四号塔吊基础方案.docx

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四号塔吊基础方案

一、工程概况2

二、塔机情况2

三、塔机定位：

2

四、塔机平面布置图：

2

五、塔机基础：

3

六、塔吊基座固定方法4

七、接地保护装置6

八、安全文明施工管理6

九、质量管理及施工协调7

十、基础计算书7

（一）单桩桩基础计算书（4#塔吊基础）7

1.参数信息8

2.塔吊对基础中心作用力的计算8

3.桩身最大弯矩计算9

4.桩配筋计算10

5.桩竖向极限承载力验算11

（二）塔吊稳定性验算（4#塔吊基础）12

1、塔吊有荷载时稳定性验算12

2、塔吊无荷载时稳定性验算13

一、工程概况

项目名称：

佛山怡翠宏璟二期工程（D1、E1、F1、E2#楼）地址：

佛山市禅城区南海大道与彩虹路交汇处。

工程建筑面积为57000㎡，楼高32层。

拟在E1号楼北侧位置安装塔机1台，自编号为4#号（见平面布置图），型号为QTZ63（5013），起重臂长度50m。

塔吊安装周边的环境是：

工程周边空旷，无架空高压线。

二、塔机情况

塔机安装时吊装主要部件的名称、外部尺寸和重量，塔吊的出厂日期及近期检修、检测的情况见下表。

塔机

型号

出厂

日期

自由

高度

自重

（KN）

功率

（KW）

标准节尺寸（m）

备注

4#塔吊

QTZ63（R50）

38m

450

53.4

1.65×1.65×2.8

详见塔机说明书

三、塔机定位：

塔机基础位置详见下图：

4#塔吊

四、塔机平面布置图：

五、塔机基础：

（1）4#塔机基础承台为4500×4500×1400㎜，面标高同设计底板面标高，基础与底板及承台为一个整体。

地基形式采用1根φ1200旋挖灌注桩，施工做法同设计工程桩，桩端持力层为微风化粉砂泥岩，桩长约为23m—27m（视具体地质情况而定，参照相邻部位工程桩）。

基础形式如下图所示：

旋挖灌注桩芯锚入承台100，桩配筋及纵向钢筋锚入承台等做法参照GF-06图中旋挖灌注桩基础大样及旋挖灌注桩表中D=1200抗拨桩大样。

（2）4#塔吊设在E1#楼北侧，塔身需穿过地下室顶板和商铺顶板，梁、板不能一次性浇灌混凝土位置均需钢筋加强，可以按后浇带加强配筋。

待塔吊拆除后，混凝土浇灌按设计标号提高一级标号进行，并掺加膨胀剂。

六、塔吊基座固定方法

（1）有固定支腿时，需将4只固定支腿与一个标准节装配在一起。

（2）在混凝土垫层上，架设钢管井字架（如图示）。

调节水平钢管的位置，当刚好能满足标准节（或固定支腿）安装标高要求时，将水平钢管初步锁定。

微调水平钢管满足水平度要求时，将扣件紧固。

（3）当承台下层钢筋网绑扎完成时，将首节标准节（或装配好的固定支腿和标准节整体）吊入钢筋网内，安放于校正好标高及水平度的钢管井字架上。

（4）标准节（或固定支腿）周围的钢筋数量不得减少和切断。

（5）主筋通过标准节（或固定支腿）有困难时，允许主筋避让。

（6）在标准节两个方向的中心线上挂铅垂线，保证标准节中心线与水平面的垂直度≤1/1000。

（7）首节标准节（或固定支腿）上表面应校正水平，平面度误差小于1/500。

（8）标准节（或装配好的固定支腿和标准节整体）垂直度、水平度校正合格后，在标准节四周架设井字架，井字架内侧与标准节贴紧，防止标准节在混凝土浇筑完成前发生水平位移。

（9）固定支腿周围混凝土充填必须密实。

（10）标高控制钢管井字架图示

（11）位移控制钢管井字架图示

七、接地保护装置

（1）接地保护装置按照塔机生产厂家要求，由专业人员进行安装。

（2）无论是否有其它安全防护装置，必须安装接地保护装置。

（3）接地保护避雷器的电阻不得超过4欧姆（参考做法：

用L40×4角钢埋于基础旁边，用40×4镀锌扁铁与塔基基础节连接）。

八、安全文明施工管理

（1）挖土及机械破除施工时，施工人员不得擅自进入机械回转半径内。

确需进入时，需由指挥人员发出停车指令。

（2）承台土方开挖后，需搭设安全防护栏杆。

土方外运车辆需按指定路线行进，在现场出口清洗轮胎，避免污染市政道路。

（3）钢筋绑扎、模板安装及混凝土施工过程中，专人协助变形监测单位观察基坑侧壁、挡土墙变形。

遇有特殊情况，先行撤离现场作业人员。

（4）夜间施工应准备好足够的且安全防护装置完好的照明灯具、设备。

（5）动火作业需办理动火作业操作许可。

（6）机具、加工设备等在施工使用前需检查其安全防护设施是否完好，运转是否正常。

操作人员应熟悉操作规程、机械性能以及易发生故障造成不安全因素的部位等。

（7）供电、用电设备（施）等应符合安全用电要求。

其操作及使用由项目部登记在册的专职电工（持证）进行。

严禁私自动电。

（8）施工作业需有专职安全人员现场监督，遇有违章作业，及时制止。

九、质量管理及施工协调

（1）4#塔吊均位于E1#楼北侧，塔身需穿过地下室顶板和商铺顶板，梁、板不能一次性浇灌混凝土位置均需钢筋加强，可按后浇带加强配筋。

待塔吊拆除后，混凝土按比设计标号高一级标号进行浇注，并掺加膨胀剂。

（2）根据现场实际情况，各塔基先于整体底板施工，故施工缝处需增设3厚止水钢板。

（3）地下室结构完成后，塔身处预留洞口支撑体系不宜拆除，若需拆除需增设回顶钢管，另行编制方案或交底。

（4）塔吊承台混凝土浇注采用商品混凝土，混凝土保护层厚为50mm；采用插入式振捣棒振捣密实，砼试块留置组数不少于三组，两组为同条件养护，一组为标养。

混凝土养护期大于14天。

（5）要求塔吊基础桩施工单位出具桩施工记录等相关资料。

桩长视地质情况由监理等单位验收后方可进入下道工序施工。

（6）塔机基础施工前，提供所选型号塔机的使用说明书，明确塔机安装对基础的具体要求，便于方案的调整。

（7）塔机基础中需埋入地脚螺栓。

故基础钢筋绑扎及混凝土浇筑施工，必须在项目部塔机安装技术人员指导下进行。

（8）遇方案中未明确事宜，须与技术人员沟通并达成一致后进行施工。

（9）施工中遇有与其他工序作业冲突的部位，由现场管理人员进行协调，不得擅自解决，杜绝寻衅闹事。

十、基础计算书

（一）单桩桩基础计算书（4#塔吊基础）

怡翠宏璟二期二区D1、E1、F1、E2楼工程；工程建设地点：

佛山市禅城区南海大道与彩虹路交汇处；属于框剪结构；地上32层；地下1层；建筑高度：

99.95m；标准层层高：

3m；总建筑面积：

50000多平方米。

本工程由佛山市怡翠房地产开发有限公司投资建设，广州智海建筑工程技术公司设计，地质勘察，深圳市中行建设监理有限公司监理，广东省化州市建筑工程总公司组织施工。

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）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）等编制。

1.参数信息

塔吊型号：

QTZ63，塔吊自重（包括压重）G:

450.800kN，

最大起重荷载Q:

60.000kN，塔吊起升高度H:

140.000m，

塔身宽度B:

1.700m，桩顶面水平力H0:

30.000kN，

混凝土的弹性模量Ec：

30000.000N/mm2，地基土水平抗力系数m：

24.500MN/m4，

混凝土强度:

C35，

桩直径d:

1.200m，保护层厚度:

70.000mm，

桩钢筋级别:

HRB335，桩钢筋直径:

20.00mm，

额定起重力矩：

630kN·m，基础所受的水平力：

30kN，

标准节长度：

2.8m，

主弦杆材料：

角钢/方钢,宽度/直径c：

12mm，

所处城市：

广东佛山，基本风压ω0：

0.3kN/m2，

地面粗糙度类别：

D类密集建筑群，房屋较高，风荷载高度变化系数μz：

1.61。

2.塔吊对基础中心作用力的计算

1.塔吊自重（包括压重）：

G=450.800kN

2.塔吊最大起重荷载：

Q=60.000kN

作用于塔吊的竖向力设计值：

F=1.2×450.800+1.2×60.000=612.960kN

2.1、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：

地处广东佛岗，基本风压为ω0=0.30kN/m2；

查表得：

荷载高度变化系数μz=1.61；

挡风系数计算：

φ=[3B+2b+（4B2+b2）1/2]c/（Bb）=[（3×1.7+2×2.8+（4×1.72+2.82）0.5）×0.012]/（1.7×2.8）=0.038；

因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.9；

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=0.7×1.00×2.9×1.61×0.3=0.98kN/m2；

2.2、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=0.98×0.038×1.7×140×140×0.5=622.014kN·m；

Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝630＋622.014＋30×1＝1282.01kN·m；

3.桩身最大弯矩计算

计算简图：

1.按照m法计算桩身最大弯矩：

计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的第5.4.5条，并参考《桩基础的设计方法与施工技术》。

（1）计算桩的水平变形系数（1/m）:

α=（mb0/（EI））1/5

其中m──地基土水平抗力系数，m=24.500MN/m4；

b0──桩的计算宽度，b0=0.9×（1.200+1）=1.980m；

E──抗弯弹性模量，E=30000.000N/mm2；

I──截面惯性矩，I=π×1.2004/64=0.102m4；

经计算得到桩的水平变形系数:

α=（24.500×106×1.980/（30000.000×106×0.102））1/5=0.437

（2）计算CI=aMo/Ho

CI=0.437×1794.814/30.000=26.128

（3）由CI查表得：

CⅡ=1.007,h-=az=0.243

（4）计算Mmax:

Mmax=CⅡ×Mo=1.007×1794.814=1808.200kN·m

（5）计算最大弯矩深度:

z=h-/α=0.243/0.437=0.557m；

4.桩配筋计算

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.3.8条。

沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载力计算：

（1）偏心受压构件，其偏心矩增大系数按下式计算：

η=1+1/（1400ei/h0）（l0/h）2ξ1ξ2

式中l0──桩的计算长度，l0=23.000m；

h──截面高度，h=1.200m；

e0──轴向压力对截面重心的偏心矩，e0=2.950m；

ea──附加偏心矩，取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的最大值，ea=0.040m；

ei=e0+ea=2.950+0.040=2.990m;

h0──截面有效高度，h0=1.200-70.000×10-3=1.130m；

ξ1──偏心受压构件的截面曲率修正系数：

ξ1=0.5fcA/N=0.5×16.700×1.131×106/（612.960×103）=15.407

由于ξ1大于1，ξ1=1；

A──构件的截面面积，A=π×d2/4=1.131m2；

ξ2──构件长细比对截面曲率的影响系数,l0/h大于或等于15，按下式计算:

ξ2=1.15-0.01l0/h=0.958；

经计算偏心增大系数η=1.095；

（2）偏心受压构件应符合下例规定：

N≤αα1fcA（1-sin（2πα）/（2πα））+（α-αt）fyAs

Nηei≤（2α1fcArsin3（πα）/3+fyAsrs（sinπα+sinπαt））/π

式中As──全部纵向钢筋的截面面积；

r──圆形截面的半径，取r=0.600m；

rs──纵向钢筋重心所在圆周的半径，取rs=0.060m；

α──对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值，取α=0.484；

αt-纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当α=0.484≤0.625，αt=1.25-2α=1.25-2×0.484=0.28；

由以上公式解得，只需构造配筋！

构造配筋：

As=πd2/4×0.2%=3.14×12002/4×0.2%=2262mm2

建议配筋值：

HRB335钢筋，820。

实际配筋值2513.6mm2。

5.桩竖向极限承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的第5.2.2条，桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：

R=ηsQsk/γs+ηpQpk/γp

Qsk=u∑qsikli

Qpk=qpkAp

其中R──单桩的竖向承载力设计值；

Qsk──单桩总极限侧阻力标准值；

Qpk──单桩总极限端阻力标准值；

qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；

qpk──极限端阻力标准值；

u──桩身的周长，u=3.770m；

Ap──桩端面积,Ap=1.131m2；

γ0──桩基重要性系数，取1.1；

li──第i层土层的厚度,取值如下表；

厚度及侧阻力标准值表如下:

序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）土名称

13.7318.000.00粉质粘土

22.8010.000.00淤泥质土

36.9022.000.00粉细砂

42.9038.000.00粗砂

55.1080.000.00强风化

61.30150.000.00中风化

71.500.005220.00微风化

由于桩的入土深度为23.00m,所以桩端是在第7层土层。

最大压力验算:

R=3.77×（3.73×18.00+2.80×10.00+6.90×22.00+2.90×38.00+5.10×80.00+1.30×150.00+0.27×0.00）/1.67+5220.00×1.131/1.67=5.70×103kN；

γ0N=1.1×612.96=674.26kN≤R=5702.589kN

竖向极限承载力满足要求!

（二）塔吊稳定性验算（4#塔吊基础）

怡翠宏璟二期二区D1、E1、F1、E2楼工程；工程建设地点：

佛山市禅城区南海大道与彩虹路交汇处；属于框剪结构；地上32层；地下1层；建筑高度：

99.95m；标准层层高：

3m；总建筑面积：

50000多平方米.

本工程由佛山市怡翠房地产开发有限公司投资建设，广州智海建筑工程技术公司设计，地质勘察，深圳市中行建设监理有限公司监理，广东省化州市建筑工程总公司组织施工.

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）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《建筑施工计算手册》（江正荣编著）等编制。

1、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──塔吊自重力（包括配重，压重）,G=450.80（kN）；

c──塔吊重心至旋转中心的距离,c=0.80（m）；

ho──塔吊重心至支承平面距离,ho=20.00（m）；

b──塔吊旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.50（m）；

Q──最大工作荷载,Q=13.00（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=20.00（s）；

a──塔吊旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=50.00（m）；

W1──作用在塔吊上的风力,W1=4.00（kN）；

W2──作用在荷载上的风力,W2=0.30（kN）；

P1──自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=12.00（m）；

P2──自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.00（m）；

h──吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=140.00m（m）；

n──塔吊的旋转速度,n=1.00（r/min）；

H──吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H＝138.00（m）；

α──塔吊的倾斜角（轨道或道路的坡度），α=0.50（度）。

经过计算得到K1=2.007；

由于K1≥1.15,所以当塔吊有荷载时，稳定安全系数满足要求!

2、塔吊无荷载时稳定性验算

塔吊无荷载时，计算简图:

塔吊无荷载时,稳定安全系数可按下式验算:

式中　K2──塔吊无荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15；

G1──后倾覆点前面塔吊各部分的重力,G1=400.00（kN）；

c1──G1至旋转中心的距离,c1=2.00（m）；

b──塔吊旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.50（m）；

h1──G1至支承平面的距离,h1=22.00（m）；

G2──使塔吊倾覆部分的重力,G2=50.00（kN）；

c2──G2至旋转中心的距离,c2=12.00（m）；

h2──G2至支承平面的距离,h2=38.00（m）；

W3──作用有塔吊上的风力,W3=4.00（kN）；

P3──W3至倾覆点的距离,P3=20.00（m）；

α──塔吊的倾斜角（轨道或道路的坡度），α=0.05（度）。

经过计算得到K2=3.220；

由于K2≥1.15,所以当塔吊无荷载时，稳定安全系数满足要求!