塔吊定位及基础施工方案.docx

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塔吊定位及基础施工方案

一、工程概况

本工程占地面积约10万㎡，建筑面积约195972㎡，包含25栋小高层。

根据现场实际情况，计划安装6台TC6010型塔式起重机，4台TC5610型塔式起重机，2台TC5012型塔式起重机，以配合主体结构、装修施工中物料的垂直和水平运输。

二、编制依据

2.1、《塔式起重机使用说明书》

2.2、本工程设计图纸

2.3、本工程《施工组织设计》

2.4、《塔式起重机设计规范》GB/T13752-2016

2.5、《塔式起重机》GB/T5031-2008

2.6、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009

2.7、PKPM建筑施工安全设施计算软件2012版

三、施工计划

3.1、施工进度计划

拟在收到业主提供可用于作为塔式起重机布设依据的施工图纸后，在人工挖孔桩完成后三天完善该塔式起重机基础施工工作，具体进度详见下表。

塔式起重机基础施工进度计划

序号

工作项名称

持续时间（d）

逻辑关系

1

基础开挖（人工挖孔）

1.5

2

基础垫层施工

0.5

1FS

3

基础钢筋绑扎及埋件留设

1

2FS

4

基础混凝土浇筑

0.5

3FS

3.2、人员计划

序号

工种名称

人员数量

备注

1

管理人员

1

2

测量放线

2

3

钢筋工

2

4

混凝土工

3

5

焊工

1

6

辅工

2

3.3、主要材料及设备计划

序号

材料及设备名称

需求数量

备注

1

挖土机

1台

2

钢筋切断机

1台

3

钢筋弯曲机

1台

4

电焊机

1台

5

插入式振动棒

3根

6

钢筋

3t

7

模板

30㎡

8

混凝土

50m3

9

钢管及木枋

若干

四、塔身组成

塔身从下向上由一节基础节、和若干节标准节组成。

各节尺寸规格详见下表。

表1：

各节尺寸规格

序号

节名称

外皮尺寸

每节长度

1

基础节

1.6m×1.6m

2.825m

2

标准节

2.8m

五、塔式起重机高度选择

根据本工程相关楼栋建筑物高度，吊钩距离建筑物最高点不少于10m的安全高度，采用下表所述选择塔式起重机高度。

表2：

塔式起重机高度

塔式起重机编号

附着建筑物编号

建筑物最大高度

塔身高度

备注

T1

2

33m

58m

塔身标准节至起重臂高度取1m，吊钩至起重臂高度取2m

吊钩与建筑最高点取安全高度8-10m

六、塔式起重机基础选择

根据塔式起重机的结构及表2所列塔式起重机组成，查《塔式起重机使用说明书》得下表所述数据。

表3：

塔式起重机性能及参数表

额定起重力矩

800KN·m

最大起重量

3t

倍率

2

工况

V（KN）

H（KN）

M

T（KN·m）

非工作

483.5

80.4

1670.8

0

工作

593.9

19.7

1539.5

301.1

备注：

上述两行数据为独立高度（40.5m）塔式起重机固定在混凝土基础上，塔身未采用附着装置，塔机工作工况及非工作工况受到剧风突袭时，基础受到的载荷值。

Fv为基础所受到的垂直载荷，Fh为基础所受到的水平载荷，M为基础所受到的倾覆力矩，Mk为扭矩。

基础选择

基础承台截面尺寸

5.3m×5.3m

厚度

1m

混凝土强度等级

C35

基础下构造

垫层厚度100mm，每边从基础边线外扩100mm，混凝土强度等级C15

配筋

上部和下部纵横向采用C22@160mm

基础下土方受力

120KPa

承台面标高

同主体结构承台面标高（不高于地下室承台标高）

考虑到基础下方新近回填土（碎石回填加强夯）无法满足受力要求，在承台下采用桩径为1m人工挖孔桩施工3根（桩端全截面入中风化泥质白云岩），桩基础做法及桩基与承台连接处做法见附件-A。

七、塔式起重机基础施工

1、根据中联重科股份有限公司提供的附图进行基础钢筋下料、绑扎、预埋件固定，预埋件平面位置必须正确，预埋件下沿纵横方向附加两根通长钢筋，钢筋规格同基础钢筋；塔吊基础采用木模板，上部和下部纵横向采用C22@160mm。

序号

名称

规格

材料

间距

弯锚长度

1

主筋上部纵向

φ22

HRB400

160mm

15d

2

主筋上部横向

φ22

HRB400

160mm

15d

3

主筋下部纵向

φ22

HRB400

160mm

15d

4

主筋下部横向

φ22

HRB400

160mm

15d

5

拉钩

φ12

HRB335

320mm

120

塔吊配筋图

（1）基础坐落于桩上施工找平，浇筑混凝土垫层前，先在施工平面打入长度足够的直径20带尖钢筋，接地电阻不应大于4Ω，并与承台基础钢筋网片进行焊接（重复防雷接地）。

（2）主筋保护层厚度40mm，固定支腿先用定位筋固定，使四个肢腿中心线与水平面垂直度误差控制在1.5/1000以内，预埋螺栓周围（特别是预埋螺栓周围砼填充率>95%）；

（3）混凝土强度等级为C35，浇注时，必须振捣密实，混凝土基础上平面要在同一水平面上，误差小于≤2‰，而四个承重钢板上平面同样要在同一水平面上，其水平误差≤1mm，以保证塔式起重机安装后对塔身垂直度的要求，养护期大于15天，塔吊安装时塔基砼强度必须达到100%。

（4）钢筋与固定支腿干涉时允许钢筋避让，但不允许切断钢筋；

（5）接地杆插入地面以下部分长度必须≥1.5m，不要与建筑物基础的金属加固件连接；接地线为横截面积不小于16mm的绝缘铜电缆。

（6）塔吊完成面标高尽量与地下室底标高在统一水平面上，特殊情况下应不高于地下室底标高。

（7）塔基维护：

由于2#楼塔吊承台标高低于地下室承台标高，塔吊基础顶面至地下室底板面标高根据实际情况采用砖胎膜对塔吊基础进行维护，如下图，砖胎膜厚240mm在砖胎膜2.4m高度处，设置一道同墙宽的砼圈梁，梁高200mm，梁内上下各放置2C12纵向钢筋，箍筋A6@200。

四角设置构造柱，构造柱截面为240*240，主筋为4C12，箍筋A6@200。

砌筑采用M7.5水泥砂浆。

砖砌维护

圈梁及构造柱配筋

（8）塔吊周边排水沿基础边，砌200mm排水沟，排水沟排向集水坑。

集水坑设800mmx800mm位于塔基东南部，走100mm边砖砌。

塔吊集水坑

排水洞口

八、安全文明施工

1、所有的安装作业应在白天进行，特殊情况需在夜间作业时，应有充分的照明。

2、所有参加工作的人员，严禁酒后作业；作业人员在进入工作现场时，应穿戴安全保护用品。

3、所有参加作业的人员，都应熟悉现场环境和施工条件，遵守现场安全规则；熟悉并认真执行安装工艺和操作规程。

九、塔吊布置及定位图

坐标点为人工挖孔桩中心点位置。

各桩具体坐标及布置桩位布置见下表。

塔吊号

桩位坐标

桩长（以实际施工达到中风化泥质白云岩层为准）

覆盖区域

T1

1号桩

X=2929089.127

H=11.5m

1、2、3号

Y=35649909.451

2号桩

X=2929086.195

Y=35649910.094

3号桩

X=2929087.102

Y=35649907.235

塔吊坐标布置图

塔吊号分布图

十、计算书

依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）。

1、参数信息

塔吊型号:

QT80A

塔机自重标准值:

Fk1=1994.00kN

起重荷载标准值:

Fqk=60kN

塔吊最大起重力矩:

M=1000.00kN.m

非工作状态下塔身弯矩:

M=-200.0kN.m

塔吊计算高度:

H=60m

塔身宽度:

B=1.6m

桩身混凝土等级:

C30

承台混凝土等级:

C35

保护层厚度:

H=50mm

承台边长:

5.3m

承台厚度:

Hc=1m

承台箍筋间距:

S=200mm

承台钢筋级别:

HRB400

承台顶面埋深:

D=4.5m

桩直径:

d=1.0m

桩间距:

a=3m

桩钢筋级别:

HRB400

桩入土深度:

12m

桩型与工艺:

人工挖孔灌注桩

主筋保护层为40mm

拉钩为直径12的三级钢间隔分部

计算简图如下：

2、荷载计算

2.1、自重荷载及起重荷载

1）塔机自重标准值

Fk1=1994kN

2）基础以及覆土自重标准值

Gk=5.3×5.3×1.732/4×（1.00×25+4.5×17）=1234.541455kN

承台受浮力：

Flk=5.3×5.3×1.732/4×0.50×10=60.81485kN

3）起重荷载标准值

Fqk=60kN

2.2、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）

=0.8×1.59×1.95×1.39×0.2=0.69kN/m2

=1×0.69×0.35×1.6=0.39kN/m

b.塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=0.39×60.00=23.17kN

c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×23.17×60.00=695.07kN.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）

=0.8×1.62×1.95×1.39×0.35=1.23kN/m2

=1×1.23×0.35×1.6=0.69kN/m

b.塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=0.69×60.00=41.31kN

c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×41.31×60.00=1239.32kN.m

2.3、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=-200+0.9×（1000+695.07）=1325.56kN.m

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

Mk=-200+1239.32=1039.32kN.m

3、桩竖向力计算

图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算

3.1、桩顶竖向力的计算

依据《建筑桩基础技术规范》GJ94-2008的第5.1.1条

其中

Fk──作用于承台顶面的竖向力；

Gk──桩基承台和承台上土自重标准值；

Mxk,Myk──荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的x、y轴的力矩；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；

Nik──荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力（kN）。

经计算得:

桩顶竖向力最大压力设计值：

非工作状态下：

Mxk=Mk+Fvk×h=1039.32+41.31×1.00=1080.63kN.m

Nk=（Fk+Gk）/n=（1994+1234.54）/3=1076.18kN

Nkmax=（1994+1234.54）/3+（1080.63×2.5×1.732/3）/[（2.5×1.732/3）2+2×（2.5×1.732/6）2]=1575.32kN

Nkmin=（1994+1234.54）/3-（1080.63×2.5×1.732/3）/[（2.5×1.732/3）2+2×（2.5×1.732/6）2]=556.77kN

工作状态下：

Mxk=Mk+Fvk×h=1325.56+23.17×1.00=1348.73kN.m

Nk=（Fk+Gk）/n=（1994+1234.54+60）/3=1096.18kN

Nkmax=（1994+1234.54+60）/3+（1348.73×2.5×1.732/3）/[（2.5×1.732/3）2+2×（2.5×1.732/6）2]=1719.15kN

Nkmin=（1994+1234.54+60-60.81485）/3-（1348.73×2.5×1.732/3）/[（2.5×1.732/3）2+2×（2.5×1.732/6）2]=452.94kN

3.2、承台弯矩的计算

依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条

其中M──通过承台形心至各边缘正交截面范围内板带的弯矩设计值（kN.m）；

Nmax──不计承台及其上土重，三桩中最大基桩竖向力设计值（kN）；

sa──桩中心矩；

c──塔身宽度。

经过计算得到弯矩设计值：

最大正弯矩：

M=（1719.15-411.51）×（2.50-1.732×1.60/4）/3=787.72kN.m

3.3、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=787.72×106/（1.000×16.700×1530×9502）=0.0342

=1-（1-2×0.0342）0.5=0.0348

γs=1-0.0348/2=0.9826

As=787.72×106/（0.9826×950.0×360.0）=2344.0mm2

4、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

5、桩身承载力验算

桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（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=1.35×1719.15=2320.85kN

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0.75

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.3N/mm2；

Aps──桩身截面面积，Aps=785398.75mm2。

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1571mm2

综上所述，全部纵向钢筋面积1571mm2

6、桩配筋计算

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=1096.18kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=1719.15kN.m

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=3.14m；

Ap──桩端面积,取Ap=0.79m2；

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

6

120

120

素填土

2

3.9

120

120

红粘土

3

1.7

120

120

强风化泥质白云岩

4

8

240

240

中风化泥质白云岩

由于桩的入土深度为12m,所以桩端是在第4层土层。

最大压力验算:

Ra=3.14×（6×120+3×120）+120×0.79=3487.17kN

由于:

Ra=3487.17>Qk=1096.18,所以满足要求!

由于:

1.2Ra=4184.60>Qkmax=1719.15,所以满足要求!

塔吊计算满足要求！

附件-A

一、岩土工程勘察资料，本工程采用的人工挖孔灌注桩，根据地质资料估计长度，桩表中设计桩长仅作参考，应以实际为准。

单桩竖向承载力特征值详桩表。

二、桩型

1、端承摩擦型桩见图A、图C

（1）本工程所有桩为端承型桩，施工应确保图纸设计要求的桩长H和端嵌入支撑岩（土）层深度。

（2）桩端支撑土（岩）层为中风化泥质白云岩，桩端承载力特征值Fa=2000KPa，要求桩端全截面进入持力层大于等于500mm。

三、成孔

1、本工程塔吊采用的桩径D（桩身直径）为1.0m。

2、桩端须作扩大处理，扩大头尺寸详大样及桩表，扩大头部分一般不设护壁，如遇到土质有特殊情况者则应另行处理。

四、护壁施工详见图B

1、第一节挖深约1000mm，浇钢筋混凝土护筒（地面为不良土质时用）安装护壁钢模板，继而浇灌混凝土护壁。

2、往下施工时以每节作为一个施工循环（即挖好每一节土后接着浇灌一节混凝土护壁），一般土层中每节高度为1000mm，如遇流沙淤泥区段每节高度宜小于500，特殊地质下挖速度应视护壁的安全情况而定。

3、为保证桩的垂直度，每浇灌完三节护壁必须进行一次桩中心位置及垂直度的效核工序。

五、钢筋笼制作及安装

1、纵向钢筋种类用HRB400级，纵向钢筋相间放置，纵向钢筋的接长应优先采用焊接。

2、横向加劲筋及螺旋钢筋分别为HRB400、HRB300级纵横钢筋交接处均应焊牢。

3、钢筋笼外侧需设混凝土垫块或采用其它有效措施，以确保钢筋保护层的厚度。

六、桩身混凝土浇灌

1、桩身混凝土强等级详桩表。

封底混凝土最小高度为h+200。

说明：

每个塔吊基础下有三个桩，总36各桩。

七、挖孔的施工容许偏差

1、桩身直径D为+50。

2、桩中心位置容许偏差为50。

3、桩垂直度容许偏差为50%。

七、施工安全措施

1、根据2004年建设部第218号公告，人工挖孔桩属于限用技术，应严格按照下列各项要求施工：

（1）现场应根据工程的实际和现行相关规范、操作规程、工程建设标准强制性条文，编制好挖孔桩专项施工方案和紧急情况应急处理措施。

（2）采用混凝土护壁时，每天掘进深度不得大于1m。

（3）护壁混凝土不得人工拌合，每节护壁均须由监理单位验收.

（4）孔内作业时，上下井必须有可靠安全保障措施，严格乘坐吊桶上下。

须配备通讯设备（如对讲机），保证上下通讯畅顺。

施工中应有可靠通风措施，同时应配备有毒气检验检测仪器，定时进行气体检测。

（5）禁止孔内边抽水，边作业。

（6）孔口和孔壁附着物（包括不到孔底的钢筋笼、串筒、钢爬梯、水管风管等）必须固定牢靠。

2、本说明未能详尽的部分，应按照国家现行有关施工及验收规范、规程执行。

八、质检与验收

1、必须对每根桩做好一切施工记录，并按规定留取混凝土试验件，做出试压结果。

将上列资料整理成册，提交有关部门检查及验收。

2、单桩竖向抗压承载力特征值的确定可采用深层平板载荷试验确定桩端土的承载力特征值。

3、单桩竖向抗拔承载力特征值的确定还应符合现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》以及《建筑桩基技术规范》的有关规定。

4、人工挖孔桩终孔时，应进行桩端持力层检验。

单柱单桩的大直径嵌岩桩，应视岩性检验桩底下3d或5m深度范围内有无空洞、破碎带、软弱夹层等不良地质条件。

5、桩的质量应根据有关规范进行检测，对施工完毕的桩如认为实际地质资料与设计资料不符或对某些桩的质量和承载力有疑问时，可由设计单位会同甲方.监理公司及质检部门任意指定若干根桩采用钻孔抽芯、荷载试验或其它有效方法进行检测。

图C-a

序号

配筋

①纵筋

14C18

14C18

14C18

14C18

14C18

14C18

②加劲筋

C12@2000

C12@2000

C12@2000

C12@2000

C12@2000

C12@2000

④螺旋筋

φ8@200

φ8@200

φ8@200

φ8@200

φ8@200

φ8@200

图A桩身大样图及细部详图

图B