塔吊基础方案.docx
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塔吊基础方案
1、工程概况…………………………………………………………….……2
2、编制依据…………………………………………………………….……2
3、场地工程地质条件………………………………………………….…….2
4、塔吊基础设计……………………………………………………….……7
5、选用塔吊的主要性能………………………………………………........8
6、塔吊天然地基4500×4500独立高度60M的计算书………………...8
7、塔吊天然地基5000×5000独立高度65M的计算书………………..11
8、基础混凝土施工……………………………………………….……….15
9、塔吊的附着………………………………………………………...……17
10、防碰撞措施……………………… …………………………………..19
十一、附图：
1、塔吊基础图…………………………………………………………..….22
2、塔吊附着立面图…………………………………………………….......23
一、工程概况
紫江炉业南京有限公司二期——车间工程位于南京市经济技术开发区，北面贴近恒竟路，东面临近仙新中路，南面为厂区道路，西面为在建钢结构厂房工程。
本工程采用灌注桩和独立承台基础，框架结构主体，跨度9米或10米，建筑物东西长58.24米，南北长90.26米，共8层，总高度45.85米（其中一层高9米，二至七层每层高4.5米，机房层高4.95米，女儿墙高0.45）。
二、编制依据
1、勘探设计研究院有限公司提供的《岩土工程勘探报告书》
2、《塔式起重机安全规程》（GB5144-2006）
3、《塔式起重机操作使用规程》（JG/T100-99）
4、《起重吊运指挥信号》（GB5082-85）
5、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）（J119-2001）
6、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）
7、有关国家、行业、地方标准要求：
8、建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）
9、混凝土结构设计规范（GB50010-2010）
10、《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）
11、《建筑抗震设计规范》（GB50021-2001）
12、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）
13、《工程测量规范》（GB50026-2007）
14、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》
15、QTZ63液压自升塔式起重机使用说明书
16、QTZ40液压自升塔式起重机使用说明书
三、场地工程地质条件
（一）地形地貌
拟建场地位于南京市新港开发区恒竞路与仙新中路交汇、处西南隅,场地为建设预留用地,经推填整平。
场区标高为26.83~28.86米,地势平缓,场地局部最大局差约2.03米。
据本次勘察揭示,拟建场区属岗地地貌单元。
（二）岩土层分布及其特征
根据勘察揭示,拟建场地为岗地地貌单元,表层为填土,填土层之下分布为第四纪晚更新世（Q3）一般沉积的硬塑状粉质粘土、可塑状粉质粘土和软塑状粉质粘土等,底部为白垩系下统葛村组（K,g）泥质粉砂岩。
场地岩土层由上而下可分为三大工程地质层,8个亚层,分述如下:
（3）拟建场地地下水文地质条件
1、地下水埋藏条件
拟建场地位于岗地部位。
勘察期间表层素填土较薄部位未见地下水，地下水主要分布于
1素填土较厚部位和
2含淤泥质填土中，为空隙潜水。
2、水土腐蚀性评价
拟建场地处于湿润区，据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001,2009年版）附录G环境分类表G.0.1规定，划分场地环境类型为Ⅱ类。
现综合判别如下：
1）据上述规范2009年版表12.2.1按环境类型、腐蚀介质SO42、Mg2+、NH4+和OH-含量及总矿化度判定，场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性，地下水位之上土层对混凝土结构具微腐蚀性。
2）据表12.2.2按土层渗透性和水土中PH值、侵蚀性CO2、HCO3-含量判定，场地地下水和地下水位之上土层对混凝土结构具微腐蚀性。
3）据表12.2.4按水土中CI-含量判定，在长期浸水或干湿交替作用环境中地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性；地下水位之上土层对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
详见《水质分析及易溶盐检测报告》。
（4）场地稳定性与地震效应
四、塔吊基础设计
根据建筑物特点和场地现状以及施工进度的综合考虑，选择在
轴/
以北（距轴线
3200米）处和
轴/
～
轴之间以东（距轴线
轴）3200米各安装一台塔吊，平面位置如下图：
QTZ40详细定位图QTZ63详细定位图
ＱＴＺ４０Ｄ基础尺寸为４5００×４5００×1350，底面土的承载力设计要求应大于０．１2ＭＰａ；另一台ＱＴＺ６３基础尺寸为５1００×５1００×1400，底面土的承载力设计要求应大于０．１2ＭＰａ，基础砼强度均采用Ｃ３０。
根据地质报告勘探得知，
３层粉质粘土（Q3al），其地基推荐承载力特征值1０0fak；
4层粉质粘土（Q3al）其地基推荐承载力特征值1８０fak，因此塔吊基础底下采用
4层作为持力层。
另根据土层
分布情况和塔吊装置位置，确定ＱＴＺ４０Ｄ大概开挖深度约1.7米深即进入持力层，ＱＴＺ６３塔吊基础大概开挖深度约为５．５米。
另根据施工现场实际情况，为早日安装塔吊并投入使用，我方将采用强度Ｃ３５进行一次性浇筑成型。
待砼强度达到设计强度的７５％要求后（强度由现场留置的同条件试块经试压并出具实验报告后确定），我方开始准备安装工作。
塔吊示意图：
五、选用塔吊的主要性能
根据本工程的外形体积和周边建筑物布置等情况以及塔吊有效覆盖半径综合考虑，我项目部确定租赁南京德基建筑机械有限公司和南京东升机械制造有限公司生产的自升式起重机各一台，其主要性能如下：
1、南京德基建筑机械有限公司生产的ＱＴＺ４０
产地、型号
QTZ40
额定起重力矩（KN.m）
400
最大工作幅度（m）
47
最小工作幅度（m）
3
最大幅度起重量（t）
0.804
最大额定起重量（t）
4
独立式高度（m）
30
附着式最大高度（m）
120
整机总重量（t）
39
整机总功率（kw）
24.9
配重（t）
中心压重
平衡重
31t
7.9t
2、南京东升机械制造有限公司生产的ＱＴＺ63
产地、型号
QTZ63
额定起重力矩（KN.m）
630
最大工作幅度（m）
55
最小工作幅度（m）
2.5
最大幅度起重量（t）
1
最大额定起重量（t）
6
独立式高度（m）
40
附着式最大高度（m）
140
整机总重量（t）
42
电机功率（kw）
起重
回转
变幅
24Kw
3.7Kw
3.3Kw
配重（t）
中心压重
平衡重
31.79t
13.13t
6、塔吊天然基础4500×4500塔吊独立高度55m的计算书
1、参数信息
塔吊型号：
QTZ40D，自重（包括压重）：
F1=398KN
最大起重荷载：
F2=41.00KN塔吊倾覆力矩：
M=630KN·m
塔吊基础抗倾覆力矩：
M=1250KN·m塔吊起重最高高度：
按取55m
塔身宽度：
B=1.43m混凝土强度等级：
C30
基础埋置深度：
D=1.25m基础最小厚度：
h=1.3m
基础最小宽度：
Bc=4.5m
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=4.5m
3、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。
计算简图：
当不考虑附着时的基础设计值计算公式：
Pmax=2+；Pmin=2-
当考虑附着时的基础设计值计算公式：
Fmax=2
式中F——塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重、压重、和最大起重荷载：
F=1.2×398+1.4×60.0KN=627.48KN
G—基础自重与基础上面的土的自重，G=1.2×（24.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D）=1730.16KN
Bc—基础底面的宽度，取Bc=4.5m
W—基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=15.18m3
M—倾覆力矩，M=1250
a—合力作用点至基础底面最大压力边缘距离（m），按下列计算：
α=Bc/2-
a=4.5/2-1250/（627.48+1730.16）=1.72m
经过计算得到：
无附着的最大压力设计值
Pmax=（627.48+1730.16）/4.52+1250/15.18=198.77KPa
有附着的压力设计值P=（627.48+1730.16）/4.52=81.48KPa
4、地基基础承载力验算
地基基础承载力特征值计算依据<<建筑地基基础设计规范>>GB50007-2002第5.2.3条。
计算公式如下：
fa=fak+Ƞbƴ（b-3）+Ƞdƴm（d-0.5）（5.2.4）
其中fa—修正后的地基承载力特征值（KN/m2）：
选用粘土层
4作为持力层；
fak—地基承载力特征值，取180KN/m2；
Ƞb—基础宽度地基承载力修正系数，取0.15；
Ƞd—基础埋深地基承载力修正系数，取1.40；
Ƴ—基础底面以下土的重度，取19.7KN/m3；
ƴm—基础底面以上土的重度，取19.7KN/m3；
b——基础底面宽度，取4.5m
d——基础埋地深度，取2m
解得地基承载力设计值fa=225.8kpa
实际计算取得地基承载力特征值为：
fa=180kpa
修正后的地基承载力特征值fa=202.5kpa，大于最大压力设计值Pmax=198.77kpa，满足要求！
5、受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条验算公式如下：
Ft≤0.7βhpftamho
式中βhp——受冲切承载力截面高度影响系数，取βhp=0.952。
（当h不大于800mm时，取βhp=1.0；当h大于等于2000mm时，取βhp=0.9；其间按线性内插法取用）
ft——混凝土轴心抗拉强度设计值，取ft=1.57kpa;
am——冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:
am=（at+ab）/2
am=[1.643+（1.643+2×1.38）]/2=3.023m；
ho——承台的有效高度，取ho=1.38m
Pj——最大压力设计值，取Pj=130.806kpa
F1——实际冲切承载力：
Fl=PjAl
F1=130.806×5×{2.5-（1.38+1.643/2）}=195.228kN
允许冲切力：
0.7×0.952×1.57×3028×1380=4364674.632N=4364.674KN
实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求。
6、承台配筋计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
1）抗弯计算，计算公式如下：
Mi=1/12al2[（2l+a´）{Pmax+P-2G/A}+（Pmax-P）ξ]
式中al—截面Ⅰ―Ⅰ至基底边缘的距离，取al=1.48m：
P—截面Ⅰ―Ⅰ处的基底反力；
P=Pmax×（3a-al）/3a
P=130.806×（3×1.643-1.48）/（3×1.643）=91.53kpa；
a´—截面Ⅰ―Ⅰ在基底的投影长度，取a´=1.48m
经过计算得M=1.482[（2×5.0+1.48）×（130.806+91.53-2×1022.4/5.02）+（130.806-91.53）×5]/12=330.353KN.m
2）配筋面积计算，公式如下：
依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
αs=M/αlfcbho2
ξ=1-1-2αs
ƴs=1-ξ/2
As=M/ƴshofy
式中αl——系数，当混凝土强度不超过C50时，αl取为1.0，当混凝土强度等级为C80时，αl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：
ho——承台的计算高度1380.
经过计算得αs=330.353×106/（1.00×16.70×5.0×103×13802）=0.002083
ξ=1-（1-2×0.00208）0.5=0.002082
Ƴs=1-0.002082/2=0.99896
As=330.353×106/（0.99896×1380×300.0）=798.785mm2由于最小配筋率为0.15%，所以最小配筋面积为：
10350mm2,故取As=10350mm2
7、塔吊抗倾覆稳定验算
基础抗倾覆稳定性按下式计算：
e=Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3
式中e——偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；
Mk——作用在基础上的弯矩；
Fk——作用在基础上的垂直荷载；
Gk——混凝土基础重力，Gk=25×4.5×4.5×1.3=658.13KN；
Bc——为基础的底面宽度；
计算得：
e=1250/（398+658.13）=1.184≤4.5/3=1.50
塔吊抗倾覆稳定性满足要求。
七、塔吊天然基础5000×5000，塔吊起升高度50m的计算书：
1、参考信息
塔吊型号：
QTZ63，自重（包括压重）：
F1=452.9+33×7.85kN=711.95kN,
最大起重荷载：
F2=60.00kN，塔吊倾覆力矩：
M=630kN.m，
塔吊基础抗倾覆力矩：
M=1350kN.m塔吊起重最高高度：
按取50m
塔身宽度：
B=1.643m混凝土强度等级：
C30
基础埋深：
D=5.5m基础最小厚度：
h=1.4m
基础最小宽度：
Bc=5.0m
2、基础最小尺寸计算
基础的最小厚度取：
H=1.4m
基础的最小宽度取：
H=5.0m
3、塔吊基础承载能力计算
依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2条承载力计算
计算简图：
当不考虑附着时的基础设计值计算公式：
Pmax=2+；Pmin=2-
当考虑附着时的基础设计值计算公式：
Fmax=2
式中F——塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重、压重、和最大起重荷载
F=1.2×711.95+1.4×60.0KN=938.34KN；
G——基础自重与基础上面的土的自重，
G=1.2×（24.0×Bc×Bc×Hc+19.7×Bc×Bc×D）=3589.25KN
Bc—基础底面的宽度，取Bc=5.0m
W——基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=20.83m3
M——基础抗倾覆力矩，M=1350KN.m
a——合力作用点至基础底面最大压力边缘距离（m）,按下式计算：
经过计算得到：
无附着的最大压力设计值
Pmax=（938.34+3589.25）/5.02+1350/20.83=245.91kpa
无附着的最小压力设计值
Pmin=（938.34+1022.4）/5.02-1350/20.83=13.62kpa
α=Bc/2-M/（F+G）
a=5.0/2-1350/（938.34+1022）=1.811m
有附着的压力设计值：
P=（938.34+1022.4）/5.02=78.43kpa
4、地基基础承载力验算
地基基础承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.2.3条
计算公式如下：
Fa=fak+Ƞbƴ（b-3）+Ƞdƴm（d-0.5）（5.2.4）
其中fa—修正后的地基承载力特征值（kN/m2）；
选用粘性层
4粉质黏土层（Q3al）作为基础持力层：
fak—地基承载力特征值，取180.0kN/m2；
Ƞb—基础宽度地基承载力修正系数，取0.15；
Ƞd—基础埋深地基承载力修正系数，取1.60；
ƴ—基础底面以下土的重度，取19.70kN/m3;
ƴm—基础底面以上土的重度，取19.70kN/m3;
b——基础底面宽度，取5.0m
d——基础埋地深度，取3.5m。
解得地基承载力设计值fa=343.51.0kpa
实际计算取的地基承载力设计值为：
180.0kpa
修正后的地基承载力特征值254.45kpa大于最大压力设计值Pmax=245.91kpa，满足要求！
表5.2.4承载力修正系数
土的类别
Ƞb
Ƞd
淤泥和淤泥质土
0
1.0
人工填土e或IL大于等于0.85的粘性土
0
1.0
红黏土
含水比αŕ>0.8
含水比αŕ≤0.8
0
0.15
1.2
1.4
大面积压实填土
压实系数大于0.95、粘粒含量ρi≥10%的粉土，
最大干密度大于2100k/m3的级配砂石
0
0
1.5
2.0
粉土
粘粒含量ρi≥10%的粉土
粘粒含量ρi＜10%的粉土
0.3
0.5
1.5
2.0
e及IL均小于0.85的粘性土
粉砂、细砂（不包含很湿与饱和时的稍密状态）
中砂、粗砂、硕砂和碎石土
0.3
2.0
3.0
1.6
3.0
4.4
注：
1、强风化和全风化的岩石，可参照所风化成的相应土类取值，其他状态下的岩石不修正；
2、地基承载力特征值按本规范附录D深层平板载荷试验确定时Ƞd取0；
3、含水比是指土的天然含水量与液限的比值；
4、大面积压实填土是指填土范围大于两倍基础宽度的填土。
5、受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条：
验算公式如下：
Ft≤0.7βhpftamho
式中βhp——受冲切承载力截面高度影响系数，取βhp=0.932。
（当h不大于800mm时，取βhp=1.0；当h大于等于2000mm时，取βhp=0.9；其间按线性内插法取用）
ft——混凝土轴心抗拉强度设计值，取ft=1.57kpa;
am——冲切破坏椎体最不利一侧计算长度:
am=（at+ab）/2
am=[1.643+（1.643+2×1.38）]/2=3.023m；
ho——承台的有效高度，取ho=1.40m
Pj——最大压力设计值，取Pj=143.24kpa
F1——实际冲切承载力：
Fl=PjAl
F1=143.24×5×{2.5-（1.38+1.643/2）}=213.7857kN
允许冲切力：
0.7×0.952×1.57×3023×1380=4364674.632N=4364.67kN
实际冲切力不大于允许冲切设计值，所以能满足要求！
6、承台配筋计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条：
抗弯计算，计算公式如下：
Ml=1/12al2[（2l+a´）{Pmax+P-2G/A}+（Pmax-P）l]
式中al——截面1-1至基底边缘的距离，取al=1.48m;
P——截面1-1处的基底反力：
P=Pmax
P=143.24×（3×1.643-1.48）/（3×1.643）=100.23kpa
a´——截面1-1在基底的投影长度，取a´=1.48m
经过计算得M=1.482×[（2×5.0+1.48）×（143.24+100.23-2×1022.4/5.02）+（143.24-100.23）×5.0]/12=378.047kN
2）配筋面积计算，公式如下：
依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
αs=M/αlfcbho2
ξ=1-1-2αs
ƴs=1-ξ/2
As=M/ƴshofy
式中αl——系数，当混凝土强度不超过C50时，αl取为1.0，当混凝土强度等级为C80时，αl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：
ho——承台的计算高度1380.
经过计算得αs=378.047×106/（1.0×16.7×5.0×103×13802）=0.00238
ξ=1-（1-2×0.00238）0.5=0.002383
ƴs=1-0.002383/2=0.9988
As=378.047×106/（0.9988×1380×300.00）=914.254mm2
由于最小配筋率为0.15%，所以最小配筋面积为10350mm2,故取As=10350mm2
7、塔吊抗倾覆稳定验算
基础抗倾覆稳定性按下式计算：
e=Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3
式中e——偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；
Mk——作用在基础上的弯矩；
Fk——作用在基础上的垂直荷载；
Gk——混凝土基础重力，Gk=25×5.0×5.0×1.4=875.0KN；
Bc——为基础的底面宽度；
计算得：
e=1350/（489.79+875）=0.99≤5.0/3=1.667
塔吊抗倾覆稳定性满足要求。
8、基础混凝土施工
1、施工准备
1.1绑扎好基础的钢筋，在基础内焊好避雷接地引下线，接地线采用一根—40×4mm的镀锌与底皮钢筋焊接并形成一封闭，钢筋的隐检工作已经完成，并已核实预埋螺栓、线管、孔洞的位置、数量及固定情况无误。
1.2预检工作已经完成，模板的标高、位置、尺寸符合设计要求，稳定牢固符合规范要求。
1.3混凝土浇筑前对施工人员交底，设专人负责，做到人人心中有数。
1.4预埋螺栓或预埋节的螺帽要用防水胶纸密封，防止混凝土进入而影响后续的安装工作。
1.5混凝土浇筑前，仔细检查模板加固情况，清理基础内杂物，并根据设计标号等要求报砼计划。
1.6商品混凝土进场后，好仔细核对混凝土的合格证与设计和规范的要求是否相吻合，如材料的配比计量、强度等级、数量、材料的含泥量以及水质等。
2、混凝土浇筑
2.1本工程采用的两台塔吊基础混凝土强度等级设计均不小于C30，商品混凝土运输至现场，采用流放形式灌入基础模板内。
浇筑混凝土时使用50棒，插入振捣要快插慢拔，插点呈梅花形布置，按顺序进行，不得遗漏。
移动间距不得大于振捣棒插入作用半径的1.5倍（50棒取50cm），振捣上一层时插入下一层混凝土5cm，以消除两层间的接缝。
振捣时间以混凝土表面出现浮浆及不出现气泡、下沉为宜。
施工时不留施工缝。
2.2混凝土施工时要随时检查预埋螺栓的位置及标高，严禁震动棒振捣在预埋螺栓或预埋底节上，待承台混凝土有七、八成干时，用木抹进行两次抹面，有效控制混凝土的微裂缝。
3、混凝土质量要求
混凝土振捣密实，不得有蜂窝、孔洞、露筋、缝隙、夹渣等缺陷，表面平整度允许偏差为1.5mm，标高允许偏差为±5mm，预埋件中心线位置允许偏差为2mm。
4、混凝土基础的养护
混凝土在浇筑完毕后的12小时内进行养护。
对普通硅酸盐水泥，养护时间不得小于7天
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