塔吊基础专项方案.docx

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塔吊基础专项方案

秦皇岛金梦海湾住宅一期工程项目

塔

吊

基

础

专

项

施

工

方

案

浙江勤业建工集团有限公司

目录

一.工程概况

二.塔吊方案编制依据

三.施工现场条件

四.塔吊基础设计原理

五.塔吊选型及位置确定

六.塔吊基础设计计算

七.塔吊基础

八.施工工艺

九.注意事项

塔吊基础专项方案

一、工程概况：

本工程名称为秦皇岛金梦海湾2号3号地块住宅项目（一期）.位于河北省秦皇岛市海港区,东至文昌路，南至河滨路，西至秦海公路，北临岭前街.本工程建设单位为运亿（运利）置业（秦皇岛）有限公司,由中国建筑上海设计研究院有限公司设计，工程监理单位为北京兴电国际工程管理公司。

秦皇岛金梦湾2号3号地块住宅项目（一期）2、3号楼（二组L型合体块），用地面积为69265.21平方米，总建筑面积为200165.42平方米，其中住宅建筑面积为161032.50平方米，地下室建筑面积为39132.92平方米。

建筑层数为地下局部2层地上32层，建筑高度地上99.85米。

本工程建筑结构体系采用现浇钢筋混凝土框架—剪力墙结构体系，设计使用年限为50年，抗震设防烈度为7度。

为保证工程正常施工需要,在工地现场东西北三侧布置5台塔吊.（塔吊位置见附图）.整个一期项目设九台QTZ63B塔式起重机，QTZ63B塔吊起重臂有效长度为55m，采用独立承台，QTZ63B采用附着式，最大高度110米。

塔吊距轴最大为6米，承台砼强度等级取C35，配置Ⅱ级钢筋。

二、塔吊方案编制依据：

1、秦皇岛金梦海湾工程总平面图及其它相关图纸；

2、《秦皇岛金梦海湾工程岩土工程勘察报告》；

3、塔式起重机说明书；

4、《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）；

5、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

6、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；

7、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）；

8、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

9、《钢结构设计规范》（GB50017－2003）；

10、《钢结构设计手册》（第三版）；

三、施工现场条件

本工程施工现场的三通一平中的一平没有完成，周围无别的建筑影响塔吊的安装与运作，建设单位通知我司3#楼临设可施工，即现场只对3#楼准备安装2台QTZ63B型塔吊。

根据岩土工程勘察报告得知，基础深度范围内自上而下土质分布如下：

①耕土：

黄褐色，主要有粘性土和砂土组成，含较多植物根系，堆积时间5年以上，稍湿，松散。

物理力学性质差，属未完成自重固结的土，不宜做天然地基持力层。

②中砂：

湿-饱和，稍密-中密，水平方向分布连续，为正常固结土，工程性质较好。

粉质粘土：

呈可塑-硬塑状态，局部缺失，压缩系数标准值a1-2=0.23MPa-1，属中压缩性土，土内摩擦角标准值φuu=13.2°,粘聚力标准值Cuu=32.3kPa；为超固结土，工程性质良好。

作为塔吊基础的天然地基持力层。

全风化混合花岗岩：

岩芯扰动呈砂土状，水平方向分布连续，属极软岩，岩体基本质量等级为

级，工程性质良好，但遇水浸泡易崩解软化。

强风化混合花岗岩：

岩芯扰动呈砂状或碎块状，分布连续，局部穿插风化程度较轻的石英质伟晶岩脉，属软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级，工程性质良好，但遇水浸泡易崩解软化。

中风化混合花岗岩：

岩心呈柱状，饱和单轴抗压强度标准值49.8MPa，属较硬岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级，工程性质良好。

四、塔吊基础设计原理：

GB/T13752-92《塔式起重机设计规范》第4.6.3条对固定式

基础设计要求如下：

固定式塔式起重机（简称塔吊）使用的混凝土基础必须能承受工作状态和非工作状态下的最大荷载，并必须满足起重机抗倾覆稳定性的要求，故必须满足以下几点设计要求：

1、塔吊基础承载力验算；

2、塔吊地基承载力验算；

五、塔吊选型及位置确定：

1、原投标方案上3#楼塔吊位置是A区2—R轴~2—S轴/2—19轴~2—20轴，B区2—R轴~2—S/轴2—26轴~2—27轴，C区2—v轴~2—w轴/2—32轴～2-33轴，型号为QTZ60（2台）QTZ40（1台）。

由于基坑已基本完成，按投标内容无法施工；现塔吊位置改变，即两台QTZ63BB区和C区改为外围剪力墙处即2-N轴～2-P轴/2-26轴～2-27轴，2-V轴～2-W轴/2-35轴外，待主体施工到十层开始方可安装，前期两台QTZ63B分别在3B-5轴~3B-6轴/3B-A轴，3C-4/3C-D~3C-E轴外；仅指3号楼。

详见附图

2、此位置可以满足塔吊的就位与拆除有足够的空间，能满足塔吊吊装和拆卸要求

编号

型号

承台尺寸（㎜）

起升高度m

1

QTZ63B

6000×5500×1200

110

2

QTZ63B

6000×5500×1200

80

六、塔吊基础设计计算：

塔吊天然基础的计算书

本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：

《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）等编制。

（一）.参数信息

塔吊型号:

QTZ63B

自重（包括压重）:

G=833.00kN

最大起重荷载:

Q=60.00kN

最大起重力距:

Me=600.00kN.m

塔吊起重高度:

H=50.00m

塔身宽度:

B=1.60m

非工作状态塔身弯矩:

-200kN.m

混凝土强度等级:

C30

钢筋级别:

HRB335

地基承载力特征值:

488.70kPa

承台宽度:

Bc=5.00m（注：

根据施工需要加宽到6m×5.5m）承台厚度:

h=1.20m

基础埋深:

d=6.00m

基础底面配筋直径：

20mm

基础所受的水平力:

P=30kN

标准节长度：

b=2.5m

主弦杆材料：

角钢/方钢

宽度/直径：

c=120m

所处城市：

河北秦皇岛市

基本风压：

ω0=0.45kN/m2

地面粗糙度类别：

A类近海或湖岸区

风荷载高度变化系数：

μz=2.03

计算简图:

（二）.荷载计算

一）、塔吊对承台中心作用力的计算

1、塔吊竖向力计算

塔吊自重：

G=833kN；

塔吊最大起重荷载：

Q=60kN；

作用于塔吊的竖向力：

Fk＝G＋Q＝833＋60＝893kN；

2、塔吊风荷载计算

依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中风荷载体型系数：

地处河北秦皇岛市，基本风压为ω0=0.45kN/m2；

查表得：

风荷载高度变化系数μz=2.03；

挡风系数计算：

φ=[3B+2b+（4B2+b2）1/2]c/（Bb）=[（3×1.6+2×2.5+（4×1.62+2.52）0.5）×0.12]/（1.6×2.5）=0.416；

因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.153；

高度z处的风振系数取：

βz=1.0；

所以风荷载设计值为：

ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×2.153×2.03×0.45=1.376kN/m2；

3、塔吊弯矩计算

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=1.376×0.416×1.6×50×50×0.5=1144.832kN•m；

Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝600＋1144.832＋30×1.2＝1780.83kN•m；

二）、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载荷；

Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×5×5×1.2=750kN；

Bc──为基础的底面宽度；

计算得：

e=1780.83/（893+750）=1.084m<5/3=1.667m；

基础抗倾覆稳定性满足要求！

三）、地基承载力验算

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:

基础底面边缘的最大压力值计算：

当偏心距e>b/6时，e=1.084m>5/6=0.833m

Pkmax＝2×（Fk＋Gk）/（3×a×Bc）

式中Fk──作用在基础上的垂直载荷；

Gk──混凝土基础重力；

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：

a＝Bc/20.5－Mk/（Fk＋Gk）＝5/20.5-1780.83/（893+750）=2.452m。

Bc──基础底面的宽度，取Bc=5m；

不考虑附着基础设计值：

Pkmax=2×（893+750）/（3×2.452×5）=89.355kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为:

fa=160.000kPa；

地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=65.720kPa，满足要求！

地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力标准值Pkmax=89.355kPa，满足要求！

四）、基础受冲切承载力验算

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:

F1≤0.7βhpftamho

式中βhp--受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0.当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；取βhp=0.97；

ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；取ft=1.43MPa；

ho--基础冲切破坏锥体的有效高度；取ho=1.15m；

am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=（at+ab）/2；

am=[1.60+（1.60+2×1.15）]/2=2.75m；

at--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；取at＝1.6m；

ab--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；ab=1.60+2×1.15=3.90；

Pj--扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；取Pj=107.23kPa；

Al--冲切验算时取用的部分基底面积；Al=5.00×（5.00-3.90）/2=2.75m2

Fl--相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。

Fl=PjAl；

Fl=107.23×2.75=294.87kN。

允许冲切力：

0.7×0.97×1.43×2750.00×1150.00=3070692.62N=3070.69kN>Fl=294.87kN；

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

五）、承台配筋计算

1.抗弯计算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。

计算公式如下:

MI=a12[（2l+a'）（Pmax+P-2G/A）+（Pmax-P）l]/12

式中：

MI--任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值；

a1--任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离；取a1=（Bc-B）/2＝（5.00-1.60）/2=1.70m；

Pmax--相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取107.23kN/m2；

P--相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值，P＝Pmax×（3×1.416-al）/3×1.416＝107.23×（3×1.42-1.7）/（3×1.42）=64.319kPa；

G--考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×5.00×5.00×1.20=1012.50kN/m2；

l--基础宽度，取l=5.00m；

a--合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离，取a=1.42m；

a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.60m。

经过计算得MI=1.702×[（2×5.00+1.60）×（107.23+64.32-2×1012.50/5.002）+（107.23-64.32）×5.00]/12=304.62kN•m。

2.配筋面积计算

αs=M/（α1fcbh02）

ζ=1-（1-2αs）1/2

γs=1-ζ/2

As=M/（γsh0fy）

式中，αl--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，取为0.94,期间按线性内插法确定，取αl=1.00；

fc--混凝土抗压强度设计值，查表得fc=14.30kN/m2；

ho--承台的计算高度，ho=1.15m。

经过计算得：

αs=304.62×106/（1.00×14.30×5.00×103×（1.15×103）2）=0.003；

ξ=1-（1-2×0.003）0.5=0.003；

γs=1-0.003/2=0.998；

As=304.62×106/（0.998×1.15×103×300.00）=884.38mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:

5000.00×1200.00×0.15%=9000.00mm2。

故取As=9000.00mm2。

建议配筋值：

HRB335钢筋，20@170mm。

承台底面单向根数29根。

实际配筋值9111.8mm2。

七、塔吊基础

根据地质勘察报告,第三层为粉质粘土，工程性质良好，因此不需作打桩处理。

塔基采用承台基础。

基础尺寸6m*5.5m，厚度1.2m，内配20@170双层双向钢筋，S拉钩16@600（详见附图）。

砼基础强度等级为C35，采用商品砼浇捣，基础顶标高设计为绝对标高-6.00m，以免影响到将来拆除塔吊之后的用地规划使用。

为避免塔身钢结构浸泡水中，在基础与外架之间设一500mm×500mm×50mm的集水井，与外架四周的排水沟连通，一同排出场外。

八、施工工艺

1、工艺流程：

塔基土方开挖→垫层施工→弹线放样→钢筋绑扎→预埋螺栓→支模→隐蔽验收→浇捣砼及养护→拆模→土方回填→固定十字梁

2、施工要点：

塔吊基础采用6000mm×5500mm×1200mm钢筋砼承台基础，内置20﹫170双层双向钢筋网,保护层厚度50mm,混凝土强度C35。

预埋螺栓加固自成体系并与基础内钢筋网作可靠连接。

预埋螺栓采用16根M42的高强度螺杆，露出承台面170mm；螺栓预埋时用与塔吊基座相同的模板固定在钢筋骨架上，根据厂家设计图要求预埋准确，尺寸偏差在5mm内，整个承台面要求平整，平整度控制在1/500。

模板施工：

基础模板为多层竹胶合板，施工前，模板涂上脱模剂；模板的接缝不应漏浆，在浇筑混凝土前木模板应浇水湿润,但模板内不应有积水，模板内杂物应清理干净。

基础砼浇捣：

砼浇捣时，振动棒应快插多振，防止漏振，充分振捣密实，特别应注意预埋螺栓处砼振捣质量。

在振捣完毕后，用人工将斜面拍平成型。

砼表面二次压光，防止出现收缩裂缝。

砼浇捣时还应随时对预埋螺栓进行监测，随时校正。

九、注意事项

1、根据现场实际情况，为有效利用机械使用效率，决定先安装QTZ63B塔式起重机两台，后安装两台QTZ63B经计算已能满足主楼的施工需要。

2、塔吊基础顶面要求用水泥砂浆抹平，用水准仪校核，倾斜度和平整度误差不超过1/500。

3、机脚螺杆位置误差不超过±5mm。

螺纹部位涂抹黄油，并用塑料纸裹严保护。