武汉建工龙湖二期塔式起重机基础方案.docx
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武汉建工龙湖二期塔式起重机基础方案
武汉市龙湖社区二期8-16号住宅楼、20-23号住宅楼、幼儿园及A2地下室工程
塔
式
起
重
机
基
础
方
案
武汉建工股份有限公司
2013年03月01日
武汉市龙湖社区二期8-16号住宅楼、20-23号住宅楼、幼儿园及A2地下室工程
塔式起重机基础方案
编制：
审核：
审批：
武汉建工股份有限公司
2013年03月01日
目录
一、编制依据………………………………………………………………………………1
二、工程概况…………………………………………………………………………………1
三、地质情况…………………………………………………………………………………2
四、塔机型号选择……………………………………………………………………………4
五、塔机定位和基础设计……………………………………………………………………5
六、塔吊基础现场施工步骤及施工要点…………………………………………………8
七、塔机安装………………………………………………………………………………10
八、砼承台钢筋布置，砼浇灌即基脚预埋的施工技术要求及安装线路的加固………10
九、特殊部位的处理………………………………………………………………………10
十、塔机安装的作业安全注意事项………………………………………………………12
十一、基础验算……………………………………………………………………………13
一、编制依据
1、塔吊租赁公司提供QTZ5013B、QTZ80、TC5610自升塔式起重机使用说明书
2、武汉市军山开发建设有限公司提供总平面布置图
3、湖北广瑞工程技术有限公司提供的《龙湖社区二期A地块、B地块岩土工程勘察报告书》（详勘）
4、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
5、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002
6、《混凝土体结构设计规范》GB50010-2010
7、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002（2011年修订版）
8、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001
二、工程概况
武汉市龙湖社区二期8-16号住宅楼、20-23号住宅楼、幼儿园及A2地下室工程项目是为了适应武汉市沌口经济开发区的发展，安置前期拆迁居民，改善居民的居住环境，提高居民的生活品质而进行的综合还建工程。
本项目是由武汉市军山开发建设有限公司投资开发，海南华磊建筑设计咨询有限公司武汉分公司和武汉华中科大建筑设计研究院设计，武汉市江南工程建设监理有限公司负责现场监理，武汉建工股份有限公司总承包施工，湖北广瑞工程技术有限公司完成的现场地质勘探工作。
本项目位于武汉市军山开发区汉洪高速公路东南侧、檀军公路西南侧，其征地范围内广阔，周边环境十分宽松。
主要包括8栋18层住宅楼、2栋16层住宅楼（附属1~3层商铺）、3栋11层住宅楼、1栋3层幼儿园及1个1层地下室，其中高层建筑物拟采用框-剪结构，其余建筑物拟采用框架结构。
各单体建筑基本情况如下表：
单体项目
建筑面积（m2）
建筑层数
总高度（m）
层高
8#、11#楼
15752.98（板式）
地下1层，地上18层
55.50
住宅层高3.0米，商铺层高4.20米
9#、10#、13-16#
7915.99（点式）
地下1层，地上18层
55.50
12、21#楼
13984.76（板式）
地上16层
49.5
20#
9392.38
地上11层
33.00
22-23#
9931.58（底层商铺）
地上11层
34.20
幼儿园
6600.59
地上3层
12.30
A2地下室
21477.8
地下一层
-5.20
三、地质情况
1、地形、地貌
根据武汉地质工程勘察院2012年10月提供的《武汉市军山开发建设有限公司龙湖社区岩土工程勘察报告书》（详勘），勘察场地位于武汉市军山开发区，表层有植物根系及少量填土，地势起伏较大，各勘探点高程在22.66~38.92m之间，地貌上属低丘陇岗地段。
2、地层分布埋藏条件及主要特征
各岩土层的分布及主要特征一览表
层号及名称
地层年代及
成因
分布
范围
层面
埋深
（m）
层厚
（m）
颜色
状态及
密度
压
缩
性
包含物及其它特征
（1）素填土
Qml
全场地
0.0
0.2~1.6
杂
松散
主要由粘性土组成，含少量碎石，局部含少量植物根系，堆积年限超过5年。
（2-1）粉质粘土
Q4al
部分分布
0.2~1.3
0.2~3.2
黄褐色
可塑
中
含氧化铁、云母片，铁锰质，干强度一般，韧性一般。
（2-2）粉质粘土
部分分布
0.2~3.1
0.3~5.6
黄褐色
可偏硬塑
中
含氧化铁、云母片、少量铁锰质，干强度较高，韧性一般。
（3）粉质粘土
Q3al+pl
部分缺失
0.2~3.6
0.4~9.8
褐黄~黄褐~棕红色
硬塑~坚硬
中~低
含氧化铁、云母片、少量铁锰质结核，局部富集团块状灰白色高岭土，局部混有角砾，含量5~10%左右，主要成分为石英砂岩，粒径0.2~1cm。
（4-1）粘土夹碎石
局部缺失
0.4~10.6
0.3~7.6
褐黄~棕红色
硬塑~坚硬
中~低
含少量氧化铁、少量铁锰质结核，局部含少量高岭土，碎石含量20~40%，粒径0.2~10cm，其成分主要为石英砂岩。
（4-2）碎石土
局部分布
0.4~10.8
1.4~6.8
棕红色
中密~密实
低
以圆砾、角砾为主，含量50%~70%,粒径0.3~10cm，局部可达20cm，其成分主要是石英砂岩；中间充填硬塑粘性土。
（5）粉质粘土
Qel
局部分布
1.1~14.8
0.2~7.7
褐黄色
可~硬塑
中
主要为泥岩风化残积而成，风化成涂装，偶夹少量风化岩块。
（6-1）强风化泥岩
S2f
全场地分布
2.2~17
0.3~8.2
灰黄色
坚硬
低
岩质极软，节里裂隙发育，大部分风化成砂土状，夹部分未完全风化的母岩岩块，遇水易软化崩解。
（6-2）中风化泥岩
S2f
全场地分布
3.2~18.5
最大揭露深度为15.1米
灰黄色
视为不可压缩
泥质结构，层状构造，裂隙较发育，沿裂隙风化较强烈，节理面见褐色浸染。
钻进速度慢，取芯率70%，岩芯呈短柱状，遇水易崩解，较完整岩体，及软岩，岩石基本质量等级为
级。
表一
3、地下水
勘察期间所有钻孔中均见有地下水。
本场地地下水可分为二种类型：
上层为主要赋存于
（1）素填土层中的上层滞水，水量有限，其水位、水量随季节变化，主要受大气降水、生活排放水渗透补给，勘察期间测得稳定水位埋深为0.1~1.5米，其对应的标高为22.76~30.59米。
下层为赋存于下部（4-1）层粉质粘土夹碎石及（4-2）层碎石土中的层间水，其水量较小，无统一水位，但对于桩基施工，特别是人工挖孔灌注桩和基坑开挖暴露后有一定的影响，故施工时应采取对应的止排水措施。
上下层地下水之间因粘性土阻隔而无水力联系。
勘察结果表明场地地下水对混凝土及混凝土中钢筋具微腐蚀性。
拟建场区位于垄岗地区，地下水类型主要为上层滞水和基岩裂隙水两类。
上层滞水赋存于场地杂填土中，主要接受大气降水和地表水补给；对基础施工影响较小，浅基开挖时采用明沟集水抽排即可。
第
（2）和（3）层粘性土属不含水、微透水层。
少量的基岩裂隙水赋存于志留系中统坟头组（S2f）泥岩中，水量甚微，对桩基施工基本无影响。
勘察期间测得上层滞水水位埋深0.10-1.80m、标高17.30-28.80m，上层滞水无统一的自由水面，其水位随降水季节而变、幅度不一，在雨季时对基础施工有较大影响；未测到裂隙水水位。
场区地下水对混凝土及钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性。
4、地基土承载力及压缩模量
地基承载力特征值fak及压缩模量Es（1-2）一览表
地基承载力特征值fak及压缩模量Es（1-2）一览表
土方试验
标贯（动探）试验
静力触探
综合建议值
fak（kPa）
Es（1-2）MPa
fak（kPa）
Es（1-2）MPa
fak（kPa）
Es（1-2）MPa
fak（kPa）
Es（1-2）MPa
（2-1）粉质粘土
176
9.0
99
5.8
108
5.4
110
5.5
（2-2）粉质粘土
202
11.2
152
9.6
166
7.5
170
7.8
（3）粉质粘土
528
16.2
396
16.2
506
17
400
15.0
（4-1）粘土夹碎石
460
13.7
480（400）
19.0（E0=26.0）
420
18.0
（4-2）碎石土
（400）
（E0=28.5）
440
E0=28.5
（5）粉质粘土
264
15.3
280
E0=24.0
270
E0=24.0
（6-1）强风化泥层
400
E0=44.0
400
E0=44.0
（6-2）中风化泥岩
fa=900
fa=900
表二
四、塔机型号选择
根据工程需要，拟安装8台塔式起重机，主要性能如下表：
表三
编号
型号
最大
力矩
（吨米）
最大独立高度
（米）
最大
幅度
（米）
最大
吊重
（吨）
总功率
（KW）
标准节
尺寸
（米）
对应
楼号
1
QTZ5013B
60
35.5
50
4
50
1.5×1.5×2.5
8#、12#
2
QTZ80
80
39.8
50
6
60
1.6×1.6×3
11#
3
TC5610
江建
60
40
56
6
50
1.6×1.6×2.5
22#
4
TC5610
中联
80
40
50
6
50
1.6×1.6×2.5
10#、14#
15#、23#
五、塔机定位和基础设计
1、塔吊基础平面定位
根据整个建筑物平面尺寸，结合现场施工需要，塔吊安、拆所需设备的工作半径，以及施工场区周边情况、现场加工区域的平面布置，整个施工现场塔吊基础的平面定位及基础标高的确定详见下表，具体平面布置详见表后所附平面布置图。
塔机
编号
对应
楼号
塔机型号
初装高度（米）
安装臂长（米）
最终高度（米）
以基础中心定位
基础底面标高（m）（不含垫层）相对于±0.000
1
8#
QTZ5013B
20
45
68
距A-Y轴向外侧5.5m，距1-11轴向1-13轴3.97m
-7
2
11#
QTZ80
26.8
50
65.8
距A-G轴向A-Y轴4.8m，距1-11轴向1-13轴4.45m
-7
3
9#、10#
TC5610
中联
32.5
50
80
距B-L轴向B-K轴2.1m，距1-11轴向1-13轴3.97m
-7
4
12#
QTZ5013B
20
40
67.5
距1-E轴向1-F轴5m，距1-11轴向1-13轴3.97m
-3.6
5
13#、14#
TC5610
中联
20
50
67.5
距C-E轴向C-G轴3.1m，距C-16轴向C-17轴1.1m
-7
6
15#、16#
TC5610
中联
25
56
72.5
距H轴向G轴2.7m，距D-13轴向D-15轴5.8m
-7
7
21#、22#
TC5610
江建
20
56
61.3
距1-G轴向外侧7m，距1-13轴向2-1轴3.45m
-1.9
8
20#、23#
TC5610
中联
25
56
67.5
距2-G轴向外侧4.5m，距2-1轴向2-4轴3.4m
-2.8
表四
2、塔吊基础形式选择
根据地勘报告：
自然土层地耐力达到270KPa以上，依据说明书故采用无桩承台，承台尺寸由说明书提供。
编号
楼号
机型
承台
地耐力要求
1#
8#
QTZ5013B
5.3×5.3×1.45米
220KPa以上
2#
11#
QTZ80
5.3×5.3×1.45米
220KPa以上
3#
9#、10#
TC5610
中联
5.0×5.0×1.35米
220KPa以上
4#
12#
QTZ5013B
5.3×5.3×1.45米
220KPa以上
5#
13#、14#
TC5610
中联
5.0×5.0×1.35米
220KPa以上
6#
15#、16#
TC5610
中联
5.0×5.0×1.35米
220KPa以上
7#
22#
TC5610
江建
5.0×5.0×1.35米
220Kpa以上
8#
20#、23#
TC5610
中联
5.0×5.0×1.35米
220Kpa以上
表五
基础平面图见下图：
3、天然基础的计算书：
详见方案后所附塔吊天然基础计算书。
六、塔吊基础现场施工步骤及施工要点
（1）、塔吊土方开挖至方案要求的基底标高后，即开始基础混凝土结构施工，在基础混凝土结构施工时，进行塔吊地脚螺栓的预埋工作，待养护期达到要求后，开始塔吊基础以上部分安装。
（2）、基础承台施工顺序
1）、施工顺序为：
塔基放线——→塔基坑土方开挖（开挖按0.1进行放坡，开挖底部为相邻栋号筏板顶面或承台顶面标高向下100mm）——→100厚C15素砼垫层、基坑护壁（采用灰砂砖砌筑）——→用水准仪在坑壁四周测设标高线（1350mm高处均打水平桩）——→基础底层钢筋网绑扎——→竖向拉钩钢筋绑扎——→预埋地脚螺栓——→支马凳筋（直径20间距1m梅花布置）纵横向临时固定面筋钢筋——→基础面层钢筋绑扎——→分层浇捣C30砼——→找平压实（用水准仪）——→注意养护。
2）、承台基坑开挖前应首先对所在区域塔吊基础进行定位，并放出轮廓线，此次土方开挖深度底面标高为相邻栋号筏板顶面或承台顶面标高向下100mm，开挖底面尺寸为塔吊基础周边向外扩500mm。
开挖按0.1放坡按分层开挖方式，每层开挖厚度为2000mm。
塔吊基础周边留置300*300排水沟，并采用C15砼进行沟面硬化。
在排水沟一角设置1000*1000*600集水井，当有积水时，及时采用抽水泵将水抽出。
机械开挖时应避免对基底原质土进行扰动。
机械开挖到基础底面标高以上100mm应改为人工开挖，开挖到基底附近时应严格控制基底标高，严禁超挖。
超挖后应根据超挖深度做相应的回填处理措施，如超挖，应通知技术管理部确定处理方案后再行施工。
承台基础底部必须清除淤泥、浮土，必要时要垫砂夯实，若有积水应及时抽干。
当开挖到要求标高时，要及时通知甲方、监理现场勘查是否已到要求持力层。
3）基础尺寸以及配筋
根据塔吊安装公司提供的设计方案，选用承台尺寸为5000mm×5000mm×1350mm的塔吊基础。
该塔吊基础的配筋方案为承台钢筋级别:
Ⅱ级，基础底面、顶面纵筋为Φ20@200双向钢筋，箍筋采用竖向拉筋，为Φ14@400梅花形布置，钢筋沿长宽方向双向分布将上下层钢筋拉结。
按设计图纸要求对因固定支脚使得面筋打断的部位在固定支脚四周各设置2根与面筋同型号、规格的钢筋进行加强处理。
钢筋保护层底面厚度为50mm，外侧保护层厚度为50mm。
4）、基础模板施工
塔吊基础开挖后，按照塔吊基础尺寸采用18mm厚木胶合面板、外配50*100木方，采用直径48壁厚2.8mm圆钢管配合M14对拉丝杆进行模板加固。
5）、塔吊在基础施工时，均采用的是预埋地脚螺栓和预埋支腿的方式。
——16条地脚螺栓及厚螺母16只，薄螺母16只或四个支腿
——4块定位板，一个基础节
——一个塔身标准节或第一节架
——一个铅锤砣或水平仪
固定地脚螺栓的预埋安装十分重要，安装时将定位板和基础节用地脚螺栓装在一起,将定位板和基础节安放在加强钢筋上,并在基础节底板下用垫片调整基础节的位置。
塔身标准节在基础节上安装完毕后,从两个方向检查其垂直度。
浇铸混凝土,待其干硬后,拆下塔身标准节。
地脚螺栓预埋在基础里的长度为80%的基础高度，高出基础平面的尺寸为120mm～150mm,此部分应裸露在外，在用中粗砂填实时，不应把此部分掩埋进去。
预埋地脚螺栓时应与铁丝与钢筋绑扎，绝不允许采用点焊的方式固定。
5）、基础砼的浇筑
基础砼强度等级为C35，使用商品砼，采用砼泵车输送、插入式振动棒振捣。
浇筑时砼一次性浇捣完毕，在浇捣过程中要分层浇捣，每层按500mm进行。
浇捣必须密实，不得留施工缝。
砼浇筑完后浇水养护7天，方可进行塔吊安装。
塔吊承台按照规范要求留置标准养护及同条件养护试块各一组。
6）、基础的防雷接地
使用-40*4的镀锌扁铁焊接在塔吊的基础节下部，再把-40*4的镀锌扁铁焊接到接地整个防雷接地系统里，连成一体，起到防雷接地的作用。
接地电阻不大于4欧姆，重复接地电阻不大于10欧姆。
七、塔机安装
塔机加节方向均按图纸所示方向进行设置。
八、砼承台钢筋布置，砼浇灌即基脚预埋的施工技术要求及安装线路的加固
（特别提示：
在承台布筋时，竖筋数量、规格一定不得低于图纸要求，切必须弯勾和上下面筋钩牢并绑扎）
1、承台基础底部必须清除淤泥、浮土，必要时要垫沙夯实，若有积水应随时抽干。
然后制作10cm厚C15垫层。
2、土方工作完成后由设备部技术人员和总包人员以及配合甲方、监理进行验槽。
3、承台施工混凝土一次分层浇灌成型。
首先按图纸要求扎好底层钢筋，然后按图纸将竖筋（两头需弯钩）钩住底层钢筋并竖直焊牢（或者钩住底层钢筋用扎丝绑扎，上面只铺设竖筋对应的双向钢筋，并与竖筋弯钩绑扎），使竖筋能够站稳。
（为方便预埋地脚螺栓，面筋暂不绑扎待预埋后再绑扎），在四个地脚螺栓区域内用水泥沙浆抄平，水平度为2‰。
4、由设备部门预埋地脚螺栓构件，一般连同基础节进行垂直测量，垂直度必须控制在1‰以内，然后将地脚螺栓与垫块，地脚螺栓与周围钢筋焊牢，在受到冲力时不得有丝毫移动。
5、按图纸要求扎好双向面筋，注意要求竖筋钩住面筋并绑扎牢，合格后进行混凝土的浇捣工作。
6、承台四周若有积水，必须设置排水沟或抽水装置，承台四周的土必须及时进行回填夯实。
若周围地面低于承台时，需进行护坡加固处理。
7、砼强度为C30，达到强度要求时可以进行整机安装，施工方需出具砼强度检查报告。
8、在承台浇捣前应通知我方施工人员协同施工方、监理进行验筋验槽。
九、特殊部位的处理
A2地下室范围内需布设5台塔吊。
综合考虑塔吊附墙距离以及塔吊工作面覆盖情况，有4台（2#，3#，5#，6#）塔吊必须放置到地下室内,塔身穿出地下室顶板后附墙。
但是由于塔吊基础承台所处位置的地下室独立承台之间间距小于塔吊基础承台尺寸（5m×5m）,两者在同一平面位置存在重叠，经与设计院沟通，同意我方将塔吊基础承台和地下室独立承台组合成一个整体施工的施工方案，塔吊承台面标高平地下室底板底标高。
所有地下室塔吊所在位置的地下室底板和顶板钢筋预留，待塔吊拆除后封口。
十、塔机安装的作业安全注意事项
1、进入施工现场必须戴安全帽、穿防滑鞋，上塔吊或高处作业（2米以上）必须系安全带。
2、安拆前作业工长必须接受安拆施工方案，熟悉方案和施工工艺，并落实到作业人员。
3、拆装时，设立警戒线，并派专人守护，警戒范围内严禁交叉作业。
4、工作时间严禁喝酒，违者必须离开现场。
5、规定统一信号，机上机下必须有专人指挥，其他人员不得随意指挥，工作人员必须服从统一指挥，密切配合作业。
6、保证吊物与高压线的安全距离，严禁碰撞。
7、吊装用的钢丝绳、卸扣、工具必须安全可靠，符合安全使用规定。
8、机械连接件严禁代用。
9、安装完毕，施工人员必须带领作业人员进行自检，重点是结构联结部位是否可靠、安全装置是否齐全、灵敏、有效，再进行试运行。
同时检查机械部位是否有异响，在确认设备运行正常后，报请公司安全技术部门复检。
10、大风（6级及以上），雷暴等恶劣天气严禁作业。
十一、基础验算
本工程塔吊基础均采用天然地基作为塔吊基础持力层，地下室部分塔吊基础持力层为第（5）层粉质粘土层，其他塔吊基础持力层均为第（3）层粘土层，其中第（5）层粉质粘土层地载力最小，故取该层作为塔吊基础持力层的验算。
塔吊天然基础的计算书
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）。
1、参数信息
塔吊型号:
TC5610自重（包括压重）:
F1=720.00kN
最大起重荷载:
F2=60.00kN最大起重力距:
M=800.00kN.m塔身宽度:
B=1.60m非工作状态塔身弯矩:
800kN.m
混凝土强度等级:
C35钢筋级别:
HPB235
地基承载力特征值:
270.00kPa承台宽度:
Bc=5.00m
承台厚度:
h=1.35m
计算简图:
2、荷载计算
1.自重荷载及起重荷载
1）塔机自重标准值
Fk1=720kN
2）基础以及覆土自重标准值
Gk=5×5×1.35×25=843.75kN
3）起重荷载标准值
Fqk=60kN
2.风荷载计算
1）工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a.塔机所受风均布线荷载标准值（Wo=0.2kN/m2）
=0.8×1.48×1.95×1.54×0.2=0.71kN/m2
=1.2×0.71×.35×1.6=0.48kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.48×40=19.11kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×19.11×40=382.29kN.m
2）非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a.塔机所受风均布线荷载标准值（本地区Wo=0.35kN/m2）
=0.8×1.51×1.95×1.54×.35=1.27kN/m2
=1.2×1.27×.35×1.6=0.85kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.85×40=34.13kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×34.13×40=682.57kN.m
3.塔机的倾覆力矩
工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=800+0.9×（800+382.29）=1864.061kN.m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=800+682.57=1482.57kN.m
3、地基承载力计算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）第4.1.3条承载力计算。
塔机工作状态下：
当轴心荷载作用时：
=（720+60+843.75）/（5×5）=64.95kN/m2
当偏心荷载作用时：
=（720+60+84
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