装配式PC厂项目塔吊基础施工方案.docx

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装配式PC厂项目塔吊基础施工方案

塔吊基础专项施工方案

一、工程概况

装配式建筑产业基地PC构件厂一期施工总承包工程位于云南省安宁市青龙镇白塔村。

本工程包含：

PC构件车间、PS生产车间、门卫室+控制室、锅炉房、水泵房、实验楼和院士工作站，地上总建筑面积约28303.96万㎡；无地下室；合计总面积28303.96万㎡。

楼栋高约为23.1米，标准层高为3.6米。

本工程结构形式为框架结构，基础采用平板式筏形基础。

该工程建筑抗震地基设计等级为丙级，建筑抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计地震分组第三组。

建设单位：

安宁鼎翔新材料科技有限公司；

施工单位：

云南劲宏建设有限公司；

设计单位：

九道品筑工程设计有限公司；

监理单位：

；

勘探单位：

中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司。

二、地质条件

1、土工程特性评价

①层：

耕植土，该土层广泛分布于拟建场地，厚度小，成分为粉质黏土，多见植物根系，含少量直径2mm～20mm的砾石，砾石成分为砂岩；土层结构疏松，欠固结状态；不可作为地基持力层，地基施工时应予清除。

②1层：

粉质黏土，该土层广泛分布于拟建场地，厚度小，可塑状态为主，含少量砂砾，稍密，岩芯干强度及韧性较高，中压缩性为主。

该土层物理力学性质一般，且均匀性较差，不能满足天然地基要求，可作为桩基础的摩擦段持力层使用。

开挖难易程度按土的工程分类属II类土（普通土），建议承载力特征值fak=160kPa。

②2层：

含黏性土砾砂，场地内大范围分布，层厚大，局部夹透镜状薄层黏质粉土、粉砂。

中密状态，物理力学性能较好，可作为低层或多层建筑基础持力层使用。

开挖难易程度按土的工程分类属III类土（硬土），建议承载力特征值fak=250kPa。

②3层：

黏质粉土，主要分布于场地北侧及西南边缘，层厚不均匀，物理力学性能一般，不能满足天然地基要求，可作为持力层下卧层或桩基础的摩擦段持力层使用。

开挖难易程度按土的工程分类属II类土（普通土），建议承载力特征值fak=150kPa。

③1层：

全风化板岩，岩芯呈土状，成分单一，砾质成分含量较高，物理力学性能一般，埋深较大，可作为持力层下卧层或桩基础的摩擦段持力层使用。

开挖难易程度按土的工程分类属II类土（普通土），建议承载力特征值fak=180kPa。

③2层：

强风化板岩，泥质结构，层状构造，为软岩，岩体破碎，陡倾角节理发育，物理力学性能好，埋深较大，可作为持力层下卧层或桩基础持力层使用。

建议承载力特征值fak=400kPa。

③3层：

中风化板岩，灰黑色，泥质结构，层状构造，属软岩～较软岩，岩体较破碎，节理裂隙发育程度一般，物理力学性能好，埋藏深度大，可作为持力层下卧层或桩基持力层使用。

建议承载力特征值fak=800kPa。

综上，拟建场地分布的地基土工程性能总体较好，但在空间和土质分布上具有不均匀的特点，故应合理选择基础方案并制定相关质量保证措施。

2、水文地质特征

孔隙含水层：

主要为分布于螳螂川河谷及禄脿河河谷的第四系冲洪积层（Qhapl）与坡麓地带分布的第四系残破积层（Qhedl）的砂（卵）砾石、粉细砂、粉质黏土等。

地下水为潜水，富水性中等，透水性较强～强。

裂隙含水层：

主要为拟建场地内广泛分布的昆阳美党组，其次为震旦系下统澄江组及上统山陀组、侏罗系下统禄丰组甸基段和中统禄丰群上亚群。

地下水为裂隙水，主要赋存于上述岩层强～弱风化带内，富水性中等～较弱。

岩溶含水层：

为拟建场地南部分布的震旦系上统灯影组白云岩层。

地下水为岩溶水，主要赋存于溶蚀裂隙、溶洞内，富水性中等～强。

场地海拔高度小于3000m，为湿润区，透水层为湿的弱透水层，场地环境类型属II类。

勘察期间在K4、K124、K146钻孔内共取了3组水样进行水腐蚀性分析，按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009版）水的腐蚀性评价。

根据已有试验结果表明：

场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

三、编制依据

1、中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司提供的《装配式产业基地PC构件厂一期岩土工程详细勘察报告》；

2、《塔式起重机安全规程》（GB5144-2012）；

3、《塔式起重机操作使用规程》（JG/T100-99）；

4、《起重吊运指挥信号》GB5082-85）；

5、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）；

6、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59--2011）；

7、有关国家、行业、地方标准要求；

8、建筑地基础设计规范（GB50007-2011）；

9、混凝土结构设计规范（GB50010-2010）；

10、QTZ250（TC7030B）自升塔式起重机使用说明书。

四、塔吊基础设计

装配式实验楼和院士工作站，选择一台塔吊，选择长沙中联重科科技发展股份有限公司的塔机QTZ250（TC7030B）塔式起重机，位置详见《塔吊平面布置图》。

建筑总高度为23.1米，塔吊安装总高度约45m,可以满足工程需要。

塔吊安拆均由专业队伍负责。

结合本工程的结构，塔吊基础设在实验楼和院士工作站基础以下。

塔机可利用50T汽车起重机进行安装，塔机的总体结构详见产品说明书。

从地堪报告反映塔吊基础可以采用天然基础，持力层为2层黏性土砾砂层。

基础标准节预埋基础，筏板一次性浇筑。

塔吊拆除后筏板以上标准节割除。

塔吊示意图：

塔吊选用的基础尺寸为6000mm×6000mm，厚度为1000mm,混凝土强度等级为C30。

基础下做100mm厚C15砼垫层，待垫层强度达到设计强度的75%以后开始施工基础，使用C30砼（内含早强剂）一次浇筑完成,待砼强度达到设计强度的100%（强度由试验室试压同条件养护的试块或现场回弹后通知）以后方可进行塔吊的安装。

建筑高度23.1米。

（附基础定位图和塔吊基础布置图）

五、选用塔吊的主要性能

根据长沙中联重科科技发展股份有限公司提供的（QTZ250-TC7030B）型自升塔式起重机使用说明：

六、塔吊承台计算书

本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：

《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-2017）、《地基基础设计规范》（GB50007-2011）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）等编制。

一、参数信息

塔吊型号：

QTZ250（TC7030B），塔吊起升高度H：

54.00m，

塔身宽度B：

2.2m，基础埋深d：

2.00m，

自重G：

1690kN，基础承台厚度hc：

1.00m，

最大起重荷载Q：

120kN，基础承台宽度Bc：

6.00m，

混凝土强度等级：

C30，钢筋级别：

HRB400，

基础底面配筋直径：

14mm

额定起重力矩Me：

2500kN·m，基础所受的水平力P：

30kN，

标准节长度b：

3.75m，

主弦杆材料：

角钢/方钢,宽度/直径c：

120mm，

所处城市：

云南昆明市，基本风压ω0：

0.3kN/m2，

地面粗糙度类别：

B类田野乡村，风荷载高度变化系数μz：

1.77。

地基承载力特征值fak：

235kPa，

基础宽度修正系数ηb：

0，基础埋深修正系数ηd：

1.2，

基础底面以下土重度γ：

20kN/m3，基础底面以上土加权平均重度γm：

20kN/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=1690kN；

塔吊最大起重荷载：

Q=120kN；

作用于塔吊的竖向力：

Fk＝G＋Q＝1690＋120＝1810kN；

2、塔吊风荷载计算

依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）中风荷载体型系数：

地处云南昆明市，基本风压为ω0=0.3kN/m2；

查表得：

风荷载高度变化系数μz=1.77；

挡风系数计算：

φ=[3B+2b+（4B2+b2）1/2]c/（Bb）=[（3×2.2+2×3.75+（4×2.22+3.752）0.5）×0.12]/（2.2×3.75）=0.289；

因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.432；

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=0.7×1.00×2.432×1.77×0.3=0.904kN/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=0.904×0.289×2.2×54×54×0.5=838.005kN·m；

Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝2500＋838.005＋30×1＝3368kN·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＝25×6×6×1=900kN；

Bc──为基础的底面宽度；

计算得：

e=3368/（1810+900）=1.243m<6/3=2m；

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》（GB50007-2011）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=1.243m>6/6=1m

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）＝6/20.5-3368/（1810+900）=3m。

Bc──基础底面的宽度，取Bc=6m；

不考虑附着基础设计值：

Pk＝（1810＋900）/62＝75.278kPa

Pkmax=2×（1810+900）/（3×3×6）=100.376kPa；

地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011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235.000kN/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20.000kN/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20.000kN/m3；

d--基础埋置深度（m）取2.000m；

解得地基承载力设计值：

fa=271.000kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为:

fa=271.000kPa；

地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=75.278kPa，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=100.376kPa，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》（GB50007-2011）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=0.98；

ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；取ft=1.43MPa；

ho--基础冲切破坏锥体的有效高度；取ho=0.95m；

am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=（at+ab）/2；

am=[2.20+（2.20+2×0.95）]/2=3.15m；

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＝2.2m；

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=2.20+2×0.95=4.10；

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=120.45kPa；

Al--冲切验算时取用的部分基底面积；Al=6.00×（6.00-4.10）/2=5.70m2

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=120.45×5.70=686.57kN。

允许冲切力：

0.7×0.98×1.43×3150.00×950.00=2935582.65N=2935.58kN>Fl=686.57kN；

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》（GB50007-2011）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＝（6.00-2.20）/2=1.90m；

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120.45kN/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＝120.45×（3×2.2-1.9）/（3×2.2）=85.776kPa；

G--考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×6.00×6.00×1.00=1215.00kN/m2；

l--基础宽度，取l=6.00m；

a--塔身宽度，取a=2.20m；

a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=2.20m。

经过计算得MI=1.902×[（2×6.00+2.20）×（120.45+85.78-2×1215.00/6.002）+（120.45-85.78）×6.00]/12=655.21kN·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=14.30kN/m2；

ho--承台的计算高度，ho=0.95m。

经过计算得：

αs=655.21×106/（1.00×14.30×6.00×103×（0.95×103）2）=0.008；

ξ=1-（1-2×0.008）0.5=0.008；

γs=1-0.008/2=0.996；

As=655.21×106/（0.996×0.95×103×360.00）=1923.98mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:

6000.00×1000.00×0.15%=9000.00mm2。

故取As=9000.00mm2。

建议配筋值：

HRB400钢筋，14@100mm上下层板为双层双向。

承台总配筋数为236根。

实际配筋值9080.1mm2，并采用Φ14拉结筋，成梅花形错开分布间距0.5m。

七、基础混凝土施工

a）施工准备

i.绑扎好基础的钢筋，在基础内焊好避雷接地引下线，接地线采用一根-M40×4㎜的镀锌与底皮钢筋焊接并形成一封闭,钢筋的隐检工作已经完成,并已核实预埋螺栓、线管、孔洞的位置、数量及固定情况无误。

ii.预检工作已经完成,砖模标高、位置、尺寸准确符合设计要求，稳定牢固，符合规范要求。

iii.混凝土浇筑前对施工人员交底，设专人负责，做到人人心中有数。

iv.浇筑混凝土用泵管架、走道安全稳固，能够满足浇筑要求。

v.混凝土浇筑前，仔细清理泵管内残留物，确保泵管畅通，仔细检查井架加固情况。

vi.严格按试验室配合比进行配料。

混凝土入泵坍落度控制在120mm左右。

vii.预埋螺栓或预埋节的螺帽要用防水胶纸密封，防止混凝土进入而影响后续的安装工作。

viii.控制好原材料的计量，搅拌台电子计量必须经法定的计量检测机构检测认可后方可使用，砂、石计量的允许偏差≤±3%；散装水泥计量的允许偏差≤±2%；外加剂及混合料的计量允许偏差≤±2%；水计量的允许偏差≤±2%。

ix.原材料的质量要求

砂中含泥量：

当混凝土强度等级≥C30时，含泥量≤3%；

对于石子：

粒径、级配应符合混凝土配合比通知单的要求，石子含泥量当混凝土强度等级≥C30时，含泥量≤1%；

x.水：

施工用水采用自来水并符合《混凝土拌合用水标准》（JGJ63-2006）的规定。

2、混凝土浇筑

基础混凝土强度等级C30，采用商品混凝土，固定泵管输送到施工基础。

浇筑混凝土时使用50棒，插入振捣要快插慢拔，插点呈梅花形布置，按顺序进行，不得遗漏。

移动间距不得大于振捣棒插入作用半径的1.5倍（50棒取50cm）振捣上一层时插入下一层混凝土5cm,以消除两层间的接缝。

平板振动器的移动间距，保证振动器的平板能够覆盖已振实部分的边缘。

振捣时间以混凝土表面出现浮浆及不出现气泡、下沉为宜。

施工时不留设施工缝。

混凝土施工时要随时检查预埋螺栓的位置及标高，严禁振动棒振捣在预埋螺栓或预埋底节上，待承台混凝土有七、八成干时，用木抹进行两次抹面，有效控制混凝土的微裂缝。

3、混凝土质量要求

混凝土振捣密实，不得有蜂窝、孔洞、露筋、缝隙、夹渣等缺，表面平整度允许偏差为1.5㎜,标高允许偏差为±5㎜,预埋件中心线位置允许偏差为2㎜。

4、基础混凝土的养护