塔吊基础施工专项方案.docx

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塔吊基础施工专项方案

XXXX房地产开发经营有限公司

XXXX园

塔吊基础施工专项方案

编制：

日期：

年月日

审核：

日期：

年月日

审批：

日期：

年月日

编制单位：

XXXX建设（集团）有限公司

目录

一、工程概况3

二、编制依据3

三、地质概况：

4

四、设计原理4

五、塔吊基础施工时的技术要求5

六、塔吊基础及地基验算6

七、塔吊基础施工图20

八、应急预案21

九、附图22

一、工程概况

拟建项目位于云南省昆明市官渡区太平村，东面靠近昆明新机场高速人民路延长线，南面紧邻太平路（红线宽25m），西邻寺瓦路（红线宽40m），北面紧接紫光园一期住宅小区。

项目设计规模及建筑面积：

122942.18㎡。

由1#、2#、3#高层住宅楼及4#商业用房和地下室组成。

本工程上部结构为框架剪力墙结构，基础形式有柱下独立基础（地下室上部无高层建筑部分）、筏板基础（2#、3#住宅楼）、人工挖孔灌注桩筏板基础（1#住宅楼）三种。

地基基础设计等级为甲级，桩基安全等级二级，基础环境类别二（a）类。

综合考虑工程安全、工期要求，垂直运输采用三台QTZ6013塔式起重机。

塔吊平面布置详见塔基平面布置图，基础几何尺寸详见附《塔吊基础施工图》，塔吊基础做法详见塔吊基础施工大样图。

二、编制依据

1、《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）

2、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）

3、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

4、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）

5、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

6、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）

7、《QTZ5013塔式起重机使用说明书》及塔式起重机基础施工图；

8、PKPM施工安全计算软件

三、地质概况：

根据昆明市建筑设计研究院有限公司勘察报告和现场实地勘察得知，场地地基分布的土（岩）层较复杂，有②2层粉质粘土、②3层粉质粘土、

1、

2及

3石灰岩出露，各土（岩）层力学性质差异大，整个地下室底板地基土（岩）均匀性比较差。

根据施工现场塔吊基础平面布置位置处工程地质剖面报告，为保证塔吊使用的安全，采用人工挖孔灌注桩（四桩基础）和钢筋砼承台做塔吊基础。

四、设计原理

根据GB/T13752-92《塔式起重机设计规范》第4.6.3条对固定式基础设计要求，固定式塔式起重机（简称塔吊）使用的混凝土基础必须能承受工作状态和非工作状态下的最大荷载，并必须满足起重机抗倾覆稳定性的要求：

1#塔吊基础采用人工挖孔桩桩径1000mm，桩长为6米，桩端置于

3层为桩端持力层，地基土的容许承载力经综合分析后取值500kPa。

塔吊基础：

长×宽×厚：

5m×5m×1.5m,双层双向设置三级钢筋18@200,砼强度等级为C35。

2#塔吊基础采用天然地基基础，塔吊基础置于

1层，地基土的容许承载力经综合分析后取值150kPa。

塔吊基础：

长×宽×厚：

5m×5m×1.5m,双层双向设置三级钢筋18@200,砼强度等级为C35。

3#塔吊基础采用天然地基基础，塔吊基础置于

1层，地基土的容许承载力经综合分析后取值150kPa。

塔吊基础：

长×宽×厚：

6m×5.8m×0.8m+5m×4.8m×1.5m双层双向设置三级钢筋18@200,砼强度等级为C35。

五、塔吊基础施工时的技术要求

1、在塔吊基础的施工过程中，必须保证桩的有效桩长；

2、塔吊基础中所有预埋件由塔吊安装专业人员进行预埋；

3、基础的土质应坚硬；

4、做好塔吊基础的施工检查和记录，锚柱埋置要准确，在砼灌注前、灌注中及灌注后要仔细复核螺栓埋置尺寸，确保上部结构的顺利安装。

经验收合格后，再进行上部塔机的安装。

5、对塔吊基坑位置四周应搭设钢管架进行临边围护并设置通道。

6、塔吊基础施工后，四周应排水良好，以保证基底土质承载力。

7、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。

8、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。

六、塔吊基础及地基验算

本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：

《塔式起重机混凝土基础技术规程》（JGJ187-2009）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）等编制。

（一）、参数信息

1#塔吊参数信息：

塔吊型号:

QTZ60

塔机自重标准值:

Fk1=833.00kN

起重荷载标准值:

Fqk=60.00kN

塔吊最大起重力矩:

M=600.00kN.m

非工作状态下塔身弯矩:

M=-200kN.m

塔吊计算高度:

H=120m

塔身宽度:

B=1.6m

桩身混凝土等级:

C25

承台混凝土等级:

C35

保护层厚度:

H=50mm

矩形承台边长:

H=5m

承台厚度:

Hc=1.5m

承台箍筋间距:

S=200mm

承台钢筋级别:

HRB335

承台顶面埋深:

D=0m

桩直径:

d=1.0m

桩间距:

a=3.4m

桩钢筋级别:

HRB335

桩入土深度:

6m

桩型与工艺:

人工挖孔灌注桩（清底干净）

计算简图如下：

2#、3#塔吊参数信息：

塔吊型号:

QTZ60

塔机自重标准值:

Fk1=833.00kN

起重荷载标准值:

Fqk=60.00kN

塔吊最大起重力矩:

M=600.00kN.m

塔吊计算高度:

H=120m

塔身宽度:

B=1.6m

非工作状态下塔身弯矩:

M=-200.0kN.m

承台混凝土等级:

C35

钢筋级别:

HRB400

地基承载力特征值:

500kPa

承台宽度:

Bc=5m

承台厚度:

h=1.5m

基础埋深:

D=5.00m

计算简图:

（二）、荷载的计算

1#塔吊荷载计算：

1.自重荷载及起重荷载

1）塔机自重标准值

Fk1=833kN

2）基础以及覆土自重标准值

Gk=5×5×1.50×25=937.5kN

承台受浮力：

Flk=5×5×1.50×10=375kN

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）

=0.8×0.7×1.95×1.54×0.2=0.34kN/m2

=1.2×0.34×0.35×1.6=0.23kN/m

b.塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=0.23×120.00=27.12kN

c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×27.12×120.00=1627.33kN.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=0.35kN/m2）

=0.8×0.7×1.95×1.54×0.35=0.59kN/m2

=1.2×0.59×0.35×1.60=0.40kN/m

b.塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=0.40×120.00=47.46kN

c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×47.46×120.00=2847.82kN.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×（600+1627.33）=1804.60kN.m

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

Mk=-200+2847.82=2647.82kN.m

2#、3#塔吊荷载计算：

1.自重荷载及起重荷载

1）塔机自重标准值

Fk1=833kN

2）基础以及覆土自重标准值

Gk=5×5×（1.5×25+5×17）=3062.5kN

承台受浮力：

Flk=5×5×1.50×10=375kN

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）

=0.8×0.7×1.95×1.54×0.2=0.34kN/m2

=1.2×0.34×0.35×1.6=0.23kN/m

b.塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=0.23×120=27.12kN

c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×27.12×120=1627.33kN.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=0.30kN/m2）

=0.8×0.7×1.95×1.54×0.3=0.50kN/m2

=1.2×0.50×0.35×1.6=0.34kN/m

b.塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=0.34×120=40.68kN

c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×40.68×120=2440.99kN.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×（600+1627.33）=1804.60kN.m

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

Mk=-200+2440.99=2240.99kN.m

（三）、1#塔吊桩竖向力计算

非工作状态下：

Qk=（Fk+Gk）/n=（833+937.50）/4=442.63kN

Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+Fvk×h）/L

=（833+937.5）/4+（2647.82+47.46×1.50）/4.81=1008.19kN

Qkmin=（Fk+Gk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L

=（833+937.5-375）/4-（2647.82+47.46X1.50）/4.81=-216.69kN

工作状态下：

Qk=（Fk+Gk+Fqk）/n=（833+937.50+60）/4=457.63kN

Qkmax=（Fk+Gk+Fqk）/n+（Mk+Fvk×h）/L

=（833+937.5+60）/4+（1804.60+27.12X1.50）/4.81=841.45kN

Qkmin=（Fk+Gk+Fqk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L

=（833+937.5+60-375）/4-（1804.60+27.12X1.50）/4.81=-19.95kN

（四）、2#、3#地基承载力计算

依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）第4.1.3条承载力计算。

塔机工作状态下：

当轴心荷载作用时：

=（833+60+2687.5）/（5×5）=143.22kN/m2

当偏心荷载作用时：

=（833+60+2687.5）/（5×5）-2×（1804.60×1.414/2）/20.83

=20.74kN/m2

由于Pkmin≥0所以按下式计算Pkmax：

=（833+60+2687.5）/（5×5）+2×（1804.60×1.414/2）/20.83

=265.70kN/m2

塔机非工作状态下：

当轴心荷载作用时：

=（833+2687.5）/（5×5）=155.82kN/m2

当偏心荷载作用时：

=（833+2687.5）/（5×5）-2×（2240.99×1.414/2）/20.83

=-11.28kN/m2

由于Pkmin<0所以按下式计算Pkmax：

=（2240.99+40.68×1.5）/（833.00+2687.50）=0.65m≤0.21b=1.05m非工作状态地基承载力满足要求!

=2.5-0.46=2.04m

=（833+2687.50）/（3×2.04×2.04）

=282.62kN/m2

2#、3#塔吊地基基础承载力验算

修正后的地基承载力特征值为:

fa=500.00kPa

轴心荷载作用：

由于fa≥Pk=143.22kPa，所以满足要求！

偏心荷载作用：

由于1.2×fa≥Pkmax=282.62kPa，所以满足要求！

2#、3#塔吊地基变形计算

规范规定：

当地基主要受力层的承载力特征值（fak）不小于130kPa或小于130kPa但有地区经验，且黏性土

的状态不低于可塑（液性指数IL不大于0.75）、砂土的密实度不低于稍密时，可不进行塔机基础的天然地基

变形验算，其他塔机基础的天然地基均应进行变形验算。

（五）、1#塔吊承台受弯计算

1.荷载计算

不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：

工作状态下：

最大压力Ni=1.35×（Fk+Fqk）/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L

=1.35×（833+60）/4+1.35×（1804.60+27.12×1.50）/4.81=819.55kN

最大拔力Ni=1.35×（Fk+Fqk）/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L

=1.35×（833+60）/4-1.35×（1804.60+27.12×1.50）/4.81=-216.78kN

非工作状态下：

最大压力Ni=1.35×Fk/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L

=1.35×833/4+1.35×（2647.82+47.46×1.50）/4.81=1044.65kN

最大拔力Ni=1.35×Fk/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L

=1.35×833/4-1.35×（2647.82+47.46×1.50）/4.81=-482.38kN

2.弯矩的计算

依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4.2条

其中Mx,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）；

Ni──不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值（kN）。

由于非工作状态下，承台正弯矩最大：

Mx=My=2×1044.65×0.90=1880.38kN.m

承台最大负弯矩:

Mx=My=2×-482.38×0.90=-868.28kN.m

3.1#塔吊配筋计算

根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条

式中α1──系数，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，α1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。

底部配筋计算:

αs=1880.38×106/（1.000×16.700×5000.000×14502）=0.0107

=1-（1-2×0.0107）0.5=0.0108

γs=1-0.0108/2=0.9946

As=1880.38×106/（0.9946×1450.0×300.0）=4346.1mm2

顶部配筋计算:

αs=868.28×106/（1.000×16.700×5000.000×14502）=0.0049

=1-（1-2×0.0049）0.5=0.0050

γs=1-0.0050/2=0.9946

As=868.28×106/（0.9975×1450.0×300.0）=2001.0mm2

4.2#、3#塔吊承台配筋计算

依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第8.2条。

1.抗弯计算，计算公式如下:

式中a1──截面I-I至基底边缘的距离，取a1=1.70m；

a'──截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.60m。

P──截面I-I处的基底反力；

工作状态下：

P=（5-1.70）×（265.70-20.74）/5+20.74=182.41kN/m2；

M=1.702×[（2×5+1.6）×（1.35×265.70+1.35×182.41-2×1.35×2687.50/52）+（1.35×265.70-1.35×182.41）×5]/12

=1014.58kN.m

非工作状态下：

P=282.62×（32.04-1.70）/（3×2.03770032980824）=204.03kN/m2；

M=1.702×[（2×5+1.6）×（1.35×282.62+1.35×204.03-2×1.35×2687.5/52）+（1.35×282.62-1.35×204.03）×5]/12

=1187.39kN.m

2.配筋面积计算,公式如下:

依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

式中α1──系数，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，

α1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。

经过计算得:

αs=1187.39×106/（1.00×16.70×5.00×103×14502）=0.007

ξ=1-（1-2×0.007）0.5=0.007

γs=1-0.007/2=0.997

As=1187.39×106/（0.997×1450×360.00）=2282.45mm2。

（六）、1#塔吊承台剪切计算

最大剪力设计值：

Vmax=1044.65kN

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）的第6.3.4条。

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：

式中λ──计算截面的剪跨比,λ=1.500

ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570N/mm2；

b──承台的计算宽度，b=5000mm；

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=300N/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!

（七）、1#塔吊承台受冲切验算

角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩冲切承载力验算

（八）、1#塔吊桩身承载力验算

桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.8.2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=1.35×1008.19=1361.06kN

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中Ψc──基桩成桩工艺系数，取0.75

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=11.9N/mm2；

Aps──桩身截面面积，Aps=785399mm2。

桩身受拉计算，依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.8.7条

受拉承载力计算，最大拉力N=1.35×Qkmin=-292.53kN

经过计算得到受拉钢筋截面面积As=975.114mm2。

由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为1571mm2

综上所述，全部纵向钢筋面积1571mm2

（九）、1#塔吊桩竖向承载力验算

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=457.63kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=1008.19kN

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=3.14m；

Ap──桩端面积,取Ap=0.79m2；

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

3.29

70

60

粘性土

2

1

40

30

粘性土

3

2.8

200

160

密实粉土

4

2.2

500

400

密实粉土

5

6.5

200

160

密实粉土

6

2.7

500

400

密实粉土

由于桩的入土深度为6m,所以桩端是在第3层土层。

最大压力验算:

Ra=3.14×（3.29×70+1×40+1.71×200）+160×0.79=2049.26kN

由于:

Ra=2049.26>Qk=457.63,最大压力验算满足要求!

由于:

1.2Ra=2459.11>Qkmax=1008.19,最大压力验算满足要求!

（十）、1#塔吊桩的抗拔承载力验算

依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）的第6.3.5条

偏心竖向力作用下，Qkmin=-216.69kN

桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式：

式中Gp──桩身的重力标准值，水下部分按浮重度计；

λi──抗拔系数；

Ra=3.14×（0.700×3.29×70+0.700×1×40+0.700×1.71×200）=1368.793kN

Gp=0.785×（6×25-6×10）=70.686kN

由于:

1368.79+70.69>=216.69，抗拔承载力满足要求!

塔吊计算满足要求！

七、塔吊基础施工图

说明：

1、图中桩采用人工挖孔灌注桩，桩长6米，桩身直径为1000mm，砼强度等级为C35，主筋为14根16圆三级钢，箍筋为8圆一级钢，箍筋间距为@100/200。

2、塔吊基础钢筋为18圆三级钢，双层双向，间距为@200，构造筋为12圆三级钢，间距为@200。

八、应急预案

（一）、触电事故应急准备与响应预案

在砼浇筑过程中和钢筋制安过程中为确保我项目部触电事故发生以后，能迅速有效地开展抢救工作，最大限度地降低员工及相关方生命安全风险，特制定本预案。

1）现场人员应当机立断地脱离电源，尽可能的立即切断电源（关闭电路），亦可用现场得到的绝缘材料等器材使触电人员脱离带电体。

2）将伤员立即脱离危险地方，组织人员进行抢救。

3）若发现触电者呼吸或呼吸心跳均停止，则将伤员仰卧在平地上或平板上立即进行人工呼吸或同时进行体外心脏按压。

4）立即拨打120同当地急救中心取得联系（医院在附近的直接送往医院），应详细说明事故地点、严重程度、本部门的联系电话，并派人到路口接应。

5）维护现场秩序，保护事故现场。

6）在未脱离电源时，切不可用手去拉触电者。

7）若来不及切断电源，一定要用绝缘物挑开电线。

8）事故发生时应组织人员进行全力抢救，视情况拨打12