塔吊基础方案.docx
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塔吊基础方案
2#普通商品住宅楼等21项（丰台区亚林西居住区一期（0510-626-627地块）二类居住、综合性商业金融服务业用地（配建现价商品住房））一标段
塔吊基础施工方案
编制；
审核；
审批；
北京东升佳名建筑机械租赁有限公司
一、工程概况
2#普通商品住宅楼等21项（丰台区亚林西居住区一期（0510-626-627地块）二类居住、综合性商业金融服务业用地（配建现价商品住房））一标段工程，位于北京市丰台区亚林西西街，由中国新兴建筑工程总公司承建。
为满足本工程施工需要，本工程布置有1台塔吊进行作业，其中型号为QTZ63E（5510）作业半径为50m，具体位置参见《施工场区平面布置方案》。
矩形板式基础计算书
计算依据：
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
3、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
4、《关于加强建筑起重机械租赁、安装拆卸和使用安全管理的若干意见》杭建监总[2010]33号
5、《关于加强组合式塔机基础制作、安装和使用的若干要求》杭建监总[2012]13号
6、《关于加强组合式塔机基础制作、安装和使用的若干要求》部分条文释义
7、《固定式塔式起重机基础技术规程》DB33/T1053-2008
8、《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010
9、《关于加强建筑起重机械安全管理的若干要求的通知》2013年1月9日
一、塔机属性
塔机型号
QTZ63E
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
40
塔机独立状态的计算高度H（m）
40
塔身桁架结构
圆钢管
塔身桁架结构宽度B（m）
1.6
二、塔机荷载
塔机竖向荷载简图
1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0（kN）
300
起重臂自重G1（kN）
60
起重臂重心至塔身中心距离RG1（m）
22
小车和吊钩自重G2（kN）
3.8
小车最小工作幅度RG2（m）
0
最大起重荷载Qmax（kN）
60
最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax（m）
11.5
最小起重荷载Qmin（kN）
15
最大吊物幅度RQmin（m）
50
最大起重力矩M2（kN·m）
Max[60×11.5，15×50]＝750
平衡臂自重G3（kN）
30
平衡臂重心至塔身中心距离RG3（m）
6.3
平衡块自重G4（kN）
120
平衡块重心至塔身中心距离RG4（m）
11.8
2、风荷载标准值ωk（kN/m2）
工程所在地
北京北京
基本风压ω0（kN/m2）
工作状态
0.2
非工作状态
0.45
塔帽形状和变幅方式
锥形塔帽，小车变幅
地面粗糙度
B类（田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区）
风振系数βz
工作状态
1.584
非工作状态
1.643
风压等效高度变化系数μz
1.271
风荷载体型系数μs
工作状态
1.796
非工作状态
1.618
风向系数α
1.2
塔身前后片桁架的平均充实率α0
0.35
风荷载标准值ωk（kN/m2）
工作状态
0.8×1.2×1.584×1.796×1.271×0.2＝0.694
非工作状态
0.8×1.2×1.643×1.618×1.271×0.45＝1.46
3、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1（kN）
300+60+3.8+30+120＝513.8
起重荷载标准值Fqk（kN）
60
竖向荷载标准值Fk（kN）
513.8+60＝573.8
水平荷载标准值Fvk（kN）
0.694×0.35×1.6×40＝15.546
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
60×22+3.8×50-30×6.3-120×11.8+0.9×（750+0.5×15.546×40）＝859.828
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
Fk1＝513.8
水平荷载标准值Fvk'（kN）
1.46×0.35×1.6×40＝32.704
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
60×22+3.8×0-30×6.3-120×11.8+0.5×32.704×40＝369.08
4、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1（kN）
1.2Fk1＝1.2×513.8＝616.56
起重荷载设计值FQ（kN）
1.4FQk＝1.4×60＝84
竖向荷载设计值F（kN）
616.56+84＝700.56
水平荷载设计值Fv（kN）
1.4Fvk＝1.4×15.546＝21.764
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.2×（60×22+3.8×50-30×6.3-120×11.8）+1.4×0.9×（750+0.5×15.546×40）＝1222.759
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.2Fk'＝1.2×513.8＝616.56
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.4Fvk'＝1.4×32.704＝45.786
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.2×（60×22+3.8×0-30×6.3-120×11.8）+1.4×0.5×32.704×40＝573.712
三、基础验算
基础布置图
基础布置
基础长l（m）
5.5
基础宽b（m）
5.5
基础高度h（m）
1.35
基础参数
基础混凝土强度等级
C35
基础混凝土自重γc（kN/m3）
25
基础上部覆土厚度h’（m）
0
基础上部覆土的重度γ’（kN/m3）
19
基础混凝土保护层厚度δ（mm）
40
地基参数
修正后的地基承载力特征值fa（kPa）
150
软弱下卧层
基础底面至软弱下卧层顶面的距离z（m）
5
地基压力扩散角θ（°）
20
软弱下卧层顶地基承载力特征值fazk（kPa）
130
软弱下卧层顶面处修正后的地基承载力特征值faz（kPa）
326.65
地基变形
基础倾斜方向一端沉降量S1（mm）
20
基础倾斜方向另一端沉降量S2（mm）
20
基础倾斜方向的基底宽度b'（mm）
5000
基础及其上土的自重荷载标准值：
Gk=blhγc=5.5×5.5×1.35×25=1020.938kN
基础及其上土的自重荷载设计值：
G=1.2Gk=1.2×1020.938=1225.125kN
荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力：
Mk''=G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4+0.9×（M2+0.5FvkH/1.2）
=60×22+3.8×11.5-30×6.3-120×11.8+0.9×（750+0.5×15.546×40/1.2）
=666.89kN·m
Fvk''=Fvk/1.2=15.546/1.2=12.955kN
荷载效应基本组合时，平行基础边长方向受力：
M''=1.2×（G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4）+1.4×0.9×（M2+0.5FvkH/1.2）
=1.2×（60×22+3.8×11.5-30×6.3-120×11.8）+1.4×0.9×（750+0.5×15.546×40/1.2）
=981.906kN·m
Fv''=Fv/1.2=21.764/1.2=18.137kN
基础长宽比：
l/b=5.5/5.5=1≤1.1，基础计算形式为方形基础。
Wx=lb2/6=5.5×5.52/6=27.729m3
Wy=bl2/6=5.5×5.52/6=27.729m3
相应于荷载效应标准组合时，同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩：
Mkx=Mkb/（b2+l2）0.5=859.828×5.5/（5.52+5.52）0.5=607.99kN·m
Mky=Mkl/（b2+l2）0.5=859.828×5.5/（5.52+5.52）0.5=607.99kN·m
1、偏心距验算
相应于荷载效应标准组合时，基础边缘的最小压力值：
Pkmin=（Fk+Gk）/A-Mkx/Wx-Mky/Wy
=（573.8+1020.938）/30.25-607.99/27.729-607.99/27.729=8.867kPa≥0
偏心荷载合力作用点在核心区内。
2、基础底面压力计算
Pkmin=8.867kPa
Pkmax=（Fk+Gk）/A+Mkx/Wx+Mky/Wy
=（573.8+1020.938）/30.25+607.99/27.729+607.99/27.729=96.571kPa
3、基础轴心荷载作用应力
Pk=（Fk+Gk）/（lb）=（573.8+1020.938）/（5.5×5.5）=52.719kN/m2
4、基础底面压力验算
（1）、修正后地基承载力特征值
fa=150.00kPa
（2）、轴心作用时地基承载力验算
Pk=52.719kPa≤fa=150kPa
满足要求！
（3）、偏心作用时地基承载力验算
Pkmax=96.571kPa≤1.2fa=1.2×150=180kPa
满足要求！
5、基础抗剪验算
基础有效高度：
h0=h-δ=1350-（40+22/2）=1299mm
X轴方向净反力：
Pxmin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（573.800/30.250-（666.890+12.955×1.350）/27.729）=-7.712kN/m2
Pxmax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（573.800/30.250+（666.890+12.955×1.350）/27.729）=58.927kN/m2
假设Pxmin=0,偏心安全，得
P1x=（（b+B）/2）Pxmax/b=（（5.500+1.600）/2）×58.927/5.500=38.035kN/m2
Y轴方向净反力：
Pymin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（573.800/30.250-（666.890+12.955×1.350）/27.729）=-7.712kN/m2
Pymax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（573.800/30.250+（666.890+12.955×1.350）/27.729）=58.927kN/m2
假设Pymin=0,偏心安全，得
P1y=（（l+B）/2）Pymax/l=（（5.500+1.600）/2）×58.927/5.500=38.035kN/m2
基底平均压力设计值：
px=（Pxmax+P1x）/2=（58.927+38.035）/2=48.481kN/m2
py=（Pymax+P1y）/2=（58.927+38.035）/2=48.481kPa
基础所受剪力：
Vx=|px|（b-B）l/2=48.481×（5.5-1.6）×5.5/2=519.955kN
Vy=|py|（l-B）b/2=48.481×（5.5-1.6）×5.5/2=519.955kN
X轴方向抗剪：
h0/l=1299/5500=0.236≤4
0.25βcfclh0=0.25×1×16.7×5500×1299=29828.287kN≥Vx=519.955kN
满足要求！
Y轴方向抗剪：
h0/b=1299/5500=0.236≤4
0.25βcfcbh0=0.25×1×16.7×5500×1299=29828.287kN≥Vy=519.955kN
满足要求！
6、软弱下卧层验算
基础底面处土的自重压力值：
pc=dγm=1.5×19=28.5kPa
下卧层顶面处附加压力值：
pz=lb（Pk-pc）/（（b+2ztanθ）（l+2ztanθ））
=（5.5×5.5×（52.719-28.5））/（（5.5+2×5×tan20°）×（5.5+2×5×tan20°））=8.77kPa
软弱下卧层顶面处土的自重压力值：
pcz=zγ=5×19=95kPa
软弱下卧层顶面处修正后地基承载力特征值
faz=fazk+ηbγ（b-3）+ηdγm（d+z-0.5）
=130.00+0.30×19.00×（5.50-3）+1.60×19.00×（5.00+1.50-0.5）=326.65kPa
作用在软弱下卧层顶面处总压力：
pz+pcz=8.77+95=103.77kPa≤faz=326.65kPa
满足要求！
7、地基变形验算
倾斜率：
tanθ=|S1-S2|/b'=|20-20|/5000=0≤0.001
满足要求！
四、基础配筋验算
基础底部长向配筋
HRB400Φ22@200
基础底部短向配筋
HRB400Φ22@200
基础顶部长向配筋
HRB400Φ22@200
基础顶部短向配筋
HRB400Φ22@200
1、基础弯距计算
基础X向弯矩：
MⅠ=（b-B）2pxl/8=（5.5-1.6）2×48.481×5.5/8=506.956kN·m
基础Y向弯矩：
MⅡ=（l-B）2pyb/8=（5.5-1.6）2×48.481×5.5/8=506.956kN·m
2、基础配筋计算
（1）、底面长向配筋面积
αS1=|MⅡ|/（α1fcbh02）=506.956×106/（1×16.7×5500×12992）=0.003
ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×0.003）0.5=0.003
γS1=1-ζ1/2=1-0.003/2=0.998
AS1=|MⅡ|/（γS1h0fy1）=506.956×106/（0.998×1299×360）=1086mm2
基础底需要配筋：
A1=max（1086，ρbh0）=max（1086，0.0015×5500×1299）=10717mm2
基础底长向实际配筋：
As1'=10828mm2≥A1=10717mm2
满足要求！
（2）、底面短向配筋面积
αS2=|MⅠ|/（α1fclh02）=506.956×106/（1×16.7×5500×12992）=0.003
ζ2=1-（1-2αS2）0.5=1-（1-2×0.003）0.5=0.003
γS2=1-ζ2/2=1-0.003/2=0.998
AS2=|MⅠ|/（γS2h0fy2）=506.956×106/（0.998×1299×360）=1086mm2
基础底需要配筋：
A2=max（1086，ρlh0）=max（1086，0.0015×5500×1299）=10717mm2
基础底短向实际配筋：
AS2'=10828mm2≥A2=10717mm2
满足要求！
（3）、顶面长向配筋面积
基础顶长向实际配筋：
AS3'=10828mm2≥0.5AS1'=0.5×10828=5414mm2
满足要求！
（4）、顶面短向配筋面积
基础顶短向实际配筋：
AS4'=10828mm2≥0.5AS2'=0.5×10828=5414mm2
满足要求！
（5）、基础竖向连接筋配筋面积
基础竖向连接筋为双向Φ10@500。
五、配筋示意图
基础配筋图
2；塔机基础承台施工
2.1根据该工程地勘报告，塔机位置地基承载力为150kPa可以满足塔机安装要求。
2.2肆台塔机均为预埋支腿固定式，基础配筋图如下
2.3塔机基础承台施工
（1）基础定位、根据建筑结构基础埋置深度，确定基础开挖深度，制作50mm厚C15（砂浆）垫层。
（2）根据施工方便性，当塔机基础下排钢筋绑扎好后，将连接好的预埋支腿吊放在塔基中心线的固定马蹬上固定。
固定马蹬
（3）预埋支腿周围的钢筋数量不得减少或切断，主筋通过预埋支腿（节）有困难时，允许主筋避让。
（4）用水平仪超平，保证预埋后水平面的垂直度≤1.5‰，确认无误后整体浇筑C35混凝土。
（5）埋支腿周围混凝土填充率必须达到95%以上。
（6）混凝土强度达到85%以上方可进行塔机安装，混凝土试压报告交给安装单位一份。
（7）现场总包单位应做好并摇测塔吊接地，接地电阻值要求小于4Ω。
（8）检查塔机基础，收集塔基承台钢筋检测报告、混凝土强度报告等，经验收合格后填写《北京市塔式起重机基础检查记录》。
3、塔吊基础施工
基础底部做褥垫层，和主体结构施工方法一样。
在制作C15混凝土垫层，厚度为100mm。
基础为钢筋混凝土结构，QTZ63E（5510）结构尺寸为5.5×5.5×1.35m
（1）钢筋工程
基础采用上下两层钢筋，上层为HRB400-22双向双列螺纹钢筋并绑扎，下层为双向双列HRB400-22螺纹钢筋，立筋为HRB400-16螺纹钢筋，详见附图1。
（2）模板工程
基础模板采用单排木模板，模板规格为1.2×2m。
（3）混凝土工程
基础混凝土采用C35混凝土，当砼承台强度达到设计强度80%以上，方可进行塔机安装。
（4）安装预埋件
塔机预埋支腿、基础承台、支架安装详见附图2~4。
1.接地
承台制做同时，在其两侧各制做两组接地电阻不大于4Ω的接地体，并引出至承台上平面，在塔机安装前测试接地电阻值。
4、施工步序
1.将塔位基础坑清理放线定位。
2.铺设承台底筋：
长5900mm双向双列Φ20二级螺纹钢筋（先不绑）。
3.摆设预埋支腿固定支架，绑好底筋，安装预埋支腿（或预埋节）。
4.用水平仪测试支腿主角钢上平面，平面度不大于1‰，或用经纬仪双向测试标准节垂直度，其垂直度不大于1‰。
5.安装固定框架及标准节。
6.铺设Φ20二级螺纹钢立筋，上层Φ20双向双列二级螺纹钢筋并绑扎。
7.将预埋支腿（或预埋节）与固定支架焊接加固好。
8.支搭承台外围模板，浇注C35砼。
9.浇注砼同时，复核标准节（或预埋节）的双向垂直度，可用倒链进行调整。
5、设计要求
1.承台下平面边口至坑槽边的水平距离应不小于至坑槽底的垂直距离。
2.砼基础浇注需有同等条件的砼试验报告。
6、质量保证措施
混凝土浇筑过程中，现场必须始终有质控人员值班，对混凝土本身各项指标及浇筑质量进行控制。
质控人员应按要求按数量认真制作标准养护及现场混凝土抗压试块，以同步检测砼的强度。
混凝土基础应坚实平整，成活面无起砂，露石及龟裂现象。
混凝土基础应赶光压实平整，成活面不应有起砂、石子外露、脱皮及龟裂、“烂根”等现象。
7、安全文明施工
钢材、半成品必须按规格码放整齐。
抬运钢筋人员应协调配合、互相呼应。
绑扎钢筋的绑丝头，应弯回至骨架内侧。
使用汽车、罐车运送混凝土时，现场道路应平整坚实，必须设专人指挥，指挥人员应站在车辆侧面。
卸料时，车轮应挡掩。
浇筑作业必须设专人指挥，分工明确。
浇筑人员不得直接在钢筋上踩踏、行走。
向模板内灌注混凝土时，作业人员应协调配合，灌注人员应听从振捣人员指挥。
浇水养护时，不得倒行拉移胶管。
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