塔吊基础方案.docx

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塔吊基础方案

2#普通商品住宅楼等21项（丰台区亚林西居住区一期（0510-626-627地块）二类居住、综合性商业金融服务业用地（配建现价商品住房））一标段

塔吊基础施工方案

编制；

审核；

审批；

北京东升佳名建筑机械租赁有限公司

一、工程概况

2#普通商品住宅楼等21项（丰台区亚林西居住区一期（0510-626-627地块）二类居住、综合性商业金融服务业用地（配建现价商品住房））一标段工程，位于北京市丰台区亚林西西街，由中国新兴建筑工程总公司承建。

为满足本工程施工需要，本工程布置有1台塔吊进行作业，其中型号为QTZ63E（5510）作业半径为50m，具体位置参见《施工场区平面布置方案》。

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

4、《关于加强建筑起重机械租赁、安装拆卸和使用安全管理的若干意见》杭建监总[2010]33号

5、《关于加强组合式塔机基础制作、安装和使用的若干要求》杭建监总[2012]13号

6、《关于加强组合式塔机基础制作、安装和使用的若干要求》部分条文释义

7、《固定式塔式起重机基础技术规程》DB33/T1053-2008

8、《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010

9、《关于加强建筑起重机械安全管理的若干要求的通知》2013年1月9日

一、塔机属性

塔机型号

QTZ63E

塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）

40

塔机独立状态的计算高度H（m）

40

塔身桁架结构

圆钢管

塔身桁架结构宽度B（m）

1.6

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）

300

起重臂自重G1（kN）

60

起重臂重心至塔身中心距离RG1（m）

22

小车和吊钩自重G2（kN）

3.8

小车最小工作幅度RG2（m）

0

最大起重荷载Qmax（kN）

60

最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax（m）

11.5

最小起重荷载Qmin（kN）

15

最大吊物幅度RQmin（m）

50

最大起重力矩M2（kN·m）

Max[60×11.5，15×50]＝750

平衡臂自重G3（kN）

30

平衡臂重心至塔身中心距离RG3（m）

6.3

平衡块自重G4（kN）

120

平衡块重心至塔身中心距离RG4（m）

11.8

2、风荷载标准值ωk（kN/m2）

工程所在地

北京北京

基本风压ω0（kN/m2）

工作状态

0.2

非工作状态

0.45

塔帽形状和变幅方式

锥形塔帽，小车变幅

地面粗糙度

B类（田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区）

风振系数βz

工作状态

1.584

非工作状态

1.643

风压等效高度变化系数μz

1.271

风荷载体型系数μs

工作状态

1.796

非工作状态

1.618

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

0.8×1.2×1.584×1.796×1.271×0.2＝0.694

非工作状态

0.8×1.2×1.643×1.618×1.271×0.45＝1.46

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）

300+60+3.8+30+120＝513.8

起重荷载标准值Fqk（kN）

60

竖向荷载标准值Fk（kN）

513.8+60＝573.8

水平荷载标准值Fvk（kN）

0.694×0.35×1.6×40＝15.546

倾覆力矩标准值Mk（kN·m）

60×22+3.8×50-30×6.3-120×11.8+0.9×（750+0.5×15.546×40）＝859.828

非工作状态

竖向荷载标准值Fk'（kN）

Fk1＝513.8

水平荷载标准值Fvk'（kN）

1.46×0.35×1.6×40＝32.704

倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）

60×22+3.8×0-30×6.3-120×11.8+0.5×32.704×40＝369.08

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＝1.2×513.8＝616.56

起重荷载设计值FQ（kN）

1.4FQk＝1.4×60＝84

竖向荷载设计值F（kN）

616.56+84＝700.56

水平荷载设计值Fv（kN）

1.4Fvk＝1.4×15.546＝21.764

倾覆力矩设计值M（kN·m）

1.2×（60×22+3.8×50-30×6.3-120×11.8）+1.4×0.9×（750+0.5×15.546×40）＝1222.759

非工作状态

竖向荷载设计值F'（kN）

1.2Fk'＝1.2×513.8＝616.56

水平荷载设计值Fv'（kN）

1.4Fvk'＝1.4×32.704＝45.786

倾覆力矩设计值M'（kN·m）

1.2×（60×22+3.8×0-30×6.3-120×11.8）+1.4×0.5×32.704×40＝573.712

三、基础验算

基础布置图

基础布置

基础长l（m）

5.5

基础宽b（m）

5.5

基础高度h（m）

1.35

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）

40

地基参数

修正后的地基承载力特征值fa（kPa）

150

软弱下卧层

基础底面至软弱下卧层顶面的距离z（m）

5

地基压力扩散角θ（°）

20

软弱下卧层顶地基承载力特征值fazk（kPa）

130

软弱下卧层顶面处修正后的地基承载力特征值faz（kPa）

326.65

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=5.5×5.5×1.35×25=1020.938kN

基础及其上土的自重荷载设计值：

G=1.2Gk=1.2×1020.938=1225.125kN

荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力：

Mk''=G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4+0.9×（M2+0.5FvkH/1.2）

=60×22+3.8×11.5-30×6.3-120×11.8+0.9×（750+0.5×15.546×40/1.2）

=666.89kN·m

Fvk''=Fvk/1.2=15.546/1.2=12.955kN

荷载效应基本组合时，平行基础边长方向受力：

M''=1.2×（G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4）+1.4×0.9×（M2+0.5FvkH/1.2）

=1.2×（60×22+3.8×11.5-30×6.3-120×11.8）+1.4×0.9×（750+0.5×15.546×40/1.2）

=981.906kN·m

Fv''=Fv/1.2=21.764/1.2=18.137kN

基础长宽比：

l/b=5.5/5.5=1≤1.1，基础计算形式为方形基础。

Wx=lb2/6=5.5×5.52/6=27.729m3

Wy=bl2/6=5.5×5.52/6=27.729m3

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=859.828×5.5/（5.52+5.52）0.5=607.99kN·m

Mky=Mkl/（b2+l2）0.5=859.828×5.5/（5.52+5.52）0.5=607.99kN·m

1、偏心距验算

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

=（573.8+1020.938）/30.25-607.99/27.729-607.99/27.729=8.867kPa≥0

偏心荷载合力作用点在核心区内。

2、基础底面压力计算

Pkmin=8.867kPa

Pkmax=（Fk+Gk）/A+Mkx/Wx+Mky/Wy

=（573.8+1020.938）/30.25+607.99/27.729+607.99/27.729=96.571kPa

3、基础轴心荷载作用应力

Pk=（Fk+Gk）/（lb）=（573.8+1020.938）/（5.5×5.5）=52.719kN/m2

4、基础底面压力验算

（1）、修正后地基承载力特征值

fa=150.00kPa

（2）、轴心作用时地基承载力验算

Pk=52.719kPa≤fa=150kPa

满足要求！

（3）、偏心作用时地基承载力验算

Pkmax=96.571kPa≤1.2fa=1.2×150=180kPa

满足要求！

5、基础抗剪验算

基础有效高度：

h0=h-δ=1350-（40+22/2）=1299mm

X轴方向净反力：

Pxmin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（573.800/30.250-（666.890+12.955×1.350）/27.729）=-7.712kN/m2

Pxmax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（573.800/30.250+（666.890+12.955×1.350）/27.729）=58.927kN/m2

假设Pxmin=0,偏心安全，得

P1x=（（b+B）/2）Pxmax/b=（（5.500+1.600）/2）×58.927/5.500=38.035kN/m2

Y轴方向净反力：

Pymin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（573.800/30.250-（666.890+12.955×1.350）/27.729）=-7.712kN/m2

Pymax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（573.800/30.250+（666.890+12.955×1.350）/27.729）=58.927kN/m2

假设Pymin=0,偏心安全，得

P1y=（（l+B）/2）Pymax/l=（（5.500+1.600）/2）×58.927/5.500=38.035kN/m2

基底平均压力设计值：

px=（Pxmax+P1x）/2=（58.927+38.035）/2=48.481kN/m2

py=（Pymax+P1y）/2=（58.927+38.035）/2=48.481kPa

基础所受剪力：

Vx=|px|（b-B）l/2=48.481×（5.5-1.6）×5.5/2=519.955kN

Vy=|py|（l-B）b/2=48.481×（5.5-1.6）×5.5/2=519.955kN

X轴方向抗剪：

h0/l=1299/5500=0.236≤4

0.25βcfclh0=0.25×1×16.7×5500×1299=29828.287kN≥Vx=519.955kN

满足要求！

Y轴方向抗剪：

h0/b=1299/5500=0.236≤4

0.25βcfcbh0=0.25×1×16.7×5500×1299=29828.287kN≥Vy=519.955kN

满足要求！

6、软弱下卧层验算

基础底面处土的自重压力值：

pc=dγm=1.5×19=28.5kPa

下卧层顶面处附加压力值：

pz=lb（Pk-pc）/（（b+2ztanθ）（l+2ztanθ））

=（5.5×5.5×（52.719-28.5））/（（5.5+2×5×tan20°）×（5.5+2×5×tan20°））=8.77kPa

软弱下卧层顶面处土的自重压力值：

pcz=zγ=5×19=95kPa

软弱下卧层顶面处修正后地基承载力特征值

faz=fazk+ηbγ（b-3）+ηdγm（d+z-0.5）

=130.00+0.30×19.00×（5.50-3）+1.60×19.00×（5.00+1.50-0.5）=326.65kPa

作用在软弱下卧层顶面处总压力：

pz+pcz=8.77+95=103.77kPa≤faz=326.65kPa

满足要求！

7、地基变形验算

倾斜率：

tanθ=|S1-S2|/b'=|20-20|/5000=0≤0.001

满足要求！

四、基础配筋验算

基础底部长向配筋

HRB400Φ22@200

基础底部短向配筋

HRB400Φ22@200

基础顶部长向配筋

HRB400Φ22@200

基础顶部短向配筋

HRB400Φ22@200

1、基础弯距计算

基础X向弯矩：

MⅠ=（b-B）2pxl/8=（5.5-1.6）2×48.481×5.5/8=506.956kN·m

基础Y向弯矩：

MⅡ=（l-B）2pyb/8=（5.5-1.6）2×48.481×5.5/8=506.956kN·m

2、基础配筋计算

（1）、底面长向配筋面积

αS1=|MⅡ|/（α1fcbh02）=506.956×106/（1×16.7×5500×12992）=0.003

ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×0.003）0.5=0.003

γS1=1-ζ1/2=1-0.003/2=0.998

AS1=|MⅡ|/（γS1h0fy1）=506.956×106/（0.998×1299×360）=1086mm2

基础底需要配筋：

A1=max（1086，ρbh0）=max（1086，0.0015×5500×1299）=10717mm2

基础底长向实际配筋：

As1'=10828mm2≥A1=10717mm2

满足要求！

（2）、底面短向配筋面积

αS2=|MⅠ|/（α1fclh02）=506.956×106/（1×16.7×5500×12992）=0.003

ζ2=1-（1-2αS2）0.5=1-（1-2×0.003）0.5=0.003

γS2=1-ζ2/2=1-0.003/2=0.998

AS2=|MⅠ|/（γS2h0fy2）=506.956×106/（0.998×1299×360）=1086mm2

基础底需要配筋：

A2=max（1086，ρlh0）=max（1086，0.0015×5500×1299）=10717mm2

基础底短向实际配筋：

AS2'=10828mm2≥A2=10717mm2

满足要求！

（3）、顶面长向配筋面积

基础顶长向实际配筋：

AS3'=10828mm2≥0.5AS1'=0.5×10828=5414mm2

满足要求！

（4）、顶面短向配筋面积

基础顶短向实际配筋：

AS4'=10828mm2≥0.5AS2'=0.5×10828=5414mm2

满足要求！

（5）、基础竖向连接筋配筋面积

基础竖向连接筋为双向Φ10@500。

五、配筋示意图

基础配筋图

2；塔机基础承台施工

2.1根据该工程地勘报告，塔机位置地基承载力为150kPa可以满足塔机安装要求。

2.2肆台塔机均为预埋支腿固定式，基础配筋图如下

2.3塔机基础承台施工

（1）基础定位、根据建筑结构基础埋置深度，确定基础开挖深度，制作50mm厚C15（砂浆）垫层。

（2）根据施工方便性，当塔机基础下排钢筋绑扎好后，将连接好的预埋支腿吊放在塔基中心线的固定马蹬上固定。

固定马蹬

（3）预埋支腿周围的钢筋数量不得减少或切断，主筋通过预埋支腿（节）有困难时，允许主筋避让。

（4）用水平仪超平，保证预埋后水平面的垂直度≤1.5‰，确认无误后整体浇筑C35混凝土。

（5）埋支腿周围混凝土填充率必须达到95%以上。

（6）混凝土强度达到85%以上方可进行塔机安装，混凝土试压报告交给安装单位一份。

（7）现场总包单位应做好并摇测塔吊接地，接地电阻值要求小于4Ω。

（8）检查塔机基础，收集塔基承台钢筋检测报告、混凝土强度报告等，经验收合格后填写《北京市塔式起重机基础检查记录》。

3、塔吊基础施工

基础底部做褥垫层，和主体结构施工方法一样。

在制作C15混凝土垫层，厚度为100mm。

基础为钢筋混凝土结构，QTZ63E（5510）结构尺寸为5.5×5.5×1.35m

（1）钢筋工程

基础采用上下两层钢筋，上层为HRB400-22双向双列螺纹钢筋并绑扎，下层为双向双列HRB400-22螺纹钢筋，立筋为HRB400-16螺纹钢筋，详见附图1。

（2）模板工程

基础模板采用单排木模板，模板规格为1.2×2m。

（3）混凝土工程

基础混凝土采用C35混凝土，当砼承台强度达到设计强度80%以上，方可进行塔机安装。

（4）安装预埋件

塔机预埋支腿、基础承台、支架安装详见附图2~4。

1.接地

承台制做同时，在其两侧各制做两组接地电阻不大于4Ω的接地体，并引出至承台上平面，在塔机安装前测试接地电阻值。

4、施工步序

1.将塔位基础坑清理放线定位。

2.铺设承台底筋：

长5900mm双向双列Φ20二级螺纹钢筋（先不绑）。

3.摆设预埋支腿固定支架，绑好底筋，安装预埋支腿（或预埋节）。

4.用水平仪测试支腿主角钢上平面，平面度不大于1‰，或用经纬仪双向测试标准节垂直度，其垂直度不大于1‰。

5.安装固定框架及标准节。

6.铺设Φ20二级螺纹钢立筋，上层Φ20双向双列二级螺纹钢筋并绑扎。

7.将预埋支腿（或预埋节）与固定支架焊接加固好。

8.支搭承台外围模板，浇注C35砼。

9.浇注砼同时，复核标准节（或预埋节）的双向垂直度，可用倒链进行调整。

5、设计要求

1.承台下平面边口至坑槽边的水平距离应不小于至坑槽底的垂直距离。

2.砼基础浇注需有同等条件的砼试验报告。

6、质量保证措施

混凝土浇筑过程中，现场必须始终有质控人员值班，对混凝土本身各项指标及浇筑质量进行控制。

质控人员应按要求按数量认真制作标准养护及现场混凝土抗压试块，以同步检测砼的强度。

混凝土基础应坚实平整，成活面无起砂，露石及龟裂现象。

混凝土基础应赶光压实平整，成活面不应有起砂、石子外露、脱皮及龟裂、“烂根”等现象。

7、安全文明施工

钢材、半成品必须按规格码放整齐。

抬运钢筋人员应协调配合、互相呼应。

绑扎钢筋的绑丝头，应弯回至骨架内侧。

使用汽车、罐车运送混凝土时，现场道路应平整坚实，必须设专人指挥，指挥人员应站在车辆侧面。

卸料时，车轮应挡掩。

浇筑作业必须设专人指挥，分工明确。

浇筑人员不得直接在钢筋上踩踏、行走。

向模板内灌注混凝土时，作业人员应协调配合，灌注人员应听从振捣人员指挥。

浇水养护时，不得倒行拉移胶管。