1#3#塔吊基础施工方案.docx

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1#3#塔吊基础施工方案

舒城县新民安置小区一期工程

1#、3#塔吊基础

施工方案

安徽圣红建筑工程有限公司

2017年4月25日

目录

1、工程概况

2、塔吊布置情况

3、塔吊基础设计

4、塔吊基础计算书

5、安装准备工作

6、安全措施

7、安装作业过程中安全措施和注意事项

8、附图

9、塔吊基础平面图及结构图

1#、3#塔吊基础施工方案

一、工程概况：

1、本工程地上部分为新民安置小区住宅用房，地下部分为汽车库。

地下1层，地上18层，建筑总高度为52.5米,15层建筑高度为44.9米，6+1层建筑高度为18.8米。

2、建筑面积：

本工程建筑面积约为63000㎡，占地面积约为35000㎡。

3、本工程建筑耐久年限为50年，抗震设防烈度为7度，建筑类别为二类高层住宅建筑，本工程地上耐火等级二级，地下室耐火等级一级，结构形式为框架剪力墙结构。

二、塔吊布置情况；

根据现场实际情况，考虑施工过程垂直运输和水平运输的实际需要，提高运输效率，减轻劳动强度，现场考虑设置4台塔吊。

现已施工2台塔吊基础，再需施工2台塔吊基础，即在1#、2#楼北侧设1台QTZ63塔吊，编号为1#塔吊，塔吊臂长50m，用于满足1#、2#、8#、9#楼施工时材料及机具的垂直运输。

在15#楼北侧设1台QTZ63（5010），编号为3#塔吊，塔吊臂长50m，用于满足15#、25#楼施工时材料及机具的垂直运输。

基础采用固定式的钢筋砼基础。

三、塔吊基础设计：

1、工程地质条件

根据现场地质报告显示，QTZ63塔吊所处区域场内地层分布由上至下分别为（地质勘察资料）：

第1层：

素填土（Q4ml），黄色、灰黑色、黄灰色等杂色，，成份主要为粘性土，含植物根茎、有机质及少量淤泥等。

结构松散，稍湿～湿。

软。

均匀性一般。

分布于全场区，层厚0.60～3.70m，层底埋深0.60～3.70m，层底标高14.65～18.53m。

第2层：

粘土（Q3al+pl）,褐黄、灰黄色，可塑~硬塑状态，含少量铁锰结核，切口光滑，有光泽反应，干强度及韧性高。

层厚1.40～3.20m，层顶埋深0.60～3.70m，层顶高程14.65～18.53m。

1#、2#楼位置缺失。

第3层：

粘土（Q3al+pl），黄褐、褐黄色，硬塑~坚硬状态，含铁锰结核，光泽反应强，无摇振反应，干强度及韧性高。

层厚4.40～7.80m，层顶埋深2.00～5.50m，层顶高程13.15～15.93m。

全场分布。

2、土方开挖方案

由于1#塔吊在1#、2#、8#、9#楼间，塔吊基础较浅，开挖采用自然放坡即可。

3#塔吊位于15楼筏板边，成型后的标高与筏板顶标高一致，挖土较深，开挖采取分层分台阶自然放坡。

3、厂家提供的塔吊天然地基基础尺寸如下：

1#塔吊QTZ63:

5.50m×5.50m×1.5m

上述基础采用固定式的钢筋砼基础，混凝土强度等级均为C35，基础顶面倾斜度、平面度允差≤1/1000，砼总方量为45.4m3，总重量约113.4t，所有地脚螺栓必须与每层钢筋网旱牢且为Q235材质Φ30*1000螺纹钢在地脚螺栓弯钩内，地脚螺栓垂直度误差不大于2mm，基础配筋尺寸见塔吊生产厂家的详图。

3#塔吊QTZ63（5010）：

5.00m×5.00m×1.35m

上述基础采用固定式的钢筋砼基础，混凝土强度等级均为C35，基础顶面倾斜度、平面度允差≤1/1000，砼总方量为33.7m3，总重量约84t，所有地脚螺栓必须与每层钢筋网旱牢且为Q235材质Φ45*1200螺纹钢在地脚螺栓弯钩内，地脚螺栓垂直度误差不大于2mm，基础配筋尺寸见塔吊生产厂家的详图。

4、塔吊基础平面设计：

1#塔吊平面布置需考虑塔吊大臂范围尽量满足1#、2#、8#、9#楼施工要求，平面尺寸具体见附图（塔吊平面布置图）。

3#塔吊平面布置需考虑塔吊大臂范围满足15#、25#楼施工要求，平面尺寸具体见附图（塔吊平面布置图）。

5、塔吊基础剖面设计：

本工程由于1#塔吊安放在1#、2#楼北侧，8#、9#楼南侧，为了安全起见，根据现场地质资料，将塔吊基础位于四栋楼中间空地。

3#塔吊安放在15#楼北侧。

4、塔吊基础计算书

QTZ63塔吊天然基础计算书

1、塔吊竖向力计算 塔吊自重：

G=450.8kN； 塔吊最大起重荷载：

Q=60kN； 

作用于塔吊的竖向力：

Fk＝G＋Q＝450.8＋60＝510.8kN； 

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：

 地处江苏徐州市，基本风压为ω0=0.35kN/m2； 查表得：

风荷载高度变化系数μz=1.42； 挡风系数计算：

φ=[3B+2b+（4B2+b2）1/2]c/（Bb）=[（3×2.5+2×2.8+（4×2.52+2.82）0.5）×0.12]/（2.5×2.8）=0.323； 因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.354； 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=0.7×1.00×2.354×1.42×0.35=0.819kN/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=0.819×0.323×2.5×30×30×0.5=297.604kN·m； Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝630＋297.604＋30×1.4＝969.6kN·m；

3、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＝25×5.5×5.5×1.4=1058.75kN；      Bc──为基础的底面宽度； 

计算得：

e=969.6/（510.8+1058.75）=0.618m < 5.5/3=1.833m； 基础抗倾覆稳定性满足要求！

4、地基承载力验算 

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第5.2条承载力计算。

基础底面边缘的最大压力值计算：

当偏心距e

式中：

Fk──塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重和最大起重荷载,Fk＝510.8kN； 

      Gk──基础自重，Gk＝1058.75kN；       

Bc──基础底面的宽度，取Bc=5.5m； 

    Mk──倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，Mk＝ 969.6kN·m；       

W──基础底面的抵抗矩，W=0.118Bc3=0.118×5.53=19.632m3； 不考虑附着基础设计值：

Pkmax=（510.8+1058.75）/5.52+969.6/19.632=101.274kPa； Pkmin=（510.8+1058.75）/5.52-969.6/19.632=2.498kPa； 实际计算取的地基承载力设计值为:

fa=100.000kPa； 

地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=51.886kPa，满足要求！

地基承载力特征值1.2×fa大于无附着时的压力标准值Pkmax=101.274kPa，满足要求！

5、基础受冲切承载力验算 

依据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）第8.2.8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=0.95；     ft --混凝土轴心抗拉强度设计值；取 ft=1.71MPa；     ho --基础冲切破坏锥体的有效高度；取 ho=1.35m；     am --冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=（at+ab）/2；            am=[2.50+（2.50 +2×1.35）]/2=3.85m； 

    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＝2.5m； 

    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=2.50 +2×1.35=5.20； 

    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=121.53kPa；     Al --冲切验算时取用的部分基底面积；Al=5.50×（5.50-5.20）/2=0.83m2 

    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=121.53×0.83=100.26kN。

允许冲切力：

0.7×0.95×1.71×3850.00×1350.00=5910337.13N=5910.34kN > Fl= 100.26kN； 

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 1.抗弯计算 

依据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）第8.2.11条。

计算公式如下:

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＝（5.50-2.50）/2=1.50m； 

      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121.53kN/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，[BcPmax-a1（Pmax-1.2×Pmin）]/Bc＝[5.5×121.529－1.5×（121.529－1.2×2.498）]/5.5=89.202kPa； 

      G --考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×5.50×5.50×1.40=1429.31kN/m2；       

l --基础宽度，取l=5.50m； 

      a --合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离，取a=2.13m；       

a' --截面I - I在基底的投影长度, 取a'=2.50m。

   经过计算得MI=1.502×[（2×5.50+2.50）×（121.53+89.20-2×

1429.31/5.502）+（121.53-89.20）×5.50]/12=327.55kN·m。

2.配筋面积计算      

αs = M/（α1fcbh02）      

δ = 1-（1-2αs）1/2      

γs = 1-δ/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=19.10kN/m2；       

ho --承台的计算高度，ho=1.35m。

经过计算得：

αs=327.55×106/（1.00×19.10×5.50×103×（1.5×103）2）=0.002；             

ξ=1-（1-2×0.002）0.5=0.002；             

γs=1-0.002/2=0.999； 

 As=327.55×106/（0.999×1.5×103×210.00）=1156.36mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:

5500.00×1500.00×0.15%=11550.00mm2。

 故取 As=11550.00mm2。

 建议配筋值：

HPB40020@180mm。

承台底面单向根数30根。

实际配筋值11707 mm2。

QTZ63（5010）塔吊天然基础的计算书

（一）参数信息

塔吊型号：

QTZ63（5010），自重（包括压重）F1=450.80kN，最大起重荷载F2=60.00kN，塔吊倾覆力距M=630.00kN.m，塔吊起重高度=70.00m，塔身宽度B=1.50m，混凝土强度等级：

C35，基础埋深D=5.00m，基础最小厚度h=1.35m，基础最小宽度Bc=5.00m。

（二）基础最小尺寸计算

基础的最小厚度取：

H=1.35m

基础的最小宽度取：

Bc=5.00m

（三）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：

当考虑附着时的基础设计值计算公式：

当考虑偏心距较大时的基础设计值计算公式：

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=1.2×510.8=612.96kN；

G──基础自重与基础上面的土的自重，G=1.2×（25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D）=4012.50kN；

Bc──基础底面的宽度，取Bc=5.00m；

W──基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=20.83m3；

M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，M=1.4×630.00=882.00kN.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：

a=5.00/2-882.00/（612.96+4012.50）=2.31m。

经过计算得到：

无附着的最大压力设计值Pmax=（612.96+4012.50）/5.002+882.00/20.83=227.35kPa

无附着的最小压力设计值Pmin=（612.96+4012.50）/5.002-882.00/20.83=142.68kPa

有附着的压力设计值P=（612.96+4012.50）/5.002=185.02kPa

偏心距较大时压力设计值Pkmax=2×（612.96+4012.50）/（3×5.00×2.31）=267.06kPa

（四）地基基础承载力验算

地基承载力设计值为：

fa=270.00kPa

地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=227.35kPa，满足要求！

地基承载力特征值1.2×fa大于偏心距较大时的压力设计值Pkmax=267.06kPa，满足要求！

（五）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：

式中

hp──受冲切承载力截面高度影响系数，取

hp=0.95；

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=[1.50+（1.50+2×1.35）]/2=2.85m；

h0──承台的有效高度，取h0=1.3m；

Pj──最大压力设计值，取Pj=267.06kPa；

Fl──实际冲切承载力：

Fl=267.06×（5.00+4.20）×0.40/2=491.39kN。

允许冲切力：

0.7×0.95×1.57×2850×1300=3868205.25N=3868.21kN

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

（六）塔吊稳定性验算

塔吊有荷载时稳定性验算

塔吊有荷载时，计算简图：

塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算：

式中　K1──塔吊有荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15；

G──起重机自重力（包括配重，压重）,G=450.80（kN）；

c──起重机重心至旋转中心的距离,c=5.50（m）；

h0──起重机重心至支承平面距离,h0=6.00（m）；

b──起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=1.50（m）；

Q──最大工作荷载,Q=100.00（kN）；

g──重力加速度（m/s2）,取9.81；

v──起升速度,v=0.50（m/s）；

t──制动时间,t=2（s）；

a──起重机旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=15.00（m）；

W1──作用在起重机上的风力,W1=2.00（kN）；

W2──作用在荷载上的风力,W2=2.00（kN）；

P1──自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=8.00（m）；

P2──自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.50（m）；

h──吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=30.00（m）；

n──起重机的旋转速度,n=1.0（r/min）；

H──吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H＝28.00（m）；

──起重机的倾斜角，

=0.00（度）。

经过计算得到　K1=2.266

由于K1>=1.15,所以当塔吊有荷载时，稳定安全系数满足要求!

（七）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：

式中a1──截面I-I至基底边缘的距离，取a1=1.75m；

P──截面I-I处的基底反力：

P=267.06×（3×1.50-1.75）/（3×1.50）=163.20kPa；

a'──截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.50m。

经过计算得M=1.752×[（2×5.00+1.50）×（267.06+163.20-2×4012.50/5.002）+（267.06-163.20）×5.00]/12

=453.21kN.m。

2、配筋面积计算,公式如下：

依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第7.2条。

式中

1──系数，当混凝土强度不超过C50时，

1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，

1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。

经过计算得

s=453.21×106/（1.00×16.70×5.00×103×13002）=0.003

=1-（1-2×0.003）0.5=0.003

s=1-0.003/2=0.998

As=453.21×106/（0.998×1300×300.00）=1163.94mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为：

10125mm2。

故取As=10125mm2。

山东大汉建机QTZ63（5010）（3#塔吊基础）选用φ20@162；拉筋为φ12螺纹钢。

五、安装准备工作：

1、安装前检查基础表面的平面度应经过二次找平至水平面度1/1000；砼强度应达到80%以上，地脚螺栓应留有120毫米的长度。

2、根据本施工现场具体情况，平整好25T汽车吊及塔机进场的放置、拼装及安装场地，安装前准备好一台25T汽车式起重机。

3、电路的架设：

将380V的电源架设到塔机的基础侧，以便安装塔机使用。

4、安装时环境条件要求：

在安装时风力应不大于四级。

5、对待安装的整机及各部件等进行检查，特别是液压系统、金属机构、机构等。

6、塔机安装队（具备安装资格认可证）进场前，必须有安装拆卸方案，安装拆卸主要人员职责分工明确，有操作证。

7、安装人员：

指挥1人；起重及安装人员4～6人；电工1人；塔吊司机1人。

安装操作人员必须持操作证工作；在安装过程中必须注意安全，戴好安全帽，高空作业人员配带安全带。

六、安全措施

1、使用汽车式起重机，严格执行有关安全使用规范；

2、参加工作的全体人员必须精神集中，进入施工现场必须戴安全帽，高空作业要系好安全带，班前不得饮酒；

3、吊装时物件要绑扎稳当，并设专人指挥，吊物不得碰撞电线、房屋等物，遇大风雨时应停止作业。

4、当遇到6级以上风力，应停止高空作业，塔吊爬升允许风速最大为4级；

5、现场所有人员不得站在悬挂重物之下；

6、有心脏病、高血压等不适应高空作业的人员禁止参加作业；

7、实施作业时，由专人统一指挥，其它人员必须服从指令，指挥号令必须清晰、准确，严格禁止违章操作，严禁违章指挥；

8、凡参加装机作业人员都必须参加安全交底、学习、办理有关手续；

9、必须戴安全帽，配带安全带，穿防滑鞋；

10、有关未尽事宜或有特殊情况发生，经多方协商再做决定。

11、塔机安装好后，调整塔身直度不大于4‰，自检合格后报经县安监站有关部门检查，验收合格后方可投入正式使用。

七、安装作业过程中安全措施和注意事项：

1、塔机安装的基本规定：

1）司机、安装工、起重工必须是劳动人事部门进行校核取得合格证者，严禁无证操作、安装、维修塔机。

2）安装塔机的全过程必须有专人指挥。

严禁无指挥操作，更不允许不服从指挥，擅自操作，严禁操作人员酒后作业。

2、参加操作人员必须做到：

1）了解塔机结构性能说明书中有关安装过程的规定。

严禁修改说明书中的安装程序。

2）了解塔机各部件连续形式和连接尺寸。

3）了解塔机各部件的重量及吊点位置。

4）了解对使用设备及工具的性能及操作规程。

3、安装塔机的一般规定：

1）必须遵循立塔程序。

2）必须安装安全保护设施。

如：

扶梯、护栏等。

3）平衡臂上未装足平衡重时，严禁吊载。

4）风力超过4级时严禁进行塔机安装及塔机顶升作业。

5）安装过程中必须用螺栓将下接盘、标准节和套架连接起来，并拧紧螺母。

6）必须按规定配置正确的平衡重量。

7）加节前起重臂方向和套架开口方向必须一致。

8）标准节起升（或下降）时必须尽可能靠边近塔身。

9）顶升安装标准节过程中，严禁旋转起重臂，开动小车或使吊钩上下运动。

以上规定同样适用于拆塔减节。

4、安装注意事项：

1）检查连接螺栓是否拧紧。

2）塔机各部件所有的螺栓材质和规格不同，决不可混用。

3）平衡臂、起重臂拉板安装前应检查接头是否连接牢靠，拉板是否有损伤现象。

4）起吊平衡臂或起重臂安装时，一定要把吊绳与安装起重机吊钩用钢丝绳夹或卸扣牢固，防止钢丝绳夹角过大时钢丝绳脱钩。

5）收紧小车的钢丝绳，以防止安装在变幅小车上的防断绳装置弹起而挂住起重臂水平腹杆造成变幅钢丝绳拉断的情况发生。

6）当塔机在未安装平衡臂和起重臂之前，应进行回转试运转。

7）调整高度限位器碰块位置，使吊钩滑轮上限位置处于离小车滑轮之间的距离（空间尺寸）在大于1000mm时，起升运转应停止。

8）力矩限制器、重量限制器、幅度限制器、各电气限位等装置均应按规定安装和调试。

9）塔式起重机的主体结构，电动机底座和所有电气设备的金属外壳，导线的金属护管等都应良好可靠的接地。

10）标准节安装不得换方位，否则爬升用踏步方向装错，无法进行爬升。

11）起重臂由9节组装而成，必须按出厂规定的标记或标牌顺序组装，切不可相更换。

12）起重臂相互连接用的上弦销和下弦销均是专用的特制零件，不得代换。

13）整机安装完毕后，应检查塔身的垂直度要求，允差为4/1000。

八、附图：

1#塔吊平面位置

3#塔吊平面位置