塔吊基础施工方案.docx

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塔吊基础施工方案

第一章编制依据

1、长沙鑫航机轮刹车研制基地项目设计图纸

2、《岩土工程详细勘察报告及补勘》

3、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）

4、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）

5、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）

6、《混凝土结构工程施工规范》（GB40666-2011）

7、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB/50204－2015）

8、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB-50300-2013）

9、《预应力混凝土管桩》（10G409）

第二章工程概况

1、设计概况

项目名称：

长沙鑫航机轮刹车研制基地项目；

工程建设地点：

位于长沙市高新区雷高路与金桥路交汇处。

周边环境：

拟建建筑物周边无建筑、无高压线等穿过；

本工程砼结构为框架结构，总建筑面积：

34977.25㎡平方米；厂房一砼框架主体最大建筑高度：

18m，地上3、4层，局部地下一层；厂房二砼框架主体最大建筑高度：

14.2m，地上2层；厂房一为预应力管桩基础及独立基础，厂房二为预应力管桩基础。

2、塔吊布置情况

本工程拟在厂房一、二分别布置一台TC5610塔吊，以满足施工需要；安装高度30m，无附着；

塔吊布置平面图见附图一；

第三章塔吊基础设计

1、场区地质条件

根据本项目《工程岩土工程详细勘察报告》显示，拟设立塔吊部位地质情况分布从上至下依次为耕种土、粉质黏土、全风化板岩，本工程塔吊基础持力层拟采用全风化板岩；

2、塔吊规格参数

TC5610型塔吊主要参数表

3、塔吊基础确定

3.1塔吊基础设计说明

根据所定的塔吊位置、塔吊安装高度、基坑结构条件、场地地质条件、塔吊各项技术参数、以及类似工程塔吊设置经验确定：

本塔吊桩基为预应力管桩，设计桩径￠400；

1#塔吊有效桩长25米，桩顶标高为67.5m，，2#塔吊有效桩长23米，桩顶标高为66m。

承台设计如下：

承台长l（m）

5

承台宽b（m）

5

承台高h（m）

1.5

承台混凝土强度等级

C30

承台混凝土自重γc（kN/m3）

25

承台上部覆土厚度h'（m）

0

承台上部覆土的重度γ'（kN/m3）

19

承台混凝土保护层厚度δ（mm）

100

承台底部长向配筋

HRB40020@200

承台底部短向配筋

HRB40020@200

承台顶部长向配筋

HRB40020@200

承台顶部短向配筋

HRB40020@200

承台拉筋

HRB40014

布置方式

梅花型布置

3.2安全验算

详见计算书

第四章塔吊基础施工

1、基础施工顺序

桩位放线→桩基施工→承台基础放线→土方开挖→浇注砼垫层→钢筋绑扎→固定支腿预埋安装→模板支设→浇筑砼→养护

2、桩基施工

2.1桩基施工

桩基施工工艺详见预应力管桩专项施工方案；

2.2土方开挖、垫层浇筑

本工土方开挖采用机械开挖。

当挖到塔吊基坑设计标高200mm处，人工清除基坑底土方，修底铲平，立即通知业主、监理检查土质情况，合格后立即施工100mm厚C15砼垫层，防止基坑暴晒及地下水浸泡基础，出现塌方现象。

2.3模板制安 

根据塔吊基础图，精心组织人力按要求配置模板。

施工定位点在垫层面上弹出塔吊基础边框线，侧模采用12mm厚木胶合板拼制，后背采用50*100mm木枋及￠48*3.5扣件式钢管支撑加固，模板搭设保证稳定，防止混凝土浇筑过程中涨模、位移等现象出现。

2.4承台钢筋施工

承台按照直径为20HRB400级钢筋双层双向设置，间距200mm，要求进行配筋，箍筋及拉筋为直径14HRB400级钢筋，拉筋梅花形布置，并按照实际平面形式进行钢筋加工和安装。

当预埋固定支腿与主筋交叉时，主筋位置可作相应调整，但主筋数量不得减少和切断。

钢筋保护层厚度为100mm

2.5固定螺栓预埋、安装

塔身的预埋位置是本工程最关键一步，它的定位直接影响塔吊的安置，因此在对塔身的定位埋设严格按设计图。

用钢筋和定位磨具与基础钢筋焊接来固定地角螺栓，严格检查控制螺栓平面定位与标高，并且与基础钢筋及马凳焊在一起，防止在浇筑砼时引起塔身的位置偏移。

固定基础预埋螺栓按以下步骤进行：

（1）待桩基施工完成后，开挖承台基坑，承台底部浇筑C15素混凝土、厚度10mm作为垫层，承台制作严格按照设计标高，保证承台上表面与地面相平，承台周边配模，拆模后回填碎石。

（2）塔吊基座垫板以下砼回填率＞95%，四块垫板上平面保证水平，垫板允许嵌入砼内5-6mm。

（3）四组地脚螺栓（16根）相对位置必须准确，组装后必须保证地脚螺栓孔的相对角线误差不大于2mm，确保固定基节的安装。

（4）允许在固定基节与垫板之间加垫片，垫片面积必须大于垫板面积的90%，且每个支腿下面最多只能加两块垫片，确保固定基节安装后的水平度小于1/750，其中心线与水平面垂直度误差为1.5/1000。

（5）钢筋须与承台底筋连接。

（6）拧紧地脚螺栓时，不允许使用大锤敲打扳手，地脚螺栓只能使用依次，不允许重复使用。

2.6基础承台砼浇筑

钢筋及预埋件安装完毕，并检查验收合格方可浇筑混凝土。

基础承台砼强度等级为C30，使用商品砼，采用砼泵车输送、插入式振动棒振捣。

浇筑时，必须分层进行，按每层500mm连续浇筑。

浇捣必须密实，但不宜过振，不得留施工缝，浇筑的同时现场制作同条件试块。

砼浇筑完后浇水覆盖养护，安装塔机时基础混凝土达到80%以上设计强度，塔机运行使用时基础混凝土达到100%设计强度方可；

3、基础施工要求及注意事项 

3.1、施工要求 

1）、本方案执行前必须经过监理单位和工程设计单位的批准； 

2）、留出安装作业面，大小要满足25吨汽车吊站位以及塔吊起重臂的拼装； 3）、定位必须按图纸进行严格施工； 

4）、先铺设基础底钢筋网片，然后安放马凳和预埋节与钢筋绑扎同步进行，马凳必须与塔吊基础主筋焊接牢固，避免因震动跑偏

5）、基础采用C30混凝土，并捣实，确保预埋节水平度在1‰内；

 6）、当混凝土强度达到80%以上，方能安装塔吊； 

7）、做两组防雷接地，接地电阻不大于4Ω。

提供70KW的塔机专用电源，单独拉设配电箱。

防雷接地做法：

用两块-4×100的钢板立埋于基础旁边，用镀锌扁铁与塔基标准节Ⅱ连接。

8）塔基混凝土浇筑前，必须对钢筋和标准节埋入深度安装尺寸进行隐蔽验收，并作好隐蔽资料，经监理确认合格后才能进行下道工序施工。

3.2、安装注意事项 

1）塔机供电电源为三相五线制，必须采用接地保护，零线不接塔身，重复接地的接地电阻不得大于4Ω。

2）塔机的臂长范围外的5~10米不应有高、低压电线杆（低压5米，高压10米）。

第五章检查验收

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。

2、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。

（4）、基础的尺寸允许偏差符合下表规定：

项目

允许偏差（mm）

检验方法

标高

±20

水准仪或拉线、钢尺检查

平面外形尺寸（长度、宽度、高度）

±20

钢尺检查

表面平整度

10、L/1000

水准仪或拉线、钢尺检查

洞穴尺寸

±20

钢尺检查

预埋锚栓

标高（顶部）

±20

水准仪或拉线、钢尺检查

中心距

±2

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。

3、桩基检查验收

（1）、预制桩（包括预制混凝土桩、预应力混凝土管桩、钢桩）施工过程中进行下列检验：

1）、打入深度、停锤标准、静压终止压力值及桩身（或架）垂直度检查；

2）、接桩质量、接桩间歇时间及桩顶完整状况；

3）、每米进尺锤击数、最后1.0m锤击数、总锤击数、最后三阵贯入度及桩尖标高等。

（2）、成桩桩位偏差的检查按现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202和行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94的规定执行。

（3）、桩基宜随同主体结构基础的工程桩进行承载力和桩身质量检验。

（4）、桩基与承台的连接构造以及主筋的锚固长度符合《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187和现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94的规定。

第六章质量保证措施

基础质量要求

本工程塔吊基础为预应力管桩基础，施工时应严格按照《预应力砼管桩》（10G409）执行。

其它要求如下：

（1）地脚螺栓孔位的对角线误差不大于2mm；

（2）垫板下砼填充率95%以上；

（3）垫片面积必须大于垫板面积的90%，且每个支腿下面最多只能加两块垫片，确保固定基节安装后的水平度小于1/750，其中心线与水平面垂直度误差为1.5/1000。

八、安全管理措施 

1、塔吊安装（拆除）严格按照塔吊安装（拆除）操作顺序进行操作，在安装（拆除）过程中禁止违章操作。

2、塔吊司机必须具有上岗证，持证上岗；塔吊司机负责让掉的日常维护与保养，协同我方安全员定期或异常情况下对塔吊进行检查，主要检查机械零部件的使用情况，安全防护、基础的不均匀沉降情况

塔吊四桩基础的计算书

依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）。

一.参数信息

塔吊型号:

QTZ63

塔机自重标准值:

Fk1=450.80kN

起重荷载标准值:

Fqk=60.00kN

塔吊最大起重力矩:

M=630.00kN.m

非工作状态下塔身弯矩:

M=-356.86kN.m

塔吊计算高度:

H=30m

塔身宽度:

B=1.65m

桩身混凝土等级:

C80

承台混凝土等级:

C30

保护层厚度:

H=50mm

矩形承台边长:

H=5.0m

承台厚度:

Hc=1.5m

承台箍筋间距:

S=200mm

承台钢筋级别:

HRB400

承台顶面埋深:

D=0.0m

桩直径:

d=0.4m

桩间距:

a=3.6m

桩钢筋级别:

HRB335

桩入土深度:

25m

桩型与工艺:

预制桩

桩空心直径:

0.1m

计算简图如下：

二.荷载计算

1.自重荷载及起重荷载

1）塔机自重标准值

Fk1=450.8kN

2）基础以及覆土自重标准值

Gk=5×5×1.50×25=937.5kN

3）起重荷载标准值

Fqk=60kN

2.风荷载计算

1）工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值

a.塔机所受风均布线荷载标准值（Wo=0.2kN/m2）

Wk=0.8×1.59×1.95×1.2×0.2=0.60kN/m2

qsk=1.2×0.60×0.35×1.65=0.41kN/m

b.塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=0.41×30.00=12.38kN

c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×12.38×30.00=185.64kN.m

2）非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值

a.塔机所受风均布线荷载标准值（本地区Wo=0.35kN/m2）

Wk=0.8×1.63×1.95×1.2×0.35=1.07kN/m2

qsk=1.2×1.07×0.35×1.65=0.74kN/m

b.塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=0.74×30.00=22.20kN

c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×22.20×30.00=333.05kN.m

3.塔机的倾覆力矩

工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

Mk=-356.86+0.9×（630+185.64）=377.22kN.m

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

Mk=-356.86+333.05=-23.81kN.m

三.桩竖向力计算

非工作状态下：

Qk=（Fk+Gk）/n=（450.8+937.50）/4=347.08kN

Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+Fvk×h）/L

=（450.8+937.5）/4+Abs（-23.81+22.20×1.50）/5.09=348.94kN

Qkmin=（Fk+Gk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L

=（450.8+937.5-0）/4-Abs（-23.81+22.20×1.50）/5.09=345.21kN

工作状态下：

Qk=（Fk+Gk+Fqk）/n=（450.8+937.50+60）/4=362.08kN

Qkmax=（Fk+Gk+Fqk）/n+（Mk+Fvk×h）/L

=（450.8+937.5+60）/4+Abs（377.22+12.38×1.50）/5.09=439.83kN

Qkmin=（Fk+Gk+Fqk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L

=（450.8+937.5+60-0）/4-Abs（377.22+12.38×1.50）/5.09=284.32kN

四.承台受弯计算

1.荷载计算

不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：

工作状态下：

最大压力Ni=1.35×（Fk+Fqk）/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L

=1.35×（450.8+60）/4+1.35×（377.22+12.38×1.50）/5.09=277.36kN

非工作状态下：

最大压力Ni=1.35×Fk/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L

=1.35×450.8/4+1.35×（-23.81+22.20×1.50）/5.09=154.66kN

2.弯矩的计算

依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4.2条

其中Mx,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值（kN.m）；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；

Ni──不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值（kN）。

由于工作状态下，承台正弯矩最大：

Mx=My=2×277.36×0.98=540.85kN.m

3.配筋计算

根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条

式中α1──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94,期间按线性内插法确定；

fc──混凝土抗压强度设计值；

h0──承台的计算高度；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2。

底部配筋计算:

αs=540.85×106/（1.000×14.300×5000.000×14502）=0.0036

η=1-（1-2×0.0036）0.5=0.0036

γs=1-0.0036/2=0.9982

As=540.85×106/（0.9982×1450.0×360.0）=1038.0mm2

承台底部实际配筋面积为As0=3.14×202/4×Int（5000/200）=7854mm2

实际配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求!

经济考虑，可优化配筋参考方案为：

钢筋直径为6mm，钢筋间距为130mm，配筋面积为1087mm2

五.承台剪切计算

最大剪力设计值：

Vmax=277.36kN

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）的第6.3.4条。

我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：

式中λ──计算截面的剪跨比,λ=1.500

ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.430N/mm2；

b──承台的计算宽度，b=5000mm；

h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1450mm；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2；

S──箍筋的间距，S=200mm。

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!

六.承台受冲切验算

角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩冲切承载力验算

七.桩身承载力验算

桩身承载力计算依据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）的第5.8.2条

根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1.35×439.83=593.76kN

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中Ψc──基桩成桩工艺系数，取0.85

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35.9N/mm2；

Aps──桩身截面面积，Aps=117810mm2。

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为236mm2

综上所述，全部纵向钢筋面积236mm2

桩实际配筋面积为As0=3.14×62/4×10=283mm2

实际配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求!

八.桩竖向承载力验算

依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）的第6.3.3和6.3.4条

轴心竖向力作用下，Qk=362.08kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=439.83kN

桩基竖向承载力必须满足以下两式：

单桩竖向承载力特征值按下式计算：

其中Ra──单桩竖向承载力特征值；

qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值；

qpa──桩端端阻力特征值，按下表取值；

u──桩身的周长，u=1.26m；

Ap──桩端面积,取Ap=0.13m2；

li──第i层土层的厚度,取值如下表；

厚度及侧阻力标准值表如下:

序号

土层厚度（m）

侧阻力特征值（kPa）

端阻力特征值（kPa）

土名称

1

10.00

55.00

950.00

粘性土

2

15

55.00

950.00

粘性土

由于桩的入土深度为25m,所以桩端是在第2层土层。

最大压力验算:

Ra=1.26×（10×55+15×55）+950×0.13=1847.26kN

由于:

Ra=1847.26>Qk=362.08,最大压力验算满足要求!

由于:

1.2Ra=2216.71>Qkmax=439.83,最大压力验算满足要求!

塔吊计算满足要求！