塔吊基础方案TC5513修改版.docx

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塔吊基础方案TC5513修改版

一、编制依据2

二、工程概况2

1．工程概况2

2．水文、地质概况2

三、塔吊设计参数6

1．塔吊设计参数6

2．塔吊基础设计8

四、施工工艺技术9

五、施工安全保证措施11

1．塔吊安全注意事项11

2．维护与保养12

六、计算书12

5513塔吊基础计算书12

1.参数信息12

2.塔吊对交叉梁中心作用力的计算13

3.塔吊抗倾覆稳定验算13

4.地基承载力验算13

5.基础受冲切承载力验算15

6.承台配筋计算16

一、编制依据

1、大连香格里拉项目（二期）岩土工程勘察报告

2、GB50202-2002《地基与基础施工质量验收规范》

3、GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》

4、JGJ33-2001《建筑机械使用安全技术规程》

5、GB50010-2010《混凝土结构设计规范》

6、JGJ/T187-2009《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》

7、本工程设计图纸

8、长沙中联重工科技发展股份公司生产的型号TCT5510塔式起重机《使用说明书》

二、工程概况

1．工程概况

本工程±0.000相当于绝对标高7.000，主楼采用筏板基础，板厚1.8m，地下车库采用柱下扩展基础，地下车库局部采用筏板基础，板厚0.8m，其余范围防水底板厚度为0.6m。

基础钢筋材料为：

HPB300级，HRB335级，HRB400级；地下室防水底板混凝土为C30，垫层为C15，垫层厚度为100mm，地下室混凝土抗渗等级底板及侧墙为P8。

本工程H-L轴间设有一道温度后浇带，要求在两侧混凝土浇筑两个月后补浇，混凝土采用高一等级微膨胀混凝土浇筑。

本工程塔楼地下3层，地上34层，标准层层高为3.3米，裙楼地上4层，局部1层，建筑面积51800㎡。

2．水文、地质概况

2.1场地位置

工程场地位于大连市中山区长江路南侧，香格里拉酒店北侧，职工街西，致富路东，地理位置优越，交通较方便。

2.2地形地貌

场地地貌单元属坡残积台地。

建筑场地经拆迁平整，地势平坦，地面标高最大值6.94m，最小值5.78m，相对高差1.16m。

2.3气象要素

本区属暖温带大陆性季风半岛气候区，雨量集中，冬季寒冷，夏季炎热，八月最热，一月最冷。

2.3.1根据国标《建筑气象参数标准》提供的大连市气象资料（1951—1980年），主要气象要素如下：

（1）、年平均温度10.20℃，极端最高温度35.30℃，极端最低温度-21.10℃。

（2）、平均年总降水量658.7mm；一日最大降雨量171.1mm。

（3）、全年平均风速5.2m／s；30年一遇最大风速31.0m／s；全年最多风向N，频率15%；最大积雪厚度37cm。

2.3.2据大连市气象局气候资料室统计。

1971—2000年气象资料如下：

（1）、相对湿度（%）

月份

月平均

月最大

100

（2）、气温（℃）

年极端最高干球温度：

35.3；日期1972年

年极端最高湿球温度：

27.7；日期1994年

连续5天平均最高温度极值：

32.7

连续5年平均最低温度极值：

-16.6

（近20年连续5天平均最低温度极值：

-16.1）

（3）、雷暴（天）

年平均雷暴日数：

20.3；最多年雷暴日数：

30；最少年雷暴日数：

11。

（4）、冰雹

累年最大冰雹直径：

20厘米

年平均冰雹次数：

0.9次

（5）、台风

年平均台风次数：

1.5次；台风出现月份：

6月—9月

10分钟平均最大风速（1971-2000）24.7米/秒；风向：

SW；时间：

1985.8.19

瞬时极大风速（1991-2000）：

33.8米/秒；风向：

N；时间：

1994.8.16

累年10分钟平均最大风速：

33.3米/秒；风向：

N；时间：

1956.02.28

说明：

1）、所提供资料除风以外均为1971年-2000年。

2）、观测站经度：

121.38E；纬度：

38.5N；观测场海拔高度91.5米。

3）、测风仪距地高度

1969.4.1—1984.11.13：

16.5米

1984.11.14—2000：

19.0米

4）、10分钟平均最大风速观测时段：

1951-1956、1971-2000

瞬时极大风速感测时段：

1991-2000

2.3.3根据《建筑结构荷载规范》，按50年一遇：

本市基本风压0.65kN/m2，基本雪压0.40kN/m2；按100年一遇：

本市基本风压0.75kN/m2，基本雪压0.45kN/m2。

2.3.4土壤标准冻结深度0.70米，最大冻结深度0.93米。

2.3.4据大连市区南部海岸老虎滩地区海潮观测资料表明，年平均潮位-0.066米，年高潮位1.954米，年最低潮位-2.816米，年平均高潮位0.964米，年平均低潮位-1.116米，受台风影响时，最大海浪高达8米。

2.4地层结构特征

根据钻孔资料，场地地层由上至下依次为：

杂填土、粉质粘土、全风化板岩、强风化板岩、中风化板岩。

其岩性描述如下：

①杂填土（Q4ml）：

杂色，干燥~稍湿，松散~稍密，主要由建筑垃圾组成，组成成份不均匀，硬质物含量约80%，回填时间较短，小于3年。

场地分布广泛，层厚1.00~3.30m，层顶高程5.78~6.94m，层底埋深：

1.00~3.30m。

②粉质粘土（Q4al+pl）：

黄褐色，稍湿~湿，可塑状态，层状结构，稍有光泽反应，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。

场地部分钻孔有揭露，主要分在塔楼及裙楼场区内，层厚1.00~6.60m，层顶高程3.54~5.17m，层底埋深3.00~8.80m。

③-1全风化板岩（Zc）：

黄褐色，结构构造已分辨不清，风化裂隙很发育，岩芯破碎，多呈土状，属极软岩，极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级，场地部分钻孔有分布，层厚1.00~13.00m，层顶高程-0.37~5.52m，层底埋3.00~16.00m。

③-2强风化板岩（Zc）：

黄褐色，变余结构，板状构造，主要矿物成分为绢云母、绿泥石等，岩芯呈碎块状、碎片状，属极软岩，破碎，节理裂隙较发育，局部软硬不均，岩芯节理呈15~60°倾角，破坏形式为沿节理面破坏，节理面平整光滑，手折易碎。

岩体基本质量等级为Ⅴ级，场地分布广泛，层厚2.00~15.20m，层顶高程-4.05~4.02m，层底埋深10.50~22.50m。

③-3中风化板岩（Zc）：

黄褐色、灰褐色，变余结构，板状构造，主要矿物成分为绢云母、绿泥石等，岩芯呈碎块状、短柱状、柱状，局部夹有石英岩，属软岩，较破碎~较完整，节理裂隙较发育，岩芯节理呈15~60°倾角，破坏形式为沿节理面破坏，节理面平整光滑，锤击易碎。

岩石质量指标RQD（RQD=50~75）为较差的，岩体基本质量等级为Ⅳ级，场地均有分布，层顶高程-16.16~-3.56m，最大揭露厚度35.60m。

2.5地下水及其腐蚀性

场地勘探过程中大部分钻孔均见有地下水，由于临近富丽华基坑工程施工降水影响，水位埋深差异较大，水位埋深6.8m～18.20m，标高-0.55～-12.19m。

地下水类型为第四系孔隙潜水及基岩裂隙水。

地下水位变幅在1.0~1.5m米左右，主要由大气降水及侧向含水层补给。

2.5.1地下水腐蚀性评价

为了解场地地下水的腐蚀性，于场地内BH6与BH9号钻孔采取了地下水水样进行水质分析，以确定场地地下水对建筑材料的腐蚀性。

据水样分析结果，本场地地下水对建筑材料腐蚀性评价如下：

（1）地下水对混凝土结构的腐蚀性评价

本场地环境类别为Ⅱ类。

①受环境类型影响：

SO42-=69.20～80.70mg/L，微腐蚀；

Mg2+=54.50～55.40mg/L，微腐蚀；

总矿化度=1209.4～322.6mg/L，微腐蚀。

②受地层渗透性影响：

PH值=7.30～7.35，微腐蚀；

HCO3-=4.20～5.20mmol/L，微腐蚀。

综合评定地下水对混凝土结构具微腐蚀。

（2）地下水对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价

Cl-含量=503.4～510.5mg/L；

长期浸水，微腐蚀；

干湿交替，中等腐蚀；

长期浸水情况下，地下水对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀；干湿交替情况下，地下水对钢筋混凝土结构中钢筋具中等腐蚀。

综上所述，本场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性；长期浸水情况下，地下水对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀，干湿交替情况下，地下水对钢筋混凝土结构中钢筋具中等腐蚀。

2.6岩土物理力学性质及地基承载力评价

为了获取岩土层的物理力学性质参数，勘察时在②粉质粘土及③-1全风化板岩进行了标准贯入试验，在③-2强风化板岩进行了重型动力触探试验，在③-3中风化板岩取岩样进行室内试验。

将所得数据进行数理统计。

场地各岩土层承载力、变形参数的确定是依据现行国家标准、规范，根据现场标准贯入试验、重型动力触探试验及室内测试的数理统计结果，并结合相邻场地建筑经验，综合给出拟建场地内地基土承载力特征值的建议采用值：

①杂填土：

回填时间短，欠固结，不宜做天然地基；

②粉质粘土：

承载力特征值fak=150kPa，Es=6.90MPa；

③-1全风化板岩：

承载力特征值fak=200kPa，Eo=15.0MPa（经验值）；

③-2强风化板岩：

承载力特征值fak=350kPa，Eo=25.0MPa（经验值）；

③-3中风化板岩：

承载力特征值fa=1000kPa，frk=23.12MPa。

三、塔吊设计参数

1．塔吊设计参数

TCT5513

弯矩/KN.m

水平力/KN

垂直力/KN

扭矩/KN.m

工作工况

非工作工况

工作工况

非工作工况

工作工况

非工作工况

工作工况

非工作工况

M=1698.7

M=1795.9

Ph=18.9

Ph=81

Pv=452.6

Pv=486.6

Mn=224.7

Mn=0

主筋A

主筋B

地耐力/MPa

混凝土m³

重量t

5300

纵横向各24-B25

0.15

28.09

67.4

5513塔吊参数

总重：

79933kg+标准节重量（855*50）=80073kg80073*9.8/1000=784.71KN

2．塔吊基础设计

依据施工总平面图中塔楼和裙楼所处的位置，并且综合考虑塔楼和裙楼的建筑面积、外形尺寸、建筑高度及与周围建筑物的距离，决定塔楼选用TC5513型塔吊（截臂成50m）。

塔楼采用TCT5513塔吊（具体位置见附图塔吊平面布置图），基础尺寸为5300*5300*1000mm，但因为主楼筏板外边缘线距离基坑护壁仅有4.8米，塔吊基础放不下，为了能将塔吊放在地下室剪力墙外，将塔吊基础放在主楼筏板下，塔吊基础顶标高与塔楼筏板垫层底标高一平。

将塔吊基础所占的筏板区域2900*1620*1800mm作为筏板后浇带。

先施工塔吊基础，施工筏板时将筏板底部防水、筏板钢筋甩出，混凝土接茬中间位置留置横向止水钢板，待塔吊拆除后，将后浇带区域筏板防水和钢筋与原筏板相连后，浇筑砼。

见附图

四、施工工艺技术

1．将塔吊区域的浮土清走，基础开挖至原土层（基础承载力满足要求），基础定位后浇筑C15砼垫层，放线后进行塔吊基础钢筋绑扎，周边支设模板后再进行混凝土浇筑；

2．混凝土强度等级采用C35；

3．垫板下砼填充率>95%，垫板上平面保证水平，垫板允许嵌入砼内5-6mm；

4．允许在固定基节与垫板之间加垫片，垫片面积必须大于垫板面积的90%，且每个支腿下面最多只能加两块垫片，确保固定基节的安装后的水平度小于1/750，其中心线与水平面垂直度误差为1.5/1000；

5．基础表面平整度允许偏差1/1000；

6．埋设件埋设参照一下程序施工：

①四组地脚螺栓（16根）相对位置准确定位，组装后必须保证地脚螺栓孔的对角线误差不大于2mm，确保固定基节的安装；

②为了便于施工，当钢筋捆扎到一定程度时，将装配好的预埋螺栓和预埋螺栓定位框整体吊入钢筋网内。

③再将8根Φ30的钢筋将预埋螺栓连接。

④吊起装配好的预埋螺栓和预埋螺栓定位框整体，浇筑混凝土。

在预埋螺栓定位框上加工找水平，保证预埋后定位框中心线与水平面的垂直度小于1.5/1000。

⑤固定支腿周围混凝土充填率必须达到95%以上。

⑥预埋螺栓定位如下图所示：

5513塔吊基础注明：

L=5300mm

7．起重机的混凝土基础应验收合格后，方可使用。

8．起重机的金属结构、及所有电气设备的金属外壳，应有可靠的接地装置，接地电阻不应大于10Ω。

9．按塔机说明书，核对基础施工质量关键部位。

10．检测塔机基础的几何位置尺寸误差，应在允许范围内，测定水平误差大小，以便准备垫铁。

11．机脚螺丝应严格按说明书要求的平面尺寸设置，允许偏差不得大于5mm。

12．基础砼浇筑完毕后应浇水养护，达到砼设计强度方可进行上部结构的安装作业。

如提前安装必须有同条件养护砼试块试验报告，强度达到安装说明书要求。

13．塔吊基础砼浇筑后应按规定制作试块，基础内钢筋必须经质检部门、监理部门验收合格方可浇筑砼，并应作好隐检记录。

以备作塔吊验收资料。

14．钢筋、水泥、砂石集料应具有出厂合格证或试验报告。

15．塔吊基础底部土质应良好，开挖经质检部门验槽，符合设计要求及地质报告概述方可施工。

16．塔吊基础施工后，四周应排水良好，以保证基底土质承载力。

17．塔机的避雷装置宜在基础施工时首先预埋好，塔机的避雷针可用横截面不小于16mm2的绝缘铜电缆或横截面30mm×3.5mm表面经电镀的金属条直接与基础底板钢筋焊接相连，接地件至少插入地面以下1.5m。

18．基础塔吊砼拆模后应在四角设置沉降观测点，并完成初始高程测设，在上部结构安装前再测一次，以后在上部结构安装后每半月测设一次，发现沉降过大、过快、不均匀沉降等异常情况应立即停止使用，并汇报公司工程技术部门分析处理后，方可决定可断续使用或不能使用。

五、施工安全保证措施

1．塔吊安全注意事项

（1）按建设部《塔式起重机拆装许可证》要求，配备相关人员，明确分工，责任到人。

（2）上岗前必须对上岗人员进行安全教育，必须带好安全帽，严禁酒后上班。

（3）塔机的安拆工作时，风速超过13m/s和雨雪天，应严禁操作。

（4）操作人员应佩戴必要的安全装置，保证安全生产。

（5）严禁高空作业人员向下抛扔物体。

（6）未经验收合格，塔吊司机不准上台操作，工地现场不得随意自升塔吊、拆除塔吊及其他附属设备。

（7）严禁违章指挥，塔吊司机必须坚持十个不准吊。

（8）夜间施工必须有足够的照明，如不能满足要求，司机有权停止操作。

（9）拆装塔机的整个过程，必须严格按操作规程和施工方案进行，严禁违规操作。

（10）多塔作业时，要制定可靠的防碰撞措施。

2．维护与保养

（1）机械的制动器应经常进行检查和调整制动瓦和制动轮的间隙，以保证制动的灵活可靠，其间隙在0.5-1mm之间，在摩擦面上不应有污物存在，遇有异物即用汽油洗净。

（2）减速箱、变速箱、外啮合齿轮等部分的润滑指标进行添加或更换。

（3）要注意检查个部钢丝绳有无断股和松股现象，如超过有关规定，必须立即更换。

（4）经常检查各部位的联结情况，如有松动，应予拧紧，塔身联结螺栓应在塔身受压时检查松紧度，所有联结销轴必须带有开口销，并需张开。

（5）安装、拆卸和调整回转机械时，要注意保证回转机械与行星减速器的中心线与回转大齿圈的中心线平行，回转小齿轮与大齿轮圈的啮合面不小于70%，啮合间隙要合适。

（6）在运输中尽量设法防止构件变形及碰撞损坏；必须定期检修和保养；经常检查节构联结螺栓，焊缝以及构件是否损坏、变形和松动。

六、计算书

5513塔吊基础计算书

1.参数信息

塔吊型号：

QZT63（5013），塔吊起升高度H：

130.00m，

塔身宽度B：

1.6m，基础埋深d：

0.00m，

自重G：

784kN，基础承台厚度hc：

1.00m，

最大起重荷载Q：

60kN，基础承台宽度Bc：

5.30m，

混凝土强度等级：

C35，钢筋级别：

HRB335，

基础底面配筋直径：

25mm

地基承载力特征值fak：

200kPa，

基础宽度修正系数ηb：

3，基础埋深修正系数ηd：

4.4，

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。

2.塔吊对交叉梁中心作用力的计算

2.1塔吊竖向力计算

塔吊自重：

G=784kN；

塔吊最大起重荷载：

Q=60kN；

作用于塔吊的竖向力：

Fk＝G＋Q＝784＋60＝844kN；

2.2塔吊弯矩计算

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mkmax＝2691.03kN·m；

3.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＝25×5.3×5.3×1=702.25kN；

Bc──为基础的底面宽度；

计算得：

e=2691.03/（844+702.25）=1.74m<5.3/3=1.767m；

基础抗倾覆稳定性满足要求！

4.地基承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）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=1.74m>5.3/6=0.883m

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）＝5.3/20.5-2691.03/（844+702.25）=2.007m。

Bc──基础底面的宽度，取Bc=5.3m；

不考虑附着基础设计值：

Pk＝（844＋702.25）/5.32＝55.046kPa

Pkmax=2×（844+702.25）/（3×2.007×5.3）=96.894kPa；

地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002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200.000kN/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5.300m；

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0.000m；

解得地基承载力设计值：

fa=294.000kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为:

fa=294.000kPa；

地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=55.046kPa，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=96.894kPa，满足要求！

5.基础受冲切承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）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=1.57MPa；

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=[1.60+（1.60+2×0.95）]/2=2.55m；

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＝1.6m；

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=1.60+2×0.95=3.50；

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=116.27kPa；

Al--冲切验算时取用的部分基底面积；Al=5.30×（5.30-3.50）/2=4.77m2

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=116.27×4.77=554.62kN。

允许冲切力：

0.7×0.98×1.57×2550.00×950.00=2609080.95N=2609.08kN>Fl=554.62kN；

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

6.承台配筋计算

6.1抗弯计算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）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＝（5.30-1.60）/2=1.85m；

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116.27kN/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＝116.27×（3×1.6-1.85）/（3×1.6）=71.46kPa；

G--考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×5.30×5.30×1.00=948.04kN/m2；

l--基础宽度，取l=5.30m；

a--塔身宽度，取a=1.60m；

a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.60m。

经过计算得MI=1.852×[（2×5.30+1.60）×（116.27+71.46-2×948.04/5.302）+（116.27-71.46）×5.30]/12=486.10kN·m。

6.2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=16.70kN/m2；

ho--承台的计算高度，ho=0.95m。

经过计算得：

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