塔吊基础专项施工方案初稿修改.docx
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塔吊基础专项施工方案初稿修改
红星城住宅小区2#楼工程
吊
笼
基
础
方
案
编制日期：
2011年6月12日
一、工程概况2
二、塔吊设计参数3
三、编制依据：
3
四、塔吊基础施工技术措施及质量验收4
五、塔吊基础计算书5
附图：
塔吊一~三承台及桩位置图
附图：
塔吊平面场布图
地质勘察报告摘要
诸暨同方国际大饭店工程塔吊基础施工方案
一、工程概况
1、工程名称：
红星城住宅小区2#楼工程
2、建设单位：
哈尔滨红星城房地产开发有限责任公司
3、施工单位：
哈尔滨市华滨建筑工程公司
4、建设地点：
哈尔滨市王岗镇红星村
5、结构形式：
短肢剪力墙结构
6、建设规模：
建筑占地面积约650㎡，总建筑面积约17270㎡（其中地下室面积630㎡），结构为地上二十六层，地下一层。
工程±0.000米相当于绝对标高139.2米，场内自然地坪标约为-4.0米（绝对标高134.2米），本工程拟在10-16轴安装一台SC200/200型施工升降机，升降机位置详见基础平面布置图。
8、地质概况
⑴-1素填土：
松散状以碎石为主，该层分布局部，层厚0.3-1.0m；
⑴-2耕土：
流塑状以粘、粉粒为主，场地内多有分布，层厚0.3-0.6m；
⑴-2a塘底泥：
流塑状以粘粉粒为主，仅分布在池塘部位，层厚0.6-3.80m；
⑴-2b暗塘土：
松散，软~流塑，以粘性土、淤泥质夹细砂组成，仅分布于公寓部分厚度1.5-3.70m；
⑴-3粉砂：
松散状，饱和，主要成分为粉、细砂、粉粒，层厚1.5-3.80m，层面高程8.24~9.39m；
⑵-1淤泥质粉质粘土：
流塑状，高压缩性，分布不稳定，层厚0.5-1.20m；
⑵-2粉质粘土：
软塑状~软可塑状，土性不均匀，分布不稳定主要分布在场地中部和北部厚度变化较大，层厚0.5-2.30m，层面高程4.64~7.69m。
⑶粉质粘土：
硬可塑~硬塑状，中等压缩性，土性较均匀，全场多有分布，层厚2.5-5.0m，层面高程5.3~6.4m；
⑷-1粉质粘土：
稍密状，中等压缩性，主要分布在场地中南部，层厚1.6-11.20m，层面高程1.9~5.54m；
⑷-2淤泥质粉质粘土：
流塑状，主要分布在场地中部和北部，层厚4.8-11.20m，层面高程-0.85~5.54m；
⑸-1中砂：
松散，以中、粗砂、粉细砂、粘粉粒组成，层厚1.0-6.30m，层面高程-3.95~4.12m；
⑸-1a粉土：
稍密状。
以粉粒为主，仅在场地中部局部分布层厚2.6-3.20m，层面高程0.24~0.65m；
⑸-1b粉质粘土：
硬塑状，仅在场地中部均不分布，厚度1.2-4.7m，层面高程-2.25~-0.34m；
⑸-2圆砾：
中密状以卵、砾为主，粒径0.5-3cm，最大6-8cm，中等分化全场多有分布，场区中部和南部分布稳定，场区北部分布不稳定，层厚0.3-9.50m，层面高程-80.89~-5.90m；
⑸-3粉质粘土：
软塑~软可塑状，仅分布于场地北部局部，厚度0.8-2.80m，层面高程-9.20~-0.9m；
⑹-1强风化砂岩：
碎块状，酒店部分分布，层厚0.3-0.8m，层面高程-11.04~-13.20m；
⑹-2中风化砂岩：
酒店部分分布，最大控制厚度5.20m，层面高程-11.64~-12.40m。
根据地质勘察报告其钻孔灌注桩的桩端承载力特征值qpa=4500Kpa。
二、塔吊设计参数
塔吊1
塔吊2
塔吊3
型号
QTZ60
QTZ60
QTZ60
起升高度
38米
38米
59.2米
塔吊地质报告
地质报告Z10孔
地质报告Z补2孔
地质报告Z50孔
塔吊倾覆力矩
1628KN.M
1628KN.M
1628KN.M
塔吊自重
530KN
530KN
770KN
基础尺寸
5m*5m*1.3m
5m*5m*1.3m
5m*5m*1.3m
基础桩类型
四根Φ800钻孔灌注桩
四根Φ800钻孔灌注桩
天然岩石地基
桩长
17m（嵌岩80㎝）
14.4m（嵌岩80㎝）
桩承载形式
端承桩
端承桩
最大起重荷载
60KN
60KN
60KN
桩间距
3.4m
3.4m
桩钢筋
10Φ14，Φ6@250
10Φ14，Φ6@250
桩及承台砼强度
C35
C35
C35
塔吊搭设类型
独立式
独立式
附着式
附墙设置
无
无
22.6m、35.4m、46.2m三道
塔吊高程位置
承台底标高为-4.5米
承台底标高为-5.5米
承台顶标高为-8.30米，承台与底板同时浇筑
塔吊平面位置
见平面布置
三、编制依据：
1、本工程施工组织设计；
2、诸暨同方国际大饭店工程岩土工程勘察报告；
3、GB50202-2002地基与基础施工质量验收规范；
4、GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范
5、GB50007-2002建筑地基基础设计规范；
6、GB50017-2003钢结构设计规范；
7、JGJ33-2001建筑机械使用安全技术规程。
8、JGJ94-94建筑桩基技术规范
9、本工程设计文件
10、浙江省建设机械公司QTZ60塔吊使用说明书。
四、塔吊基础施工技术措施及质量验收
1、混凝土强度等级采用C35；
2、基础表面平整度允许偏差1/1000；本工程基础桩采用钻孔灌注柱，其施工工艺及质量控制要点同已编制并经公司审核的本工程《桩基工程专项施工方案》，桩身砼浇灌至自然地坪面，施工承台时必须凿除上段1.5米桩身砼浮浆层。
3、埋设件的位置、标高和垂直度以及施工工艺符合出厂说明书要求。
4、起重机的混凝土基础应验收合格后，方可使用。
5、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。
6、按塔机说明书，核对基础施工质量关键部位。
7、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。
8、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。
9、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。
10、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。
11、钢筋、水泥、砂石集料应具有出厂合格证或试验报告。
12、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。
13、塔吊基础施工后，四周应排水良好，以保证基底土质承载力。
14、塔机的避雷装置宜在基础施工时首先预埋好，塔机的避雷针可用圆钢或扁钢直接与基础底板钢筋焊接相连，焊接长度不小于10d，圆钢或扁钢净面积不得小于72㎜2。
15、塔吊基础的钻孔灌注桩施工严格按本工程桩基工程施工方案进行施工质量控制。
16、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。
17、钢格构柱的施工质量应满足GB50205《钢结构工程施工质量验收规范》；
18、钢格构柱的焊条采用J422，焊缝必须饱满。
角钢伸入承台1000，角钢与主筋用3ф22焊接，钢筋锚固长度为1米。
钢格构柱吊起放入时必须有保护层固定措施，如加焊略小于钢筋笼的定位环，确保居中放置。
钢格柱顶端焊接封头板，以增加钢格柱在混凝土中的锚固力。
19、格构柱使用的钢材、焊接材料等应具有质量证明书，必须符合设计要求和现行标准的规定。
必要时在监理的见证下，进行现场见证取样、送样、检验和验收，做好检查记录。
并向甲方和监理提供检验报告。
21、焊接材料必须按说明书中的要求进行烘干。
焊接时，焊工应遵守焊接工艺规程，不得自由施焊，不得在焊道外的母材上引弧。
不得使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条焊条和焊剂，使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和温度进行烘焙。
焊缝高度不得低于方案要求，焊缝要求达到三级焊缝标准，Ⅲ级焊缝：
咬边深度≤0.1t，且≤1mm。
焊角尺寸（mm）hf＞8，0～+3；焊缝余高（mm）hf＞8，0～+3。
五、塔吊基础计算书
（一）、塔吊一计算：
1.参数信息
塔吊型号:
QTZ60，自重（包括压重）F1=770kN（按100米），基础自重G=813KN，塔吊倾覆力距M=1628kN.m，塔吊起重高度H=28m，塔身宽度B=1.60m，混凝土强度等级:
C35，基础最小厚度h=1.3m，基础最小宽度Bc=5m。
2.基础最小尺寸计算
基础的最小厚度取:
H=1.3m
基础的最小宽度取:
Bc=5m
1、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算
塔吊自重F1=770kN，
塔吊基础承台重F2=25*25*1.3=813kN，
塔吊的倾覆力矩M=1628.00kN.m。
2、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算
2.1、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。
按45度方向轴作计算轴，经计算得到单桩桩顶竖向力标准组合值，
最大压力：
Nmax=（813+770）/4+1628×2.4/（2×2.42）=733kN，Nmin=57.9KN。
同理可单桩最大竖向力基本组合值为：
N=948kN。
2.2、矩形承台弯矩的计算
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（kN.m）；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.9m；
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值（kN），Ni1=Ni-G/n=530kN；
经过计算得到弯矩设计值：
Mx1=My1=2×530×0.9=954kN.m。
3、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，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；
fc──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2；
ho──承台的计算高度Hc-50.00=1250.00mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=210N/mm2；
经过计算得：
αs=954×106/（1.00×16.70×5000.00×1250.002）=0.009；
ξ=1-（1-2×0.009）0.5=0.009；
γs=1-0.009/2=0.996；
Asx=Asy=954×106/（0.996×1250.00×210）=3649mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
9375mm2。
故取As=9420mm2。
实配30Φ20。
4、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N=733kN；
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=16.70N/mm2；
A──桩的截面面积，A=5.03×105mm2。
则，1.00×733=7.87×105N≤16.70×5.03×105=8.39×106N；
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！
故根据浙G23钻孔桩图集选用ZKZ-D800-17-17（B2）-C35，即桩主筋为10Φ14，Φ6@250。
6、桩竖向承载力验算
单桩承载力验算：
根据GB50007规范公式8.5.5-2，单桩竖向承载力特征值Ra可按下式估算：
Ra=qpa*Ap
式中Ra--单桩竖向承载力特征值;
qpa--桩端端阻力，由当地静载荷试验结果统计分析算得；
Ap--桩底端横截面面积;
qpk──端阻力特征值；本工程桩端持力层为6-2中风化岩层，其值为4500Kpa。
Ap──桩端面积,取Ap=0.503m2；
本工程桩受力以端承为主故不考虑侧阻力值，且根据地质报告钻孔灌注桩在6-2层中风化岩桩端承载力特征值为4500Kpa故：
Ra=4500.00×0.503=2263kN；
上式计算的R的值大于最大压力733kN，桩承载力所以满足要求!
6、塔吊稳定性验算：
根据塔吊自由状态下最不利弯矩1628KN.m作为倾覆力矩进行计算。
倾覆点为桩中心。
R=（770+813）*1.7=2691KN.m＞1.15*（1628+1.3*66.2）=1971KN.m，塔吊抗倾覆能力安全。
本次验算未考虑桩的抗拔力及其自身重力对抗倾覆能力的有利影响，验算偏安全。
7、基础格构柱计算
依据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）。
根据规范表5.3.8，受压构件允许长细比为[λ]=150，支撑、用于减少构件长细比的杆件的允许长细比为[λ]=200。
7.1、格构柱截面的力学特性：
格构柱的截面尺寸为0.47×0.47m；
主肢选用:
10号角钢b×d×r=100×100×12mm；
缀板选用100×10mm；
主肢的截面力学参数为A0=19.26cm2，Z0=2.84cm，Ix0=179.51cm4，Iy0=179.51cm4；
格构柱截面示意图
格构柱的y-y轴截面总惯性矩：
格构柱的x-x轴截面总惯性矩：
经过计算得到：
Ix=4×[179.51+19.26×（47/2-2.84）2]=33603.16cm4；
Iy=4×[179.51+19.26×（47/2-2.84）2]=33603.16cm4；
7.2、格构柱的长细比计算：
格构柱主肢的长细比计算公式：
其中H──格构柱的总高度，取4.200m；
I──格构柱的截面惯性矩，取,Ix=33603.16cm4，Iy=33603.16cm4；
A0──一个主肢的截面面积，取19.26cm2。
经过计算得到
x=20.36,
y=20.36。
格构柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比计算公式:
其中b──缀板厚度，取b=0.01m。
h──缀板长度，取h=0.47m。
a1──格构架截面长，取a1=0.47m。
经过计算得i1=[（0.01+0.47）/48+5×0.47/8]0.5=0.38m。
1=4.2/0.38=11.05。
换算长细比计算公式：
经过计算得到
kx=23.64,
ky=23.64。
3.格构柱的整体稳定性
格构柱按最大轴力按单桩竖向力基本组合值进行计算，根据上面计算结果N=948KN；由换算长细比
ky=23.64可查得格构柱稳定系数φx=0.96根据钢结构设计规范GB50017中的公式5.1.2-1，σx=N/φx.A=948000/（0.96*4*1926）=128Mpa＜[f]=205Mpa；格构式柱稳定性满足要求。
4、缀板设置：
根据钢结构设计规范，分肢长细比一般不大于40，取
1=35，分肢计算长度为：
L1=i1*
1=19.5*35=682㎜，取两缀板间净距600㎜，两肢轴线距离c=270㎜，缀板宽取270*2/3=180，厚度t≥c/40=6㎜；今采用缀板截面为-10*180*400㎜，则两缀板轴线间的距离为600+180=780㎜。
（二）、塔吊二基础布置
塔吊二采用桩基础同塔吊一。
塔吊型号均为QTZ60。
由于主要考虑端部承载的受力方式，计算过程同塔吊二计算书，在此不再重复。
但不采用钢格构结构形式，灌注桩施工时砼浇筑至自然地坪标高，养护后，凿桩至-5.6米，然后施工塔吊承台，桩主筋伸入承台900。
塔吊放置于基坑边，基坑根据围护设计采用土钉支护墙加固，具体如下图所示：
（三）、塔吊3基础计算书
塔吊3基础直接置于6-2中风化砂岩上，以岩石层天然地基作为持力层，与地下室底板同时浇筑，此岩层也是本项目酒店式公寓工程（地下二层，地上十三层）的基础持力层，故应能满足塔吊对地基的承载力要求，而根据地质报告勘察成果，其岩样饱和极限抗压强度最大值为42.67Mpa，最小值为8.98Mpa，标准值为20.21Mpa，根据GB50007规范公式（5.2.6）
fa=ψr.frk，本岩层地基承载力应可达1800Kpa以上，
1、塔吊基础承载力计算
依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2条承载力计算。
基础简图:
根据规范GB50007公式（5.2.2-4）偏心荷载作用下，pmax=2（Fk+Gk）/（3*l*a）=2*（770+813）/（3*5*1.47）=143kPa；小于岩层地基承载力特征值。
基础承台已按塔吊说明书的要求设置，不再进行验算，设置同塔吊一。
底板结构钢筋与塔吊基础钢筋分别配置。
5、塔吊稳定性验算：
根据塔吊自由状态下最不利弯矩1628KN.m作为倾覆力矩进行计算。
e=M+H*h/（F+G）=（1628+1.3*66.2）/（770+813）=1.08m＜b/3=5/3=1.7m，塔吊抗倾覆能力安全。
因塔吊三承台基础与底板整浇，其抗倾覆能力远大于计算时按独立承台基础进行的验算。
故塔吊的稳定性满足要求。
塔吊一桩位布置图：
塔吊二桩位布置图：
塔吊三承台位置图：
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