溪上鼎园D组团一标段塔吊基础施工方案11.docx
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溪上鼎园D组团一标段塔吊基础施工方案11
溪上鼎园D组团Ⅰ标建安工程（1-6#楼、地下室）
格
构
式
塔
吊
基
础
专
项
施
工
方
案
编制人：
职务（称）
审核人：
职务（称）
批准人：
职务（称）
批准部门（章）浙江瑞峰建设有限公司
编制日期：
2013年10月
目录
一、工程概况·································································2
二、编制依据································································2
三、基础设计及施工··························································2
（一）塔吊桩基础的设计计算··················································3
（二）塔吊格构柱的设计计算···················································8
四、格构式基础的制作及质量控制···········································10
（一）钢柱的制作及质量控制·················································10
（二）灌注桩的施工及安装钢柱················································11
（三）格构柱的加工及安装基础节··············································11
五、塔机的安装要求及准备···················································11
六、塔机的安装·····························································12
七、塔吊的沉降、垂直度测定及偏差校正·········································13
八、塔吊的操作与维护························································13
九、塔机的拆卸·····························································14
十、附墙装置的装拆··························································14
十一、安全措施······························································15
十二、多塔作业防碰撞措施····················································16
十三、塔机基础桩位平面布置图···············································17
一、工程概况
1、工程基本信息
工程名称：
溪上鼎园D组团Ｉ标段建安工程（1-6#楼、地下室）
建设单位：
杭州宏程房地产开发有限公司
工程总承包单位：
中国水电顾问集团华东勘测设计研究院有限公司
设计单位：
中国水电顾问集团华东勘测设计研究院有限公司
勘测单位：
浙江华东建设工程有限公司
监督单位：
杭州市余杭区质量安全监督站
监理单位：
浙江华东工程咨询有限公司
施工单位：
浙江瑞峰建设有限公司
2、建筑概况
本项目为一大型住宅小区工程，本标段由1#-6#楼及地下室车库组成，地下部分均为联体地下室。
最高屋面标高为53.6m。
本工程共设置4台,其中2台QTZ80为格构柱塔吊基础，2台QTZ63为普通塔吊基础，塔式起重机施工，2台QTZ80塔吊均设在地下室内，且均采用四桩格构式基础；塔机最大安装高度约70m，4台塔吊分别位于1#、5#、3#、4#楼旁，具体位置详见附图。
（注：
2台QTZ63普通塔吊基础不在本次方案中）。
二、编制依据
1、本方案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工程技术规范》（JGJ/T187-2009）
《塔式起重机设计规范》（GB/T3811-2008）
《地基基础设计规范》（GB50007-2002）
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
《溪上鼎园住宅工程D组团岩土工程勘察报告》
QTZ80塔式起重机使用说明书
2、塔吊基本性能
塔吊型号为：
QTZ80最大起重量为：
6t塔吊额定起重力矩为：
800kN·m
三、基础设计及验算
厂家提供的塔吊基础受力荷载
机型
非工作状态塔吊基础所受的荷载
QTZ80
Fv（KN）
垂直荷载
Fh（KN）
水平荷载
Mx（KN.M）
My（KN.M）
Mk（KN.M）
449
71
1668
0
0
机型
工作状态塔吊基础所受的荷载
QTZ80
Fv（KN）
垂直荷载
Fh（KN）
水平荷载
Mx（KN.M）
My（KN.M）
Mk（KN.M）
509
31
1039
875
270
根据塔吊基础的有关要求及本工程所处位置的实际情况，1#、5#楼塔吊基础采用由四个角钢格构柱焊接组成的钢结构作为塔吊基础,承担塔吊的竖向荷载及倾覆力矩。
基础结构以下则由φ700钻孔灌注桩承载，混凝土强度等级为C30。
（一）塔吊桩基础设计计算
根据浙江华东建设工程有限公司提供的《溪上鼎园住宅工程D组团岩土工程勘察报告》，拟设计基本资料如下：
桩径φ700，桩数n=4，桩间距1.6m，有效桩长为25m,桩顶标高为:
-5.7m。
两台塔吊位置对应的地质勘察孔分别为：
ZK32（5#楼）、ZK06（1#楼），根据地质资料比较，现按照土质最差的ZK06（1#楼）孔为依据进行计算。
1、参数信息
①塔吊型号:
QTZ80,最大起重荷载F2=60kN；
②塔身宽度B=1.60m；
③混凝土强度:
C30,钢筋级别:
Ⅲ级；
④桩直径边长d=0.7m,桩间距a=1.6m；
⑤根据厂家提供的基础图，现设计桩中心点间距为1.6m,基础结构为由四个角钢格构柱焊接组成的钢结构。
角钢格构柱锚入桩内2500，由四根L125×125×12等边角钢及-400×200×10钢板焊接而成，整个架体由L125×125×12的角钢作为水平和斜腹杆连接成一体，节距为1500mm。
2、塔吊桩基础顶面的竖向力与弯矩设计值计算
（1）竖向力设计值：
①非工作状态下：
Fv=449×1.2=538.8kN
②工作状态下：
Fv=509×1.2=610.8kN
（2）力矩设计值：
①非工作状态下：
Mx1=1.4×（Mx+Fh×H）=1.4×（1668+71×3.2）=2653kN.m
其中，H为桩基以上格构柱高度。
②工作状态下：
Mx2=1.4×（Mx+Fh×H）=1.4×（1039+31×3.2）=1593kN.m
My2=1.4×875=1225kN.m
3、桩的轴向压力设计值计算
由于X轴是随时变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向（塔身截面对角线方向）进行验算。
（1）非工作状态下：
①桩顶竖向力的计算：
依据《建筑桩技术规范》JGJ94-2008的第5.1.1条
其中：
n──单桩个数，n=4；
F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=538.8KN；
G──桩基承台及承台上土自重设计值，本方案中为四个钢构柱重量，取30KN；
Mx,My──承台底面的弯矩设计值（kN.m），此处取Mx=2653kN.m；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；
Ni──单桩桩顶竖向力设计值（kN）。
经计算得到单桩桩顶竖向力设计值:
最大压力：
N=（538.8+30）/4+2653×（1.6×1.414/2）/[2×（1.6×1.414/2）2]=1315kN
最大拔力：
N=（538.8+30）/4-2653×（1.6×1.414/2）/[2×（1.6×1.414/2）2]=-1030.6kN
（2）工作状态下：
①桩顶竖向力的计算：
依据《建筑桩技术规范》JGJ94-2008的第5.1.1条
其中：
n──单桩个数，n=4；
F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=610.8KN；
G──桩基承台及承台上土自重设计值，本方案中为四个钢构柱重量，取30KN；
Mx,My──承台底面的弯矩设计值（kN.m），此处取Mx=1454.6kN.m，My=1225kN.m；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；
Ni──单桩桩顶竖向力设计值（kN）。
经计算得到单桩桩顶竖向力设计值:
最大压力：
N=（610.8+30）/4+1593×（1.6×1.414/2）/[2×（1.6×1.414/2）2]=864.4kN
最大拔力：
N=（610.8+30）/4-1593×（1.6×1.414/2）/[2×（1.6×1.414/2）2]=-544kN
4、桩的承载力计算：
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第4.1.1条
①轴心受压桩桩身承载力验算
根据上述的计算得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1315kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中：
0──建筑桩基重要性系数，取1.0；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；
A──桩的截面面积，A=0.385m2；
1.0×1174≤14.3×0.385×1000
经过计算得到：
桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋!
桩通长配置取μ≥0.4%×3.14×352=15.386cm2
配10φ20，AS=31.42cm2>15.386.10cm2
定位箍Φ12@2000，螺旋箍Φ8@200，加密箍Φ8@100.钢筋通长设置。
②轴心抗拔桩桩身承载力验算
根据上述的计算得到桩顶轴向拉力设计值为N=-1030.6kN
桩顶轴向拉力设计值应满足下面的公式：
N≤fy•As+fpy•Aps
1030.6kN≤36000N/cm2×31.42cm2=1131KN
③桩竖向极限承载力验算及桩长计算
a、桩的承载力计算：
依据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）的第5.2.2-3条
根据上述计算可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1315kN；
单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：
其中：
R──最大极限承载力；
Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:
Qpk──单桩总极限端阻力标准值:
ηs,ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数；
γs,νp──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数；
qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；
qpk──极限端阻力标准值；
u──桩身的周长，u=2.198m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.385m2；
li──第i层土层的厚度；
各土层厚度及阻力极限值如下表:
土层土厚度土侧阻力土端阻力抗拔土层名称
编号（m）极限值（kPa）极限值（kPa）承载力系数
③-21.0490.6淤泥质粘土
③-31.9160.6粉质粘土
④8280.7粉质粘土
⑤-21.8170.6粉质粘土
⑥2.6290.75粉质粘土
⑩2300.75含砾粉质粘土
⑿b-11.46450.7全风化凝灰质粉砂岩
⑿b-236522000.75强风化凝灰质粉砂岩
⑿b-33.212040000.8中风化凝灰质粉砂岩
由于桩的入土深度为25m,所以桩端是在⑿b-3土层。
单桩竖向承载力验算:
R=2.198×（1.04×9+1.9×16+8×28+1.8×17+2.6×29+2×30+1.46×45+3×65+3.2×120）+4000×0.385=3902kN>N=1315kN
满足要求!
b、桩的抗拔承载力验算：
桩抗拔承载力验算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.2.7条。
桩的抗拔承载力应满足下列要求:
其中:
式中Uk──基桩抗拔极限承载力标准值；
i──抗拔系数；
n──群桩数量
ul──群桩外围周长
得:
Ugk=8.6×（1.04×9×0.6+1.9×16×0.6+8×28×0.7+1.8×17×0.6+2.6×29×0.75+2×30×0.75+1.46×45×0.7+3×65×0.75+3.2×120×0.8）/4=1720kN
Ggp=5.2×25×22=2860kN
Uk=2.198×（1.04×9×0.6+1.9×16×0.6+8×28×0.7+1.8×17×0.6+2.6×29×0.75+2×30×0.75+1.46×45×0.7+3×65×0.75+3.2×120×0.8）=1758kN
Gp=0.385×25×25=240.6kN
由于:
1720/1.67+2860>1030.6满足要求!
由于:
1758/1.67+240.6>1030.6满足要求!
（二）塔吊格构柱设计计算
每台塔吊格构柱由4根450×450单柱组成的2050×2050架体，高度为3.2米，单柱由4根L125×125×12的角钢及10mm的钢板焊接而成，整个架体由L125×125×12的角钢作为水平和斜腹杆连接成一体，节距为1500mm，角钢材料为Q235-A。
格构柱截面示意图
1、单柱计算：
已知：
L125×125×12角钢
A=28.91cm2I=423.16cm4Zo=3.53cm
单柱惯性矩：
I单=4[I+A（a/2-Zo）2]=4×[423.16+28.91×（22.5-3.53）2]=43306.95cm4
（其中，Zo为分肢形心轴距分肢外边缘距离，a为格构柱的截面边长。
）
2、架体计算：
已知架体截面积：
2.1架体惯性矩：
I架=4[I单+A单（a/2-Z）2]=4×[43306.95+4×28.91×（205/2-22.5）2]=3133611.8cm4
（其中，a为架体截面边长，Z为单柱形心轴距单柱外边缘距离。
）
2.2架体惯性半径（回转半径）：
i架=（I架/A架）1/2=82.3cm
2.3架体截面模量：
W架=I架/Y=30571.8cm3（注：
Y为1/2架体截面尺寸。
）
2.4架体换算长细比（缀条式）：
λ架=L/i架=320/82.3=3.89
λ0架=[λ架2+（40A架/Ax）]1/2=[3.892+（40×462.56/2×28.91）]1/2=18.31
（式中Ax为构件截面中垂直于X轴的各斜缀条的毛截面面积之和）
查表得：
Ψ架=0.975。
2.5单柱换算长细比（缀板式）：
两节点的距离L=1500mm；
i单=（I单/4A）1/2=（43306.95/4×28.91）1/2=19.35cm
λ单=l单/i单=150/19.35=7.75
λ0单=（λ单2+λ12）1/2=7.83
查表得：
Ψ架=0.995。
注：
式中λ1为单柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比，其计算长度取缀板间的净距离H=400mm；
其中b──缀板厚度，取b=0.01m；
h──缀板长度，取h=0.4m；
a1──格构架截面长，取a1=0.45m；
经过计算得i1=[（0.012+0.42）/48+5×0.452/8]0.5=0.36m。
λ1=0.4/0.36=1.1。
3、架体强度计算
根据塔吊说明书及上述计算，塔吊在非工作状态下的荷载组合为荷载效应最不利组合，即：
Fv=449kNFh=71kNM1=1668kN.m
因此，架体受力状况为：
最大轴向力：
N=Fv+格构柱自重，取荷载效应系数1.2
N=（449+30）×1.2=574.8
最大弯矩：
M=M1+Fh×L,取荷载效应系数1.4，L为格构柱高度3.2m
M=（1668+71×3.2）×1.4=2653kN.m
W架=30571.8cm3
则:
σ=N/A架+M/W架
=574.8×103/462.56×102+2653×106/30571.8×103
=99.2N/mm2<{f}=215N/mm2
满足要求！
4、架体稳定性计算
同理取非工作状态时验算。
欧拉临界力：
NEX=NEY=π2EA架/λ2架=π2×206×103×462.56×102×10-3/127.152=5817.04KN
已知：
N=574.8KNM=2653kn.m
σ=N/ΨΧA架+βmxM/Wx{1-ΨΧ×N/NEX}=574.8×103/462.56×102+2653×106/30571.8×103×{1-0.975×712.8/5817.04}=111.04N/mm2<{f}=215N/mm2
满足要求！
5、单柱稳定性计算
单柱最大压力（经验算非工作状态时最大）
NCMX=N/4+M/Xi=574.8/4+2653/1.6×0.707×2=1316KN
σ=NCMX/Ψ单A单=1316×103/0.995×115.64×102
=114.4N/mm2<{f}=215N/mm2
满足要求！
四、格构柱式塔机基础的制作及质量控制
（一）钢构柱的制作及质量控制
1、钢构柱的原材料必须有质量证明书，型号及规格必须满足设计要求，材料均为Q235-A。
2、钢柱各部件的下料尺寸及连接位置要按图施工，构件及加工连接尺寸不得大于3mm。
3、焊接前应将焊缝表面的铁锈、水分、油污、灰尘、氧化皮、割渣等清理干净；严禁在母材上引弧。
4、焊接由专业人员焊接，各种构件的连接均采用满焊焊缝高度为8mm，绕角焊缝长度不小于200mm，焊缝等级为二级，缀板与角钢的连接做法为缀板的外边与角钢满焊，腹杆与缀板的连接做法为腹杆外边与缀板满焊。
5、焊接时要注意焊道的引弧点、熄弧点及焊道的接头不产生焊接缺陷，手工多层多道焊接时焊接接头应错开，焊缝与母材表面应光顺过渡，同一焊缝焊角高度要一致；焊缝外观应均匀、致密，表面不得有烧伤、裂纹、气孔及凹坑，主要对接焊缝咬边不允许超过0.5mm，其他焊缝咬边不得超过1mm。
6、焊接完成后，应进行自检、互检，并做好焊接记录。
7、钢柱在入桩前必须经过防锈处理，采用钢丝刷砂皮除锈，底漆为铁红防锈漆二道，面漆采用银粉漆一道作为保护层。
8、基坑开挖时，应随挖随加焊斜腹杆及水平腹杆，腹杆与辍板均做防锈处理，表面采用钢丝刷砂皮除锈，底漆为铁红防锈漆二道，面漆采用银粉漆一道作为保护层。
9、格构柱穿地下室底板处需做好防水处理。
（二）灌注桩的施工及安放钢构柱
1、塔吊基础桩的施工同工程桩一起施工，按工程桩的施工方案中的施工要求施工，在桩机行走到塔吊所在位置时施工塔吊的钻孔灌注桩。
2、桩的位置必须准确，四根桩的相互距离误差不得大于5mm，以确保塔吊将来附墙装置与建筑连接的尺寸。
3、桩终孔时沉渣不得超过50mm，必须保证桩的有效入土深度及钢筋笼的长度。
4、钢筋笼搬运和吊放时，应防止变形，吊放操作合理。
吊筋应牢固可靠，计算准确。
钢筋笼应有足够的垂直度和居中性。
每节钢筋笼搭接焊毕须监理检验合格，方可下入孔内。
5、钢构柱伸入钢筋笼2.5m。
与钢筋笼主筋焊接（满焊）在主筋处设置加强钢筋4根，长度3m。
6、灌注时，注意监测孔内砼面孔深。
拔管前必须测准砼面孔深，计算准确，合理拔管。
在任何情况下皆应保持埋管深度不小于2M，以杜绝混浆和断桩。
（三）塔吊基础节的安装要求
1、塔吊安装前桩身混凝土强度等级必须达到100%。
2、基础节安装前必须保证格构柱已全部施工完毕，腹杆与辍板的焊接通过验收。
3、四块-550×550×40的钢板焊接后的表面平整度不得超过1mm，各孔距要严格按厂家基础节的尺寸留置，四块钢板各孔间距的误差不得大于1mm。
6、安装所用的螺栓采用厂家定购的或与厂家规格相同的螺栓。
五、塔吊的安装要求及准备
1、在塔基周围，清理出场地，场地要求平整，无障碍物；
2、留出塔吊进出堆放场地及吊车、汽车进出通道，路基必须压实、平整；
3、塔吊安拆范围上空所有临时施工电线必须拆除或改道；
4、机械设备准备：
汽车吊一台，电工、钳工工具，钢丝绳一套，U型环若干，水准仪、经纬仪各一台，万用表一只；
5、塔吊安装必须由专业的安拆人员进行操作。
6、设用塔吊专用电源，并按塔吊说明的要求设置塔机的防雷接地装置，接地电阻不得大于4Ω，接地保护电缆可与任何一根塔身主弦杆连接，并清除表面的油漆。
六、塔吊的安装
（一）基础节安装
1、安装前认真复测地下节或格构柱四个主弦杆连接处的表面标高及平整度，并复核钢柱上螺栓的孔距。
2、把第一节标准节吊在格构柱或地下节上，固定好，标准节有踏步的一面在下面，应应与建筑物垂直。
3、将第二节标准节装在第一节标准节上，注意踏步应上下对准。
4、组装套架，套架上有油缸的面应对准标准节上踏步的面，并使套架上的爬爪搁在基础节最下面的一个踏步上。
5、组装上、下支座、回转机构、回转支承、平台等成为一体，然后整体安装在套架上、并连结牢固。
6、安装塔帽，用销轴与上支座连接，注意塔帽的倾斜面应与吊臂在同一侧。
7、吊装平衡臂，用销轴与上支座连接，吊一块2t的配重设于从平衡尾部往前数的第三个位置上。
8、吊装司机室，接通电源。
9、在地面拼装起重臂、小车、吊篮、吊臂拉杆连接后应固定在吊臂上弦杆的支架上。
10、用汽吊把吊臂整体平稳地吊起就位，用销轴和上支座连接。
11、穿绕起升钢丝绳，穿装短拉杆和长拉杆与塔帽顶连接，松弛起升机构钢丝绳，把起重臂缓慢放平，使拉杆处于紧张状态，并松脱滑轮组上的起重钢丝绳。
12、安装平衡配重，按编号依次排放。
13、张紧变幅小车钢丝绳。
（二）标准节加装（升塔）
1、塔吊起重臂转到引入塔身标准节的方向（即引进横梁的正方向）。
2、调整好爬升架导轮与塔身立柱之间的间隙，以3-5㎜为宜，当标准节放到安装上、下支座下部的引进小车后，用吊钩再吊一个标准节上升到高处，移动小车的位置（小车约在距回转中心10m处），具体位置可根据平衡状况确定，使塔吊套架以上部分的重心落在顶升油缸铰点的位置，然后卸上、下支座与标准节相联的8个高强度连接螺栓。
3、将塔吊套架顶升，使塔身上方恰好出现能装一标准节的空间。
4、拉动引进小车，把标准节引到塔身的正上文，对准连接螺栓孔，缩回油缸使之与下部标准节压紧，并用螺栓连接起来。
5、以上为一次顶升加节过程，当需连续加节时，可重复上述过程，但在安装完3个标准节后，必须安
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