1#2#5#塔吊基础施工方案.docx

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1#2#5#塔吊基础施工方案

新光三越百货温江商业大楼兴建工程

1#、2#、5#塔吊基础施工方案

中国建筑第五工程局

成都新光三越百货温江商业大楼兴建工程

2012年6月14日

目录

一、编制说明3

1.1编制依据3

1.2编制审核人员3

1.3本施工方案的发放范围3

二、工程概况4

三、塔吊基础设计概况4

1.1、塔吊基础定位考虑因素4

1.2、塔吊基础设计5

四、施工流程6

五、施工要点6

六、塔吊基础防雷设计7

一、编制说明

1.1编制依据

1）新光三越百货温江商业大楼兴建工程有关设计图纸；

2）新光三越百货温江商业大楼兴建工程地质勘察报告；

3）本施工方案涉及的有关的国家（地方）或行业规范、规程、法规、标准、图集：

《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）

《地基基础设计规范》（GB50007-2002）

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

1.2编制审核人员

编制人员：

田力耕（高级工程师）周江（助理工程师）

审核人员：

分公司相关部门

1.3本施工方案的发放范围

分公司：

工程部、技术部、商务合约部、物资设备部

项目部：

工程部、技术部、质量部、安全部、机电部、合约部、采购部、综合办公室、生产经理、技术经理

二、工程概况

本工程由1栋22层办公楼及3个7-8层商业裙楼组成，含三层地下室。

项目共占地42358.12㎡，总建筑面积323063.2㎡，基础采用平板式筏形基础，基础持力层为中密-密实卵石层。

本工程拟计划使用5台QTZ80（6013）塔吊，一台QTZ63（5013）塔吊，根据工程的施工部署情况，1#、2#塔吊选用QTZ80（6013）塔吊，5#塔吊选用QTZ63（5013）各塔吊基本布置及塔吊用途详见附-1。

三、塔吊基础设计概况

1.1、塔吊基础定位考虑因素

1）首先考虑满足施工部署所要求的覆盖范围；

2）其次考虑对基础底板附近柱墩及独立柱不造成影响；

3）并考虑了塔吊标准节尽量避开上部结构主梁位置；

4）并使塔身与建筑结构外边缘距离保证在4-6m范围内，便于塔吊附着和外架搭设；

5）避开基础筏板的积水坑电梯井。

1#塔吊布置在I-1区域，定位图如下：

图3-1

2#塔吊布置在Ⅱ-3区域，定位示意图如下图：

图3-2

5#塔吊布置在III-2区域，定位图如下：

图3-3

1.2、塔吊基础设计

1）QTZ80（6013）塔吊基础大小设计为6000mm×6000mm×1500mm，QTZ63（5013）塔吊基础大小设计为5000mm×5000mm×1500mm，基础为配筋混凝土基础，基础顶标高与所在抗水板结构顶标高一致，为-14.25m。

塔吊基础主要受力为倾覆力矩及轴向压力，主要在基础底面受力，塔吊基础底面配筋需进行计算（计算过程附后），基础顶面配筋采用原有抗水板配筋。

2）1#塔吊基础配筋图详见附-2，2#塔吊基础配筋图详见附-3，5#塔吊基础配筋图详见附-4，QTZ80（6013）塔吊基础计算书详见附-6，QTZ63（5013）塔吊基础计算书详见附-7。

四、施工流程

基础位置第一次测量定位→抗浮锚杆施工→土方开挖及人工拣底→垫层浇筑→基础位置二次测量定位→砖胎模施工→防水及保护层施工→钢筋制作、绑扎→模板支设、加固→塔吊预埋件测量定位→塔吊预埋件和基座就位、加固→基础砼浇筑→砼养护。

五、施工要点

1、土方开挖不能扰动塔吊基础持力层，也不能对周边抗水板及柱墩持力层造成扰动，注意抗浮锚杆的成品保护，并预留300mm原状土进行人工拣底。

2、用全站仪进行精确定位放线，并做好复核工作。

3、塔吊基础阴阳角处应做好R角且防水必须做好附加层。

4、模板支设与加固必须牢固，避免因混凝土压力过大造成跑模。

5、基础顶面用水泥砂浆找平，用水准仪校水平，倾斜度和平整度误差不超过1/5000；

6、地脚螺栓位置、尺寸要精确定位，并做好复核工作。

尺寸误差不超过±0.5mm，螺纹位须抹上黄油，并注意保护。

7、混凝土达到一定强度后，必须进行浇水养护，C40砼强度达到80%后方可进行塔吊安装。

8、基础底部钢筋保护层同筏板钢筋保护层，为40mm。

9、塔吊基础与抗水板相接处留设施工缝，施工缝应设置遇水膨胀止水条，设置做法参见结构施工总说明图一中筏板后浇带处理方法。

10、抗浮锚杆桩头的节点处理。

抗浮锚杆桩头节点处理详见附-5。

11、基础施工前应由塔吊拆装队技术负责人进行如下几方面的技术交底：

混凝土强度等级、钢筋配置图、基础与建筑平面图、基础剖面图、基础表面平整度要求、预埋螺栓误差要求等，接受交底人为工程施工负责人，双方书面交底并签字。

12、基础施工应由塔机所有部门派专人监督整个施工过程，同时做好各个隐蔽验收纪录，如钎探纪录、地基隐蔽工程验收纪录等。

六、塔吊基础防雷设计

塔吊基础施工应考虑塔吊的防雷及接地措施，根据本工地现场实际情况，拟定以下方案：

1、在塔吊基础内选用4组抗浮锚杆（每组由3根直径为28的HRB400螺纹钢焊接）作为接地极，通过基础底板钢筋使4组接地极之间相互焊接连通，并选用2根直径为18的HRB400钢筋作为引下线；

2、塔吊基础面筋绑扎后，将面筋外围一圈4个角焊接连通，并于2根引下线焊接连通；

3、将-40*4镀锌扁钢沿面筋表面敷设，并与面筋外圈焊接，焊接点不低于2处，然后将镀锌扁钢引出至塔吊专用接地装置位置，采用铜质接地软线连接，电阻值应小于4Ω。

4、防雷引下线利用塔吊自身的金属构件引下，不需另行装设接闪器。

5、核验接地体电阻值：

5.1根据塔吊接地电阻不大于4Ω的要求，采用ZC-8接地摇表测量接地电阻方法如下：

1）沿被测接地极E，将电位探测针P和电流探测针依直线彼此相距20米垂直插入地中（深400mm），电探测位针P要插在接地极E和电流探测针C之间；

2）用仪表所附的导线分别将E1、P1、C1连接到接地摇表上相应的端子E、P、C上；

3）将接地摇表指针调到中心线上；

4）将倍率标度置于合理倍数，以120转/分钟摇动发电机手柄，同时旋动测量标度盘并调整测量标度盘使指针指到中心线上并观察读数得出结果。

5.2如果实测塔吊接地电阻大于4Ω，则不符合要求，则需多增加抗浮锚杆做为人工接地体，直至满足要求为止。

6、质量要求：

6.1材料质量符合设计要求，接地电阻值符合设计要求；

6.2扁钢的搭接长度应为其宽度的二倍以上，三面施焊。

圆钢的搭接长度为其直径的6倍，双面施焊，焊口清除焊药；

6.3圆钢与扁钢搭接时，其搭接长度为圆钢直径的６倍；

6.4焊口、焊面饱满，不得有夹渣、咬肉、裂纹、气孔和药皮处理不干净现象。

附-6

QTZ80（6013）塔吊基础计算书

1、参数信息

塔吊型号：

QTZ80（6013），塔吊起升高度H：

70.00m，

塔身宽度B：

1.65m，基础埋深d：

1.50m，

自重G：

650kN，基础承台厚度hc：

1.50m，

最大起重荷载Q：

60kN，基础承台宽度Bc：

6.00m，

混凝土强度等级：

C40，钢筋级别：

HRB400，

基础底面配筋直径：

20mm

额定起重力矩Me：

800kN·m，基础所受的水平力P：

85kN，

标准节长度b：

2.8m，

主弦杆材料：

角钢/方钢,宽度/直径c：

120mm，

所处城市：

四川成都市，基本风压ω0：

0.3kN/m2，

地面粗糙度类别：

D类密集建筑群，房屋较高，风荷载高度变化系数μz：

1.02。

2、塔吊对交叉梁中心作用力的计算

1）、塔吊竖向力计算

塔吊自重：

G=650kN；

塔吊最大起重荷载：

Q=60kN；

作用于塔吊的竖向力：

Fk＝G＋Q＝650＋60＝710kN；

2）、塔吊风荷载计算

依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中风荷载体型系数：

地处四川成都市，基本风压为ω0=0.3kN/m2；

查表得：

风荷载高度变化系数μz=1.02；

挡风系数计算：

φ=[3B+2b+（4B2+b2）1/2]c/（Bb）=[（3×1.65+2×2.8+（4×1.652+2.82）0.5）×0.12]/（1.65×2.8）=0.386；

因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.227；

高度z处的风振系数取：

βz=1.0；

所以风荷载设计值为：

ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×2.227×1.02×0.3=0.477kN/m2；

3）、塔吊弯矩计算

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=0.477×0.386×1.65×70×70×0.5=744.313kN·m；

Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝800＋744.313＋85×1.5＝1671.81kN·m；

3、塔吊抗倾覆稳定验算

基础抗倾覆稳定性按下式计算：

e＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3

式中e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；

Mk──作用在基础上的弯矩；

Fk──作用在基础上的垂直载荷；

Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×6×6×1.5=1350kN；

Bc──为基础的底面宽度；

计算得：

e=1671.81/（710+1350）=0.812m<6/3=2m；

基础抗倾覆稳定性满足要求！

4、地基承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2条承载力计算。

计算简图:

混凝土基础抗倾翻稳定性计算：

e=0.812m<6/6=1m

地面压应力计算：

Pk＝（Fk+Gk）/A

Pkmax＝（Fk+Gk）/A+Mk/W

式中：

Fk──塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重和最大起重荷载,Fk＝710kN；

Gk──基础自重，Gk＝1350kN；

Bc──基础底面的宽度，取Bc=6m；

Mk──倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，Mk＝1671.81kN·m；

W──基础底面的抵抗矩，W=0.118Bc3=0.118×63=25.488m3；

不考虑附着基础设计值：

Pk＝（710＋1350）/62＝57.222kPa

Pkmax=（710+1350）/62+1671.81/25.488=122.814kPa；

Pkmin=（710+1350）/62-1671.81/25.488=0kPa；

地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.2.3条。

计算公式如下:

fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）

fa--修正后的地基承载力特征值（kN/m2）；

fak--地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定；取450.000kN/m2；

ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数；

γ--基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取22.000kN/m3；

b--基础底面宽度（m），当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取6.000m；

γm--基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取22.000kN/m3；

d--基础埋置深度（m）取1.500m；

解得地基承载力设计值：

fa=744.800kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为:

fa=744.800kPa；

地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=57.222kPa，满足要求！

地基承载力特征值1.2×fa大于无附着时的压力标准值Pkmax=122.814kPa，满足要求！

5、基础受冲切承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。

验算公式如下:

F1≤0.7βhpftamho

式中βhp--受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0.当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；取βhp=0.94；

ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；取ft=1.71MPa；

ho--基础冲切破坏锥体的有效高度；取ho=1.45m；

am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=（at+ab）/2；

am=[1.65+（1.65+2×1.45）]/2=3.10m；

at--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；取at＝1.65m；

ab--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；ab=1.65+2×1.45=4.55；

Pj--扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；取Pj=147.38kPa；

Al--冲切验算时取用的部分基底面积；Al=6.00×（6.00-4.55）/2=4.35m2

Fl--相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。

Fl=PjAl；

Fl=147.38×4.35=641.09kN。

允许冲切力：

0.7×0.94×1.71×3100.00×1450.00=5057684.10N=5057.68kN>Fl=641.09kN；

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

6、承台配筋计算

1）.抗弯计算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。

计算公式如下:

MI=a12[（2l+a'）（Pmax+P-2G/A）+（Pmax-P）l]/12

式中：

MI--任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值；

a1--任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离；取a1=（Bc-B）/2＝（6.00-1.65）/2=2.17m；

Pmax--相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取147.38kN/m2；

P--相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值，[BcPmax-a1（Pmax-1.2×Pmin）]/Bc＝[6×147.377－2.17×（147.377－1.2×0）]/6=93.953kPa；

G--考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×6.00×6.00×1.50=1822.50kN；

l--基础宽度，取l=6.00m；

a--塔身宽度，取a=1.65m；

a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.65m。

经过计算得MI=2.172×[（2×6.00+1.65）×（147.38+93.95-2×1822.50/6.002）+（147.38-93.95）×6.00]/12=880.15kN·m。

2）.配筋面积计算

αs=M/（α1fcbh02）

ζ=1-（1-2αs）1/2

γs=1-ζ/2

As=M/（γsh0fy）

式中，αl--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，取为0.94,期间按线性内插法确定，取αl=1.00；

fc--混凝土抗压强度设计值，查表得fc=19.10kN/m2；

ho--承台的计算高度，ho=1.45m。

经过计算得：

αs=880.15×106/（1.00×19.10×10-3×6.00×103×（1.45×103）2）=0.004；

ξ=1-（1-2×0.004）0.5=0.004；

γs=1-0.004/2=0.998；

As=880.15×103/（0.998×1.45×360.00）=1689.20mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:

6000.00×1500.00×0.15%=13500.00mm2。

故取As=13500.00mm2。

建议配筋值：

HRB400钢筋，20@135mm。

承台底面单向根数43根。

实际配筋值13510.6mm2。

附-7

QTZ63（5013）塔吊基础计算书

一、参数信息

塔吊型号：

QTZ63（5013），塔吊起升高度H：

62.00m，

塔身宽度B：

1.5m，基础埋深d：

1.50m，

自重G：

500kN，基础承台厚度hc：

1.50m，

最大起重荷载Q：

60kN，基础承台宽度Bc：

5.00m，

混凝土强度等级：

C40，钢筋级别：

HRB400，

基础底面配筋直径：

20mm

地基承载力特征值fak：

450kPa，

基础宽度修正系数ηb：

3，基础埋深修正系数ηd：

4.4，

基础底面以下土重度γ：

22kN/m3，基础底面以上土加权平均重度γm：

22kN/m3。

二、塔吊对交叉梁中心作用力的计算

1、塔吊竖向力计算

塔吊自重：

G=500kN；

塔吊最大起重荷载：

Q=60kN；

作用于塔吊的竖向力：

Fk＝G＋Q＝500＋60＝560kN；

2、塔吊弯矩计算

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mkmax＝2174.98kN·m；

三、塔吊抗倾覆稳定验算

基础抗倾覆稳定性按下式计算：

e＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3

式中e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；

Mk──作用在基础上的弯矩；

Fk──作用在基础上的垂直载荷；

Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×5×5×1.5=937.5kN；

Bc──为基础的底面宽度；

计算得：

e=2174.98/（560+937.5）=1.452m<5/3=1.667m；

基础抗倾覆稳定性满足要求！

四、地基承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2条承载力计算。

计算简图:

混凝土基础抗倾翻稳定性计算：

e=1.452m>5/6=0.833m

地面压应力计算：

Pk＝（Fk+Gk）/A

Pkmax＝2×（Fk＋Gk）/（3×a×Bc）

式中Fk──作用在基础上的垂直载荷；

Gk──混凝土基础重力；

a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离（m），按下式计算：

a＝Bc/20.5－Mk/（Fk＋Gk）＝5/20.5-2174.98/（560+937.5）=2.083m。

Bc──基础底面的宽度，取Bc=5m；

不考虑附着基础设计值：

Pk＝（560＋937.5）/52＝59.9kPa

Pkmax=2×（560+937.5）/（3×2.083×5）=95.85kPa；

地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.2.3条。

计算公式如下:

fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）

fa--修正后的地基承载力特征值（kN/m2）；

fak--地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定；取450.000kN/m2；

ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数；

γ--基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取22.000kN/m3；

b--基础底面宽度（m），当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取5.000m；

γm--基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取22.000kN/m3；

d--基础埋置深度（m）取2.000m；

解得地基承载力设计值：

fa=727.200kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为:

fa=727.200kPa；

地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=59.900kPa，满足要求！

地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力标准值Pkmax=95.850kPa，满足要求！

五、基础受冲切承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。

验算公式如下:

F1≤0.7βhpftamho

式中βhp--受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0.当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；取βhp=0.94；

ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；取ft=1.71MPa；

ho--基础冲切破坏锥体的有效高度；取ho=1.45m；

am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=（at+ab）/2；

am=[1.50+（1.50+2×1.45）]/2=2.95m；

at--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；取at＝1.5m；

ab--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；ab=1.50+2×1.45=4.40；

Pj--扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；取Pj=115.02kPa；

Al--冲切验算时取用的部分基底面积；Al=5.00×（5.00-4.40）/2=1.50m2

Fl--相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。

Fl=PjAl；

Fl=115.02×1.50=172.53kN。

允许冲切力：

0.7×0.94×1.71×2950.00×1450.00=4812957.45N=4812.96kN>Fl=172.53kN；

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

六、承台配筋计算

1.抗弯计算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。

计算公式如下:

MI=a12[（2l+a'）（Pmax+P-2G/A）+（Pmax-P）l]/12

式中：

MI--任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值；

a1--任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离；取a1=（Bc-B）/2＝（5.00-1.50）/2=1.75m；

Pmax--相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取115.02kN/m2；

P--相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值，P＝Pmax×（3×a－al）/3×a＝115.02×（3×1.5-1.75）/（3×1.5）=70.29kPa；

G--考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×5.00×5.00×1.50=1265.63kN/m2；

l--基础宽度，取l=5.00m；

a--塔身宽度，取a=1.50m；

a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.50m。

经过计算得MI=1.752×[（2×5.00+1.50）×（115.02+70.29-2×1265.63/5.002）+（115.02-70.29）×5.00]/12=303.78kN·m。

2.配筋面积计算

αs=M/（α1fcbh02）

ζ=1-（1-2αs）1/2

γs=1-ζ/2

As=M/（γsh0fy）

式中，αl--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，取为0.94,期