QTZ80塔吊基础施工方案.docx
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QTZ80塔吊基础施工方案
一、工程概况..........................................................................................................................2
二、编制依据..........................................................................................................................2
三、QTZ80（ZJ6010）塔式起重机技术性能表......................................................3
四、塔吊基础布置.................................................................................................................4
五、抗台风要求.....................................................................................................................4
六、基础承台及桩基的设计验算.........................................................................................5
（一）塔机属性.............................................................................................................5
（二）塔机荷载.............................................................................................................5
（三）桩顶作用效应计算.............................................................................................8
（四）桩承载力验算.....................................................................................................9
（五）承台计算...........................................................................................................12
（六）配筋示意图.......................................................................................................14
七、施工人员组织...............................................................................................................15
八、施工机具、材料准备....................................................................................................16
九、塔吊基础施工................................................................................................................17
十、安全环保措施................................................................................................................18
附：
塔吊现场布置图
QTZ80（ZJ6010）型塔吊基础施工方案
一、工程概况
1、工程名称：
三门核电项目场外应急指挥实验室
2、建设单位：
三门核电有限公司
3、勘察单位：
郑州中核岩土工程有限公司
4、设计单位：
上海核工程研究设计院
5、监理单位：
北京四达贝克斯工程监理有限公司
6、施工单位：
华亿生态建设有限公司
7、建筑高度：
16.5m。
本工程共设置1台塔吊。
主要技术指标如下：
1、塔吊功率：
31.7KW；
2、塔吊臂长：
55m；
3、塔吊自重：
32.2t；
4、塔吊最大起重量：
6t；最大幅度：
57m；
5、塔吊标准节尺寸：
1.6m×1.6m×3.0m；
6、塔吊平衡配重：
12.26t；
7、塔吊最大独立高度：
40.5m
8、塔吊安装高度：
约30m。
本案塔吊基础尺寸为5000×5000×1000，基础埋深1.0m，基础上标高为-0.5m，基础混凝土等级为C35。
采用4根直径为800混凝土灌注桩基础作为塔吊及其承台基础的承重构件，灌注桩的混凝土强度为C35。
2、编制依据
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
5、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
6、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011
三、QTZ80（ZJ6010）塔式起重机技术性能表
塔机工作级别
A4
塔机利用等级
U4
塔机载荷状态
Q2
机构工作级别
起升机构
M5
回转机构
M4
牵引机构
M3
起升高度m
倍率
独立式
附着式
a=2
40.5
121.5
a=4
40.5
60
最大起重重量t
6
工作幅度m
最小幅度
2.5
最大幅度
57
起升机构
倍率
2
4
起重量t
1.5
3
3
3
6
6
速度m/min
80
40
8.5
40
20
4.3
电机功率KW
24/24/5.4
回转机构
回转速度r/min
0.6
电机功率KW
2×2.2
牵引机构
牵引速度m/min
40/20
电机功率KW
3.3/2.2
顶升机构
顶升速度m/min
0.6
电机功率KW
5.5
工作压力MPa
20
总功率KW
31.7（不含顶升机构电机）
平衡重重量
起重臂长m
57
55
52
50
47
45
重量t
13.06
12.26
12.04
11.24
11.02
10.22
工作温度
-20~40℃
设计风压Pa
顶升工况
工作工况
非工作工况
最高处
100
最高处
250
0~20m
800
20~100m
1100
大于100m
1300
四、塔吊基础布置
1、本案1#塔吊拟布置在1#楼西侧20米，2#楼北侧10米；
2、塔吊基础桩位位置：
（1）、x=43780.403，y=69056.555；
（2）、x=43782.198，y=69053.667；
（3）、x=43779.309，y=69051.872；
（4）、x=43777.514，y=69054.760。
3、具体详见《塔吊现场布置图》。
五、抗台风要求
三门县是一个台风比较频繁的县城，所以在塔吊施工中要考虑台风的影响，本方案考虑台风等级为15级。
风俗41.5-50.9米/秒为风力14-15级强台风，故取风速V=50.9m/s。
根据伯努利方程得出的风-压关系，风的动压为：
Wp=0.5×ρ×v2
（1）
公式中Wp为风压（KN/m2），ρ为空气密度（Kg/m3），V为风速（m/s）。
由于空气密度（ρ）和重度（r）的关系为r=ρ×g，因此有ρ=r/g。
在公式
（1）中使用这个关系，得到
Wp=0.5×r×v2/g
（2）
公式
（2）为标准风压公式。
在标准状态下（气压为1013hPa，温度为15℃），空气重度r=0.01225KN/m3。
纬度为300处的重力加速度g=9.8m/s。
根据公式15级台风换算成基本分压值是：
Wp=0.5×r×v2/g=0.5×0.01225×50.92/9.8=1.62
六、基础承台及桩基的设计验
（一）、塔机属性
塔机型号
QTZ80（浙江建机）
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
40.5
塔机独立状态的计算高度H（m）
40.5
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B（m）
2.3
（二）、塔机荷载
塔机竖向荷载简图
1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0（kN）
340.34
起重臂自重G1（kN）
60
起重臂重心至塔身中心距离RG1（m）
22
小车和吊钩自重G2（kN）
3.8
小车最小工作幅度RG2（m）
0
最大起重荷载Qmax（kN）
60
最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax（m）
11.5
最小起重荷载Qmin（kN）
10
最大吊物幅度RQmin（m）
55
最大起重力矩M2（kN·m）
Max[60×11.5，10×55]＝690
平衡臂自重G3（kN）
19.8
平衡臂重心至塔身中心距离RG3（m）
7
平衡块自重G4（kN）
120
平衡块重心至塔身中心距离RG4（m）
11.8
2、风荷载标准值ωk（kN/m2）
塔身前后片桁架的平均充实率α0
0.35
风荷载标准值ωk（kN/m2）
工作状态
0.5
非工作状态
1.62
3、风荷载标准值ωk（KN/m2）
工程所在地
浙江三门项目一期工程后备应急指挥中心、后备环境实验室、监督性监测流出物实验室场地内
基本分压ω0（KN/m2）
工作状态
0.5
非工作状态
1.62
塔帽形状和变幅方式
锥形塔帽，小车变幅
地面粗糙度
A类（近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区）
风振系数βz
工作状态
1.519
非工作状态
1.625
风压等效高度变化系数µz
1.558
风荷载体型系数µs
工作状态
1.95
非工作状态
1.95
风向系数a
1.2
塔身前后片桁架的平均充实率a0
0.35
风荷载标准值ωk（KN/m2）
工作状态
0.8×1.2×1.519×1.95×1.558×0.5=2.215
非工作状态
0.8×1.2×1.625×1.95×1.558×1.62=7.678
4、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1（kN）
340.34+60+3.8+19.8+120＝543.94
起重荷载标准值Fqk（kN）
60
竖向荷载标准值Fk（kN）
543.94+60＝603.94
水平荷载标准值Fvk（kN）
0.5×0.35×2.3×40.5＝16.301
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
60×22+3.8×11.5-19.8×7-120×11.8+0.9×（690+0.5×16.301×40.5）＝727.186
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
Fk1＝543.94
水平荷载标准值Fvk'（kN）
1.62×0.35×2.3×40.5＝52.816
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
60×22+3.8×0-19.8×7-120×11.8+0.5×52.816×40.5＝834.924
5、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1（kN）
1.2Fk1＝1.2×543.94＝652.728
起重荷载设计值FQ（kN）
1.4FQk＝1.4×60＝84
竖向荷载设计值F（kN）
652.728+84＝736.728
水平荷载设计值Fv（kN）
1.4Fvk＝1.4×16.301＝22.821
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.2×（60×22+3.8×11.5-19.8×7-120×11.8）+1.4×0.9×（690+0.5×16.301×40.5）＝1056.24
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.2Fk'＝1.2×543.94＝652.728
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.4Fvk'＝1.4×52.816＝73.942
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.2×（60×22+3.8×0-19.8×7-120×11.8）+1.4×0.5×52.816×40.5＝1215.814
（三）、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h（m）
1
承台长l（m）
5
承台宽b（m）
5
承台长向桩心距al（m）
3.4
承台宽向桩心距ab（m）
3.4
桩直径d（m）
0.8
桩间侧阻力折减系数ψ
0.8
承台参数
承台混凝土等级
C35
承台混凝土自重γC（kN/m3）
25
承台上部覆土厚度h'（m）
0
承台上部覆土的重度γ'（kN/m3）
19
承台混凝土保护层厚度δ（mm）
50
配置暗梁
否
承台底标高（m）
-1.5
基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl（hγc+h'γ'）=5×5×（1×25+0×19）=625kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.2Gk=1.2×625=750kN
桩对角线距离：
L=（ab2+al2）0.5=（3.42+3.42）0.5=4.808m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（543.94+625）/4=292.235kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+FVkh）/L
=（543.94+625）/4+（834.924+52.816×1）/4.808=476.861kN
Qkmin=（Fk+Gk）/n-（Mk+FVkh）/L
=（543.94+625）/4-（834.924+52.816×1）/4.808=107.609kN
2、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：
Qmax=（F+G）/n+（M+Fvh）/L
=（652.728+750）/4+（1215.814+73.942×1）/4.808=618.916kN
Qmin=（F+G）/n-（M+Fvh）/L
=（652.728+750）/4-（1215.814+73.942×1）/4.808=82.448kN
（四）、桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度等级
C20
桩基成桩工艺系数ψC
0.8
桩混凝土自重γz（kN/m3）
25
桩混凝土保护层厚度б（mm）
35
桩底标高（m）
-24.11
桩有效长度lt（m）
22.61
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
是
桩身承载力设计值
8223.433
桩裂缝计算
钢筋弹性模量Es（N/mm2）
200000
法向预应力等于零时钢筋的合力Np0（kN）
100
最大裂缝宽度ωlim（mm）
0.2
普通钢筋相对粘结特性系数V
1
预应力钢筋相对粘结特性系数V
0.8
地基属性
地下水位至地表的距离hz（m）
4
自然地面标高（m）
0
是否考虑承台效应
是
承台效应系数ηc
0.26
土名称
土层厚度li（m）
侧阻力特征值qsia（kPa）
端阻力特征值qpa（kPa）
抗拔系数
承载力特征值fak（kPa）
素填土
9
50
0
0.5
90
淤泥
12.83
15
0
0.5
70
圆砂
6.17
100
0
0.5
280
粉土
11.97
40
0
0.5
180
砾砂
26.7
120
2800
0.5
400
软弱下卧层
硬持力层厚度t（m）
6
地基压力扩散角θ（°）
30
修正后的地基承载力特征值fa（kPa）
1909.94
地基承载力特征值fak（kPa）
280
下卧层顶的地基承载力修正系数ηd
3
下卧层顶的地基承载力修正系数ηb
2
下卧层顶以下的土的重度γ（kN/m）
20
下卧层顶以上土的加权平均重度γm
18
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：
u=πd=3.14×0.8=2.513m
桩端面积：
Ap=πd2/4=3.14×0.82/4=0.503m2
承载力计算深度：
min（b/2,5）=min（5/2,5）=2.5m
fak=（2.5×90）/2.5=225/2.5=90kPa
承台底净面积：
Ac=（bl-nAp）/n=（5×5-4×0.503）/4=5.747m2
复合桩基竖向承载力特征值：
Ra=ψuΣqsia·li+qpa·Ap+ηcfakAc=0.8×2.513×（7.5×50+12.83×15+2.28×100）+0×0.503+0.26×90×5.747=1733.835kN
Qk=292.235kN≤Ra=1733.835kN
Qkmax=476.861kN≤1.2Ra=1.2×1733.835=2080.602kN
满足要求！
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=107.609kN≥0
不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算！
3、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积：
As=nπd2/4=12×3.142×202/4=3770mm2
（1）、轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：
Q=Qmax=618.916kN
桩身结构竖向承载力设计值：
R=8223.433kN
满足要求！
（2）、轴心受拔桩桩身承载力
Qkmin=107.609kN≥0
不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算！
4、桩身构造配筋计算
As/Ap×100%=（3769.911/（0.503×106））×100%=0.75%≥0.2%
满足要求！
5、裂缝控制计算
Qkmin=107.609kN≥0
不需要进行裂缝控制计算！
6、软弱下卧层验算
（1）、修正后地基承载力特征值
fa=fak+ηbγ（ab+d-3）+ηdγm（lt+t-0.5）
=280+2×20×（3.4+0.8-3）+3×18×（22.61+6-0.5）=1845.94kPa
（2）、作用于软弱下卧层顶面的附加应力
σz=[（Fk+Gk）-3/2（al+ab+2d）·Σqsikli]/[（al+d+2t·tanθ）（ab+d+2t·tanθ）]
=[（543.94+625）-3/2×（3.4+3.4+2×0.8）×795.45]/
[（3.4+0.8+2×6×tan30°）×（3.4+0.8+2×6×tan30°）]=-71.495kPa
因为附加应力小于0kPa，故取附加应力为0kPa
（3）、软弱下卧层验算
σz+γm（lt+t）=0+18×（22.61+6）=514.98kPa≤fa=1845.94kPa
满足要求！
（五）、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB400Φ20@160
承台底部短向配筋
HRB400Φ20@160
承台顶部长向配筋
HRB400Φ20@160
承台顶部短向配筋
HRB400Φ20@160
1、荷载计算
承台有效高度：
h0=1000-50-20/2=940mm
M=（Qmax+Qmin）L/2=（618.916+（82.448））×4.808/2=1686.193kN·m
X方向：
Mx=Mab/L=1686.193×3.4/4.808=1192.319kN·m
Y方向：
My=Mal/L=1686.193×3.4/4.808=1192.319kN·m
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=652.728/4+1215.814/4.808=416.038kN
受剪切承载力截面高度影响系数：
βhs=（800/940）1/4=0.96
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：
a1b=（ab-B-d）/2=（3.4-2.3-0.8）/2=0.15m
a1l=（al-B-d）/2=（3.4-2.3-0.8）/2=0.15m
剪跨比：
λb'=a1b/h0=150/940=0.16，取λb=0.25；
λl'=a1l/h0=150/940=0.16，取λl=0.25；
承台剪切系数：
αb=1.75/（λb+1）=1.75/（0.25+1）=1.4
αl=1.75/（λl+1）=1.75/（0.25+1）=1.4
βhsαbftbh0=0.96×1.4×1.57×103×5×0.94=9922.385kN
βhsαlftlh0=0.96×1.4×1.57×103×5×0.94=9922.385kN
V=416.038kN≤min（βhsαbftbh0，βhsαlftlh0）=9922.385kN
满足要求！
3、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围：
B+2h0=2.3+2×0.94=4.18m
ab=3.4m≤B+2h0=4.18m，al=3.4m≤B+2h0=4.18m
角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！
4、承台配筋计算
（1）、承台底面长向配筋面积
αS1=My/（α1fcbh02）=1192.319×106/（1.03×16.7×5000×9402）=0.016
ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×0.016）0.5=0.016
γS1=1-ζ1/2=1-0.016/2=0.992
AS1=My/（γS1h0fy1）=1192.319×106/（0.992×940×360）=3552mm2
最小配筋率：
ρ=max（0.2,45ft/fy1）=max（0.2,45×1.57/360）=max（0.2,0.196）=0.2%
梁底需要配筋：
A1=max（AS1,ρbh0）=max（3552,0.002×5000×940）=9401mm2
承台底长向实际配筋：
AS1'=10132mm2≥A1=9401mm2
满足要求！
（2）、承台底面短向配筋面积
αS2=Mx/（α2fcbh02）=1192.319×106/（1.03×16.7×5000×9402）=0.016
ζ2=1-（1-2αS2）0.5=1-（1-2×0.016）0.5=0.016
γS2=1-ζ2/2=1-0.016/2=0.992
AS2=Mx/（
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