QTZ125TC6013型自升式塔式起重机施工方案.docx

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QTZ125TC6013型自升式塔式起重机施工方案

施工组织设计（方案）报审表

工程名称：

惠东碧桂园亚婆角项目一期6#楼编号：

GD2202002007

致：

广东国晟建设监理有限公司（监理公司）

我方已根据施工合同的有关规定完成了惠东碧桂园亚婆角项目一期6#楼塔吊基础施工工程专项施工方案的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。

附件：

1、QTZ125（TC6013）自升塔式起重机施工组织设计方案

施工单位：

项目经理/技术负责人：

日期：

专业监理工程师审查意见：

专业监理工程师：

日　　期：

审查意见：

项目监理机构：

总监理工程师：

日　　　　期：

惠东碧桂园亚婆角项目一期6#楼

QTZ125（TC6013）自升塔式起重机

基

础

施

工

方

案

黑龙江省第一建筑工程公司安徽分公司

2010年12月21日

1工程概况

1.1编制依据

本方案主要依据施工图纸、勘察报告，施工平面布置图及以下规范及参考文献编制：

《塔式起重机设计规范》（GBT13752-1992）

《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）

《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

1.2项目概况

序号

项目

内容

1

工程名称

惠东碧桂园一期5#车库6#楼

2

工程地点

惠东县稔山镇亚婆角上堤湾

3

建设单位

惠东碧桂园房地产开发有限公司

4

勘察单位

广东建科建筑设计院

5

设计单位

广东博意建筑设计院有限公司

6

监理单位

广东国晟建设监理有限公司

7

施工单位

黑龙江省第一建筑工程公司安徽分公司

8

竣工日期

2012年12月30日

9

建筑面积

290000M2

10

建筑规模

290000M2，地下1层，地上31层

1.3设计概况

建筑面积

290000M2

地下室面积

55000M3

标准层面积

7800M3

地下层高度

-8.8

建筑平面造型

车库不规则，塔楼呈Y型

非标准层高度

3.4M、5.4M

建筑用途

住宅

室内外高差

30CM

地下层数

1层

地上层数

31层

最大基坑深度

-10.8M

建筑总高

103.8M

标准层高度

3.0M

±0.000标高

10.3（黄海系）

基底标高

0.000（黄海系）

电梯数量

14

结构形式

基础形式

人工挖孔桩+筏板式基础

主体结构形式

框架-剪力墙结构

屋盖结构形式

梁板式结构

土质水位

土质情况

全风化（局部强风化中风化）花岗岩

地下水位

+0.25M（黄海系）

建筑物地基

地基类别

钢筋混凝土灌注桩

地基承载力（Ro）kn

单桩承载力最大30000最小5000

1.4水文地质概况

根据广东建科建筑设计院岩土工程勘察报告场地的地层结构如下（摘取有关部分）：

④砾质粘性土（Qel）:

残积成因，褐黄色，褐红色，部分为灰白色，硬塑为主，局部可塑，湿，由花岗岩风化残积形成，干强度中等，韧性一般，遇水易软化崩解，局部地段为砂质粘性土，在ZK108号孔10.20～10.30米穿插有石英脉。

在场地内大部分地段有分布，仅在ZK6、ZK11、ZK12、ZK57、ZK63、ZK124、ZK125、ZK134～ZK136、ZK138、ZK139、ZK319、ZK322、ZK324～ZK330号共21个钻孔缺失。

层厚0.50～16.80米，平均层厚5.52米，层顶埋深0.00～11.50米，层顶标高-6.27～-27.97米。

该层采取试样46组，按土工试验定名砂质粘性土21组，砾质粘性土25组，砂质粘性土及砾质粘性土的主要物理力学性质指标平均值：

w=23.5%，γ=18.7KN/m3，e=0.786，wL=31.9%，wp=21.0%，Ip=10.9，IL=0.15，a1-2=0.38MPa-1，Es=5.25MPa，C=17.5kPa，φ=23.3°。

作标准贯入试验174次，实测击数为8～29击，实测平均击数为20.5击，修正后击数为6.8～27.8击，修正后平均击数为17.6击。

本土层的承载力特征值建议取250kPa。

⑤全风化花岗岩：

褐黄色，部分为灰白色，结构构造基本破坏，稍有残留，岩芯一般呈土柱状，遇水易软化崩解。

岩石坚硬程度为极软岩，完整程度为极破碎，岩石基本质量等级为Ⅴ级，在ZK33号孔6.70～7.50米、ZK58号孔13.50～14.30米还残留有中风化花岗岩孤石。

该层在场地内大部分地段分布，在ZK1～ZK3、ZK11、ZK13、ZK14、ZK18、ZK20、ZK22、ZK24、ZK25、ZK27、ZK30～ZK33、ZK36～ZK45、ZK49～ZK51、ZK53、ZK56、ZK58～ZK60、ZK62、ZK65～ZK83、ZK90～ZK132、ZK134～ZK140、ZK318～ZK322、ZK325、ZK331、ZK333～ZK342、ZK40-1共122个钻孔揭露。

层厚1.30～14.80米，平均层厚4.91米，层顶埋深0.00～20.50米，层顶标高-14.55～21.56米。

该层采取试样28组，按土工试验定名为砾质粘性土21组，砂质粘性土7组，主要物理力学性质指标平均值：

w=22.2%，γ=18.2KN/m3，e=0.817，a1-2=0.38MPa-1，Es=5.13MPa，C=18.8kPa，φ=24.4°。

作标准贯入试验135次，实测击数为30～49击，实测平均击数为39.7击，修正后击数为23.0～42.7击，修正后平均击数为32.1击。

本土层的承载力特征值建议取350kPa。

⑥强风化花岗岩：

褐黄色，灰白色，灰褐色，除石英外，矿物成分显著变化，风化裂隙很发育，岩芯一般呈碎屑状、土柱状，局部含少量岩石碎块，遇水易软化崩解。

岩石坚硬程度为软岩，岩石完整程度为破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级，在ZK10号孔15.05～16.30米、ZK52号孔17.30～18.60米还残留有中风化花岗岩孤石。

该层在场地内普遍分布，仅在ZK3、ZK7、ZK8、ZK9、ZK13、ZK14、ZK17、ZK19、ZK60、ZK62、ZK63、ZK99、ZK116、ZK117、ZK118、ZK125、ZK126、ZK140、ZK319、ZK324、ZK325、ZK326、ZK327、ZK336共24个钻孔缺失。

该层揭露厚度：

0.40～13.10米，揭露平均厚度4.91米，层顶埋深：

0.50～26.30米，层顶标高-23.21～15.47米。

该层采取试样7组，按土工试验定名砂质粘性土3组，砾质粘性土4组，主要物理力学性质指标平均值：

w=17.5%，γ=19.3KN/m3，e=0.650，a1-2=0.30MPa-1，Es=5.86MPa，C=18.9kPa，φ=24.4°。

作标准贯入试验141次：

剔除4次异常大值，113次实测击数为50～87击，实测平均击数为60.8击，修正后击数为32.8～67.8击，修正后平均击数为45.8击，24次回弹（本工程将标贯测试预打15cm内超过50击均作回弹处理）。

本土层的承载力特征值建议取600kPa。

⑦惠东碧桂园亚婆角项目（之三）补充设计参数建议

惠东碧桂园亚婆角项目（之三）勘察报告未提供人工挖孔灌注桩的端阻力和侧阻力建议值，现补充如下表3.4.1。

表3.4.1桩端阻力和侧阻力建议值表

层号

岩土层名称

端阻力qpa（kPa）

侧阻力qsa（kPa）

冲（钻）孔灌注桩

预制管桩

人工挖孔灌注桩

冲（钻）孔灌注桩

预制管桩

人工挖孔灌注桩

①

素填土

—

—

—

—

—

—

②1

砾砂

—

—

—

28

35

28

②2

淤泥质土

—

—

—

8

10

8

②3

粉质粘土

—

—

—

26

33

26

②4

淤泥质土

—

—

—

8

10

8

②5

中砂

—

—

—

15

18

15

④

砂质粘性土

—

—

—

30

38

30

⑤

全风化花岗岩

—

3000

—

50

60

50

⑥

强风化花岗岩

800

4000

1300

70

90

70

1.5周边环境及施工条件

5#车库6#楼位于一期西南角，南边距海边约50米，西边距黑边约20米，东面与4#车库5#楼相接，北面为市政主干道（目前已完成路基），南面、西面修建绿道，可通行10吨以下车辆，北面主干道路基可满足大型车辆的通行，计划修建西北面施工通道，最终形成环形施工通道，满足施工材料的运输需要。

本工程占地面积大，但临设用地非常少，大量的材料需随到随运，已减少场地的占用，基础施工时，更无场地可用。

地下室土方已开挖至1.5M（黄海系），满足塔吊进场安装要求。

1.6安装位置的选定及塔吊选型

本工程施工场地狭窄，影响塔吊安装因素较多，具体如下：

1.6.1工程占地面积较大，地下一层车库占地面积27500M2，，地上结构分为为3幢31层塔楼、塔楼标准层面积约7800M2，要保证施工工作面基本在塔吊的覆盖范围之内。

1.6.2综合考虑现场材料的水平、垂直运输需求及安装、附臂、运转、拆除的方便，满足施工工艺（电梯井、墙、柱采用定型木模板，混凝土采用输送泵输送，主体外架采用钢管脚手架等）、施工进度（主楼6天一层）和地基承载能力、结构设计承载能力、动静荷载影响的要求。

1.6.3根据施工需要，计划装4台型号为QTZ125A塔式起重机。

该塔吊安装总高度140m，塔吊首次安装高度17.2m，随后爬升至独立自由高度36.82m，起升高度超过36.82m时，必须安装附着装置对塔身进行附着加固。

首次安装可利用一台16吨和一台30吨汽车吊进行安装，吊装最重部件起重臂时，工作半径9m，24m臂杆，起重量6.95吨，起吊高度21m，满足吊装要求。

塔机的总体结构详见产品说明书。

1.6.4塔吊均位于二层地下室底板内；塔吊位置对应的地下室底板位置与塔吊基础相平，地下室底板筋采用预埋，在塔吊基础周边采用双层止水钢板止水，塔吊穿过地下一层、二层楼板（梁），板（梁）预留钢筋，顶板后浇，施工缝按规范要求留设，具体安装位置详见附图一

2塔吊基础形式选择

2.1塔吊位置选择

2.1.1塔吊基础选择

从本工程的土质情况，土方开挖后的支撑，对边坡支护的影响，台风等因素考虑，塔吊基础采用整体钢筋混凝土承台加人工挖孔灌注桩（抗拔桩）基础，承台下为人工挖孔灌注桩支撑，以确保塔吊基础的稳定性，基础承载力满足要求。

人工挖孔灌注桩为4根φ1200浅桩，有效桩长≥8.0m，入强风化岩≥6.0m，桩端支承在强风化岩层，塔吊基础承台尺寸是6000×6000×1500，承台面标高与地板结构标高一致，基础承台为整体钢筋混凝土承台，承台配筋：

面筋、底筋均为Φ25@200双层双向，拉钩为Φ12@600双向，混凝土标号C35，抗渗等级S8。

2.1.2塔吊基础位置选择

本工程使用四部QTZ125塔吊，塔吊在基础的安装位置详见附图二

2.2塔吊基础设计

2.2.1桩基承载力特征值估算及有关岩土设计参数

根据拟建场区建筑物规模（32层），结合场地工程地质情况，设计采用人工挖孔灌注桩，以连续完整的强风化岩（中风化岩）作桩端持力层。

单桩竖向承载力特征值Ra可按《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002式8.5.5-1式DBJ15-31-2003式10.2.3或10.2.4估算。

公式

Ra=qsaAp+up∑qsiaLi[摩擦桩公式]

Ra=Rsa+Rra+Rpa[嵌岩桩公式]

桩基的设计施工还需符合《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）有关要求。

各岩土层桩周摩阻力特征值、桩端土承载力特征值等参数详见下表1

地层代号

岩土名称

状态

层号

地基承载力特征值fak（kPa）

压缩模量Es（Mpa）

桩周摩阻力特征值qsa（kPa）

人工挖孔灌注桩

桩端承载力特征值

qpa（kPa）

岩石抗

压强度

fr（Mpa）

Qdl

粉质粘土

可塑

②3

180

4.0

26

-

Qel

砾质粘性土

硬塑

④

250

-

30

-

全风化花岗岩

全风化

⑤

350

-

50

-

强风化花岗岩

强风化

⑥

600

-

70

800

中风化

中风化

⑦

4000

-

-

4000

fr=35.51MPa

岩石抗压强度统计表表2

地层

时代

风化

程度

岩性

地层

序号

指标

天然抗压强度

fr（Mpa）

备注

中风化

中风化

⑦

参加统计组数

27

其中9组微风化夹层样未参与数理统计

最大值

55.49

最小值

20.02

平均值

35.51

标准差

9.33

变异系数

0.26

标准值

29.02

2.2.2塔吊基础设计

1、塔吊基础设计4根D1200mm人工挖孔灌注桩；桩端要求穿过粘土层、全风化层，进入强风化层≥6m。

2、桩基础承台采用整体钢筋混凝土承台为6m（长）×6m（宽）×1.5m（厚）,桩承台混凝土为C35砼,上下配筋为Ⅱ钢上下各31根Φ25双向双层钢筋,内肢Ⅱ钢Φ16mm＠600mm双向筋，（塔吊基础详见附图三、附图四）

2.2.3塔吊基础计算

塔吊桩基础的计算书

一.参数信息

塔吊型号:

QTZ125,自重（包括压重）F1=876.00kN,最大起重荷载F2=80.00kN

塔吊倾覆力距M=2867.00kN.m,塔吊起重高度H=140.00m,塔身宽度B=1.8m

混凝土强度:

C35,钢筋级别:

Ⅱ级,承台长度Lc或宽度Bc=6.00m

桩直径或方桩边长d=1.20m,桩间距a=3.00m,承台厚度Hc=1.50m

基础埋深D=0.00m,承台箍筋间距S=200mm,保护层厚度:

50mm

二.塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算

1.塔吊自重（包括压重）F1=876.00kN

2.塔吊最大起重荷载F2=80.00kN

作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=1147.20kN

塔吊的倾覆力矩M=1.4×2867.00=4013.80kN.m

三.矩形承台弯矩的计算

计算简图：

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。

1.桩顶竖向力的计算（依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条）

其中n──单桩个数，n=4；

F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.2×956.00=1147.20kN；

G──桩基承台的自重，G=1.2×（25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D）=1620.00kN；

Mx,My──承台底面的弯矩设计值（kN.m）；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；

Ni──单桩桩顶竖向力设计值（kN）。

经计算得到单桩桩顶竖向力设计值:

最大压力：

N=（1147.20+1620.00）/4+4013.80×（3.00×1.414/2）/[2×（3.00×1.414/2）2]=1638.00kN

没有抗拔力!

2.矩形承台弯矩的计算（依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条）

其中Mx1,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）；

Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值（kN），Ni1=Ni-G/n。

经过计算得到弯矩设计值：

N=（1147.20+1620.00）/4+4013.80×（3.00/2）/[4×（3.00/2）2]=1360.77kN

Mx1=My1=2×（1360.77-1620.00/4）×（1.50-0.90）=1146.92kN.m

四.矩形承台截面主筋的计算

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.2条受弯构件承载力计算。

式中

1──系数，当混凝土强度不超过C50时，

1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，

1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=300N/mm2。

经过计算得

s=1146.92×106/（1.00×16.70×6000.00×1450.002）=0.005

=1-（1-2×0.005）0.5=0.005

s=1-0.005/2=0.997

Asx=Asy=1146.92×106/（0.997×1450.00×300.00）=2643.81mm2。

五.矩形承台截面抗剪切计算

依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的第5.6.8条和第5.6.11条。

根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，

记为V=1638.00kN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：

其中

0──建筑桩基重要性系数，取1.0；

──剪切系数,

=0.20；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；

b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=6000mm；

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=300.00N/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.桩承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的第4.1.1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=1638.00kN

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中

0──建筑桩基重要性系数，取1.0；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；

A──桩的截面面积，A=1.131m2。

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋!

七.桩竖向极限承载力验算及桩长计算

桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的第5.2.2-3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=1638.00kN

桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：

最大压力:

其中R──最大极限承载力；

Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:

Qpk──单桩总极限端阻力标准值:

Qck──相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值:

qck──承台底1/2承台宽度深度范围（≤5m）内地基土极限阻力标准值；

s,

p──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数；

c──承台底土阻力群桩效应系数；按下式取值：

s,

p,

c──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数；

qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；

qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；

u──桩身的周长，u=3.770m；

Ap──桩端面积,取Ap=1.13m2；

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:

序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）土名称

12.41500非饱和粘性土

25.59701300密实粉土

3000密实粉土

由于桩的入土深度为8m,所以桩端是在第2层土层。

最大压力验算:

R=3.77×（2.41×50×0.78225+5.59×70×0.9215）/1.65+1.33×1300.00×1.13/1.65+0.42×5400.00/1.65=3604.62kN

上式计算的R的值大于最大压力1638.00kN,所以满足要求!

2.3塔吊基脚螺栓预埋

2.3.1地脚螺栓预埋前必须用工厂随机提供的底架。

2.3.2置预埋底架应注意底架的方向性，切忌错位。

2.3.3将4颗地脚螺栓分别悬挂在底架中心的四个孔上，同时将24颗地脚螺栓分别悬挂在底架外伸井字型工字钢上，分别戴上一个（或者二个）螺母，使螺母底面与预埋螺栓顶端的长度约为100mm。

2.3.4将底架支撑起来，使底架底面比待浇注混凝土基础顶面高出250mm，用水准仪将底架的四角连接导管校平至相对误差《1/5000,将地脚螺栓的上部扶至竖直状态，然后在螺栓下端钩环内至入Φ25长不小于400mm钢筋,并利用它将螺栓下部帮扎好的钢筋连接连成为整体.将螺栓头利用塑料布等物包住,以防粘上水泥等杂物。

2.3.5检查底架的放置方位,水平度误差及螺栓的竖直及固定情况无误后方可安装。

2.3.6混凝土初凝之前,再次用经纬仪,校正四角螺栓子口的水平误差<=1/5000,使压板的安装自如

（螺栓预埋详见附图五）

2.4塔吊基础的防雷接地引接

塔吊基础的防雷接地引接；承台的对角2条桩中留出约500mm钢筋焊接头与承台钢筋连通焊接，并直接连出承台面约900mm的2处引头，作为连焊接于塔架至塔尾防雷针。

防雷接地应满足以下要求：

2.4.1接地电阻应不大于4欧，必须按图所示尺寸及要求施工，满足各项要求。

2.4.2连接接地装置应该注意事项:

①连接处应清楚涂料。

②防雷接地保护装置的电缆可与任何一根主弦杆的螺栓连接,并清除螺栓螺母及套管上的涂料。

③与地基锚固连接的底盘决不能用作防雷装置的接地极,必须在踏机基础另设一个防雷接地装置。

④防雷接地保护装置的电阻不超过4欧姆。

⑤即使可以用其它安全保护装置,如高敏度的差动继电器（自动断路器）,按规定也必须安装这种接地保护装置。

⑥接地装置应由专人安装,因为接地电阻率视时间和当地条件的不同有很大变化,而且测定电阻时要用高精密的仪器。

基础浇注完成后，等其强度达到80%并检查合格后方可安装塔机。

2.5塔吊安装步骤

2.5.1安装底座

2.5.2吊起底架,认清方向（将底架框架工字钢上方中部用电焊焊有”后”字标记的一方置于待装标准节有顶升踏块的一方,使框架内四周三角形筋板上孔洞对准混凝土基础平台上的预埋地脚螺栓后,放置在混凝土基础上。

2.5.3测量底架上方焊有连接套管的短钢管顶部台阶平面的水平度,其误差应不小于1/10000,若超差应采用楔形调整块及钢板垫起来达到要求,不允许垫块有任何松动。

2.5.4再次拧紧地脚螺上的双螺母,用瓜米石将底架空隙填实。

2.5.5塔吊采用固件式工作时，起升高度40m，自下而上的组成为：

底架、标准节、爬升架下支座和上面回转部分。

2.5.6将两节标准节用8根M30高强螺栓连接为一体（螺栓的予紧力矩为2.5KN/m），然后吊装在砼基础上面，并用20根M39地脚螺