塔吊基础施工方案范本.docx
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塔吊基础施工方案范本
滨湖水利科技基地居住区Ⅰ标段
塔
吊
基
础
施
工
方
案
安徽水安建设集团股份有限公司
2010年8月25日
目 录
一、工程概况
二、编制依据
三、塔吊基础设计概况
四、选用塔吊的主要性能
五、塔吊基础计算
六、质量保证措施
1、桩质量保证措施
2、承台质量保证措施
七、安全保证措施
附图
塔吊基础专项施工方案
一、工程概况
滨湖水利科技基地居住区项目施工I标段，由安徽省水利水电置业发展有限公司兴建，设计单位为南京大学建筑规划设计研究院，安徽省建设监理公司现场监理；该工程位于位于合肥市滨湖新区与方兴大道、西藏路、林芝路相邻。
本标段工程包括1#、2#、6#住宅楼和地下机动车库，总建筑面积为57253m2。
1#、2#楼为24层，6#楼为26层，均为剪力墙结构。
二、编制依据
1、本工程的地质勘察报告（塔吊基础所在部位的地质报告复印附后）。
2、QTZ40A、5012、63型塔式起重机使用说明书。
3、《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）
4、《建筑桩基技术规范》（JGJ94－2008）
5、《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）
6、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）
7、《建设施工高处作业安全技术规程》JGJ80-91
8、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99
9、《施工手册》
10、《钢结构设计规范》GB50017-2003
11、本工程施工组织设计
12、公司企业标准ASA/QB.J.0.1~22.13
三、塔吊基础设计概况
本工程拟选用三台塔吊用于三幢楼，1#楼选用山东华夏集团QTZ40A型塔吊，位于17-21间A轴南侧，2#楼选用山东华夏集团QTZ63型塔吊，位于14-20间A轴南侧，6#楼选用安徽建机QTZ5012型塔吊，位于26-28间M轴北侧。
塔吊布置位置见附图。
塔吊的用电从二级配电箱直接引入，并设立专用箱。
详见《临时用电施工方案》。
1#楼塔吊基础基础为十字承台梁，尺寸（长×宽×高）为5.7m×1.2m×1m，砼强度等级为C35，下设四根人工挖孔桩基础，桩径为900，桩长为9.5m，桩身主筋采用16Φ20，桩身砼强度等级为C35；2#楼塔吊基础基础为承台，尺寸（长×宽×高）为5m×5m×1.35m，砼强度等级为C35，下设四根人工挖孔桩基础，桩径为900，桩长为9.5m，桩身主筋采用16Φ20，桩身砼强度等级为C35；6#楼塔吊基础基础为承台，尺寸（长×宽×高）为5m×5m×1.25m，砼强度等级为C35，下设四根人工挖孔桩基础，桩径为900，桩长为10m，桩身主筋采用16Φ20，桩身砼强度等级为C35；。
四、选用塔吊的主要性能
性能
1#楼塔吊
2#楼塔吊
6#楼塔吊
型号
QTZ40
QTZ63
QTZ5012
生产厂家
山东华夏
山东华夏
安徽建机
臂长（m）
48
50
50
独立高度（m）
29.7
40
40
最大高度（m）
90
140
100
起重力矩KN.m
400
760
600
最大起重量（T）
4
6
5
总功率（KW）
21.1
31.7
29
安装高度（m）
85.8
92.5
92.5
标准节数（个）
39
37
37
附墙数（道）
6
6
7
总重量（T）
36.7
63
35.7
五、塔吊基础计算
见附后计算书
六、质量保证措施
（一）灌注桩质量保证措施
1、做好施工前的技术交底工作，要求每一位施工人员在掌握施工方法、质量保证措施和施工要求的同时，还必须有足够质量意识。
认真执行单桩质量自检、互检、交接验收制度。
2、灌注桩施工要求：
（1）本工程护壁的混凝土强度等级为C30，钢筋用Ⅰ、II级。
（2）第一节混凝土护壁宜高出地面20cm，便于挡水和定位。
每一节挖深均1.0米，浇钢筋混凝土护筒，往下施工时以每一节作为一个施工循环（即挖好每节土后接着浇灌一节混凝土护壁）一般土层中每节高度为1.0m，在流砂、流泥区段每节高度宜小于0.5m，特殊地质下挖孔速度应视护壁的安全情况而定。
（3）为了便于井内组织排水，在透水层区段的护壁预留汇水孔，并在浇灌混凝土前予以堵塞。
（4）在极松散的土层，可用具有足够的钢筒护壁代替钢筋混凝土护壁，且应
随挖随沉。
（5）为保证桩的垂直度，要求每浇筑完三节护壁，须校核桩中心位置及垂直度一次。
3、钢筋笼的制作、运送与安放
（1）钢筋和焊条必须有出厂质保单；焊工须持证上岗；钢筋及焊接件经试验合格后，方可制作钢筋笼；锈蚀严重的钢材不得使用。
（2）钢筋笼应严格按图纸要求分节制作各项偏差应符合规范；主筋与箍筋、加强箍间，采用点焊连接；在同一截面的接头数量须≤50%；错开长度≥35d且不小于500mm；按设计要求控制保护层厚度不小于50mm；笼间搭接单面焊缝长度为10d.。
（3）加工成型并经监理检验合格的钢筋笼均需挂牌。
（4）钢筋笼在制作、运送和安放过程中，不允许产生不可恢复的变形。
吊放钢筋笼时，要对准桩孔中心垂直缓缓下沉；笼间搭接焊毕，经监理检验合格后，才能下入孔内；钢筋笼下放到设计位置后，确保在孔内居中的前提下，立即用吊筋固定。
4、钢筋笼制作允许偏差：
（1）钢筋笼长度：
±100㎜
（2）钢筋笼直径：
±10㎜
（3）主筋间距：
±10㎜
（4）箍间距筋：
±20㎜
5、桩钢筋笼主筋锚入承台500㎜。
6、桩身混凝土浇灌
（1）本工程桩芯混凝土等级为C30，采用商品砼。
（2）桩孔挖至孔底设计标高时，及时通知甲方会同勘察设计及有关质检人员共同鉴定，认为符合设计要求后，清理孔底，及时验收，及时浇筑。
（二）承台施工质量保证措施
1、承台底标高、尺寸严格按照设计标高放样确定；
2、砼浇捣前对钢筋进行隐蔽验收；
3、与塔机生产厂家联系，正确预埋预埋件；
4、承台砼强度等级采用C35。
并留置标养及同条件试块。
试块强度达到设计强度80%后方可安装塔吊。
七、安全保证措施
1、塔吊安拆方案由具有相应资质的专业施工单位编制并负责实施。
2、定期对塔吊基础进行沉降观测和倾斜测量。
1#楼QTZ40塔吊基础计算书
一.参数信息
塔吊型号
QTZ40A
自重（包括压重）F1
367.00kN
最大起重荷载F2
40.00kN
塔吊倾覆力距M
1059.78kN.m
塔吊起重高度H
85.00m
塔身宽度B
1.41m
混凝土强度等级
C35
钢筋级别
Ⅱ级
保护层厚度
50mm
桩间距
3200mm
桩入土深度
5.20m
桩直径d
0.90m
基础梁宽度
1000mm
基础梁高度
1200mm
塔吊最大起重力矩
400.00kN.m
塔吊安装高度H
85.00m
基本风压Wk
0.69kPa
塔吊主弦杆截面宽度b
0.1m
塔身最大水平力Vh
0kN（风荷载已计算，故不再取值）
水平力作用高度h
85.00m
标准节数n
39
二.塔吊对交叉梁中心作用力的计算
1.塔吊自重（包括压重）F1=367.00kN
2.塔吊最大起重荷载F2=40.00kN
作用于塔吊的竖向力F=1.2×（F1+F2）=488.40kN
塔吊的倾覆力矩M=1.4×1059.78=1483.69kN.m
三.交叉梁最大弯矩和桩顶竖向力的计算
计算简图：
十字交叉梁计算模型（最大弯矩M方向与十字交叉梁平行）。
两段梁四个支点力分别为
RA=N/4-3M/2LRB=N/4+3M/2L
RC=N/4RD=N/4
两段梁的最大弯矩分别为
M1=N（L-b）2/16L+M/2M2=N（L-b）2/16L
得到最大支座力为Rmax=RB,最大弯矩为Mmax=M1。
桩顶竖向力Rmax:
Rmax=N/4+3M/2L=（488.40+325.79）/4+3×1483.69/（2×4.52）=695.40kN
交叉梁得最大弯矩Mmax:
Mmax=N（L-b）2/16L+M/2=（488.40+325.79）×（4.52-1.99）2/（16×4.52）+1483.69/2=813.89kN.m
四.交叉梁截面主筋的计算
依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.2条受弯构件承载力计算。
式中
1──系数，当混凝土强度不超过C50时，
1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，
1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──交叉梁的有效计算高度。
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。
经过计算得
s=813.89×106/（1.00×16.70×1000.00×1150.002）=0.037
=1-（1-2×0.037）0.5=0.038
s=1-0.038/2=0.981
Asx=Asy=813.89×106/（0.981×1150.00×300.00）=2404.25mm2
构造要求最小配筋量As=1000×1200×.002=2400.00mm2
根据QTZ40塔吊使用说明书，十字梁底部实际配筋为3617mm2，满足要求。
五.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=695.40kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中
c──基桩成桩工艺系数，取0.850
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；
Aps──桩身截面面积，Aps=0.6362m2。
经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,受压钢筋只需构造配筋!
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=288.307kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积As=961.023mm2。
桩身实际配筋为16Ф20，配筋截面面积5462mm2。
构造规定：
灌注桩主筋采用6～12根直径12mm～14mm,配筋率不小于0.2%!
桩身配筋满足要求。
六.桩抗压承载力计算
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.2.2和5.3.5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=695.40kN
桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：
最大压力:
其中R──基桩竖向承载力特征值；
Ra──单桩竖向承载力特征值；
K──安全系数，取2.0；
qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；
qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=2.8274m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.636m2；
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
（kPa）
端阻力特征值（kPa）
土名称
1
10
40
800
粉土或砂土
由于桩的入土深度为5.2m,所以桩端是在第1层土层。
最大压力验算:
Ra=2.827×（5.2×80）+1600×0.636=2194.088kN
R=2194.088/2.0=1097.044kN
上式计算的R值大于等于最大压力695.400kN,所以满足要求!
七.桩抗拔承载力计算
桩抗拔承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.4.5条
桩抗拔承载力应满足下列要求:
其中:
式中Tuk──基桩抗拔极限承载力标准值；
i──抗拔系数；
解得:
Tgk=16.4×（0.750×5.2×80）/4=1279.200kN
Ggp=16.4×5.2×22/4=469.040kN
Tuk=2.827×（0.750×5.2×80）=882.159kN
Gp=2.83×5.2×25=367.57kN
由于:
1279.20/2.0+469.040>=288.31满足要求!
由于:
882.16/2.0+367.57>=288.31满足要求!
2#楼QTZ63塔吊基础计算书
一.参数信息
塔吊型号
QTZ63
自重（包括压重）F1
636.2kN
最大起重荷载F2
60.00kN
塔吊倾覆力距M
1798.95kN.m
塔吊起重高度H
92.50m
塔身宽度B
1.6m
桩混凝土强度等级
C35
承台混凝土等级
C35
桩钢筋级别
Ⅱ级
承台钢筋级别
Ⅱ级
保护层厚度
50mm
桩间距
3200mm
桩入土深度
5.30m
桩直径d
0.90m
承台宽度
5.0m
承台高度
1.35m
承台箍筋间距S
160mm
承台预埋件埋深h
0.70m
承台顶面埋深D
0.000m
塔吊安装高度H
92.50m
塔吊最大起重力矩
630.00kN.m
基本风压Wk
0.69kPa
塔吊主弦杆截面宽度b
0.15m
水平力作用高度h
92.50m
塔身最大水平力Vh
0kN（已计算）
标准节数n
37
二.塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算
1.塔吊自重（包括压重）F1=636.20kN
2.塔吊最大起重荷载F2=60.000kN
作用于桩基承台顶面的竖向力F=F1+F2=696.20kN
塔吊的倾覆力矩M=1.4×1798.950=2518.530kN.m
三.矩形承台弯矩的计算
计算简图：
图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。
1.桩顶竖向力的计算（依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.1.1条）
其中n──单桩个数，n=4；
Fk──作用于承台顶面的竖向力，Fk=696.20kN；
Gk──桩基承台和承台上土自重标准值，Gk=25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D=843.750kN；
Mxk,Myk──荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的x、y轴的力矩
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；
Nik──荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力（kN）。
经计算得到:
桩顶竖向力设计值:
最大压力：
N=1.2×（123.620+843.750）/4+2518.530×（3.200×1.414/2）/[2×（3.200×1.414/2）2]=846.817kN
最大拔力：
N=（123.620+843.750）/4-2518.530×（3.200×1.414/2）/[2×（3.200×1.414/2）2]=-314.763kN
桩顶竖向力标准值:
最大压力：
N=（123.620+843.750）/4+1798.950×（3.200×1.414/2）/[2×（3.200×1.414/2）2]=639.418kN
最大拔力：
N=（123.620+843.750）/4-2518.530×（3.200×1.414/2）/[2×（3.200×1.414/2）2]=-155.733kN
2.矩形承台弯矩的计算（依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条）
其中Mx,My──分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值（kN.m）；
xi,yi──垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离（m）；
Ni──在荷载效应基本组合下的第i基桩净反力，Ni=Ni-G/n。
经过计算得到弯矩设计值：
压力产生的承台弯矩：
N=1.2×（123.620+843.750）/4+2518.530×（3.200/2）/[4×（3.200/2）2]=683.731kN
Mx1=My1=2×683.731×（1.600-0.800）=1093.970kN.m
拔力产生的承台弯矩：
N=（123.620+843.750）/4-2518.530×（3.200/2）/[4×（3.200/2）2]=-151.678kN
Mx2=My2=-2×151.678×（1.600-0.800）=-242.685kN.m
四.矩形承台截面主筋的计算
依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.2条受弯构件承载力计算。
式中
1──系数，当混凝土强度不超过C50时，
1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，
1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。
承台底面配筋:
s=1093.970×106/（1.000×1.570×5000.000×1300.0002）=0.0078
=1-（1-2×0.0078）0.5=0.0078
s=1-0.0078/2=0.9961
Asx=Asy=1093.970×106/（0.9961×1300.000×300.000）=2816.009mm2
承台顶面配筋:
s=242.685×106/（1.000×1.570×5000.000×1300.0002）=0.0017
=1-（1-2×0.0017）0.5=0.0017
s=1-0.0017/2=0.9991
Asx=Asy=242.685×106/（0.9991×1300.000×300.000）=622.804mm2。
按照说明书，顶面和底部实际配筋为31Ф20（9734mm2），满足顶面和底面配筋要求!
五.矩形承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.14条。
根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，
记为V=1693.634kN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：
其中
──计算截面的剪跨比,
=1.500
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570N/mm2；
b──承台计算截面处的计算宽度，b=5000mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=600mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.000N/mm2；
S──箍筋的间距，S=160mm。
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!
六.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=846.817kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中
c──基桩成桩工艺系数，取0.750
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.700N/mm2；
Aps──桩身截面面积，Aps=0.6362m2。
经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,受压钢筋只需构造配筋!
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=314.763kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积As=1049.211mm2。
桩身纵向钢筋实际配筋为16Ф20，配筋截面面积5462mm2。
满足要求。
构造规定：
灌注桩主筋采用6～12根直径12mm～14mm,配筋率不小于0.2%!
七.桩抗压承载力计算
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.2.5和5.3.5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=846.817kN
桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：
最大压力:
其中R──基桩竖向承载力特征值；
Ra──单桩竖向承载力特征值；
K──安全系数，取2.0；
fak──承台下土的地基承载力特征值加权平均值；
c──承台效应系数，当不考虑承台效应系数时，其值取0；
qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；
qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=2.8274m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.636m2；
Ac──计算桩基所对应的承台净面积，去Ac=5.614m2；
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
11240800粉土或砂土
由于桩的入土深度为5.3m,所以桩端是在第1层土层。
最大压力验算:
Ra=2.827×（5.3×80）+1600×0.636=2216.708kN
R=2216.708/2.0+0.000×105.000×5.614=1108.354kN
上式计算的R值大于等于最大压力639.418kN,所以满足要求!
八.桩抗拔承载力计算
桩抗拔承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.4.5条
桩抗拔承载力应满足下列要求:
其中:
式中Tuk──基桩抗拔极限承载力标准值；
i──抗拔系数；
解得:
Tgk=16.4×（0.750×5.3×80）/4=651.900kN
Ggp=16.4×5.3×22/4=478.060kN
Tuk=2.827×（0.750×5.3×40）=449.562kN
Gp=2.827×5.3×25=374.635kN
由于:
651.900/2.0+478.060>=155.733满足要求!
由于:
449.562/2.0+374.635>=155.733满足要求!
6#楼QTZ5012塔吊基础计算书
一.参数信息
塔吊型号
QTZ5012
自重（包括压重）F1
357.7kN
最大起重荷载F2
50.00kN
塔吊倾覆力距M
1587.08kN.m
塔吊起重高度H
92.50m
塔身宽度B
1.6m
桩混凝土强度等级
C35
承台混凝土等级
C35
桩钢筋级别
Ⅱ级
承台钢筋级别
Ⅱ级
保护层厚度
50mm
桩间距
3200mm
桩入土深度
5.55m
桩直径d
0.90m
承台宽度
5.0m
承台高度
1.25m
承台箍筋间距S
196mm
承台预埋件埋深h
0.70m
承台顶面埋深D
0.000m
塔吊安装高度H
92.50m
塔吊最大起重力矩
600.00kN.m
基本风压Wk
0.69kPa
塔吊主弦杆截面宽度b
0.15m
水平力作用高度h
92.50m
塔身最大水平
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