塔吊基础方案详解.docx
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塔吊基础方案详解
武汉市仪表电子学校新校区实训楼
塔
吊
基
础
设
计
专
项
方
案
编制人:
审核人：
审批人：
湖北国威建设工程有限公司
二零一六年八月十二日
目录
第一节、工程概况3
一、工程概况3
二、施工要求3
三、技术保证条件3
第二节、编制依据4
第三节、施工计划4
一、材料与设备计划4
第四节、施工工艺技术4
一、施工方法4
二、检查验收4
第五节、施工安全保证措施5
一、组织保障5
第六节、计算书及相关图纸7
【计算书】7
塔吊基础设计专项方案
第一节、工程概况
一、工程概况
武汉市仪表电子学生新校区实训楼项目。
由北京东方华太建设监理有限公司建设，武汉正华建筑设计有限公司设计，武汉新纪建设项目管理有限公司监理，湖北国威建设工程有限公司组织施工。
本工程建设地点拟在武汉市东湖高新技术开发区流芳园路1号，地上楼层数为4层。
本工程基础形式为桩基础。
主体为框剪结构。
总建筑面积为7999.6平方米，合同工期180日历天。
二、施工要求
1、确保塔吊在使用周期内安全、稳定、牢靠。
2、塔吊在搭设及拆除过程中要符合工程施工进度要求。
3、塔吊施工前对施工人员进行技术交底。
严禁盲目施工。
三、技术保证条件
1、安全网络
2、塔吊的搭设和拆除需严格执行该《专项施工方案》。
第二节、编制依据
《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
《塔式起重机设计规范》GB/T13752-1992
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
武汉市仪表电子学校实训楼项目《施工组织设计》及其建筑、结构施工图纸
QTZ63塔式起重机《使用说明书》，杭州华诚机械有限公司
第三节、施工计划
一、材料与设备计划
1、钢材、商砼等原材料进场时，按现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204和《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定作材料性能检验。
2、焊接材料的品种、规格、性能等符合国家产品标准和设计要求。
焊条等焊接材料与母材的匹配符合设计要求及现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定。
第四节、施工工艺技术
一、施工方法
塔吊
1、基础施工前按塔机基础设计及施工方案做好准备工作，必要时塔机基础的基坑采取支护及降排水措施。
2、基础的钢筋绑扎和预埋件基础标准节安装后，按设计要求检查验收，合格后方可浇捣混凝土，浇捣中不得碰撞、移位钢筋或预埋件，混凝土浇筑合格后及时保湿养护。
3、安装塔机时基础混凝土达到80%以上设计强度，塔机运行使用时基础混凝土达到100%设计强度。
4、基础混凝土施工中，在基础顶面四角作好沉降及位移观测点，并作好原始记录，塔机安装后定期观测并记录，沉降量和倾斜量不超过规范要求。
5、基础的防雷接地按现行行业标准《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33的规定执行。
二、检查验收
塔吊
1、地基土检查验收
（1）、塔机基础的基坑开挖后按现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的规定进行验槽，检验坑底标高、长度和宽度、坑底平整度及地基土性是否符合设计要求，地质条件是否符合岩土工程勘察报告。
（2）、基础土方开挖工程质量检验标准符合现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的规定。
（3）、地基土的检验符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的有关规定。
2、基础检查验收
（1）、基础的钢筋绑扎后，作隐蔽工程验收。
隐蔽工程包括塔机基础节的预埋件或预埋节等。
验收合格后方浇筑混凝土。
（2）、基础混凝土的强度等级符合设计要求。
用于检查结构构件混凝土强度的试件，在混凝土的浇筑地点随机抽取。
取样与试件留置符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的有关规定。
（3）、基础结构的外观质量没有严重缺陷，不宜有一般缺陷，对已出现的严重缺陷或一般缺陷采用相关处理方案进行处理，重新验收合格后安装塔机。
（4）、基础的尺寸允许偏差符合下表规定：
项目
允许偏差（mm）
检验方法
标高
±20
水准仪或拉线、钢尺检查
平面外形尺寸（长度、宽度、高度）
±20
钢尺检查
表面平整度
10、L/1000
水准仪或拉线、钢尺检查
洞穴尺寸
±20
钢尺检查
注：
表中L为矩形或十字形基础的长边。
（5）、基础工程验收符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定。
第五节、施工安全保证措施
一、组织保障
安全保证体系
第六节、计算书
【计算书】
矩形板式基础计算书
计算依据：
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、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
一、塔机属性
塔机型号
QTZ5510
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
39
塔机独立状态的计算高度H（m）
39
塔身桁架结构
型钢
塔身桁架结构宽度B（m）
1.6
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）
440
起重臂自重G1（kN）
41.65
起重臂重心至塔身中心距离RG1（m）
22
小车和吊钩自重G2（kN）
4.8
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）
13.65
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[60×13.65，10×55]＝819
平衡臂自重G3（kN）
18.95
平衡臂重心至塔身中心距离RG3（m）
6.3
平衡块自重G4（kN）
125
平衡块重心至塔身中心距离RG4（m）
12
2、风荷载标准值ωk（kN/m2）
工程所在地
武汉市东湖高新技术开发区流芳园1路
基本风压ω0（kN/m2）
工作状态
0.2
非工作状态
0.45
塔帽形状和变幅方式
锥形塔帽，小车变幅
地面粗糙度
B类
风振系数βz
工作状态
1.59
非工作状态
1.65
风压等效高度变化系数μz
1.28
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α
1.2
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
0.8×1.2×1.59×1.95×1.28×0.2＝0.76
非工作状态
0.8×1.2×1.65×1.95×1.28×0.45＝1.78
3、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）
440+41.65+4.8+18.95+125＝630.4
起重荷载标准值Fqk（kN）
60
竖向荷载标准值Fk（kN）
630.4+60＝690.4
水平荷载标准值Fvk（kN）
0.76×0.35×1.6×39＝16.6
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
41.65×22+4.8×13.65-18.95×6.3-125×12+0.9×（819+0.5×16.6×39）＝390.86
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
Fk1＝630.4
水平荷载标准值Fvk'（kN）
1.78×0.35×1.6×39＝38.88
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
41.65×22-18.95×6.3-125×12+0.5×38.88×39＝55.08
4、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＝1.2×630.4＝756.48
起重荷载设计值FQ（kN）
1.4FQk＝1.4×60＝84
竖向荷载设计值F（kN）
756.48+84＝840.48
水平荷载设计值Fv（kN）
1.4Fvk＝1.4×16.6＝23.24
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.2×（41.65×22+4.8×13.65-18.95×6.3-125×12）+1.4×0.9×（819+0.5×16.6×39）＝674.72
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.2Fk'＝1.2×630.4＝756.48
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.4Fvk'＝1.4×38.88＝54.43
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.2×（41.65×22-18.95×6.3-125×12）+1.4×0.5×38.88×39＝217.72
三、基础验算
矩形板式基础布置图
基础布置
基础长l（m）
5
基础宽b（m）
5
基础高度h（m）
1.35
基础参数
基础混凝土强度等级
C35
基础混凝土自重γc（kN/m3）
25
基础上部覆土厚度h’（m）
0
基础上部覆土的重度γ’（kN/m3）
19
基础混凝土保护层厚度δ（mm）
40
地基参数
地基承载力特征值fak（kPa）
400
基础宽度的地基承载力修正系数ηb
0
基础埋深的地基承载力修正系数ηd
0
基础底面以下的土的重度γ（kN/m3）
19
基础底面以上土的加权平均重度γm（kN/m3）
19
基础埋置深度d（m）
1.35
修正后的地基承载力特征值fa（kPa）
400
地基变形
基础倾斜方向一端沉降量S1（mm）
20
基础倾斜方向另一端沉降量S2（mm）
20
基础倾斜方向的基底宽度b'（mm）
5000
基础及其上土的自重荷载标准值：
Gk=blhγc=5×5×1.35×25=843.75kN
基础及其上土的自重荷载设计值：
G=1.2Gk=1.2×843.75=1012.5kN
荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力：
Mk''=G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4+0.9×（M2+0.5FvkH/1.2）
=41.65×22+4.8×13.65-18.95×6.3-125×12+0.9×（819+0.5×16.6×39/1.2）
=342.31kN·m
Fvk''=Fvk/1.2=16.6/1.2=13.83kN
荷载效应基本组合时，平行基础边长方向受力：
M''=1.2×（G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4）+1.4×0.9×（M2+0.5FvkH/1.2）
=1.2×41.65×22+4.8×13.65-18.95×6.3-125×12）+1.4×0.9×（819+0.5×16.6×39/1.2）
=606.75kN·m
Fv''=Fv/1.2=23.24/1.2=19.37kN
基础长宽比：
l/b=5/5=1≤1.1，基础计算形式为方形基础。
Wx=lb2/6=5×52/6=20.83m3
Wy=bl2/6=5×52/6=20.83m3
相应于荷载效应标准组合时，同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩：
Mkx=Mkb/（b2+l2）0.5=390.86×5/（52+52）0.5=276.38kN·m
Mky=Mkl/（b2+l2）0.5=390.86×5/（52+52）0.5=276.38kN·m
1、偏心距验算
相应于荷载效应标准组合时，基础边缘的最小压力值：
Pkmin=（Fk+Gk）/A-Mkx/Wx-Mky/Wy
=（690.4+843.75）/25-276.38/20.83-276.38/20.83=34.83kPa≥0
偏心荷载合力作用点在核心区内。
2、基础底面压力计算
Pkmin=34.83kPa
Pkmax=（Fk+Gk）/A+Mkx/Wx+Mky/Wy
=（690.4+843.75）/25+276.38/20.83+276.38/20.83=87.9kPa
3、基础轴心荷载作用应力
Pk=（Fk+Gk）/（lb）=（690.4+843.75）/（5×5）=61.37kN/m2
4、基础底面压力验算
（1）、修正后地基承载力特征值
fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）
=400.00+0.00×19.00×（5.00-3）+0.00×19.00×（1.35-0.5）=400.00kPa
（2）、轴心作用时地基承载力验算
Pk=61.37kPa≤fa=400kPa
满足要求！
（3）、偏心作用时地基承载力验算
Pkmax=87.9kPa≤1.2fa=1.2×400=480kPa
满足要求！
5、基础抗剪验算
基础有效高度：
h0=h-δ=1350-（40+20/2）=1300mm
X轴方向净反力：
Pxmin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（690.400/25.000-（342.310+13.833×1.350）/20.833）=13.890kN/m2
Pxmax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（690.400/25.000+（342.310+13.833×1.350）/20.833）=60.673kN/m2
P1x=Pxmax-（（b-B）/2）（Pxmax-Pxmin）/b=60.673-（（5.000-1.600）/2）（60.673-13.890）/5.000=44.767kN/m2
Y轴方向净反力：
Pymin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（690.400/25.000-（342.310+13.833×1.350）/20.833）=13.890kN/m2
Pymax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（690.400/25.000+（342.310+13.833×1.350）/20.833）=60.673kN/m2
P1y=Pymax-（（l-B）/2）（Pymax-Pymin）/l=60.673-（（5.000-1.600）/2）（60.673-13.890）/5.000=44.767kN/m2
基底平均压力设计值：
px=（Pxmax+P1x）/2=（60.67+44.77）/2=52.72kN/m2
py=（Pymax+P1y）/2=（60.67+44.77）/2=52.72kPa
基础所受剪力：
Vx=|px|（b-B）l/2=52.72×（5-1.6）×5/2=448.12kN
Vy=|py|（l-B）b/2=52.72×（5-1.6）×5/2=448.12kN
X轴方向抗剪：
h0/l=1300/5000=0.26≤4
0.25βcfclh0=0.25×1×16.7×5000×1300=27137.5kN≥Vx=448.12kN
满足要求！
Y轴方向抗剪：
h0/b=1300/5000=0.26≤4
0.25βcfcbh0=0.25×1×16.7×5000×1300=27137.5kN≥Vy=448.12kN
满足要求！
6、地基变形验算
倾斜率：
tanθ=|S1-S2|/b'=|20-20|/5000=0≤0.001
满足要求！
四、基础配筋验算
基础底部长向配筋
HRB335Φ20@160
基础底部短向配筋
HRB335Φ20@160
基础顶部长向配筋
HRB335Φ20@160
基础顶部短向配筋
HRB335Φ20@160
1、基础弯距计算
基础X向弯矩：
MⅠ=（b-B）2pxl/8=（5-1.6）2×52.72×5/8=380.9kN·m
基础Y向弯矩：
MⅡ=（l-B）2pyb/8=（5-1.6）2×52.72×5/8=380.9kN·m
2、基础配筋计算
（1）、底面长向配筋面积
αS1=|MⅡ|/（α1fcbh02）=380.9×106/（1×16.7×5000×13002）=0.003
ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×0.003）0.5=0.003
γS1=1-ζ1/2=1-0.003/2=0.999
AS1=|MⅡ|/（γS1h0fy1）=380.9×106/（0.999×1300×300）=978mm2
基础底需要配筋：
A1=max（978，ρbh0）=max（978，0.0015×5000×1300）=9750mm2
基础底长向实际配筋：
As1'=10126mm2≥A1=9750mm2
满足要求！
（2）、底面短向配筋面积
αS2=|MⅠ|/（α1fclh02）=380.9×106/（1×16.7×5000×13002）=0.003
ζ2=1-（1-2αS2）0.5=1-（1-2×0.003）0.5=0.003
γS2=1-ζ2/2=1-0.003/2=0.999
AS2=|MⅠ|/（γS2h0fy2）=380.9×106/（0.999×1300×300）=978mm2
基础底需要配筋：
A2=max（978，ρlh0）=max（978，0.0015×5000×1300）=9750mm2
基础底短向实际配筋：
AS2'=10126mm2≥A2=9750mm2
满足要求！
（3）、顶面长向配筋面积
基础顶长向实际配筋：
AS3'=10126mm2≥0.5AS1'=0.5×10126=5063mm2
满足要求！
（4）、顶面短向配筋面积
基础顶短向实际配筋：
AS4'=10126mm2≥0.5AS2'=0.5×10126=5063mm2
满足要求！
（5）、基础竖向连接筋配筋面积
基础竖向连接筋为双向Φ10@500。
五、配筋示意图
矩形板式基础配筋图
说明：
按厂家提供对地面承载力Fak（kpa）不得低于200kpa，本标段承载力满足要求。
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