塔吊基础专项施工方案.docx
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塔吊基础专项施工方案
附：
塔吊承台基础图
塔吊平面定位图
一、工程概况
1、工程名称：
城投·四新之光工程
2、建设单位：
武汉新天澜置业投资开发有限公司
3、设计单位：
中信建筑设计研究总院有限公司
4、监理单位：
武汉飞虹建设监理有限公司
5、施工单位：
浙江省建工集团有限责任公司
6、工期要求：
施工暂定总工期为820日历天
7、质量要求：
验收合格。
工程地点及周边环境：
本工程位于武汉市汉阳区“四新片区”，南侧紧邻四新南路，北侧隔二、三期空场地为办公区及生活区，西侧紧邻连通港西路，东侧紧邻子期路；建筑用地面积约为42389平方米，建筑总面积为157134.84平方米，其中地下室建筑总面积为33803.27平方米。
地面建设有6栋高层住宅楼（C1，C3，C4，C5，C6，C7）和1栋（C2）46层超高层住宅，C1，C4，C6楼栋设有一层商业裙房，同时地块设有2栋配电房建筑（C8，C9）。
工程设有一层地下室，为项目地下停车库及设备用房区域。
拟建物具体特征一览表如下：
建筑物
单体名称
建筑面积（m2）
地下/地上
层数
地上/地下
建筑高度
（m）
结构
类型
层高（m）
32层住宅（C1#）
1430/15933
32/1
98.4
剪力墙结构
3
46层住宅（C2#）
1450/22133.81
46/1
138.9
剪力墙结构
3
33层住宅（C3#）
1260/16820.43
33/1
99.8
剪力墙结构
3
29层住宅（C4#）
1120/14020
29/1
89.4
剪力墙结构
3
33层住宅（C5#）
1260/16820.43
33/1
99.8
剪力墙结构
3
32层住宅（C6#）
1180/14505
32/1
98.4
剪力墙结构
3
35层住宅（C7#）
1340/19118
35/1
98.65
剪力墙结构
2.8
1层大地下室
33803.27
1
-
框架结构
3.9
本工程主楼基础形式为钻孔灌注桩，桩，承台基础。
地上均为剪力墙结构，地下为框架、框剪结构。
结构的安全等级（含基础）为二级，耐火等级一级，烈度按六度设防，抗震等级为三级，主体结构的设计使用年限为50年。
二、地质情况
地层编号及
岩土层名称
颜色
状态
湿度
压缩性
fak
（KPa）
Es
（MPa）
钻孔灌注桩
管桩
qsia
（kpa）
qpa
（kpa）
qsia
（kpa）
qpa
（kpa）
1-1杂填土
杂色
松散
稍湿
不均
1-2素填土
灰褐
松散
稍湿
不均
1-3冲填土
灰
松散
稍湿
不均
2-1黏土
黄褐
可塑
饱和
中偏高
100
5.0
31
29
2-2淤泥
灰褐
流塑
饱和
高
40
1.5
6
6
2-3淤泥粉质黏土
灰褐
流塑
饱和
高
70
3.0
10
10
2-4黏土
灰
软塑
饱和
高
75
3.5
22
17
2-5粉质黏土
灰褐
可塑
饱和
中
170
8.0
31
29
3-1黏土
黄褐
硬塑
饱和
中偏低
390
13.0
43
650
37
2100
3-2粉质黏土
灰褐
可塑
饱和
中
200
7.5
30
28
3-3粉质黏土夹粉土粉砂
褐灰
可塑
饱和
中
185
6.5
27
22
3-4粉质黏土
褐黄
硬塑
饱和
中偏低
440
16.0
45
39
2400
4-1砾砂
灰黄
稍密
饱和
低
220
15.0
27
31
4500
4-2碎石土
褐黄
中密
饱和
低
530
34.0
70
1400
80
5000
4-2a粉质黏土
褐黄
偏硬塑
饱和
中偏低
400
11.0
41
35
5-1强风化泥质粉砂岩
棕红
坚硬
湿
低
550
46.0
70
750
5-2中风化泥质粉砂岩
棕红
坚硬
--
--
1800
不可缩
130
2200
根据上部结构的特征和场地地质情况与现场实际状况，参考地质报告的结论和建议，基础采用四桩承台基础。
桩采用钻孔灌注桩以第（4）或（5）层土层作为桩端持力层。
三、编制依据
TC5610/Q6012型塔机说明书
本工程《地质勘察报告》
设计图纸及施工组织设计中的总平面布置图
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
《湖北省地基基础技术规范》DB42/242-2014
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012?
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010?
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015
《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33－2012
《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010
《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJT187-2009
根据我公司施工项目经验，安全可靠，满足工程需求且合理使用。
四、塔吊选型布置及其性能
为保证本工程施工垂直运输需要，我单位在本工程中拟投入4台TC5610型塔吊和1台Q6012型塔吊。
TC5610型塔吊自重（包括配重）F1=565kN，最大起重荷载F2=60kN，塔吊倾覆力距M=1536.0kN.m，塔身宽度B=1.6m。
Q6012型塔吊自重（包括配重）F1=1144kN，最大起重荷载F2=60kN，塔吊倾覆力距M=1690kN.m，塔身宽度B=1.8m。
由于本工程各栋号间距离较远、单层面积大，若要塔吊尽可能的覆盖大的范围和对场地材料周转调运方便则须对整个平面进行综合分析，同时考虑到塔吊附着与建筑物结构的稳固连接，以及现场场地周边建筑物及多塔作业的局限范围、塔吊基础部位的地下室基础限制问题，其中2台工作半径为50米（供C1#、C4#楼使用），2台工作半径为56米（其中一台附着在C6#楼主体结构上，供C6#和C7#楼使用；另外一台供C5#楼使用）,1台工作半径为60米（附着在C2#楼上，供C2#楼和C3#楼使用）将塔吊予以定位。
根据《塔式起重机使用说明书》和《工程地质勘察报告》，本工程塔吊基础采用四桩承台基础，承台尺寸详见塔吊基础详图。
基础承台长×宽×高尺寸为5000×5000×1350，塔吊基础承台顶标高与所在区域地下室底板标高统一。
选取（4）或（5）层土层为桩端持力层，其强度高，厚度大，分布稳定，其承载力均超过塔吊基础承载力要求。
因本工程塔吊承台位于地下室底板结构下，需考虑塔身、塔基承台避让主体及地下室承台复杂结构，地下室顶板梁板结构留洞后做，具体做法同地下室底板预留，待拆除塔吊后浇筑预留洞口及底板塔吊处的后浇带。
具体位置详见施工总平面布置图和塔吊基础定位图（附图），通过定位图放出四根灌注桩位置进行施工，承台顶标高与地下室底板标高统一。
五、塔吊基础施工
根据本工程现场实际情况及本工程图纸设计情况、塔吊说明要求、甲方建议，塔吊基础选用桩承台结构形式（见附图）。
1、基础土方的开挖：
根据现场实际情况，确定塔吊的方位；通过测量仪测量，确定承台基础的底面标高；清理现场障碍物，放线开挖。
对于塔吊基坑采用挖掘机开挖，人工配合开挖清底，挖掘机开挖时尤其注意挖掘的深度，底部余留150mm厚度土人工清底，直至开挖到位，开挖后立即浇注砼垫层。
2、基础承台垫层的施工：
本工程塔吊基础承台垫层采用100mm厚C15砼垫层，在施工基础垫层前，不得扰动基底土层，如有扰动采用混凝土浇筑，并保证垫层表面的平整度。
3、基础钢筋绑扎：
基础钢筋配筋详见附图。
钢筋的制作绑扎要严格按照设计要求施工，要求绑扎牢靠，碰撞不变形，绑扎完毕必须经钢筋工长、质检员检验，合格后方可进行下一道工序的施工。
钢筋绑扎过程中，需将附近的柱基础底部网片筋绑扎预留，通过验收后方可进行下一道工序施工。
4、模板制作安装：
施工前做好技术交底。
严格控制模板安装的几何尺寸，安装完成后，由专职质检员检查验收后报送监理部验收。
允许偏差：
垂直度:
3mm；轴线位移:
3mm；截面尺寸:
＋4mm、-5mm；标高:
＋2mm、－5mm。
5、塔吊固定支腿的安装：
安装塔吊固定支腿及预埋件的安装必须在具有相关资质的塔吊安装人员指导下进行。
安装完成后由安装单位技术人员验收后才能进行下道工序。
6、基础混凝土的浇注：
本工程塔吊基础混凝土标号（C35砼），在浇注过程中要严格按照混凝土浇注操作规程进行，浇注时一定要分层浇注，分层震捣，尤其是固定支腿附近的砼，要确保砼震捣密实，震动时严禁碰撞固定支腿，如发生碰撞，必须检查固定支腿是否移位，确认未发生移位等现象后方可继续浇注。
基础砼浇注后，表面收光抹平同地下室垫层顶标高，基础验收后方可进行塔吊安装。
7、塔吊避雷接地及保护接零：
1）防雷接地体采用4*40mm镀锌扁铁与承台主筋焊接，接地电阻不得大于1欧姆；
2）避雷引下线采用35mm2铜芯线，一端与镀锌扁铁用M10螺栓锚固，上端与塔帽避雷针锚固，避雷针采用直径20镀锌钢管，下焊70*70*5镀锌角钢，针尖采用直径16镀锌圆钢磨尖，安装长度高于塔帽1米；
3）保护接地与塔吊连接：
在塔基底座上焊一只M12的螺栓，保护接地线一端固定在螺栓上，一端固定在开关箱箱内保护接地端子板上。
该线直径与塔吊进线同截面。
8、质量管理：
1）为保证塔吊正常使用，工程施工顺利进行，在塔吊基础的施工过程中要严格按照设计要求以及相关规范进行施工；
2）吊起装配好的固定支腿和塔吊标准节整体，浇注混凝土，在标准节的两个方向的中心线上挂铅垂线，保证预埋后标准节中心线与水平面的垂直度偏差不大于1.5‰；
3）要求测量员施工前作好轴线，标高控制网测设，确保塔吊基础轴线位置，几何尺寸符合规范要求。
同时在浇筑固定塔吊支腿期间做好塔身垂直度的监测工作。
9、安全文明施工
1）土方开挖前应密切注意天气变化情况，为防止基坑泡水，避免雨期施工。
2）选择有经验、有技术的施工人员进行施工。
项目部管理人员到位，分管质安人员不定时进行跟踪检查，现场监督，严格制止违章指挥和施工，及时发现安全隐患及时整改。
3）电工等特种作业人员必须持证上岗。
4）施工人员进场前进行安全教育工作，签订安全责任状。
5）严格执行施工现场临时用电技术规范，确保用电安全。
6）施工用电采用三相五线制，做到“一机、一闸、一漏电”。
开关、电气、机具安装后须经验收合格后才能接通电源使用。
7）加强对场内已有道路、排水系统、场区周边及场区内地下管道系统等设施的保护。
8）现场出口设洗车槽，出场车辆必须用高压水枪冲洗；垃圾清运时，采取遮盖、撒水措施，减少对内环境卫生的污染。
9）严格按照业主规定的作息时间施工，施工中尽量减少噪音、振动、烟雾和强光等对周围居民日常生活的干扰。
六、塔吊四桩承台基础的验算书
（一）设计参数信息
为便于计算，根据最不利原则，采用Q6012型塔吊技术参数进行计算。
塔吊型号：
Q6012型塔吊自重（包括配重）F1=1144kN，最大起重荷载F2=60kN，塔身宽度B=1.8m，塔吊计算高度145m
混凝土强度：
C35，钢筋级别：
Ⅱ级，承台长度Lc及宽度Bc=5m
桩直径d=0.8m，桩间距a=3.40m，承台厚度Hc=1.35m，桩入土深度20m
承台箍筋间距S=200mm，保护层厚度：
50mm
钢筋砼比重25KN/m3，土比重20KN/m3
计算简图如下：
（二）荷载计算
1.自重荷载及起重荷载
1）塔机自重标准值
Fk1=1144.8kN
2）基础以及覆土自重标准值
Gk=5×5×1.35×25=843.75kN
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）
Wk=0.8×0.7×1.95×1.54×0.2=0.34kN/m2
qsk=1.2×0.34×0.35×1.8=0.25kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.25×145.00=36.87kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×36.87×145.00=2673.01kN.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）
Wk=0.8×0.7×1.95×1.54×0.35=0.59kN/m2
qsk=1.2×0.59×0.35×1.80=0.44kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.44×145.00=64.52kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×64.52×145.00=4677.77kN.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×（800+2673.01）=2925.71kN.m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=-200+4677.77=4477.77kN.m
（三）桩竖向力计算
非工作状态下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（1144.8+843.75）/4=497.14kN
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=（1144.8+843.75）/4+（4477.77+64.52×1.35）/4.81=1446.65kN
Qkmin=（Fk+Gk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L
=（1144.8+843.75-0）/4-（4477.77+64.52×1.35）/4.81=-452.38kN
工作状态下：
Qk=（Fk+Gk+Fqk）/n=（1144.8+843.75+60）/4=512.14kN
Qkmax=（Fk+Gk+Fqk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=（1144.8+843.75+60）/4+（2925.71+36.87×1.35）/4.81=1131.05kN
Qkmin=（Fk+Gk+Fqk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L
=（1144.8+843.75+60-0）/4-（2925.71+36.87×1.35）/4.81=-106.78kN
（四）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×（1144.8+60）/4+1.35×（2925.71+36.87×1.35）/4.81=1242.15kN
最大拔力Ni=1.35×（Fk+Fqk）/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×（1144.8+60）/4-1.35×（2925.71+36.87×1.35）/4.81=-428.91kN
非工作状态下：
最大压力Ni=1.35×Fk/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×1144.8/4+1.35×（4477.77+64.52×1.35）/4.81=1668.21kN
最大拔力Ni=1.35×Fk/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×1144.8/4-1.35×（4477.77+64.52×1.35）/4.81=-895.47kN
2.弯矩的计算
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=2×1668.21×0.80=2669.14kN.m
承台最大负弯矩:
Mx=My=2×-895.47×0.80=-1432.76kN.m
3.配筋计算
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=360N/mm2。
底部配筋计算:
αs=2669.14×106/（1.000×16.700×5000.000×13002）=0.0189
ξ=1-（1-2×0.0189）0.5=0.0191
γs=1-0.0191/2=0.9905
As=2669.14×106/（0.9905×1300.0×360.0）=5758.3mm2
顶部配筋计算:
αs=1432.76×106/（1.000×16.700×5000.000×13002）=0.0102
ξ=1-（1-2×0.0102）0.5=0.0102
γs=1-0.0102/2=0.9905
As=1432.76×106/（0.9949×1300.0×360.0）=3077.1mm2
（五）承台剪切计算
最大剪力设计值：
Vmax=1668.21kN
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=1300mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/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!
（四）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
（七）桩身承载力验算
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=1.35×1446.65=1952.98kN
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=27.5N/mm2；
Aps──桩身截面面积，Aps=502655mm2。
受拉承载力计算，最大拉力N=1.35×Qkmin=-610.71kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积As=2035.688mm2。
由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为1005mm2
综上所述，全部纵向钢筋面积2036mm2
（八）桩竖向承载力验算
轴心竖向力作用下，Qk=512.14kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=1446.65kN
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=2.51m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.50m2；
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
16
70
1400
碎石土或粉质土
2
6
70
750
风化泥质粉砂
由于桩的入土深度为20m,所以桩端是在第2层土层。
最大压力验算:
Ra=2.51×（16×70+4×70）+750×0.50=3895.58kN
由于:
Ra=3895.58>Qk=512.14,最大压力验算满足要求!
由于:
1.2Ra=4674.69>Qkmax=1446.65,最大压力验算满足要求!
（九）桩的抗拔承载力验算
偏心竖向力作用下，Qkmin=-452.38kN
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=2.51×（0.750×16×70+0.750×4×70）=2694.232kN
Gp=0.503×（20×25-1.35×10）=244.542kN
由于:
2694.23+244.54>=452.38，抗拔承载力满足要求!
塔吊计算满足要求！
附图：
塔吊的基础选型及钢筋配置如下
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