塔吊基础施工方案.docx

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塔吊基础施工方案

步步高置业∙新天地塔吊基础施工方案

一、编制依据

1.1施工图纸

1.2《TC6013塔式起重机使用说明书》

1.3湖南省湘南工程勘察公司提供的2013年1月的《步步高置业∙新天地（郴州）项目工程对孔探岩报告》

1.4中建五局第三建设有限公司《科技管理手册实施细则》2012版

1.5本方案编制过程中所涉及的国家或行业规范、规程、标准、图集有（包括但不限于）：

——《建筑结构荷载设计规范》GB50009-2012

——《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

——《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

——《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2010

1.6编制人员

姓名职称岗位

吕飞虎工程师项目技术负责人

1.7本施工方案的发放范围

分公司：

工程部、技术部、商务合约部

项目部：

项目经理、技术经理、生产经理、商务经理、工程部、技术部、质安部、商务合约部

二、分项工程概况

2.1工程概述

步步高置业·新天地项目主体工程是步步高置业有限公司在郴州市开发的超大规模城市综合体，项目位于郴州市国庆路与北湖路之间。

项目总建筑面积约20万平方米。

其中，商业部分地上8层，地下3层；地上8层商业裙房，9-33层为办公、公寓和住宅楼。

地下室3层，局部1层，底板面标高为-13.1m。

2.2地质概况

根据湖南省湘南工程勘察公司提供的《郴州步步高商业中心城岩土工程勘察报告》和2013年1月的《步步高置业∙新天地（郴州）项目工程对孔探岩报告》，工程所处场址的地质情况从上到下依次为：

填土（①Q4ml）、第四系坡残积粘土（②Q4dl+el）、石炭系壶天群白云质灰岩（③C2+3）（强风化层和中风化层）。

中风化白云质灰岩可作为塔吊基础持力层。

2.3方案确定

根据现场条件和工期要求计划配置6台塔吊用于材料的水平垂直运输。

2#塔吊、3#塔吊和5#塔吊已由前总包单位昆仑集团安装至自由高度。

5#塔吊由于安装错误，我项目部进场前必须拆除，进场后立即安装TC6012（利用原基础及预埋螺杆）（进退场及安拆费用按实结算）。

2#3#塔吊沿用（经监理甲方审批的塔吊基础施工方案移交给我部），塔吊承台基础下的钢格构柱的加固按原基础施工方案进行，费用由建设单位承担。

还需安装3台塔吊，1#楼旁的1#塔吊TC6013，3#楼东北侧地库范围的4#塔吊TC6013（臂长45m），工地西侧的6#塔吊TC6013（臂长55m,2#塔吊塔身区域进行限位）。

1#～6#塔吊基础面标高及塔吊安装高度为：

塔吊编号

1#

2#

3#

4#

5#

6#

基础面标高

-5.5m

-7.1m

-7.1m

-13.1m

-13.1m

-13.1m

塔吊安装高度

135

120

130

46

135

75

图11～6#栋塔吊布置平面图

1#塔吊~6#塔吊的基础定位详见下图：

2#、3#、5#塔吊已安装基础已施工，定位不能做调整。

5#塔吊拆除就地重装。

1#、4#塔吊采用三桩承台基础，三根直径1000泥浆护壁冲孔灌注桩，1#承台7.4m*7.4m*7.4m*1.2m，承台顶面标高为-5.50m，4#承台11m*13m*17m，承台顶面标高为-13.10m，持力层为中风化泥质砂岩层（桩端承载力特征值fak=8800kPa）。

6#塔位于基坑内侧，利用四周工程桩作为塔吊基础的一部分，做交叉梁基础，交叉梁伸入四周的承台内，交叉梁截面为1000*1200，交叉梁顶面标高同底板面标高-13.10m。

三、施工工艺

3.1塔吊基础

1#与4#塔吊桩基承台基础：

基础位置测量定位→桩基施工→土方开挖→凿桩→垫层浇筑→钢筋制作、绑扎→砖胎膜砌筑→塔吊预埋件测量定位→塔吊预埋件就位、加固→基础砼浇筑→砼养护。

塔吊桩基施工由建设单位专业分包桩基施工单位进行施工，桩基施工进场后需立即进行塔吊桩基施工。

塔吊基础面与地下室底板面相平，穿过塔吊基础的基础梁、地下室底板钢筋在塔吊基础的相应位置进行预留，预留的基础梁、地下室底板钢筋采用单面焊与后续地下室基础梁、底板钢筋按照50%错开连接。

6#塔吊交叉梁基础：

基础位置测量定位→土方开挖→垫层浇筑→钢筋制作、绑扎→砖胎膜砌筑→塔吊预埋件测量定位→塔吊预埋件就位、加固→基础砼浇筑→砼养护。

此基础和周边四个承台地梁一起施工，由于2#塔吊未能覆盖，此处必须采用汽车吊进行材料吊运。

在塔吊基础的钢筋笼里焊好防雷接地，并与塔吊基座相连。

填写、整理完整的施工管理资料、施工技术资料及保证资料。

3.2塔吊基础混凝土

塔吊基础采用C45P8商品混凝土，垫层采用C15商品混凝土。

四、塔吊基础设计

4.1TC6013塔吊技术参数（见表-1）

表-1固定基础塔机基础技术参数

类别

垂直压力Fv

（kN）

水平荷载Fh

（kN）

倾覆力矩M

（kN·m）

扭矩T

（kN·m）

工作状态

684.5

22.8

2152

402

非工作状态

624.5

97

2695

0

Fv基础所受垂直力；Fh基础所受水平力；M基础所受倾覆力矩；T基础所受扭矩；

4.2基础设计

4.2.11#塔吊基础采用三桩承台基础，利用1-e轴交1-37轴工程桩ZJ1-1.2作为塔吊桩基之一，另外增设两根桩基ZJ4-1.0（配筋详结施图，砼强度等级C30，主筋11C12，加劲箍11C12@2000，螺旋箍A8@200/100，加密区在桩顶以下3000，嵌岩500），间距4m，泥浆护壁冲孔灌注桩。

承台为三角形承台，承台高度为1.4m，宽度为5.15m，3x15C25，分布筋C10@200，承台混凝土强度为C45。

配筋详施工大样图。

4.2.24#塔吊基础采用三桩承台基础，利用3-44轴交4-2/AD轴、3-44轴交2-2/AD轴和3-45轴交2-2/AD轴工程桩作为塔吊桩基。

承台为三角形承台，承台高度为1.1m，宽度为11m、13m和17m，3x18C25，分布筋C10@200，承台混凝土强度为C45。

配筋详施工大样图。

4.2.36#塔吊基础采用四桩交叉梁基础，利用2-01轴交2-AG轴ZD1-1.2、2-01轴交2-AF轴ZJ1-1.2、1-2轴~1-3轴交2-AG轴ZJ4-1.0和1-2轴~1-3轴交2-AF轴ZJ4-1.0作为塔吊桩基。

交叉梁梁宽1m梁高1.2m，交叉位置设置承台高度为1.2m，宽度为3.2*3.2。

交叉梁的配筋为面筋为（18C25，12/6）、底筋为（20C25，8/12）、腰筋（N10C16）箍筋C10@200/100（6），承台混凝土强度为C45。

配筋详施工大样图。

五、计算书

具体PKPM验算见《1#、4#、6#栋塔吊桩基础的计算书（PKPM计算）》附后。

六、安全、环境保护要点

6.1基础土方开挖过程中，采用挖机开挖，操作人员必须为经过专业培训，熟悉机械操作性能，经专业管理部门考核取得操作证，或驾驶证后上机操作。

6.2定期（每月不少于一次）对机械设施进行检查，机械设备发生故障后即使检修，避免机械漏油或排放超标，造成不正常的环境影响。

6.3施工期间每天日间进行噪声监测，噪声排放不得超过85dB。

6.4每天由环境管理员采用目测的办法监测一次扬尘，一级风扬尘控制在0.3～0.4m，二级风扬尘控制在0.5～0.6，三级风扬尘控制在1m以下，四级风禁止作业。

6.5定期对塔吊基础进行检查，是否有沉降、变形、开裂等情况，并作好记录。

6.61-6#栋的塔吊在安装过程中，以注意安装方向，应平行于墙面进行塔吊安装。

6.71-6#栋的塔吊基础的防雷接地，焊接2根30扁铁分别与塔吊的两个角底板焊接，搭接长度≥20cm，接地电阻摇测值＜4Ω，以基础做接地体，与保护接地系统共用接地网。

1#塔吊基础计算书

依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）。

一.参数信息

塔吊型号:

QT80A

塔机自重标准值:

Fk1=990.00kN

起重荷载标准值:

Fqk=80.00kN

塔吊最大起重力矩:

M=800kN.m

非工作状态下塔身弯矩:

M=2695kN.m

塔吊计算高度:

H=135m

塔身宽度:

B=2m

桩身混凝土等级:

C30

承台混凝土等级:

C45

保护层厚度:

H=50mm

承台边长:

5.0m

承台厚度:

Hc=1.2m

承台箍筋间距:

S=200mm

承台钢筋级别:

HRB400

承台顶面埋深:

D=0.0m

桩直径:

d=1.0m

桩间距:

a=4.0m

桩钢筋级别:

HRB400

桩入土深度:

15m（暂定）

桩型与工艺:

泥浆护壁冲孔灌注桩

计算简图如下：

二.荷载计算

1.自重荷载及起重荷载

1）塔机自重标准值

Fk1=990kN

2）基础以及覆土自重标准值

Gk=5×5×1.732/4×1.20×25=324.75kN

承台受浮力：

Flk=5×5×1.732/4×6.20×10=671.15kN

3）起重荷载标准值

Fqk=80kN

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）

Wk=0.8×0.7×1.95×1.54×0.2=0.34kN/m2

qsk=1×0.34×0.35×2=0.24kN/m

b.塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=0.24×135.00=31.78kN

c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×31.78×135.00=2145.40kN.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）

Wk=0.8×0.7×1.95×1.54×0.35=0.59kN/m2

qsk=1×0.59×0.35×2=0.41kN/m

b.塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=0.41×135.00=55.62kN

c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×55.62×135.00=3754.46kN.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=2695+0.9×（800+2145.40）=5345.86kN.m

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

Mk=2695+3754.46=6449.46kN.m

三.桩竖向力计算

图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算

1.桩顶竖向力的计算

依据《建筑桩基技术规范》GJ94-2008的第5.1.1条

其中Fk──作用于承台顶面的竖向力；

Gk──桩基承台和承台上土自重标准值；

Mxk,Myk──荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的x、y轴的力矩；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；

Nik──荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力（kN）。

经计算得:

桩顶竖向力最大压力设计值：

非工作状态下：

Mxk=Mk+Fvk×h=6449.46+55.62×1.20=6516.20kN.m

Nk=（Fk+Gk）/n=（990+324.75）/3=438.25kN

Nkmax=（990+324.75）/3+（6516.20×4×1.732/3）/[（4×1.732/3）2+2×（4×1.732/6）2]=2319.37kN

Nkmin=（990+324.75）/3-（6516.20×4×1.732/3）/[（4×1.732/3）2+2×（4×1.732/6）2]=-1666.59kN

工作状态下：

Mxk=Mk+Fvk×h=5345.86+31.78×1.20=5384.00kN.m

Nk=（Fk+Gk）/n=（990+324.75+80）/3=464.92kN

Nkmax=（990+324.75+80）/3+（5384.00×4×1.732/3）/[（4×1.732/3）2+2×（4×1.732/6）2]=2019.19kN

Nkmin=（990+324.75+80-671.15）/3-（5384.00×4×1.732/3）/[（4×1.732/3）2+2×（4×1.732/6）2]=-1313.07kN

2.承台弯矩的计算

依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条

其中M──通过承台形心至各边缘正交截面范围内板带的弯矩设计值（kN.m）；

Nmax──不计承台及其上土重，三桩中最大基桩竖向力设计值（kN）；

sa──桩中心矩；

c──塔身宽度。

经过计算得到弯矩设计值：

最大正弯矩：

M=（2319.37-108.25）×（4.00-1.732×2.00/4）/3=2309.88kN.m

最大负弯矩：

M=（-1666.59--115.47）×（4.00-1.732×2.00/4）/3=-1620.40kN.m

3.配筋计算

根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条

式中α1──系数，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，

α1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。

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2。

底部配筋计算:

αs=2309.88×106/（1.000×21.100×1443×11502）=0.0574

ξ=1-（1-2×0.0574）0.5=0.0591

γs=1-0.0591/2=0.9705

As=2309.88×106/（0.9705×1150.0×360.0）=5749.3mm2

顶部配筋计算:

αs=1620.40×106/（1.000×21.100×1443×11502）=0.0402

ξ=1-（1-2×0.0402）0.5=0.0411

γs=1-0.0411/2=0.9705

As=1620.40×106/（0.9795×1150.0×360.0）=3996.1mm2

四.承台受冲切验算

角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩冲切承载力验算

五.桩身承载力验算

桩身承载力计算依据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）的第5.8.2条

根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1.35×2319.37=3131.15kN

利用1-e轴/1-37轴的工程桩作为塔吊基础基桩之一（其承载力为12000KN，经设计验收满足要求），其他两根桩基采用结施图中的ZJ4-1.0桩基，必须入岩1.5m。

六.桩的抗拔承载力验算

依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）的第6.3.5条

偏心竖向力作用下，Qkmin=-1666.59kN

桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式：

式中Gp──桩身的重力标准值，水下部分按浮重度计；

λi──抗拔系数；

Ra=3.14×（0.700×10×55+0.700×5×55）=1877.103kN

Gp=0.785×（15×25-15×10）=176.715kN

由于:

1877.10+176.71>=1666.59满足要求!

4#塔吊基础计算书

依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）。

一.参数信息

塔吊型号:

QT80A

塔机自重标准值:

Fk1=550.00kN

起重荷载标准值:

Fqk=80.00kN

塔吊最大起重力矩:

M=800kN.m

非工作状态下塔身弯矩:

M=2695kN.m

塔吊计算高度:

H=46m

塔身宽度:

B=1.6m

桩身混凝土等级:

C30

承台混凝土等级:

C45

保护层厚度:

H=50mm

承台边长:

9.5m

承台厚度:

Hc=1m

承台箍筋间距:

S=200mm

承台钢筋级别:

HRB400

承台顶面埋深:

D=0.0m

桩直径:

d=1.0m

桩间距:

a=8.4m

桩钢筋级别:

HRB400

桩入土深度:

15m

桩型与工艺:

泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩

计算简图如下：

二.荷载计算

1.自重荷载及起重荷载

1）塔机自重标准值

Fk1=550kN

2）基础以及覆土自重标准值

Gk=9.5×9.5×1.732/4×1.00×25=976.95625kN

承台受浮力：

Flk=9.5×9.5×1.732/4×1.00×10=390.7825kN

3）起重荷载标准值

Fqk=80kN

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）

Wk=0.8×0.7×1.95×1.54×0.2=0.34kN/m2

qsk=1×0.34×0.35×1.6=0.19kN/m

b.塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=0.19×46.00=8.66kN

c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×8.66×46.00=199.27kN.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）

Wk=0.8×0.7×1.95×1.54×0.35=0.59kN/m2

qsk=1×0.59×0.35×1.6=0.33kN/m

b.塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=0.33×46.00=15.16kN

c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×15.16×46.00=348.73kN.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=2695+0.9×（800+199.27）=3594.35kN.m

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

Mk=2695+348.73=3043.73kN.m

三.桩竖向力计算

图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算

1.桩顶竖向力的计算

依据《建筑桩基技术规范》GJ94-2008的第5.1.1条

其中Fk──作用于承台顶面的竖向力；

Gk──桩基承台和承台上土自重标准值；

Mxk,Myk──荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的x、y轴的力矩；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；

Nik──荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力（kN）。

经计算得:

桩顶竖向力最大压力设计值：

非工作状态下：

Mxk=Mk+Fvk×h=3043.73+15.16×1.00=3058.89kN.m

Nk=（Fk+Gk）/n=（550+976.96）/3=508.99kN

Nkmax=（550+976.96）/3+（3058.89×8.4×1.732/3）/[（8.4×1.732/3）2+2×（8.4×1.732/6）2]=929.49kNNkmin=（550+976.96）/3-（3058.89×8.4×1.732/3）/[（8.4×1.732/3）2+2×（8.4×1.732/6）2]=-41.78kN

工作状态下：

Mxk=Mk+Fvk×h=3594.35+8.66×1.00=3603.01kN.m

Nk=（Fk+Gk）/n=（550+976.96+80）/3=535.65kNNkmax=（550+976.96+80）/3+（3603.01×8.4×1.732/3）/[（8.4×1.732/3）2+2×（8.4×1.732/6）2]=1030.95kNNkmin=（550+976.96+80-390.7825）/3-（3603.01×8.4×1.732/3）/[（8.4×1.732/3）2+2×（8.4×1.732/6）2]=-89.91kN

2.承台弯矩的计算

依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条

其中M──通过承台形心至各边缘正交截面范围内板带的弯矩设计值（kN.m）；

Nmax──不计承台及其上土重，三桩中最大基桩竖向力设计值（kN）；

sa──桩中心矩；

c──塔身宽度。

经过计算得到弯矩设计值：

最大正弯矩：

M=（1030.95-325.65）×（8.40-1.732×1.60/4）/3=1811.96kN.m

最大负弯矩：

M=（-89.91-195.39）×（8.40-1.732×1.60/4）/3=-732.95kN.m

3.配筋计算

根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条

式中α1──系数，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，

α1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。

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2。

底部配筋计算:

αs=1811.96×106/（1.000×21.100×2742×9502）=0.0347

ξ=1-（1-2×0.0347）0.5=0.0353

γs=1-0.0353/2=0.9823

As=1811.96×106/（0.9823×950.0×360.0）=5393.4mm2

顶部配筋计算:

αs=732.95×106/（1.000×21.100×2742×9502）=0.0140

ξ=1-（1-2×0.0140）0.5=0.0141

γs=1-0.0141/2=0.9823

As=732.95×106/（0.9929×950.0×360.0）=2158.4mm2

四.承台受冲切验算

依据塔机规范，塔机立柱对承台的冲切可不验算，本案只计算角桩对承台的冲切！

承台底部角桩受冲切的承载力可按下式验算：

承台顶部角桩受冲切的承载力可按下式验算：

式中Nl──荷载效应基本组合时，不计承台以及其上土重的角桩桩顶的竖向力设计值；

β11，β12──角桩冲切系数；β11=0.56/（1.000+0.2）=0.467

β12=0.56/（1.000+0.2）=0.467

c1，c2──角桩内边缘至承台外边缘的水平距离；c1=1050mm,c2=983mm

a11，a12──承台底角桩内边缘45度冲切线与承台顶面相交线至桩内边缘的水平距离；

a11=2900mm,a12=3073.92mm

βhp──承台受冲切承载力截面高度影响系数；βhp=0.946

ft──承台混凝土抗拉强度设计值；ft=1.8N/mm2

h0──承台外边缘的有效高度；h0=950mm

λ11，λ12──角桩冲跨比，其值应满足0.25～1.0，取λ11=a11/h0=1.0λ12=a12/h0=1.0

工作状态下：

Nl=1.35×（550+80）/3+1.35×（3603.01×8.4×1.732/3）/[（