塔吊基础施工方案.docx

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塔吊基础施工方案

塔吊基础施工方案

一、编制依据

1.塔吊厂家提供的QTZ63（5013）塔式起重机使用说明书。

2.《地基基础设计规范》（GB50007-2011）

3.《塔式起重机安全规程》GB5144—2012）

4.《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-2016）

5.《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）

6.《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）

7.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2015）

8.塔吊基础图及机械设备有关规程、规范

二、工程概况

概况：

本工程由13幢十五层高层、15幢十一层小高层、3栋商业组成，结构型式为框架-剪力墙结构。

工程名称：

祥源文旅城·祥瑞府

工程地址：

安徽省阜阳市颍州区刘路与舒园路交叉口

建设单位：

安徽祥源文化旅游城投资有限公司

设计单位：

安徽省城建设计研究总院有限公司

监理单位：

合肥工大建设监理有限责任公司

施工单位：

祥源建设有限责任公司

勘察单位：

浙江中林勘察研究股份有限公司

工程建筑总面积：

约240000㎡

三、塔吊部署

根据施工现场实际勘察，需要设置9台塔吊以具备垂直水平施工。

详见附后的平面布置图

27#楼塔吊见附图，塔吊基础底标高-3.40m；

10#楼塔吊见附图，塔吊基础底标高-5.35m；

12#楼塔吊见附图，塔吊基础底标高-5.15m；

25#楼塔吊见附图，塔吊基础底标高-5.15m；

22#楼塔吊见附图，塔吊基础底标高-5.35m；

19#楼塔吊见附图，塔吊基础底标高-5.05m；

21#楼塔吊见附图，塔吊基础底标高-5.35m；

9#楼塔吊见附图，塔吊基础底标高-5.35m；

7#楼塔吊见附图，塔吊基础底标高-5.35m；

8#楼塔吊见附图，塔吊基础底标高-5.35m；

4、塔吊基础计算

（一）27#楼塔吊

1、塔吊的基本参数信息

塔吊型号：

QTZ63（5013），塔吊独立高度H：

38.000m；

塔身宽度B：

1.60m，塔吊基础尺寸：

5.00*5.00*1.35m，

自重F1：

650.00kN，基础承台厚度Hc：

1.500m，

最大起重荷载F2：

50.00kN，基础承台宽度Bc：

5.000m，

承台混凝土的保护层厚度：

50mm，承台混凝土强度等级：

C35；

2、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算

塔吊自重（包括压重）F1=600.00kN；

塔吊最大起重荷载F2=50.00kN；

作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=650.00kN；

3、塔吊风荷载计算

依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2015）中风荷载体型系数：

地处安徽阜阳，基本风压为ω0=0.45kN/m2；

查表得：

荷载高度变化系数μz=1.02；

挡风系数计算：

φ=[3B+2b+（4B2+b2）1/2]c/（Bb）=[（3×1.60+2×2.5+（4×1.602+2.52）0.5]×0.12/（1.6×2.5）=0.417；

因为是角钢，体型系数μs=2.215；

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=0.7×1.00×2.215×1.02×0.45=0.71kN/m2；

4、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=0.71×0.417×1.6×60×60×0.5=852.68N·m；

Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝630＋852.68＋30×1.5＝1527.68kN·m；

5、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＝25×5×5×1.35=843.75kN；

Bc──为基础的底面宽度；

计算得：

e=1527.68/（700+843.75）=0.99m<5/3=1.67m；

基础抗倾覆稳定性满足要求！

6、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。

混凝土基础抗倾翻稳定性计算：

e=0.99m<5/5=1m 

地面压应力计算：

Pk＝（Fk+Gk）/APkmax＝（Fk+Gk）/A+Mk/W 

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＝700kN；

Gk──基础自重，

Gk＝843.75kN；

Bc──基础底面的宽度，取Bc=5m； 

Mk──倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，

Mk＝1527.68kN·m； 

W──基础底面的抵抗矩，

W=0.118Bc³=0.118×53=14.75m3；

不考虑附着基础设计值：

Pk＝（700＋843.75）/5²＝61.75kPa 

Pkmax=（700+843.75）/5²+1527.68/14.75=165.32kPa；

Pkmin=（700＋843.75）/5²-1527.68/14.75=0kPa；

地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

第5.2.4条。

计算公式如下:

fa=fak+εbγ（b-3）+εdγm（d-0.5）

fa--修正后的地基承载力特征值（kN/m2）；

fak--地基承载力特征值，取230.000kN/m2；

εb、εd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数；

γ--基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取22.000kN/m3；

b--基础底面宽度（m），当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取5.000m；    

γm--基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取

22.000kN/m3；

d--基础埋置深度（m）取1.350m；

解得地基承载力设计值：

fa=248.7kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为:

fa=248.7kPa；

 地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=59.75kPa，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

=122.814kPa，满足要求！

7、基础受冲切承载力验算

 依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）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=0.94；

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=1.45m；

am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=（at+ab）/2；am=[1.6+（1.6+2×1.35）]/2=2.95m；

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＝1.6m；

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=1.6+2×1.35=4.3；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=147.38kPa；

Al--冲切验算时取用的部分基底面积；

Al=5.00×（5.00-4.3）/2=1.75m2

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=147.38×4.3=633.73kN。

允许冲切力：

0.7×0.94×1.71×2950.00×1350.00=4481029.35N=4481.02kN>Fl=641.09kN；

 实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

8、承台截面主筋的计算

1）.抗弯计算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第8.2.7条。

计算公式如下:

MI=a12[（2l+a'）（Pmax+P-2G/A）+（Pmax-P）l]/12 

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

＝（5.00-1.35）/2=1.83m；

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160.41kN/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＝[5×160.41－1.83×

（160.41－1.2×0）]/5=1k1.7Pa；

G--考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35

×25×5.00×5.00×1.35=1139.06kN；

l--基础宽度，取l=5.00m； 

a--塔身宽度，取a=1.6m； 

a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.6m。

经过计算得MI=1.83²×[（2×5+1.6）×（160.41+101.7-2×1139.06/5.00²）+（160.41-101.7）×5.00]/12=635.46kN·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=635.46×10³/（1.00×19.10×5000×1350²）=0.0037；

ξ=1-（1-2×0.0037）1/2=0.0074；

γs=1-0.0074/2=0.9963；

As=644.05×103/（0.9963×1.35×360.00）=1330.13mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:

5000.00×1350.00×

0.15%=10125.00mm2。

故取As=10125mm2。

配筋值：

HRB300钢筋，20@160mm。

承台底面单向根数31根。

经过计算，27#楼塔吊基础采用5000×5000×1350m的钢筋混凝土，内预埋固定基础的地脚螺栓，满足要求。

（二）10#、12#、25#楼塔吊

1、塔吊的基本参数信息

塔吊型号：

QTZ63，塔吊独立高度H：

40.5m；

塔身宽度B：

1.60m，塔吊基础尺寸：

6.00*6.00*1.35m，

自重F1：

650.00kN，基础承台厚度Hc：

1.500m，

最大起重荷载F2：

50.00kN，基础承台宽度Bc：

6.000m，

承台混凝土的保护层厚度：

50mm，承台混凝土强度等级：

C35；

2、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算

塔吊自重（包括压重）F1=600.00kN；

塔吊最大起重荷载F2=50.00kN；

作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=650.00kN；

3、塔吊风荷载计算

依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2015）中风荷载体型系数：

地处安徽阜阳，基本风压为ω0=0.45kN/m2；

查表得：

荷载高度变化系数μz=1.02；

挡风系数计算：

φ=[3B+2b+（4B2+b2）1/2]c/（Bb）=[（3×1.60+2×2.5+（4×1.602+2.52）0.5]×0.12/（1.6×2.5）=0.417；

因为是角钢，体型系数μs=2.215；

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=0.7×1.00×2.215×1.02×0.45=0.71kN/m2；

4、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=0.71×0.417×1.6×60×60×0.5=852.68N·m；

Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝630＋852.68＋30×1.5＝1527.68kN·m；

5、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＝36×6×6×1.35=1749.6kN；

Bc──为基础的底面宽度；

计算得：

e=1527.68/（700+1749.6）=0.62m<6/3=2m；

基础抗倾覆稳定性满足要求！

6、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。

混凝土基础抗倾翻稳定性计算：

e=0.62m<6/6=1m 

地面压应力计算：

Pk＝（Fk+Gk）/APkmax＝（Fk+Gk）/A+Mk/W 

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＝700kN；

Gk──基础自重，

Gk＝1749.6kN；

Bc──基础底面的宽度，取Bc=6m； 

Mk──倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，

Mk＝1527.68kN·m； 

W──基础底面的抵抗矩，

W=0.118Bc³=0.118×216=25.49m3；

不考虑附着基础设计值：

Pk＝（700＋1749.6）/6²＝68.04kPa 

Pkmax=（700+1749.6）/6²+1527.68/25.49=127.97kPa；

Pkmin=（700＋1749.6）/6²-1527.68/14.75=8.11kPa；

地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

第5.2.4条。

计算公式如下:

fa=fak+εbγ（b-3）+εdγm（d-0.5）

fa--修正后的地基承载力特征值（kN/m2）；

fak--地基承载力特征值，取230.000kN/m2；

εb、εd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数；

γ--基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取22.000kN/m3；

b--基础底面宽度（m），当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取6.000m；    

γm--基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取

22.000kN/m3；

d--基础埋置深度（m）取1.350m；

解得地基承载力设计值：

fa=248.7kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为:

fa=248.7kPa；

 地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=59.75kPa，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

=122.814kPa，满足要求！

7、基础受冲切承载力验算

 依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）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=0.94；

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=1.45m；

am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=（at+ab）/2；am=[1.6+（1.6+2×1.35）]/2=2.95m；

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＝1.6m；

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=1.6+2×1.35=4.3；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=147.38kPa；

Al--冲切验算时取用的部分基底面积；

Al=6.00×（6.00-4.3）/2=5.1m2

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=147.38×4.3=633.73kN。

允许冲切力：

0.7×0.94×1.71×2950.00×1350.00=4481029.35N=4481.02kN>Fl=641.09kN；

 实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

8、承台截面主筋的计算

1）.抗弯计算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第8.2.7条。

计算公式如下:

MI=a12[（2l+a'）（Pmax+P-2G/A）+（Pmax-P）l]/12 

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

＝（6.00-1.35）/2=2.33m；

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160.41kN/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＝[6×160.41－2.33×

（160.41－1.2×8.11）]/5=101.89Pa；

G--考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35

×36×6.00×6.00×1.35=2361.96kN；

l--基础宽度，取l=6.00m； 

a--塔身宽度，取a=1.6m； 

a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.6m。

经过计算得MI=1.83²×[（2×6+1.6）×（160.41+101.89-2×2361.96/6.00²）+（160.41-101.89）×6.00]/12=595.69kN·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=595.69×10³/（1.00×19.10×6000×1350²）=0.0029；

ξ=1-（1-2×0.0029）1/2=0.0058；

γs=1-0.0058/2=0.9942；

As=644.05×103/（0.9942×1.35×360.00）=1340.28mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:

6000.00×1350.00×

0.15%=12150.00mm2。

故取As=10125mm2。

配筋值：

HRB300钢筋，20@200mm。

承台底面单向根数27根。

经过计算，29#楼塔吊基础采用5000×5000×1350m的钢筋混凝土，内预埋固定基础的地脚螺栓，满足要求。

（三）22#楼塔吊

1、塔吊的基本参数信息

塔吊型号：

QTZ63（5013），塔吊独立高度H：

40.500m；

塔身宽度B：

1.60m，塔吊基础尺寸：

5.30*5.30*1m，

自重F1：

650.00kN，基础承台厚度Hc：

1m，

最大起重荷载F2：

50.00kN，基础承台宽度Bc：

5.300m，

承台混凝土的保护层厚度：

50mm，承台混凝土强度等级：

C35；

2、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算

塔吊自重（包括压重）F1=600.00kN；

塔吊最大起重荷载F2=50.00kN；

3、塔吊风荷载计算

依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2015）中风荷载体型系数：

地处安徽阜阳，基本风压为ω0=0.45kN/m2；

查表得：

荷载高度变化系数μz=1.02；

挡风系数计算：

φ=[3B+2b+（4B2+b2）1/2]c/（Bb）=[（3×1.60+2×2.5+（4×1.602+2.52）0.5]×0.12/（1.6×2.5）=0.417；

因为是角钢，体型系数μs=2.215；

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=0.7×1.00×2.215×1.02×0.45=0.71kN/m2；

4、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=0.71×0.417×1.6×60×60×0.5=852.68N·m；

Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝630＋852.68＋30×1.5＝1527.68kN·m；

5、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＝25×5.3×5.3×1=702.25kN；

Bc──为基础的底面宽度；

计算得：

e=1527.68/（700+702.25）=1.08m<5.3/3=1.76m；

基础抗倾覆稳定性满足要求！

6、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。

混凝土基础抗倾翻稳定性计算：

e=1.08m<5.3/5.3=1.67m 

地面压应力计算：

Pk＝（Fk+Gk）/APkmax＝（Fk+Gk）/A+Mk/W 

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＝700kN；

Gk──基础自重，

Gk＝702.25kN；

Bc──基础底面的宽度，取Bc=5.3m； 

Mk──倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，

Mk＝1527.68kN·m； 

W──基础底面的抵抗矩，

W=0.118Bc³=0.118×5.33=14.75m3；

不考虑附着基础设计值：

Pk＝（700＋702.25）/5.3²＝56.09kPa 

Pkmax=（700+702.25）/5.3²+1527.68/14.75=159.65kPa；

Pkmin=（700＋702.25）/5.3²-1527.68/14.75=0kPa；

地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

第5.2.4条。

计算公式如下:

fa=fak+εbγ（b-3）+εdγm（d-0.5）

fa--修正后的地基承载力特征值（kN/m2）；

fak--地基承载力特征值，取230.000kN/m2；

εb、εd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数；

γ--基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取22.000kN/m3；

b--基础底面宽度（m），当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取5.000m；    

γm--基础底