塔吊基础承台（精选3篇）
塔吊基础承台 篇1
摘要：水中塔吊基础在实际施工中受水位变化影响较大,施工较为不便。以实际工程为背景,对水中承台钢管桩格构塔吊基础的结构形式、设计计算、施工控制等进行阐述分析。结果表明:此类塔吊基础设置在承台上能有效覆盖主墩及主梁的施工作业范围,同时也避免施工全周期内的水位变动影响,方便塔吊安卸及检修保养,实际施工效率得以提高,值得推广。
关键词：水中承台,钢管桩格构,塔吊基础,安卸及检修保养
在大跨径跨河桥梁施工中,设置在岸边或大堤上的塔吊由于吊重及吊臂限制,往往不能有效覆盖需要吊装的施工区域,特别是从桥墩向跨中行走的挂篮悬臂浇筑的连续体系梁桥,将塔吊设置在主墩附近较为合适。而跨河桥梁的主墩一般设置在河中,塔吊无立足之地。
部分项目采用直接在已施工完毕的钢筋混凝土承台上安装塔吊,但考虑到施工周期较长、水位变化较大、桥墩出水后整个承台常被水淹没,因此,塔吊安装及拆卸、检修均受到水位的影响及限制,塔吊直接安装在承台上会极为不便。因此,采用钢管桩格构塔吊基础将塔吊隔离在水位以上,极大地方便了塔吊全过程施工操作,下面就以实际工程为背景进行具体阐述。
1 工程概况
S332安庆-望江改建工程中的皖河大桥位于安徽省安庆市大观区海口镇,桥梁的中心桩号为K11+023m,主桥跨径布置45m+50m+90m+50m+45m,跨皖河。主桥桥面全宽60m,横向分四幅布置,外侧主墩采用矩形柱式墩,墩柱的截面尺寸为3.5m×6.5 m,内侧主墩采用双柱式桥墩,墩柱截面尺寸为3.5m×3.0m,外侧承台顺桥向长12m,横桥向宽10.79m,承台高度为3.5m,内侧承台顺桥向长12 m,横桥向宽15.29 m,承台高度为3.5m。
本桥上部结构采用挂篮悬臂浇筑,塔吊若设置在岸边或大堤上均不能覆盖主桥桥墩及主梁施工的吊装作业,而主墩又均设置在河中,因此拟在围堰拆除之前在承台上安装钢管桩格构塔吊基础,将塔吊全程隔离在水位之上,方便施工。
2 结构布置
在34#、35#主墩承台上方安装250t·m塔吊基础,采用钢管桩格构,自下而上依次为:Φ800×10mm钢管桩;Φ630×8 mm、Φ426×6 mm的平联、双槽30a斜撑;2HM588×300 mm、HM588×300mm基础梁。具体布置如图1、图2所示。
3 结构分析
3.1 设计参数
1)Q235B钢材强度设计值:依照《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)取值;
2)250t·m塔吊配置,如表1所示;
3)风速:按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)附录A查询确定10年一遇的最大风速为20.2m/s,百年一遇的最大风速为27.1m/s。
3.2 荷载
3.2.1 恒载
结构自重。
3.2.2 活载
1)塔吊荷载。本工程采用250t·m的塔吊。根据塔吊厂商所提供的塔吊支座反力数据,得到作用于塔吊支座的最不利工况有两种:工况1为正常工作期;工况2为空载期。各工况下的支座反力如表2及图3所示。
m
kN
2)风荷载:按《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)计算取值。
3.2.3 荷载组合
每种工况考虑两种荷载组合形式,即标准组合和基本组合
标准组合用来评价结构刚度,并求出支反力用于后续锚筋计算,基本组合用来评价构件的强度及稳定性。
3.3 边界条件
1)钢管桩在桩底固接;
2)基础梁与桩顶固接;
3)钢管桩与平联的一端固结,另一端铰接。
3.4 计算结果
采用midas civil 2013软件进行建模计算。
3.4.1 正常工况计算
正常工作时工况1的计算结果如图4、表3所示。
3.4.2 空载工况计算
空载工况2的计算结果如图5、表4所示。
3.4.3 钢立柱稳定计算
按照《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)第5.2.2条,计算可分为以下2种情况。
1)弯矩作用平面内的稳定性
式中:N为所计算构建段范围内的轴心压力;N′Ex为参数,N′Ex=π2EA/(1.1λx2);φx为弯矩作用平面范围内的轴心受压稳定系数;Mx为所计算构件范围内的最大弯矩;W1x为在弯矩作用平面范围内对较大受压纤维的毛截面模量;βmx为等效弯矩系数。
对于本工程,计算长度为l=5.806 m,N=1 384.8kN(最值在工况2),Mx=344.8kN/m(最值在工况2),通过计算得
Φ800×10 mm钢管桩的平面内稳定性满足要求。
2)弯矩作用平面外的稳定性
式中:φy为弯矩作用平面外的轴心受压稳定系数;φb为均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数;η为截面影响系数,闭口截面η取0.7;βtx为等效弯矩系数。
对于本工程,计算长度为l=5.806 m,N=1 384.8kN(最值在工况2),Mx=344.8kN/m(最值在工况2),通过计算得
Φ800×10mm钢管桩平面外稳定性满足要求。
4 承台柱脚预埋锚筋计算
4.1 锚筋布置
锚筋布置如图6所示。
4.2 锚筋截面计算
柱脚埋件受拉、受弯、受剪最不利荷载为
按《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)第9.7.2条得
式中:fy为钢筋的抗拉强度设计值;V为剪力设计值;N为法向压力设计值;M为弯矩设计值;αr为锚筋层数的影响系数;αv为锚筋的受剪承载力系数;ab为锚板的弯曲变形折减系数,;t为锚板厚度,通常取20mm;z为沿剪力作用方向最外层锚筋中心线的间距。
其中d为钢筋直径,取32mm,带入以上各值可求出As=8 436.5mm2。因此,须布设12根d=32mm的锚筋,实际布设16根d=32mm锚筋,满足设计及规范要求。
4.3 锚筋长度计算
按《混凝土结构设计规范》第9.3.1款及第8.3.1款计算锚筋长度
式中:α为钢筋的外形系数,采用HPB300级钢筋,取0.16;ft为混凝土轴心抗拉强度设计值;
由于钢筋在施工过程中容易受到扰动,对锚固长度进行修正,实际锚固长度应满足
按《港口工程混凝土结构设计规范》第7.1.3款,锚筋长度应满足构造要求得
综上所述,取锚固长度为1 200mm,满足规范及设计要求。
5结论
经实际施工验证,水中承台钢管桩格构塔吊基础操作可行,施工简便。施工中应注意以下几方面:锚筋预埋质量须严格控制,并在后续施工中予以严格保护,吊装作业前必须按各工况进行荷载试验,吊装过程中须对其偏位垂直度等进行严密观测,确保结构安全。
1)设置在承台顶部,有效覆盖了主墩及左右侧主梁的施工范围。
2)通过钢管桩格构将塔吊基础提升至最高水位以上,极大地方便了塔吊的安卸及检修保养。
3)经合理设计、精确计算、严密施工,其结构安全可得到合理保障,值得推广。
参考文献
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[9]陈真炎.关于塔吊基础施工技术的探讨[J].建材与装饰,2012(6):69-70.
塔吊基础承台 篇2
锦桦豪庭项目自编号2#塔吊基础模板安装、钢筋加工及安装、砼施工、现浇结构验收均符合设计及规范要求。自评合格，报验至监理公司的资料签署手续齐全、有效，同意进入下道工序施工。
注：此台塔吊为313#塔吊。
广东正升建筑有限公司锦桦豪庭项目2010-7-1
2塔吊基础验收报告
锦桦豪庭项目自编号1#塔吊基础模板安装、钢筋加工及安装、砼施工、现浇结构验收均符合设计及规范要求。自评合格，报验至监理公司的资料签署手续齐全、有效，同意进入下道工序施工。
注：此台塔吊为314#塔吊。
塔吊基础承台 篇3
关键词：石化建筑,高桩承台,塔吊基础,设计和施工,桩计算
1 工程概况
某石化建筑工程位于广州市, 场地东侧为9至11层民房, 南侧为文明路, 西侧是文德路, 北侧为6层民房, 施工场地狭小。本工程地下4层, 地上5层裙楼, 塔楼分为5栋, 地上建筑层数分别为:A栋25层 (99m) , B1栋29层 (99m) , B2、C1、C2栋为35层 (119m) 。总建筑面积16.4万㎡, 其中地上建筑面积12.3万㎡, 地下建筑面积4.1万㎡, 建筑基底面积约6000㎡。是一座超高层商业办公住宅综合大楼。
2 工程地质情况
(1) 杂填土层, 层厚1.50~3.80m, 层底埋深3.80m。 (2) 淤泥质土, 厚1.20~3.40m, 处在稳定水位中, 层底埋深2.40~8.60m。 (3) 粉质粘土, 厚1.30~10.00m, 其中有几层夹层从上至下分为可塑、硬塑、坚硬层等, 处在稳定水位中, 层底埋深11.60~28.10m。 (4) 全风化细砂岩, 厚2.30~4.70m, 处在稳定水位中, 岩底埋深10.60~19.80m。 (5) 强风化细砂岩, 厚2.1~8.00m, 处在稳定水位中, 岩底埋深20.70~27.40m。
3 塔吊基础验算
1#塔吊采用广西建筑机械厂生产的QTZ5515型号, 塔吊基础采用冲孔桩, 每个塔吊基础4条桩, 与塔吊承台及加强平台板组成小框架, 比较塔吊基础的工作状态和非工作状态的受力情况, 塔吊基础按非工作状态计算。塔吊与承台的连接方式为预埋螺栓式, 螺栓规格按厂家要求。
3.1 按最不利受力工况设计塔吊基础承台计算
工作状态基础承台所受垂直力最大, F Z.M A X=573.00K N, 取为塔吊自重, 即F1=573.00KN;
由使用说明书得:最大起重荷载F2=60.00K N;取非工作状态最大塔吊基座承台倾覆力矩进行抗倾覆验算, 即:M1=M Y.M A X=1726.00K N.m;非工作状态基础承承受的水平力最大, 取最大水平力F=H0=1.2×71=85.2K N计算塔吊桩抗拔力及高桩承台抗倾覆验算;塔吊起重高度H=140.00m, 塔身宽底B=1.8m;混凝土强度:承台C35, 桩身C30;钢筋级别:II级, 承台长度Lc或宽度Bc=4.6m;塔吊桩直径d=0.80m, 桩间距a=3.00m;塔基承台厚度HC=1.30m, 承台箍筋间距S=200mm, 保护层厚度:50mm;塔基承台上覆土厚度:D=0.00m;承台顶面设计标高:1#塔吊为-2.70m;塔基桩与开挖基坑地面接触处临界面标高-18.1m;高桩承台临空高度:1#塔机为L0=15.40m。
3.2 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算
塔吊自重 (包括压重) F1=573.00KN;塔吊最大起重荷载F2=60.00 KN;作用于桩基承台顶面的竖向力F=F1+F2=633.00KN;塔身传给基座的倾覆力矩M=1.4×1726.00=2416.40k N.m;塔吊承台高桩所受最大总倾覆力矩;M倾总=3728.5+85.2×Ym.max。
3.3 塔吊高桩承台位移和桩身最大内力计算
按照m法计算桩身最大弯矩:
计算依据《建筑桩基础技术规范》 (JGJ94-2008) 的第5.7.5条, 并参考《桩基础的设计方法与施工技术》。为安全和简化计算, 本计算不考虑高桩承台框架空间整体共同作用这一有利因素。⑴经计算得到桩的水平变形系数:0.818/m。⑵计算最大弯矩位置:⑶桩底面地基土竖向抗力系数C0:C0=m0h=123×10.9=1340.7MN/m3=1340700K N/m 3。。⑷嵌岩桩:
3.4 矩形承台弯矩计算
压力产生的承台弯矩为M x 1=My1=958.73KN.m, 拔力产生的承台弯矩为Mx2=-87.07KN.m。
3.5 矩形承台截面主筋计算
承台底面配筋A s x=A s y=2609m m2, 承台顶面配筋A s x=A s y=2 3 6.0 5 m m 2。承台截面实配底筋为2 3 D 1 8@2 0 0, A s x=A s y=5824m m2>2609m m2;面筋实配23D16@200, Asx=Asy=4623mm2>2609mm2, 满足安全要求。
3.6 矩形承台截面抗剪切计算
根据3.5计算可得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力V=1931.7KN, 经过计算承台已满足抗剪要求, 只需构造配箍筋。
3.7 承台角桩抗冲切验算。
计算:2315.2K N>N1=576.6K N, 满足要求。
3.8 桩抗压承载力计算
根据3.5计算得到桩的轴向压力设计值, 取其中取大值N=965.85K N, 单桩竖向极限承载力标准值按以下公式计算:Quk=Qsk+Qpk=n∑qskli+qpkli。计算得单桩最大极限承载力标准值Q u k=2606.4K N。单桩竖向承载力特征值R a=2606.4/2=1303.2K N>965.85K N, 满足要求。
3.9 桩抗拔承载力验算
依据《建筑桩基础技术规范》 (J G J94-2008) , 承受拔力的桩基应按以下公式验算群桩基础呈整体和非整体破坏时基桩的抗拔承载力:Nk≤Tgk/2+Ggp, Nk≤Tuk/2+Gp。根据塔吊桩身埋入土层地质情况, 取抗拔系数为0.6。经计算, Nk=354KN
3.1 0 高桩承台桩身强度验算
(1) 桩身偏心受压正截面强度验算
基本资料:轴向压力设计值N=670.5k N, 桩身最大弯矩:Mmax.x=164.25k N.m, Mmax.y=164.25k N.m。桩顶弹性铰接、桩式框架柱计算长度Lox==10950mm, Loy=Lox=10950mm。结构构件的重要性系数go=1.1。圆形桩截面的直径d=800m m。混凝土强度等级为C30, fy=14.33N/mm2。钢筋抗拉强度设计值fy=300N/mm2。全部纵向钢筋的截面面积As由下列公式求得:
(2) 全部纵向钢筋的截面面积As由公式N≤1/ (1/Nuo+eo/Mu) 求得。As=4029mm2。
综上所述, 本工程塔吊采用QTZ5515时, 采用桩径D=800, 桩中心距为3m, 桩身埋入土层为10.9m, 桩身上端高出基坑底面15.4m, 高桩承台基础能满足塔吊安全使用要求。