塔吊TC5610基础方案.docx
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塔吊TC5610基础方案
铜川市王益区黄堡镇新镇区棚户区改造项目
塔吊基础施工方案
编制人：
审核人：
审批人：
编制单位：
锦宸集团有限公司
编制日期：
年月日
一、工程概况
工程名称：
铜川市王益区黄堡镇新镇区棚户区改造项目；
工程地址：
铜川市王益区黄堡镇新镇区新210国道旁；
建设单位：
铜川市王益区城乡建设投资开发有限公司；
设计单位：
西安建筑科技大学建筑设计研究院；
监理单位：
陕西通安项目管理有限公司；
施工单位：
锦宸集团有限公司；
本项目由小区内围绕绿地布置的五栋（九个单元）十八、十五、十二层高层住宅单体组成，总建筑面积65593平方米，设计容积率2.6，建筑密度为18.1%，绿化率31.5%。
根据现场实际情况，在2#.3#.4#.5#楼各设置TC5610塔吊一部。
另由于4部塔吊设置型号一致，所以方案统一。
三、建筑工程等级：
一级。
四、耐火等级：
一级。
五、抗震设防烈度：
八度。
六、设计使用年限：
50年。
七、地质概况：
本场地基础土上覆主要由全新统人工填土、上更新统风积成因的黄土、残积古土壤；下伏土层主要由中更新统风积成因的黄土、残积古土壤。
地质水文概况：
勘察期间，在勘探深度范围内，未见地下水；由于地下水埋藏较深，结合区域水文地质资料，可不考虑地下水对建筑物基础的影响，所以本工程也不需要考虑降水问题，只考虑雨季施工排水问题。
二、编制依据
1、《塔式起重机使用说明书》
2、《岩土工程勘察报告》
3、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
4、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）
5、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
6、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
7、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）
8、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）
9、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
10、《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）
11、《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》（JGJ196-2010）
三、塔吊基础定位及施工
1、TC5610塔吊基础定位具体详见附图。
2、塔吊型号为TC5610，计算书以TC5610为例。
3、由于本工程塔吊基础处于基坑内，基坑底部③土质为软塑态黄土，由于③软塑态黄土地基承载力特征值fak=90kpa＜170kpa不能作为天然地基，故塔吊基础采用桩承台结构。
考虑到本工程基础为桩筏板结构，工程桩为灌注桩，所以塔吊基础桩采用4根直径600mm灌注桩，桩间距为2m，桩长为25m。
③
黄土：
褐黄色，具针状孔隙，含零星钙质结构。
以软塑状态为主
0.7~6.6
6.9~12.1
地基承载力
特征值fak=90kpa
4、顶面用水泥砂浆找平，用水准仪校水平，倾斜度和平整度误差不超过1/5000。
5、机脚螺栓位置、尺寸要绝对正确，应特别注意做好复核工作，尺寸误差不超过±0.5mm，螺纹位须抹上黄油，并注意保护。
6、基坑北侧、南侧的塔吊基础外侧分别砌筑240宽300深的排水沟。
基坑西侧的塔吊因在基础筏板上部，利用筏板的自排水系统进行排水。
四、场地及机械设备人员等准备
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，万用表和钢管尺各一只；
5、塔吊安拆必须由专业的安拆人员进行操作。
五、施工工艺
1、工艺流程
塔基土方开挖→灌注桩施工→垫层施工→弹线放样→钢筋绑扎→预埋螺栓→支模→隐蔽验收→浇捣砼及养护→拆模→固定十字梁
2、施工要点
本工程塔吊基础拟采用5500mm×5500mm×1350mm钢筋砼桩承台基础，内置Ф20﹫175双层双向钢筋网,保护层厚度50mm,混凝土强度C35，纵、横方向每隔2根主筋设一根Ф20拉筋。
10cm的C15垫层。
预埋螺栓与基础内钢筋网作可靠连接，主筋通过预埋螺栓有困难时主筋可避让。
依据中国有色金属工业西安勘察设计研究院提供的《西安曲江海洋科普世界极地馆工程岩土勘察报告》显示，影响基础承载力土层的土质情况如下：
编号
名称
厚度
地基承载力特征值fak（kpa）
②
黄土：
褐黄色，具大孔结构，具湿陷性。
以可塑状态为主
2.8~6.5
150
③
黄土：
褐黄色，具针状孔隙，含零星钙质结构。
以软塑状态为主
0.7~6.6
90
古土壤：
棕红色，具针状孔隙，含较多白色钙质条纹及钙质结核，底部钙质结核富集。
可塑状态为主
3.4~4.7
170
黄土：
褐黄色，具针状孔隙，含零星钙质结核。
以可塑状态为主
8.3~10.2
150
⑥
古土壤：
棕红色，含较多钙质结构，为可塑状态
3.70~5.20
190
⑦
黄土：
褐黄色，含零星钙质结核，可塑状态
4.2~7.3
180
预埋20件M39的高强地脚螺栓组，每个螺栓组露出桩承台顶面41cm；地脚螺栓预埋时用电焊固定牢固、并且要求每相邻两件地脚螺栓下部孔内捆扎一根Ф30*350螺纹钢。
应根据厂家设计图要求预埋准确，要求尺寸偏差在5mm以内，整个承台面要求平整，平整度控制在1/500。
模板施工：
基础模板为多层竹胶合板，施工前，模板涂上脱模剂；模板的接缝不应漏浆，在浇筑混凝土前木模板应浇水湿润,但模板内不应有积水，模板内杂物应清理干净。
基础砼浇捣：
砼浇捣时，振动棒应快插多振，防止漏振，充分振捣密实，特别应注意预埋螺栓处砼振捣质量。
在振捣完毕后，用人工将斜面拍平成型。
砼表面二次压光，防止出现收缩裂缝。
砼浇捣时还应随时对预埋件进行监测，随时校正。
十字梁安装时，将8块定位压板与十字梁底架用20件M39的高强地脚螺栓组连接在一起，用预埋螺栓组把十字梁和混凝土基础连成一个整体，十字梁与承重压板间不应有间隙，否则会造成塔身的不正常受力，带来安全，如果有间隙应用钢板垫实（垫板不得多于两块，大小不得少于承重钢板面积的90%），并将垫板之间以及其与承重钢板间焊接牢固。
六、塔吊的沉降、垂直度测定及偏差校正
1、塔吊基础沉降观测半月一次。
垂直度在塔吊自由高度时半月一次测定，当架设附墙后，每月一次（在安装附墙时必测）。
2、当塔机出现沉降，垂直度偏差超过规定范围时，须进行偏差校正，在附墙未设之前，在最低节与塔吊机脚螺栓间加垫钢片校正，校正过程用高吨位千斤顶顶起塔身，顶塔身之前，塔身用大缆绳四面缆紧，在确保安全的前提下才能起顶塔身。
七、塔吊桩承台基础计算书
1、塔吊的基本参数信息
塔吊型号
TC5613A
塔吊自由起升高度H
40m
塔身宽度B
1.6m
基础承台高度Hc
1.35m
自重（包括配重）F1
557.75kN
标准节长度
2.5m
最大起重荷载F2
60kN
基础承台宽度Bc
5.500m
主弦杆材料
角钢/方钢
宽度/直径c
125~135mm
额定起重力矩
800kN·m
最大工作幅度
56m
桩钢筋级别
II级钢
桩径
0.600m
桩间距a
2.0m
承台箍筋间距S
Φ12@200mm
承台混凝土的保护层厚度
50mm
承台混凝土强度等级
C35
所处城市
西安市
基本风压W0
0.45kN/m2
最大幅度起重量
1.3t
有密集建筑群的城市区
风荷载高度变化系数μz：
1
非工作最大倾覆力矩
2285KN
2、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算
塔吊自重（包括配重）F1=557.75kN，
塔吊最大起重荷载F2=60kN，
作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=741.3KN
塔吊倾覆力矩M=1.4×2285=3199kN·m
3、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算
1）桩顶竖向力的计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）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=741.3KN
G──桩基承台的自重：
G=1.2×25×（Bc×Bc×Hc）=1.2×25×（5.50×5.50×1.35）=1225.13kN；
Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取3199kN·m
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离1m；
Ni──单桩桩顶竖向力设计值；
经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，
轴心竖向最大压力：
Nmax=（741.3+1225.13）/4＋3199/（4×1）=1291.36kN。
塔吊桩抗拔验算：
Nmin=3199/（4×1）-（741.3+1225.13）/4=308.14kN。
2）单桩承载力计算
单桩轴心压力计算
Nk=308.14kN≤Ra=2300KN
单桩偏心压力计算
Ni=1291.36kN≤1.2Ra=2760KN
Ra──单桩竖向承载力特征值,为2300KN；
3）承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.6.1条。
其中Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取1m；
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=Ni-G/n=1291.36－1225.13/4=985.08kN；
经过计算得到弯矩设计值：
Mx1=My1=2×985.08×1=1970.16kN·m。
4、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，αl──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,期间按线性内插法得1.00；安全系数K=1.4；
fc──混凝土抗压强度设计值查表得14.30N/mm2；
ho──承台的计算高度：
Hc-50.00=1300.00mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；
经过计算得：
As=KM/0.9fyho=1.4×3199/0.9×300×1300=0.013；
ξ=1-（1-2×0.013）0.5=0.013；
γs=1-0.013/2=0.994；
Asx=Asy=3199×106/（0.994×1300×300.00）=8252.08mm2。
建议配筋为Φ20的II级钢筋：
n=Asy/Π×r2=28根，故承台配筋为双层双向Φ20@175mm。
实际配8792mm2>8252.08mm2。
5、承台斜截面抗剪计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.6.8条和第5.6.11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，即为V=（741.3+1225.13）/4＋3199/（4×1）=1291.36kN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，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；
bo──承台计算截面处的计算宽度，bo=5500mm；
ho──承台计算截面处的计算高度，ho=1300mm；
λ──计算截面的剪跨比，λ=ax/ho此处，
当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3；得λ=0.93；
β──剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/（λ+0.3）；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/（λ+1.5），得β=0.1；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；
则，1.00×1291.36=12.38×105N≤0.1×14.30×5500×1300=102.25×105N；
经过计算承台已满足抗剪要求。
只需配构造箍筋,构造箍筋为Φ12@200mm
6、桩承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第4.1.1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Nmax=（741.3+1225.13）/4＋3199/（4×1）=1291.36kN；
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35.90N/mm2；
A──桩的截面面积，A=1.26×105mm2。
则：
1.00×12.91×105N≤35.9×1.26×105=45.23×105N；符合要求
抗拔桩桩身强度满足条件：
Ni拔=308.14×103N
fyAs=300×8792=2637.6×103NNi拔≤fyAs故满足抗拔要求。
7、塔吊基础单桩竖向极限承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）的第5.2.2-3条；
根据第二步的计算可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1291.36kN；
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；
qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值65；
qsk──极限端阻力标准值0；
u──桩身的周长，u=1.571m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.126m2；
li──第i层土层的厚度；
各土层厚度及阻力标准值如下表:
序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）抗拔系数土名称
②5.0黄土43.29100.271
③4.0黄土18.57300.038
4.0古土壤73.723300.80
9.0黄土29.212900.74
⑥4.0古土壤44.217100.74
⑦4.0黄土57.921300.74
由于桩的入土深度为25m,所以桩端是在第7层土层。
单桩竖向承载力验算:
R=1.1（uqsikli＋qskAp）=1.1×【1.571×0.5×43.2＋1.571×18.5×4＋1.571×73.7×4＋1.571×29.2×9＋1.571×44.2×4+1.571×57.9×3.5+
0.126×0.85×910+0.126×0.85×730+0.126×0.85×2330+0.126×0.85×1290+0.126×0.85×1710+0.126×0.85×2130】=2596.90kN
安全系数取2得：
R/2=1298.45≥Nimax=1291.36kN
故单桩承载力满足要求!
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