塔吊方案.docx
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塔吊方案
一、工程概况
杭州滨江·万家星城三期A标段工程由杭州万家星城房地产开发有限公司投资兴建，总计建筑面积166000余平方米，其中地下室面积35876平方米，工程位于杭州市东新路与石祥路交叉路口东南角，地上部分由9栋高层（16-20层）住宅及附属配套商业用房（1-2层）组成，地下设有一大底盘地下室，采用框剪结构，工程+0.000相当于绝对标高6.200m。
塔吊作为现代化建筑的主要垂直运输工具，在本工程中的使用尤其显得重要。
本工程所用的钢材、模板、钢管及配套数量扣件、毛竹片、方等材料及各分包单位的材料，均通过塔吊进行垂直运输至施工现场。
塔吊除垂直运输外，还将承担部分水平运输工作及人工挖土的土方运输工作。
二、塔吊位置选择：
根据现场的实际情况，整个工程对于土地的利用率较高，但工程地下室占地面积大，单体较多，依照这一现场实际，整个现场的布置将分为两个阶段，第一阶段，地下室阶段，这一阶段主要材料体现在钢筋及周转材料的运输上，钢筋进场后停于东文路，然后通过南侧三只塔吊将钢筋和周转材料运至制作场地，制作场地的选择将主要利用南侧及东侧的商铺区和地下车库区，具体详后附图一。
第二阶段，主体阶段，该阶段主要材料的运输主要体现在钢筋、周转材料、砖块的转运上，材料到场后将停于东文路，利用南侧三只塔吊将材料运至地下室顶板或指定的材料堆场，对于荷载较小的材料运输将直接行驶至顶板，运至指定场所，具体详后附图二。
考虑到塔吊使用的经济效益、附墙件的要求、是否便于搭拆及多塔作业的相互影响等各种因素下，决定在现场布置六台塔吊，具体位置详后附图。
如附图所示，1#塔吊（靠近1#楼的）主要负责1#楼区域的材料运输及对应东侧商铺区加工场地的材料运输，并且承担东文路材料转运工作；2#塔吊（靠近3#楼的）主要负责2#楼及3#楼的材料运输及3#楼对应商铺区材料运输工作，并且承担东文路材料转运工作；3#塔吊（靠近4#楼的）主要负责4#楼、5#楼的材料运输，并且承担东文路材料转运工作；4#塔吊（靠近9#楼的）主要负责9#楼及部分8#楼的材料运输工作及地下室车库区临时加工场材料运输工作；5#塔吊（靠近8#楼的）主要负责部分8#楼以及7#楼的材料运输工作；6#塔吊（靠近6#楼的）主要负责6#楼及东侧商铺区材料运输工作。
三、塔吊搭设技术参数：
1、搭设高度
根据施工图纸，1#楼建筑物总高度60.15米，塔吊±0.00以下深度4.5米，吊钩作业高度5米，故1#塔吊塔身搭设高度为60.15+4.5+5=70.55米，取72米，24标准节，塔吊置于西侧塔楼，西侧塔楼±0.000以上高度48.55m.，与东侧塔楼相差11.6m，故最后一道扶墙将置于西侧塔楼屋顶层。
同样2#塔机～5#塔机，搭设高度为60.15+4.5+5=70.55米，取72米，24标准节，6#塔机塔身高度设置仍为72m，将置于西侧低塔楼处，与东侧高塔楼高差8.7m，最后一道扶墙仍置于屋面层。
6只塔吊均采用预埋标准节与塔身连接。
塔身穿透顶板或者商铺屋面时，预留洞口四周均设3厚40cm宽钢板止水带。
2、塔吊臂长：
根据施工图纸及有效起吊工作面，1#塔机选择臂长50米，2#、3#选择57米，4#、5#塔机选择56米，6#塔机选择55米。
这样，地下室施工阶段除南面有三小块死角，塔吊均可覆盖。
上部主体施工阶段塔吊均可覆盖，能满足施工要求。
3、塔吊选型：
根据以上要求本工程选用5710型（臂长57米）塔吊二台，5610型（臂长56米）塔吊二台，5510型（臂长55米）、5010型（臂长57米）塔吊各一台。
2、基础所受荷载
根据QTZ80塔吊说明书及有关资料得知塔吊基础（砼等级同地下室底板砼等级C35）在独立高度最不利情况下工作状态和非工作状态下所受荷载如下表:
工作状态
非工作状态
H
P
M
N
H
P
M
N
31
509
1039
499
71
449
1668
0
注:
1、工作状况是指塔吊安设到最高高度时,塔吊工作工况时基础所受荷载;
2、非工作状况是指塔吊安设到最大独立高度且塔身未采用附着装置,塔吊非工作状况受到暴风袭击时,基础所受到的荷载.
3、H---基础受到的水平力（KN）；
P---基础受到的垂直力（KN）；
M---基础所受的倾覆力矩（KNm）；
N---基础所受的扭矩。
四、塔吊基础设计及验算：
整个工程塔吊均从地下室顶板升上，依照地下室设计方面抗浮受力特点，我们将塔吊基础承台视为一地下室承台，一方面起到地下室承台连接地下室地梁作用（不考虑承台桩抗拔作用），另一方面将起到塔吊基础作用，故经与设计沟通，并参照QTZ80塔吊说明书对2#～6#塔吊基础承台进行如下设计，承台设计尺寸5000×5000×1250（高），砼强度等级同地下室底板，按C35考虑，外加剂参量按设计要求进行。
1#塔吊基础仍采用说明书配筋，上下层双向Φ20配筋，Φ14隔三拉一。
（一）、1#塔吊
1、塔吊基础设计：
按施工图纸及现场施工实际，将塔吊基础标高定位-5.750m，承台尺寸为标准尺寸5×5×1.25（单位:
米）.根据岩土地质报告，塔吊承台所处土层为第3层粉质粘土夹粉层土，该土层地基承载力特征值为70KPa，不能满足要求，故采用桩基础，打4根钻孔灌注桩（端承摩擦型桩），桩径Ø600，有效桩长8.3m，桩端进入粘土质粘土层；平面位置具体如下：
1、塔吊基础承载力验算
（1）、单桩竖向承载力特征值计算
根据浙江中材勘测设计所作的《岩土工程勘察报告》,1#塔吊位置承台下各土层的特性如下表（参考Z114孔）:
层号
岩土名称
地基土承载力特征值fak（kpa）
钻孔灌注桩桩基承载力参数
土层厚度（m）
qpa（kpa）
qsia（kpa）
3
淤泥质土
70
7
1.05
4-2
粉质粘土夹粉土
130
15
4.9
6
粉质粘土
170
680
30
2.35
单桩竖向承载力特征值
RK=qpkAp+μP∑qsiaλi=3.14×0.3×0.3×680+3.14×0.6×（7×1.05+15×4.9＋30×2.35）=477.32KN
（2）、桩数确定
承台自重：
G=25×5×5×1.25=781.25KN
n=μ（G+P）/RK=1.1×（781.25＋509）/477.32=3.0（工作状态下）
n=μ（G+P）/RK=1.1×（781.25＋449）/477.32=3.0（非工作状态下）
为平衡受力，决定采用四根钻孔灌注桩。
（2）、桩基中各桩受力验算
1）塔吊工作状态下单桩承载力验算
Qmax=（G+P）/n+MyXmax/∑Xi2=（781.25＋509）/4+（1039+31×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=464.37KN<1.2RK=1.2×477.32=572.78KN,∴符合要求
Qmin=（G+P）/n－MyXmax/∑Xi2=（781.25＋509）/4-（1039+31×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=180.75KN>0,∴不需要考虑抗拔,即不需要进行抗倾覆验算。
2）塔吊非工作状态下
Qmax=（G+P）/n+MyXmax/∑Xi2=（781.25＋449）/4+（1668+71×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=538.71KN<1.2RK=1.2×477.32=572.78KN,∴符合要求
Qmin=（G+P）/n－MyXmax/∑Xi2=（781.25＋449）/4-（1668+71×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=76.41KN>0;∴不需要考虑抗拔,即不需要进行抗倾覆验算。
（3）、承台结构验算
由于塔吊在非工作情况下对基础的作用力最大，故仅对非工作工况进行验算。
（1）、承台冲切验算
由于各桩均在冲切破坏锥体范围内，故可不作冲切验算。
（2）、承台抗剪验算
剪切破坏面为塔吊基础节外边缘和桩内边连线所形成的斜截面，如下图所示：
斜截面受剪承载力必须满足下列公式：
r0V≦βfcb0h0
r0=1V=2×Qmax=2×538.71KN=1077.42KN
β=0.12/（λ+0.3）=0.12/（0.64+0.3）=0.128
fc=16.7N/mm2b0=4900mmh0=1150mm
r0V=1×1077.42=1077.42KN
βfcb0h0=0.128×16.7×4900×1150=12045KN
∴r0V≦βfcb0h0即表明承台斜截面抗剪满足要求。
（4）承台配筋及抗弯验算
计算高度:
h0=1150mm
抗弯力矩:
Mmax=1668+71×1.25=1757KNm
钢筋受拉强度设计值:
fy=210N/mm2
As=M/0.9fyh0=1757×106/（0.9×210×1150）=8084mm2
采用Ф20钢筋:
as=314mm2,8084/314=25（根）
钢筋间距:
5000/25=200,我们取为200,符合要求。
根据上述计算结果,考虑安全储备及不确定性因素,确定配筋为
Ф20@200（5m方向底层）；下层双向布置,上层按照底板双层双向钢筋等面积代换可满足要求.
（二）、2#塔吊
1、塔吊基础设计：
按施工图纸及现场施工实际，将塔吊基础标高定位-5.750m，承台尺寸为标准尺寸5×5×1.25（单位：
米）.根据岩土地质报告，塔吊承台所处土层为第5层粉质粘土夹粉层土，该土层地基承载力特征值为130KPa，不能满足要求，故采用桩基础，打4根钻孔灌注桩（端承摩擦型桩），桩径Ø600，有效桩长8.3m，桩端进入粘土质粘土层；平面及剖面位置具体如下：
2、单桩竖向承载力特征值计算
根据浙江中材勘测设计所作的《岩土工程勘察报告》，2#塔吊位置承台下各土层的特性如下表（参考Z94孔）:
层号
岩土名称
地基土承载力特征值fak（kpa）
钻孔灌注桩桩基承载力参数
土层厚度（m）
qpa（kpa）
qsia（kpa）
4-2
粉质粘土夹粉土
130
15
3.75
6
粉质粘土
170
680
30
4.55
单桩竖向承载力特征值
RK=qpkAp+μP∑qsiaλi=3.14×0.3×0.3×680+3.14×0.6×（15×3.75+30×4.55）=555.31KN
（1）、桩数确定
承台自重：
G=25×5×5×1.25=781KN
n=μ（G+P）/RK=1.1×（509＋781）/555.31=2.56（工作状态下）
n=μ（G+P）/RK=1.1×（449＋781）/555.31=2.44（非工作状态下）
所以确定为四根满足要求。
（2）、桩基中各桩受力验算
1）塔吊工作状态下单桩承载力验算
Qmax=（G+P）/n+MyXmax/∑Xi2=（509＋781）/4+（1039+31×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=464.31KN<1.2RK=1.2×555.31=666.37KN,∴符合要求
Qmin=（G+P）/n－MyXmax/∑Xi2=（509＋781）/4-（1039+31×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=180.69KN>0∴不需要考虑抗拔,即不需要进行抗倾覆验算。
2）塔吊非工作状态下
Qmax=（G+P）/n+MyXmax/∑Xi2=（449＋781）/4+（1668+71×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=538.65KN<1.2RK=1.2×555.31=666.37KN,∴符合要求
Qmin=（G+P）/n－MyXmax/∑Xi2=（449＋781）/4-（1668+71×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=76.35KN>0;∴不需要考虑抗拔,即不需要进行抗倾覆验算。
（3）、承台结构验算
同上
（4）承台配筋及抗弯验算
同上
（三）、3#塔吊
1、塔吊基础设计：
按施工图纸及现场施工实际，将塔吊基础标高定位-5.750m，承台尺寸为标准尺寸5×5×1.25（单位：
米）.根据岩土地质报告，塔吊承台所处土层为第5层粉质粘土夹粉层土，该土层地基承载力特征值为130KPa，不能满足要求，故采用桩基础，打4根钻孔灌注桩（端承摩擦型桩），桩径Ø600，有效桩长8.3m，桩端进入粘土质粘土层；平面及剖面位置具体如下：
2、单桩竖向承载力特征值计算
根据浙江中材勘测设计所作的《岩土工程勘察报告》，3#塔吊位置承台下各土层的特性如下表（参考Z91孔）:
层号
岩土名称
地基土承载力特征值fak（kpa）
钻孔灌注桩桩基承载力参数
土层厚度（m）
qpa（kpa）
qsia（kpa）
4-2
粉质粘土夹粉土
130
15
4.47
6
粉质粘土
170
680
30
3.83
单桩竖向承载力特征值
RK=qpkAp+μP∑qsiaλi=3.14×0.3×0.3×680+3.14×0.6×（15×4.47+30×3.83）=534.96KN
（1）、桩数确定
承台自重：
G=25×5×5×1.25=781KN
n=μ（G+P）/RK=1.1×（509＋781）/534.96=2.65（工作状态下）
n=μ（G+P）/RK=1.1×（449＋781）/534.96=2.53（非工作状态下）
所以确定为四根满足要求。
（2）、桩基中各桩受力验算
1）塔吊工作状态下单桩承载力验算
Qmax=（G+P）/n+MyXmax/∑Xi2=（509＋781）/4+（1039+31×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=464.31KN<1.2RK=1.2×534.96=641.95KN,∴符合要求
Qmin=（G+P）/n－MyXmax/∑Xi2=（509＋781）/4-（1039+31×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=180.69KN>0∴不需要考虑抗拔,即不需要进行抗倾覆验算。
2）塔吊非工作状态下
Qmax=（G+P）/n+MyXmax/∑Xi2=（449＋781）/4+（1668+71×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=538.65KN<1.2RK=1.2×534.96=641.95KN,∴符合要求
Qmin=（G+P）/n－MyXmax/∑Xi2=（449＋781）/4-（1668+71×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=76.35KN>0;∴不需要考虑抗拔,即不需要进行抗倾覆验算。
（3）、承台结构验算
同上
（4）承台配筋及抗弯验算
同上
（四）、4#塔吊
1、塔吊基础设计：
按施工图纸及现场施工实际，将塔吊基础标高定位-5.750m，承台尺寸为标准尺寸5×5×1.25（单位：
米）.根据岩土地质报告，塔吊承台所处土层为第3层粉质粘土夹粉层土，该土层地基承载力特征值为70KPa，不能满足要求，故采用桩基础，打4根钻孔灌注桩（端承摩擦型桩），桩径Ø600，有效桩长8.3m，桩端进入粘土质粘土层；平面及剖面位置具体如下：
2、单桩竖向承载力特征值计算
根据浙江中材勘测设计所作的《岩土工程勘察报告》，4#塔吊位置承台下各土层的特性如下表（参考Z58孔）:
层号
岩土名称
地基土承载力特征值fak（kpa）
钻孔灌注桩桩基承载力参数
土层厚度（m）
qpa（kpa）
qsia（kpa）
3
淤泥质粘土
70
7
0.71
4-2
粉质粘土夹粉土
130
15
2.4
6
粉质粘土
170
680
30
5.19
单桩竖向承载力特征值
RK=qpkAp+μP∑qsiaλi=3.14×0.3×0.3×680+3.14×0.6×（7×0.71+15×2.4+30×5.19）=562.69KN
（1）、桩数确定
承台自重：
G=25×5×5×1.25=781KN
n=μ（G+P）/RK=1.1×（509＋781）/562.69=2.52（工作状态下）
n=μ（G+P）/RK=1.1×（449＋781）/562.69=2.40（非工作状态下）
所以确定为四根满足要求。
（2）、桩基中各桩受力验算
1）塔吊工作状态下单桩承载力验算
Qmax=（G+P）/n+MyXmax/∑Xi2=（509＋781）/4+（1039+31×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=464.31KN<1.2RK=1.2×562.69=675.23KN,∴符合要求
Qmin=（G+P）/n－MyXmax/∑Xi2=（509＋781）/4-（1039+31×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=180.69KN>0∴不需要考虑抗拔,即不需要进行抗倾覆验算。
2）塔吊非工作状态下
Qmax=（G+P）/n+MyXmax/∑Xi2=（449＋781）/4+（1668+71×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=538.65KN<1.2RK=1.2×562.69=675.23KN,∴符合要求
Qmin=（G+P）/n－MyXmax/∑Xi2=（449＋781）/4-（1668+71×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=76.35KN>0;∴不需要考虑抗拔,即不需要进行抗倾覆验算。
（3）、承台结构验算
同上
（4）承台配筋及抗弯验算
同上
（五）、5#塔吊
1、塔吊基础设计：
按施工图纸及现场施工实际，将塔吊基础标高定位-5.750m，承台尺寸为标准尺寸5×5×1.25（单位：
米）.根据岩土地质报告，塔吊承台所处土层为第3层粉质粘土夹粉层土，该土层地基承载力特征值为70KPa，不能满足要求，故采用桩基础，打4根钻孔灌注桩（端承摩擦型桩），桩径Ø600，有效桩长8.3m，桩端进入粘土质粘土层；平面及剖面位置具体如下：
2、单桩竖向承载力特征值计算
根据浙江中材勘测设计所作的《岩土工程勘察报告》，5#塔吊位置承台下各土层的特性如下表（参考Z69孔）:
层号
岩土名称
地基土承载力特征值fak（kpa）
钻孔灌注桩桩基承载力参数
土层厚度（m）
qpa（kpa）
qsia（kpa）
4-2
粉质粘土夹粉土
130
15
3.31
6
粉质粘土
170
680
30
4.99
单桩竖向承载力特征值
RK=qpkAp+μP∑qsiaλi=3.14×0.3×0.3×680+3.14×0.6×（15×3.31+30×4.99）=567.74KN
（1）、桩数确定
承台自重：
G=25×5×5×1.25=781KN
n=μ（G+P）/RK=1.1×（509＋781）/567.74=2.5（工作状态下）
n=μ（G+P）/RK=1.1×（449＋781）/567.74=2.38（非工作状态下）
所以确定为四根满足要求。
（2）、桩基中各桩受力验算
1）塔吊工作状态下单桩承载力验算
Qmax=（G+P）/n+MyXmax/∑Xi2=（509＋781）/4+（1039+31×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=464.31KN<1.2RK=1.2×567.74=681.29KN,∴符合要求
Qmin=（G+P）/n－MyXmax/∑Xi2=（509＋781）/4-（1039+31×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=180.69KN>0∴不需要考虑抗拔,即不需要进行抗倾覆验算。
2）塔吊非工作状态下
Qmax=（G+P）/n+MyXmax/∑Xi2=（449＋781）/4+（1668+71×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=538.65KN<1.2RK=1.2×572.08=686.5KN,∴符合要求
Qmin=（G+P）/n－MyXmax/∑Xi2=（449＋781）/4-（1668+71×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=76.35KN>0;∴不需要考虑抗拔,即不需要进行抗倾覆验算。
（3）、承台结构验算
同上
（4）承台配筋及抗弯验算
同上
（六）、6#塔吊
1、塔吊基础设计：
按施工图纸及现场施工实际，将塔吊基础标高定位-5.750m，承台尺寸为标准尺寸5×5×1.25（单位：
米）.根据岩土地质报告，塔吊承台所处土层为第3层粉质粘土夹粉层土，该土层地基承载力特征值为70KPa，不能满足要求，故采用桩基础，打4根钻孔灌注桩（端承摩擦型桩），桩径Ø600，有效桩长8.3m，桩端进入粘土质粘土层；平面及剖面位置具体如下：
2、单桩竖向承载力特征值计算
根据浙江中材勘测设计所作的《岩土工程勘察报告》，6#塔吊位置承台下各土层的特性如下表（参考Z77孔）:
层号
岩土名称
地基土承载力特征值fak（kpa）
钻孔灌注桩桩基承载力参数
土层厚度（m）
qpa（kpa）
qsia（kpa）
4-2
粉质粘土夹粉土
130
15
2.6
6
粉质粘土
170
680
30
5.7
单桩竖向承载力特征值
RK=qpkAp+μP∑qsiaλi=3.14×0.3×0.3×680+3.14×0.6×（15×2.6+30×5.7）=587.81KN
（1）、桩数确定
承台自重：
G=25×5×5×1.25=781KN
n=μ（G+P）/RK=1.1×（509＋781）/587.81=2.41（工作状态下）
n=μ（G+P）/RK=1.1×（449＋781）/587.81=2.30（非工作状态下）
所以确定为四根满足要求。
（2）、桩基中各桩受力验算
1）塔吊工作状态下单桩承载力验算
Qmax=（G+P）/n+MyXmax/∑Xi2=（509＋781）/4+（1039+31×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=464.31KN<1.2RK=1.2×587.81=705.37KN,∴符合要求
Qmin=（G+P）/n－MyXmax/∑Xi2=（509＋781）/4-（1039+31×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=180.69KN>0∴不需要考虑抗拔,即不需要进行抗倾覆验算。
2）塔吊非工作状态下
Qmax=（G+P）/n+MyXmax/∑Xi2=（449＋781）/4+（1668+71×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=538.65KN<1.2RK=1.2×587.81=705.37KN,∴符合要求
Qmin=（G+P）/n－MyXmax/∑Xi2=（449＋781）/4-（1668+71×1.25）×1.9/（2×1.92+2×1.92）=76.35KN>0;∴不需要考虑抗拔,即不需要进行抗倾覆验算。
（3）、承台结构验算
同上
（4）承台配筋及抗弯验算
同上
五、塔吊桩配筋计算
根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）4.1.2条及4.1.3.3条要求，塔吊基础桩基按一级
建筑桩基配筋，其最小配筋率不得小于0.2%，且对于承受水平荷载及抗拔要求的桩，主筋不宜小于8φ10，为提高塔吊基础安全系数，我们取配筋率为0.4%，则：
Ag=3.14×300×300×0.4%=1130.4mm
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