单桩承台塔吊基础专项施工方案.docx

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单桩承台塔吊基础专项施工方案

柳州铁道职业技术学校C1、C2、C3实训楼工程

塔吊基础专项施工方案

编制：

审核：

审批：

编制单位（章）：

编制时间：

年月日

总监审批：

监理单位（章）：

建设单位项目负责人审批：

建设单位（章）：

柳州铁道职业技术学校C1、C2、C3实训楼工程

塔吊基础专项施工方案审批表

分

公

司

部门审核意见

部门

审核人

职务/职称

审核意见

工

程

管

理

科

分公司审批意见：

签章：

年月日

公

司

部

门

审

核

意

见

部门

审核人

职务/职称

审核意见

总

工

程

师

办

公

室

公司审批意见：

签章：

年月日

一、

概述

项目名称

柳州铁道职业技术学院C1、C2、C3实训楼工程

建设单位

柳州市东城投资开发有限公司

设计单位

柳州市建筑设计科学研究院

施工单位

广西建工集团第五建筑工程有限责任公司

建设地点

柳州市柳东新区职教园内

建设规模

总建筑面积34503.34㎡，其中C1实训楼建筑面积8313.47㎡，框架结构，5层，建筑高度为25.3m；C2实训楼建筑面积8313.47㎡,框架结构，5层，建筑高度为25.3m；C3实训楼建筑面积8310.10㎡，框架剪力墙结构，4层，建筑高度为25.8m。

工期

计划工期：

365日历天

本工程拟安装2台塔式起重机作为垂直运输工具，塔吊安装平面位置见附图。

施工场地周边无变压器、高压线；塔吊采用QTZ5512，回转半径为55m；2台塔吊相交的距离为2.0m。

塔吊生产厂家为广西建筑机械制造有限责任公司,塔吊型号为QTZ5512型固定独立式，塔吊安装高度为40米，该型号塔吊最大起重量为6t，最小起重量为1.2t；塔吊臂长上下周围覆盖没有障碍物和高压线,塔吊能进行360度回转，基本覆盖全部建筑物。

主要任务是吊运钢筋、钢管、模板等。

二、设计依据

1、工程《岩土工程勘察报告》；

2、《简明建筑结构设计手册》；

3、塔吊厂家使用说明书提供的塔吊技术参数；

4、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009

5、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

6、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

7、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

三、塔吊基础设计说明

1、厂家提供的混凝土基础承载简图

2、塔吊基础承载要求表

由广西大都机械设备租赁有限责任公司的塔机基础图（附图四、五）可见，按照不同的地质情况，塔吊基础有以下三种规格可供选择，如下表：

对地面压力（MPa）

基础尺寸

长×宽（㎜）

基础厚度

（㎜）

砼基础重量G（t）

对基础正压力N（t）

抗倾覆力矩M（KN.m）

水平力

Fh（KN）

0.2MPa

5000×5000

1400

80.5

53

1654

74.9

0.17MPa

5500×5500

1200

83.5

53

1654

74.9

0.1MPa

6000×6000

1000

82.8

53

1654

74.9

本工程塔吊基础座落在素填土中，地基承载力特征值小于塔吊基础要求的地基承载力fak＝0.1MPa，所以本工程采用单桩承台基础作为塔吊基础，桩端入中风化岩，塔吊基础规格为：

桩径1600mm，桩承台5000mm长×5000mm宽×1400mm厚。

具体做法详见附图一～五。

4、地质地貌情况

C1实训楼塔吊基础桩顶标高为了-90.500m，桩底标高为-77.280m，C3实训楼塔吊基础桩顶标高为了-90.700m，桩底标高为-78.350m。

根据《柳州铁道职业技术学院C1、C2、C3实训楼岩土工程桩基勘察报告》,最靠近C1实训楼1#塔吊、C1实训楼3#塔吊基础桩的C111、C117、C342、C343、C344超前钻数据显示塔吊基础桩顶已进中风化白云岩，地基承载力标准值达到5400KPa。

5、本工程塔吊基础定位：

C1实训楼1#塔吊位于C1实训楼

～

轴×

轴偏东2470mm。

C3实训楼3#塔吊位于

～

轴×

轴偏南2300mm。

塔吊基础在工程基础范围外（塔吊位置见附图一之塔吊总平面布置图）。

6、塔吊基础计划10天完成。

7、塔吊基础钢筋配置见下图

8、地脚螺栓M36,材质为：

40Cr，共16条，长度为1200mm；

9、混凝土的标号为：

C35。

10、地脚螺栓固定安装时，严禁采用焊接的方法进行固定应用铁丝或钢筋绑扎。

11、要严格按照图纸的要求布置钢筋，在浇筑塔机混凝土时要同时做好混凝土试块，并按要求送检。

送检时要注明试块混凝土使用的部位为：

塔机基础。

12、在通知塔机进场前应组织基础的验收。

四、塔吊基础施工流程

施工流程：

桩基础→承台土方开挖→承台底垫层→承台砌砖模及水泥砂浆抹面→钢筋制安→预埋塔吊连接螺栓和止水钢板→隐蔽验收→混凝土浇灌、保养→安装塔吊。

五、塔吊基础施工工艺

1、塔吊基础垫层混凝土、砖胎模施工

塔吊基础垫层混凝土随捣随抹光，垫层每边比塔吊基础宽240mm，以便砌筑砖胎模。

垫层混凝土强度达到1.2MPa后，将事先确定好的塔吊基础四角的坐标投设到基坑垫层混凝土表面，并弹好塔吊基础四周边线和塔吊的中心点，作为砖胎模砌筑、钢筋绑扎和地脚螺栓安装的依据。

在垫层上砌砖胎模，砖胎模采用M5水泥砂浆砌筑240mm厚MU10页岩多孔砖。

2、塔吊基础钢筋绑扎和地脚螺栓安装

（1）根据广西大都机械设备租赁有限责任公司提供的塔机基础图进行塔机基础钢筋加工和绑扎。

（2）先绑扎下层钢筋，再绑扎中层钢筋，然后上层钢筋。

钢筋绑扎完毕后要对钢筋骨架进行固定，防止钢筋骨架移动、扭曲变形而影响塔吊地脚螺栓的埋设正确。

确保中、上层钢筋网片稳固，可在中、上层钢筋网片下每隔约1000mm加设骑马凳20；防止钢筋骨架移动，可采用20短钢筋与钢筋骨架点焊固定支撑在四周砖胎模侧壁上；防止钢筋骨架扭曲变形，可采用在钢筋骨架内部加设钢筋斜撑、剪刀撑焊接和绑扎。

（3）钢筋绑扎完毕自检符合要求后即可进行塔吊地脚螺栓的安装固定。

地脚螺栓严禁采用焊接的方法固定，应采用铁丝或钢筋绑扎固定。

地脚螺栓固定好后，复核地脚螺栓的位置和绝对高程是否正确，确定无误后对地脚螺栓采取适当的保护措施，如涂黄油、用塑料薄膜包裹等措施，准备工作全部做好并经验收合格后方可浇筑混凝土。

塔吊地脚螺栓定位见附图二~四所示。

3、塔吊基础混凝土浇筑

（1）因施工场地限制，塔吊附近无法布置搅拌机和混凝土所需的砂、石和水泥等材料，故塔吊基础混凝土采用商品泵送混凝土，混凝土强度等级C35。

（2）混凝土下料时要均匀下料，浇筑开始时，应满铺一层50~100mm厚的混凝土，先使混凝土均匀充满模板内边角，再均匀浇筑中间部分，以保证混凝土密实，防止由一侧集中下料造成对钢筋骨架的挤压而使塔吊地脚螺栓产生位移，然后再对称浇筑。

混凝土分三层进行布料，每层厚400~500mm，每层布料完毕后采用插入式振动棒对混凝土进行均匀振捣，振动棒移动间距应不大于振动棒作用半径的1.4倍（一般为30～40cm），确保混凝土密实；振捣完毕后再进行上一层布料，振捣上一层时应插入下层50mm，以消除两层间的接槎；振捣时间宜为15~30s，应振捣至混凝土表面呈水平，不再显著下沉、不再出现气泡且表面泛浆为止，且隔20~30min后进行第二次复振。

振捣棒不得碰撞钢筋、预埋件等，发现有位移、变形应及时处理。

（3）浇筑混凝土过程中，进行每层布料完毕后均要对塔吊地脚螺栓的位置、绝对高程进行复核，确定无误后再进行上一层布料。

最后一层布料完毕振捣密实后对地脚螺栓的位置、绝对高程再次进行复核，确定无误后对混凝土表面进行收面处理。

对混凝土表面进行收面时要做到内高外低，即地脚螺栓安装塔吊部位要比塔吊基础四周外边要高30mm～50mm，做成一定的坡度，防止地表水流入造成塔吊部位积水。

（4）混凝土浇筑过程中，同时留设一组混凝土标准养护试块用以检验塔吊基础混凝土的强度。

4、塔吊基础混凝土养护

混凝土在收浆后，立即用塑料薄膜覆盖保湿，覆盖约24h后视混凝土成型情况及时揭开塑料薄膜，覆盖麻袋浇水或直接浇水养护，养护时间不少于7d。

六、质量保证措施

1、钢筋进入施工现场在加工过程中，如发现脆断或机械性能有显著异常的现象，应抽样进行化学成分检验或其他专项送检验合格后方能使用。

2、承台钢筋施工除了按照方案要求绑扎钢筋外，还要进行塔吊锚固脚定位固定（使用专用锚固脚，由塔吊生产厂家负责施工，定位尺寸详见塔吊使用说明书）、防雷焊接等，完成后需要进行隐蔽验收。

3、钢筋需准确开料、垫层表面平整度需符合要求以基础钢筋绑扎保证钢筋的保护层符合规范要求。

4、浇筑混凝土前现场应测试商品混凝土的坍落度并按规定预留混凝土试件。

5、浇捣混凝土时需安排经验丰富的工人打振动棒，严防出现孔洞、蜂窝等不良现象。

6、浇筑混凝土应连续进行，异常情况间歇时间较长需留设施工缝时应征得设计和现场监理人员的同意，不允许随意出现工作面接口冷缝。

7、混凝土施工完毕后，采用湿麻包袋覆盖，淋水养护，减小温度变化对混凝土的影响。

七、安全文明施工措施

1、如果挖土过程中发现地质条件恶劣不适宜施工，应及时上报，另做处理。

2、浇捣承台砼时要留试件，以便进行强度试压。

当试压强度达到70%后，方可开始塔吊的安装。

切忌在砼强度达不到要求的情况下安装塔吊。

3、遵守工地现场管理，做到安全、文明施工。

4、钢筋隐蔽验收后，承台混凝土必须一次性连续浇灌。

5、塔吊安装前应编制可行的专项安装方案，对安装顺序、吊车行走路线、对基坑施工的影响等问题作出详细的考虑。

八、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

C1实训楼塔吊、C3实训楼号塔吊基础计算书

一.参数信息

塔吊型号:

QTZ5512

塔机自重标准值:

Fk1=450.80kN

起重荷载标准值:

Fqk=60.00kN

塔吊最大起重力矩:

M=1654kN.m

非工作状态下塔身弯矩:

M=-200.0kN.m

塔吊计算高度:

H=40m

塔身宽度:

B=1.6m

桩身混凝土等级:

C35

桩钢筋级别:

HRB400

桩直径:

d=1.6m

桩入土深度:

9m

保护层厚度:

50mm

承台混凝土等级:

C35

矩形承台边长:

5.0m

承台厚度:

Hc=1.4m

承台顶面埋深:

D=0.00m

承台顶面标高:

-0.6m

地下水位标高:

-2.5m

二.荷载计算

1.自重荷载及起重荷载

1）塔机自重标准值

Fk1=450.8kN

2）基础以及覆土自重标准值

Gk=5×5×1.40×25=875kN

3）起重荷载标准值

Fqk=60kN

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）

Wk=0.8×1.48×1.95×1.65×0.2=0.76kN/m2

qsk=1.2×0.76×0.35×1.6=0.51kN/m

b.塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=0.51×40.00=20.48kN

c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×20.48×40.00=409.60kN.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=0.70kN/m2）

Wk=0.8×1.56×1.95×1.65×0.70=2.81kN/m2

qsk=1.2×2.81×0.35×1.6=1.89kN/m

b.塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=1.89×40.00=75.55kN

c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×75.55×40=1511.09kN.m

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×（1654+409.60）=1657.24kN.m

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

Mk=-200+1511.09=1311.09kN.m

三.承台计算

承台尺寸:

5000mm×5000mm×1400mm

单桩承台的承台弯矩两个方向都为0（kN.m），所以承台只需采用构造配筋，不需要进行抗剪和其它的验算！

四.桩身最大弯矩计算

计算简图：

1.按照m法计算桩身最大弯矩：

计算依据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008），并参考《桩基础的设计方法与施工技术》。

（1）计算桩的水平变形系数α（1/m）:

其中m──地基土水平抗力系数；

b0──桩的计算宽度，b0=2.34m。

E──抗弯弹性模量，E=0.67Ec=21105.00N/mm2；

I──截面惯性矩，I=0.32m4；

经计算得到桩的水平变形系数:

α=0.341/m

（2）计算Dv:

Dv=75.55/（0.34×1657.24）=0.13

（3）由Dv查表得：

Km=1.04

（4）计算Mmax:

经计算得到桩的最大弯矩值:

Mmax=1657.24×1.04=1722.94kN.m。

由Dv查表得：

最大弯矩深度z=0.44/0.34=1.27m。

五.桩配筋计算

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）第E.0.4条。

沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载力计算：

偏心受压构件应符合下例规定：

式中As──全部纵向钢筋的截面面积；

r──圆形截面的半径，取r=0.80m；

rs──纵向钢筋重心所在圆周的半径，取rs=0.75m；

e0──轴向压力对截面重心的偏心矩:

e0=Mmax/F=1722.94/935=1.84m；

ea──附加偏心矩，应取20mm和偏心放学截面最大尺寸的1/30两者中的较大者，ea=53.33mm；

α──对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值，取α=0.53；

αt──纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当α>0.625时，取αt=0：

由上两式计算结果：

只需构造配筋！

六.桩竖向承载力验算

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=935.00kN

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=5.03m；

Ap──桩端面积,取Ap=2.01m2；

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

8

8

80

松散粉土

2

1

55.00

5400

中风化岩层

由于桩的入土深度为9m,所以桩端是在第2层岩层。

最大压力验算:

Ra=5.03×（8×8+1×55）+5400×2.01=11455.51kN

由于：

Ra=11455.51>Qk=935.00,所以满足要求!

塔吊计算满足要求！

九、接地极做法

塔吊防雷措施：

混凝土基础应可靠接地，将1根Φ12镀锌圆钢插入承台中与桩纵向钢筋焊接，另一端与塔吊基础承台焊接。

要求圆钢在承台以上伸出长度不小于1.5m米，要求接地电阻不大于4欧姆。

一十、附图（另附）

1、附图—塔吊基础平面布置图

2、附图二塔吊基础、地脚螺栓定位图

3、附图三塔吊基础做法

4、附图四广西QTZ5512塔机基础图一

5、附图五广西QTZ5512塔机基础图二