塔吊基础施工方案.docx
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塔吊基础施工方案.docx
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塔吊基础施工方案
塔吊基础施工方案
1编制依据
序号
编制依据
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
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)
4
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)
5
《塔式起重机安全规程》(GB5114-2006)
6
《塔式起重机操作使用规程》(JG/T100—1999)
7
《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ33-2012)
8
《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-2011)
9
xxx工程施工图纸
10
xxx工程岩土工程勘察报告
11
xxx工程施工组织设计
12
《xxx标准化管理图册》
13
《TC6020A塔式起重机使用说明书》
2工程概况
2.1项目规模
xxx项目总建筑面积20821.53平方米,用地面积16847.6平方米。
主要包括拆除原有教学楼(拆除面积4750平方米,拆除教室31间)并新建一栋5层教学楼共34班,局部地下一层为地下停车库、设备用房和体育活动场地,建筑总高度22.05米,层高含3.6米、4.8米、11.9米、12.9米等,新建面积约8175.06平方米;原实验楼约7861.15平方米进行结构加固、内部功能改造和立面翻新,建筑高度19.25米;原办公楼地上4层立面改造和地下室1层功能改造,改造平面面积约4484.3平方米,改造立面面积6553.86平方米,建筑高度14.4米。
2.2项目参建单位概况
本工程主要参建单位如下:
序号
参建方
参建单位名称
1
建设单位
xxx
2
设计单位
xxx
3
监理单位
xxx
4
勘察单位
xxx
5
施工单位
xxx
2.3工程地质概况
本工程±0.00高相当于绝对标高38.44m,场地主要土(岩)层由上至下主要为:
素填土:
厚度0.50m~3.60m;2粘土:
层厚5.60~15.10m;3砾质粘性土:
层厚2.20~8.60m;4-1全风化花岗岩、4-2强风化花岗岩:
全风化花岗岩顶面埋深为24.85~36.66m;强风化花岗岩顶面埋深为21.13m~37.58m。
拟建场地内无地表水分布,大气降水形成的地表水少部分垂直渗入地表以下,大部分排出场地外。
,勘察测得其混合稳定水位埋深为5.15~8.30m,相应标高为26.10~32.95m。
地下水位受季节及降雨量影响。
根据深圳地区经验地下水位变化幅度一般为1.50~2.50m。
3塔吊布置原则、选型及塔吊平面布置
3.1塔吊布置原则
(1)综合考虑主体结构施工垂直运输需求,塔吊布置须有效覆盖地下室绝大部分及上部主体结构和重要加工场地。
(2)综合考虑塔吊布置避开功能用房、穿结构避免断开结构梁及少对结构甩项,同时应考虑塔吊拆除方便。
(3)考虑工程周边建筑的影响。
3.2塔吊选型及定位
根据上述布置原则,并结合本工程实际情况、工期等方面要求,现场拟配置一台臂长60m的TC6020A塔式起重机(采用支腿固定式,独立高度52m),满足现场材料、设备水平及垂直运输,塔吊相关性能参数及平面布置如下表、图所示:
表1TC6020A60m臂长塔吊起重性能特性
幅度m
2.5~16.1
18
20
22
24
26
28
29.5
32
34
35
起重量(t)
两倍率
5.00
4.53
4.21
3.92
四倍率
10.00
8.78
7.77
6.94
6.26
5.69
5.20
4.88
4.42
4.10
3.81
幅度m
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
起重量(t)
两倍率
3.66
3.44
3.23
3.04
2.87
2.72
2.57
2.44
2.32
2.20
2.10
2.00
四倍率
3.55
3.33
3.12
2.93
2.76
2.61
2.46
2.33
2.21
2.09
1.99
1.89
图1塔吊平面布置图(包括与建筑轮廓关系)
4塔吊基础设计
4.1塔吊基础位置土层结构分布情况
结合设计图纸及地勘报告,塔吊基础位置土层结构分布情况可参考ZK8,钻孔地质柱状图如下图所示。
图2ZK8地质柱状图
4.2塔吊基础选型
结合塔吊布置位置工程地质情况、塔吊使用说明书、底板结构设计图纸等资料,本工程塔吊基础拟采用7m×7m×1.5m矩形板式基础,基础底高程为33.59选用砾质黏性土作为塔吊基础持力层,砾质黏性土承载力特征值为220KPa。
基础配筋为上层双向HRB40020@180,下层双向HRB40025@180,架立筋为HRB40012@600,基础砼强度采用C35,抗渗等级P8。
4.3塔吊基础定位
本工程塔吊基础位于地下室底板,塔吊基础顶标高与地下室底板顶同高,塔吊穿过地下室顶板,塔吊基础定位坐标、与建筑结构关系大样如下表、图所示。
表2塔吊基础坐标定位表
A点
X=19239.642
B点
X=19232.642
Y=107375.894
Y=107375.894
C点
X=19232.642
D点
X=19239.642
Y=107382.894
Y=107382.894
图3塔吊与建筑结构关系大样图
4.4塔吊基础验算
塔吊基础设计验算书见附件计算书。
5塔吊基础、塔身与地下室底板及顶板交接处处理
5.1塔吊基础与地下室底板交接处处理
本工程塔吊基础位于地下室底板,基础顶标高与地下室底板顶标高一致。
塔吊基础先于底板施工,与底板交接位置,在底板厚度中心位置周圈设置好止水钢板,同时应注意留置底板钢筋接头,节点做法如下图所示:
图4塔吊基础与底板交接处理大样图
5.2塔身与地下室顶板交接处处理
本工程塔吊穿越地下室顶板,预留洞口为4~5轴交G~H轴井字梁之间楼板,如下图所示。
顶板结构施工完成后,沿预留洞口砌筑圆形、高度500挡水坎,挡水坎顶部采用模板封闭,模板顶部用抹C20细石砼找坡,如下图所示:
图5塔身穿地下室顶板图
图6塔身与地下室顶板交接处防护大样图
5.3塔吊与建筑物关系图
图7塔吊与建筑物关系立面图
5.4起重机与拆塔时大臂朝向平面图
图8起重机与拆塔时大臂朝向平面图
5.5起重机所在顶板结构剖面图
图9起重机所在顶板结构剖面图
5.6塔吊底部防护措施图
图10塔吊底部防护图
5.7塔吊底部防水示意图
塔吊底部采用灰砂砖砌筑300高240厚挡水坎,两侧均抹灰,预备一台水泵,如坎内有积水及时抽出。
图11塔吊底部防水图
5.8塔吊基础配筋图
图12塔吊基础配筋图
6塔吊基础施工
6.1砖胎膜(模板)施工
(1)垫层施工:
塔吊基础土方开挖后,人工修整,浇筑100厚C15砼垫层。
(2)砖胎膜施工:
本工程塔吊基础砖胎膜采用M5水泥砂浆砌筑MU10水泥砖,厚度240mm,内侧抹灰,顶部抹20厚1:
3水泥砂浆,砖胎膜高度低于周边底板垫层面20mm(顶部抹灰后平周边底板垫层面)。
(3)底板高度范围内模板采用快易收口网,钢筋焊接支架固定,注意周圈留置防水收头凹槽(预埋方木)。
6.2钢筋施工
(1)钢筋绑扎时钢筋级别、直径、根数及间距必须满足设计要求。
(2)上下层钢筋采用直径25钢筋焊接马镫,间隔1m梅花型布置,与架立筋重叠处可兼做架立筋。
(3)钢筋绑扎前,画线控制间距,同时应预留预埋支腿下放位置,待支腿安装、加固、调整完成后再完成剩余钢筋绑扎。
钢板筋必须满绑,不得出现‘隔一绑一’的跳绑形式。
绑扎钢筋网的长、宽允许偏差为±10mm,采用钢尺检查;网眼允许尺寸偏差为±20mm,采用钢尺量连续三档,取平均值。
(4)钢筋绑扎基本完成后,将装配好的固定支腿和塔身预埋支腿固定基节整体吊入钢筋网内并进行加固,加固完成后完善剩余钢筋绑扎。
应注意固定支腿周围的钢筋数量不得减少和切断。
主筋通过支腿有困难时,允许主筋避让。
(5)塔吊基础钢筋绑扎时应注意预留底板底筋,并满足搭接长度;周边底板结构施工时,应预留塔吊基础位置底板面筋,并满足搭接长度。
(6)在固定基节的两个方向的中心线上挂铅垂线,保证预埋后塔身节中心线与水平面的垂直度≤1.5/1000。
6.3砼浇筑
(1)混凝土浇筑采用商品混凝土,混凝土进场必须先检查混凝土随车票据,确定混凝土强度等级、塌落度、出厂时间、浇筑部位、抗渗等级等基本信息,确保浇筑混凝土正确。
(2)塔吊基础混凝土浇筑时,自塔吊预埋支腿中间部位向四周均匀浇筑,严禁自基础一侧向另外一次依次推进,保证基础预埋件周围混凝土高差,从而保证基础节平整度,砼浇筑过程中需测量人员全程监测,发现误差超出7.2第(5)条要求,立即处理。
(3)混凝土浇筑时必须严格振捣,振捣采用φ50振捣棒,采用快插慢拔,均匀振捣。
振捣过程中严禁触碰塔吊基础预埋件。
(4)塔吊基础施工必须按要求留置同条件试块。
(5)在塔吊基础外侧设置积水井,及时排水避免塔吊基础节及基础下卧土层遭水长期浸泡。
7塔吊送配电系统及防雷
每台塔吊设一个专用配电箱,保证塔吊正常用电。
塔吊基础钢筋与塔吊地脚螺栓焊接在一起,作为防雷基体,如接地电阻达不到要求,引两根钢筋与正式工程的接地母线焊接在一起。
使用过程中做好防雷接地电阻测试记录。
底板及首层地面塔吊标准节周边及设置定型化、工具式防护栏进行维护,维护高度2m(详见下图)。
图13塔吊周边防护图
图14塔吊周边防护效果图
8塔吊安全管理措施
(1)须规范塔吊操作手及指挥人员的操作指挥。
所有塔吊操作人员和指挥均应持证上岗,并因进行岗前培训和群塔作业安全技术交底。
(2)各塔吊指挥人员在发出指挥信号前必须密切注意可能和本机发生碰撞的其它塔吊的动态,发现相邻塔吊起重臂转向本机起重臂时,及时提醒操作手,并发出正确的避让指令。
(3)操作手将本机向作业区域内其它正在作业的塔吊靠近时,应密切注意其作业动向,防止钢丝绳及吊钩、吊物、起重臂、拉杆、平衡臂之间的互碰撞。
(4)所有塔吊指挥和操作手在作业时必须配备性能可靠的对讲机,任何一台塔吊如有操作手或指挥未用对讲机联络,不得作业。
每一台塔吊所使用的对讲机必须加密,严禁窜台(每一部对讲机只能呼叫相对应的塔吊操作手和指挥员)。
(5)现场所有指挥人员必须相互协作,在塔吊重复作业区指挥交替起吊,如有一台塔吊在重复作业区内起吊重物,其他塔吊指挥应密切注意本机作业的动态,防止本机平衡臂碰撞其它塔吊的钢丝绳或吊钩、吊物。
(6)各塔吊操作手和指挥员在作业过程中应相互谦让,原则上空车应让起吊重物的塔吊先行旋转。
(7)在作业间歇时,各塔吊操作手必须将本机转至远离其它塔吊作业的方向,将小车收回,吊钩升起,不得将本机停在其它塔吊作业区域内。
(8)当塔吊在复杂作业区内因故停机时,应尽量将吊臂回转至远离其它塔吊作业的方向后,取下吊钩钢丝绳,收起吊钩,小车收至起重臂根部,停机待修不能回转的应提醒相邻塔吊。
(9)各塔吊操作手下班时,塔吊起重臂必须一致朝向办公室活动板房方向,呈平行布置,并将小车收回起重臂根部,吊钩升至最高。
(10)塔吊操作手严格执行“十不吊”,在未接到指挥人员的正确、清楚的指令下,严禁起钩、回转、变幅,否则由此造成的一切后果自己承担。
(11)塔吊操作手应经常检查回转刹车的制动性能,若制动力不够或制动失效,应及时通知有关机械主管人员,及时排除隐患,严禁塔吊带病运行。
(12)塔吊操作手应熟悉塔吊性能,并自觉学习相关起重知识,不断提高自身的操作素质,增强安全意识,做到四不伤害(不伤害自己、不伤害他人、不被他人伤害、保证他人不被伤害),及时排除物的不安全状态和人的不安全行为。
增强责任心,要有好的职业道德操守。
确保人、机安全。
(13)严禁疲劳、酒后、带病操作。
(14)浇筑完地下室顶板后,塔吊洞口周边顶板支模架保持至塔吊拆除阶段,以确保塔吊洞口周边顶板结构安全。
图15塔吊周边顶板回顶示意图
附件:
塔吊基础验算书
矩形板式基础计算书
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、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
一、塔机属性
塔机型号
QTZ(TC6020A)-中联重科
塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)
52
塔机独立状态的计算高度H(m)
55.4
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B(m)
2
二、塔机荷载
塔机竖向荷载简图
1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0(kN)
435.75
起重臂自重G1(kN)
85
起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)
23.1
小车和吊钩自重G2(kN)
3.8
小车最小工作幅度RG2(m)
2.5
最大起重荷载Qmax(kN)
100
最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m)
16.1
最小起重荷载Qmin(kN)
18.9
最大吊物幅度RQmin(m)
60
最大起重力矩M2(kN·m)
Max[100×16.1,18.9×60]=1610
平衡臂自重G3(kN)
59
平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)
7
平衡块自重G4(kN)
178.5
平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)
12.65
2、风荷载标准值ωk(kN/m2)
工程所在地
广东深圳市
基本风压ω0(kN/m2)
工作状态
0.2
非工作状态
0.75
塔帽形状和变幅方式
锥形塔帽,小车变幅
地面粗糙度
C类(有密集建筑群的城市市区)
风振系数βz
工作状态
1.754
非工作状态
1.882
风压等效高度变化系数μz
0.912
风荷载体型系数μs
工作状态
1.95
非工作状态
1.95
风向系数α
1.2
塔身前后片桁架的平均充实率α0
0.35
风荷载标准值ωk(kN/m2)
工作状态
0.8×1.2×1.754×1.95×0.912×0.2=0.599
非工作状态
0.8×1.2×1.882×1.95×0.912×0.75=2.41
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)
435.75+85+3.8+59+178.5=762.05
起重荷载标准值Fqk(kN)
100
竖向荷载标准值Fk(kN)
762.05+100=862.05
水平荷载标准值Fvk(kN)
0.599×0.35×2×55.4=23.229
倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
85×23.1+3.8×16.1-59×7-178.5×12.65+0.9×(1610+0.5×23.229×55.4)=1381.754
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN)
Fk1=762.05
水平荷载标准值Fvk'(kN)
2.41×0.35×2×55.4=93.46
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)
85×23.1+3.8×2.5-59×7-178.5×12.65-0.5×93.46×55.4=3286.867
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)
1.2Fk1=1.2×762.05=914.46
起重荷载设计值FQ(kN)
1.4Fqk=1.4×100=140
竖向荷载设计值F(kN)
914.46+140=1054.46
水平荷载设计值Fv(kN)
1.4Fvk=1.4×23.229=32.521
倾覆力矩设计值M(kN·m)
1.2×(85×23.1+3.8×16.1-59×7-178.5×12.65)+1.4×0.9×(1610+0.5×23.229×55.4)=2063.725
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
1.2Fk'=1.2×762.05=914.46
水平荷载设计值Fv'(kN)
1.4Fvk'=1.4×93.46=130.844
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.2×(85×23.1+3.8×2.5-59×7-178.5×12.65)-1.4×0.5×93.46×55.4=4462.009
三、基础验算
基础布置图
基础布置
基础长l(m)
7
基础宽b(m)
7
基础高度h(m)
1.5
基础参数
基础混凝土强度等级
C35
基础混凝土自重γc(kN/m3)
25
基础上部覆土厚度h’(m)
0
基础上部覆土的重度γ’(kN/m3)
19
基础混凝土保护层厚度δ(mm)
50
地基参数
地基承载力特征值fak(kPa)
220
基础宽度的地基承载力修正系数ηb
0.3
基础埋深的地基承载力修正系数ηd
1.6
基础底面以下的土的重度γ(kN/m3)
19
基础底面以上土的加权平均重度γm(kN/m3)
19
基础埋置深度d(m)
1.5
修正后的地基承载力特征值fa(kPa)
267.5
地基变形
基础倾斜方向一端沉降量S1(mm)
20
基础倾斜方向另一端沉降量S2(mm)
20
基础倾斜方向的基底宽度b'(mm)
5000
基础及其上土的自重荷载标准值:
Gk=blhγc=7×7×1.5×25=1837.5kN
基础及其上土的自重荷载设计值:
G=1.2Gk=1.2×1837.5=2205kN
荷载效应标准组合时,平行基础边长方向受力:
Mk''=G1RG1+G2RG2-G3RG3-G4RG4-0.5Fvk'H/1.2
=85×23.1+3.8×2.5-59×7-178.5×12.65-0.5×93.46×55.4/1.2
=2855.393kN·m
Fvk''=Fvk'/1.2=93.46/1.2=77.883kN
荷载效应基本组合时,平行基础边长方向受力:
M''=1.2×(G1RG1+G2RG2-G3RG3-G4RG4)-1.4×0.5Fvk'H/1.2
=1.2×(85×23.1-3.8×2.5+59×7-178.5×12.65)-1.4×0.5×93.46×55.4/1.2
=3857.946kN·m
Fv''=Fv'/1.2=130.844/1.2=109.037kN
基础长宽比:
l/b=7/7=1≤1.1,基础计算形式为方形基础。
Wx=lb2/6=7×72/6=57.167m3
Wy=bl2/6=7×72/6=57.167m3
相应于荷载效应标准组合时,同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩:
Mkx=Mkb/(b2+l2)0.5=3286.867×7/(72+72)0.5=2324.166kN·m
Mky=Mkl/(b2+l2)0.5=3286.867×7/(72+72)0.5=2324.166kN·m
1、偏心距验算
(1)、偏心位置
相应于荷载效应标准组合时,基础边缘的最小压力值:
Pkmin=(Fk+Gk)/A-Mkx/Wx-Mky/Wy
=(762.05+1837.5)/49-2324.166/57.167-2324.166/57.167=-28.26<0
偏心荷载合力作用点在核心区外。
(2)、偏心距验算
偏心距:
e=(Mk+FVkh)/(Fk+Gk)=(3286.867+93.46×1.5)/(762.05+1837.5)=1.318m
合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离:
a=(72+72)0.5/2-1.318=3.631m
偏心距在x方向投影长度:
eb=eb/(b2+l2)0.5=1.318×7/(72+72)0.5=0.932m
偏心距在y方向投影长度:
el=el/(b2+l2)0.5=1.318×7/(72+72)0.5=0.932m
偏心荷载合力作用点至eb一侧x方向基础边缘的距离:
b'=b/2-eb=7/2-0.932=2.568m
偏心荷载合力作用点至el一侧y方向基础边缘的距离:
l'=l/2-el=7/2-0.932=2.568m
b'l'=2.568×2.568=6.594m2≥0.125bl=0.125×7×7=6.125m2
满足要求!
2、基础底面压力计算
荷载效应标准组合时,基础底面边缘压力值
Pkmin=-28.26kPa
Pkmax=(Fk+Gk)/3b'l'=(762.05+1837.5)/(3×2.568×2.568)=131.418kPa
3、基础轴心荷载作用应力
Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(762.05+1837.5)/(7×7)=53.052kN/m2
4、基础底面压力验算
(1)、修正后地基承载力特征值
fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)
=220.00+0.30×19.00×(6.00-3)+1.60×19.00×(1.50-0.5)=267.50kPa
(2)、轴心作用时地基承载力验算
Pk=53.052kPa≤fa=267.5kPa
满足要求!
(3)、偏心作用时地基承载力验算
Pkmax=131.418kPa≤1.2fa=1.2×267.5=321kPa
满足要求!
5、基础抗剪验算
基础有效高度:
h0=h-δ=1500-(50+25/2)=1438mm
X轴方向净反力:
Pxmin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×(762.050/49.000-(2855.393+77.883×1.500)/57.167)=-49.194kPa
Pxmax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×(762.050/49.000+(2855.393+77.883×1.500)/57.167)=91.185kPa
假设Pxmin=0,偏心安全,得
P1x=((b+B)/2)Pxmax/b=((7.000+2.000)/2)×91.185/7.000=58.619kPa
Y轴方向净反力:
Pymin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×(762.050/49.000-(2855.393+77.883×1.500)/57.167)=-49.194kPa
Pymax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×(762.050/49.000+(2855.393+77.883×1.500)/57.167)=91.185kPa
假设Pymin=0,偏心安全,得
P1y=((l+B)/2)Pymax/l=((7.000+2.000)/2)×91.185/7.000=58.619kPa
基底平均压力设计值:
px=(Pxmax+P1x)/2=(91.185+58.619)/2=74.902kPa
py=(Pymax+P1y)/2=(91.185+58.619)/2=74.902kPa
基础所受剪力:
Vx=|px|(b-B)l/2=74.902×(7-2)×7/2=1310.78kN
Vy=|p
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