地面处,桩身在该处产生的变位δ HH(m/MN)δ MH(MN-1)δ HM(MN-1)δ MM(MN-1. m-1)0.0336 0.01207 0.01207 0.00635三.求单位力作用于桩顶时,桩顶产生的变位1)单位力 Hi下水平位移 δ HH’δ HH’ = +δ MMl02+2δ MH l0+δ HH3l0= +0.00635×4.652+2×0.01207×4.65+0.03366.54=0.3451m/MN2)单位力 Hi下转角 δ MH’δ MH’ = +δ MMl0+δ MHl20= +0.00635×4.65+0.01086.542=0.0603 m-13)单位力 Mi下的水平位移 δ HM’δ HM’ =δ MH’ =0.0603m-14)单位力 Mi下,转角 δ MM’δ MM’ = +δ MM= +0.00635=0.0150 MN-10l6.54单位力作用于桩顶处,桩身在该处产生的变位δ HH’(m/MN)δ MH’(m -1)δ HM’(m -1)δ MM’(MN-1)0.3451 0.0603 0.0603 0.0150四.求桩顶发生单位变位时,桩顶引起的内力1)发生单位竖向位移时,桩顶引起的内力 ρ NNρ NN= 0N0AC1Ehl= 224 8.05.081.67.5.810.376. =32.734MN/m2)发生单位水平位移时,桩顶引起的水平力 ρ HHρ HH= = =9.7377MN/m2MHH'''2063.15.34.03)发生单位水平位移时,桩顶引起的弯矩 ρ MHρ MH= = =39.1454 MN2HH''' 2...4)发生单位转角时,桩顶引起的水平力ρ HM=ρ MH=39.1454MN5)发生单位转角时,桩顶引起的弯矩ρ MM= = =224.0313 MN.m2MHH'''2063.15.34.0桩顶发生单位变位时,桩顶引起的内力ρ NN (MN/m)ρ HH(MN/m)ρ MH(MN)ρ HM (MN)ρ MM (MN.m)32.734 9.7377 39.1454 39.1454 224.0313五.求承台发生单位变位时,所有桩顶引起的反力和位移(1)单位竖直位移时引起的竖向反力 γ vvγ vv=n×ρ NN=4×32.734=130.936MN/m(2)单位水平位移时引起的水平反力 γ μμγ μμ =n×ρ HH=4×9.7377=38.9508MN/m(3)单位水平位移时引起的反弯矩 γ βμγ βμ =- n×ρ MH=-4×39.1454=-156.5816 MN(4)单位单位转角时引起的水平反力 γ μβγ μβ =γ βμ =-156.5816 MN(5)单位转角时引起的反弯矩 γ ββγ ββ = nρ MM+ρ NN∑k ixi2=4×224.0313+32.734×(1×2.6872 ) ×2=1365.64 MN.m承台发生单位变位时,所有桩顶引起的反力和位移γ vv(MN/m)γ μμ(MN/m)γ βμ(MN)γ μβ(MN)γ ββ(MN.m)130.936 38.9508 -156.5816 -156.5816 1365.64六.求承台变位1)竖向位移V2= = =0.00945(非工作状况)vrGN936.10842)水平位移μ 2= 2uuMH= =0.0122m (非工作状况)25816.4.1369508. 373)转角β 2= 2uu= =0.00536 (非工作状况)2408.953.05.67承台变位变位 V(m) Μ(m) β(rad)非工作状况 0.0945 0.0122 0.0025七.求任一基桩桩顶内力1)竖向力N2=(v+βχ)+ρ nn=(0.00945+0.0025×2.687) ×32.734 (非工作状况)=0.52923MN2)水平力H2= = =0.01775MNn4071.3)弯矩M1=βρ MM-μρ MH=0.00536×144.014-0.0261×23.852 (非工作状况)=0.1494MN.m基桩桩顶内力内力 N(MN) H(MN) M(MN.m)非工作状况 0.52923 0.01775 0.0825八.求地面处桩身截面上的内力1)水平力 H0H02= Hi=0.01775MN (非工作状况)2)弯矩 M0M01=M+Hl0=0.0825+0.01775×4.65=0.1650MN.m(非工作状况)基桩桩顶内力内力 H0 (MN) M0 (MN.m)非工作状况 0.01775 0.1650九.求桩身最大弯矩及内力位置C12= = =4.5456(非工作状况)0HM175.60489由 αу=0.489×6.78=3.31542查表得:h=αy= 0.6-{[4.821+ ×(5.403-4.821)]-35.)142([3.141+ ×(3.597-3.141)]}-1×(0.6-0.5) .3{4.4546-[3.141+ ×(3.597-3.141)]}.)(= 0.542 (非作工作状况)桩身最大弯矩位置Y2MAX= = =1.108(非工作状况)ah489.052查表得:C112=1.059+ +)35.()142.16()5.06( ]35.)142.()0916.(9.13..020.[)542.0( =1.082 (非工作状况)桩身最大弯矩Mmax2=M0CH=0.1650×1.082=0.1785MN.m (非工作状况)十. 桩身控制界面内力桩身控制截面内力内力工况M(MN.m)N(MN)V(MN)非工作状况 0.1785 0.745 0.01775N2=rAh+N+ .X2iXHhM=0.025×0.25×л×0.8 2×1.108+0.529+ =0.745MN22)5.374(.61(其中 r 为容重)四、桩基础承载力验算一.单桩承载力验算Qμk =μ +μ s.frc.hr+ p.frc.Ap(《建筑桩基技术规范》第 5.2.11.1-4 计算)inskilq1=л×0.8×(5×2.08+30×2.8×0.8+55×1.4×0.7+0.0325×0.5×15.66×10 3) ×0.9+0.25×л×0.8 2×2.8×103×0.4095=2003.75KN(frc为岩石饱和单轴抗压强度标准值按地质勘探报告第十一页表 3 取 15.66×103Mpas、 p按表 5.2.11 插入法计算为 s=0.0325、 p=0.455 ×0.9=0.4095,施工工艺系数 0.9)取 rsp=1.67则 Qμ = = =1212.58 kNspuk67.1025因为 Nmax=745kNQμ ∴满足要求r0N=0.9×0.745=0.6705MNR=η spQμk /rsp=1.0×2025.01/1.67=1212.58KN由于 r0N
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