平阳万达塔吊基础施工方案业主.docx
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平阳万达塔吊基础施工方案业主
温州平阳万达广场工程
塔吊布置及基础施工方案
编制/日期
审核/日期
审定/日期
中国建筑第二工程局有限公司
温州平阳万达广场项目部
二零一三年六月
一、编制依据……………………………………………………………………………2
二、工程概况……………………………………………………………………………3
三、塔吊布置原则………………………………………………………………………4
四、塔吊参数……………………………………………………………………………4
五、场内塔吊基础设计…………………………………………………………………5
六、场外塔吊基础设计…………………………………………………………………6
七、塔吊基础施工………………………………………………………………………6
八、质量保证措施………………………………………………………………………7
九、安全保证措施………………………………………………………………………8
十、注意事项……………………………………………………………………………8
十一、塔吊基础施工安全应急预案……………………………………………………9
附塔吊计算书
塔吊布置及基础施工方案
一、编制依据
1、本方案编制参照的技术标准如下：
（1）GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》
（2）GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》
（3）GB50300-2001《建筑工程施工质量验收统一标准》
（4）JGJ33-2011《建筑机械使用安全技术规程》
（5）JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》
（6）GB/T50323-2001《建筑工程项目管理规范》
（7）GB50026-2007《工程测量规范》
（8）JGJ59-2011《建筑施工安全检查评分标准》
（9）《施工手册》第五版
（10）GB5144-2006《建筑塔式起重机安全规程》
（11）JGJ46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》
2、本方案编制参照的技术文件及图纸如下：
（1）业主提供的《温州平阳万达广场工程基坑围护图5月9日签字版》
（2）业主提供的《温州平阳万达广场工程基坑围护图5月20日电子版》
（3）业主提供的《温州平阳万达广场工程总平面布置图3月12日电子版》
（4）业主5月20日提供的《温州平阳万达广场工程人防结构扩初0510电子版》
（5）业主5月20日提供的《温州平阳万达广场工程建筑图电子版》
（6）业主提供的《可售住宅桩位图5月12日电子版》
（7）业主岩土工程勘察中间报告（详勘报告纸版）。
3、其它技术文件
（1）杭州科曼萨杰牌建设机械有限公司《10CJ140平头塔式起重机说明书》（即6020型）。
（2）中联重科《5613型塔吊说明书》及《6517型塔吊说明书》。
（3）国家及地方适用的法律、法规及相关标准。
（4）品茗安全计算软件。
二、工程概况
拟建工程位于温州市平阳县鳌江镇，南面规划路，东侧为规划路、西侧为车站大道，北侧为规划路。
总用地面积11.92万平方米（用地红线内面积），总建筑面积55万平方米（其中地上建筑面积40.5万平方米，地下建筑面积14.5万平方米）。
本项目包括9幢32层住宅楼、2-5层商业用房，地下室2层。
住宅楼结构类型为框剪结构，商业用房结构类型为框架结构。
本工程±0.000为85高程+5.300米，场内道路完成面相对标高为-0.700米。
本工程每栋住宅各布置一台塔吊，九栋住宅共9台塔吊，大商业布置5台塔吊，地下室施工阶段因基坑北侧为重力坝区域，需在场外另增加一台辅助塔吊用于喂料，待地下室施工完毕后，拆除场外的辅助塔吊。
本工程地下室施工阶段共布置15台塔吊，具体塔吊型号、数量见下表：
表一：
塔吊型号及数量
序号
塔吊型号
数量
1
CJ140型（即6020型），大臂60米
8台
2
5613型，大臂56米
5台
3
6517型，大臂65米
2台
地下室施工阶段塔吊平面布置图，见图一：
三、塔吊布置原则
本工程塔吊平面布置充分考虑到各塔吊覆盖范围、群塔作业施工、工程桩施工、避开地下室变电及密闭通道等人防区域、劳务分包的利益、地下两道支撑的施工、塔吊附墙、后期塔吊拆除及基坑安全性等综合因素。
1、认真贯彻国家及地方政府对工程建设和各项方针和政策，严格执行工程建设程序。
遵循建筑施工工艺及其技术规律，坚持合理的施工程序和顺序。
2、科学地确定施工方案，合理布置塔吊数量及位置，基本消灭死角。
使塔吊的使用情况和使用费用达到最优化，塔吊相互之间不干涉（不碰臂）。
3、指导现场塔吊基础施工、塔吊安装施工和拆除施工，以高效、安全、保质为编制线路，便于安装和拆卸，便于材料的运输。
四、塔吊技术参数
表二：
CJ140型塔吊技术参数
型号
CJ140（即6020型）
制造单位
杭州
额定起重量
10T
独立高度
63.1米
自重
133T
最大安装高度
130米
塔吊倾覆力矩
3612KN.M
备注
独立高度时，塔机总重93.7T，最大安装高度时，塔机重约133T
60M
表三：
5613型塔吊技术参数
型号
5613型
制造单位
中联
额定起重量
6T
独立高度
40.5米
自重
约130T
最大安装高度
130米
塔吊倾覆力矩
1693KN.M
备注
塔机安装至最大安装高度时，其自重约130T
60M
表四：
6517型塔吊技术参数
型号
6517型
制造单位
中联
额定起重量
10T
独立高度
52米
自重
约90T
最大安装高度
52米
塔吊倾覆力矩
2587KN.M
备注
60M
注：
（1）为了满足塔吊正常工作，塔吊必须配备专用二级电箱，项目根据塔吊的定位对塔吊电箱合理布置，塔吊专用电箱距塔吊中心不得大于3m。
（2）塔吊正常工作所需的电容量为76.5KVA。
五、坑内塔吊基础设计
本工程除T15（辅助塔吊外），其余塔吊均布置在基坑内，塔吊基础形式均采用混凝土灌注桩+格构柱+混凝土承台基础形式。
根据温州龙湾万达广场塔吊基础施工经验及塔吊安装的经验，我司对本工程的塔吊基础作如下设计：
1、钻孔灌注桩混凝土强度等级为C40，桩径1000mm，桩间距为2500mm，桩长约为65m，以⑤3圆砾层为持力层，桩端入持力层长度不小于1倍的桩径。
混凝土浇筑时浮浆高度不小于2米。
桩顶伸入底板100mm。
负一层区域的塔吊桩桩顶标高-6.150米，负二层区域的塔吊桩桩顶标高为-11.40米。
2、承台混凝土强度等级为C35，承台尺寸为4000mm×4000mm×1400mm（长×宽×厚）
3、负一层区域塔吊承台顶面标高为±0.000米。
4、负二层区域塔吊承台顶面标高为-3.850米。
（即黄海标高+1.450米）
5、单根格构钢柱由4∠140×14加-12×200×420缀板组成，柱截面尺寸460mm×460mm，锚入钻孔灌注桩3m，缀板采用材料为-12×200×420，在柱两头各留30mm作为焊缝位置。
格构钢柱缀板中心间距300mm。
6、组成支架的四根格构柱方向必须一致，在插入灌注桩时校正准确。
7、在焊接格构支架的斜撑和横撑时，为了增加焊缝长度保证焊缝质量，设计在钢柱和撑条之间垫设钢板，垫板厚12mm。
斜撑和横撑采用16#b槽钢。
8、每根钢格构柱的顶部埋入塔吊承台内700mm,且与承台内塔吊基础固定支脚焊接。
9、格构钢支架的制作采用逆做的施工方法，即开挖时，每开挖到一横撑节点标高，立即进行该撑段的横撑和斜撑焊接，必须确保焊接质量，严禁拖延时间，造成结构失稳。
10、塔吊基础加固
温州土质较差，为淤泥土质，结合我司温州龙湾万达广场施工经验，加之本工程住宅楼高达100米，为此需对塔吊桩进行高压旋喷加固。
塔吊基础四周采用￠700@550的高压旋喷加固，水泥掺量为30%，面积为7850×7850㎜，深度按5米考虑，见下图：
六、场外辅助塔吊基础设计
因地下室施工阶段，2#住宅、3#住宅塔吊均没有料场，为此需在场地外另增加一台辅助塔吊T15（5613型），15#塔吊基础采用四桩+承台基础，桩长为70米，桩标号为C40，承台尺寸为4米×4米×1.4米，承台标号为C40，具体见15#塔吊基础施工图。
七、塔吊基础施工
1、施工准备
（1）基础定位线已经测量员放出，经监理复核确认。
（2）材料与机械已到位，并经过监理审核确认。
（3）桩质量已经质检部门检查并通过，机械检测已完成，并检测合格。
（4）安全技术交底已完成，接受交底人已签字。
（5）现场施工作业面已完全具备，周围障碍物已清除。
（6）电力准备已完成，已具备满足塔吊基础施工要求的能力。
（7）特种工种操作人员上岗证已经过监理审批。
（8）塔吊安装队伍已进场，并已做好前期的施工沟通工作，进行塔吊基础锚脚的预埋准备工作。
（9）基坑内积水抽排准备已完成。
2、施工措施
（1）灌注桩施工方法
①使用3PNL泥浆泵完成一次正循环清孔工作，确保泥浆比重和粘度达到预定目标，孔底沉淤厚度达到预定标准；
②使用BXI-400F型电焊机手工焊接完成钢筋笼半成品和成品的分阶段焊接制作，钢筋定尺长度控制在8米或9米，以便将成型后的钢筋笼长度控制在9米左右，便于吊装。
然后采用定位钢筋（吊筋）和定位吊环固定于孔口；
③终孔后钻机慢速空转，破碎沉渣一次清孔，灌注前导管反复活动二次清孔替浆，利用φ258导管回顶法灌注水下混凝土，采用砼自重。
④灌注桩施工产生的废泥浆在现场集中暂存，并及时清运到合法地点排放处置。
（2）钻孔灌注桩+格构柱+承台基础施工
①钻孔灌注桩同本工程工程桩同时施工或先于工程桩施工。
②灌注桩、格构柱施工完毕后进行塔吊基础基坑土方开挖，开挖按照1：
0.7放坡。
③根据塔吊施工队伍提供的预埋铁布置详图，精确定位后，布置预埋铁，保证位置及表面平整度准确。
标高相对误差控制在2mm以内。
④按设计基础图进行钢筋绑扎，支模加固后，进行C40混凝土浇筑。
基础配筋见塔吊基础详图。
⑤格构柱穿地下室底板处做4厚止水钢板。
止水钢板与格构柱满焊。
八、质量控制措施
1、严格执行技术交底制度，做到交底到人，使每一个施工人员明确施工工艺。
2、基础施工前按塔机基础设计及施工方案做好准备工作，必要时塔机基础的基坑采取支护及降水排水措施。
3、基础钢筋绑扎后和预埋件安装后，按设计要求检查验收，合格后方可浇捣混凝土，浇捣中不得碰撞、移位钢筋或预埋件，混凝土浇筑合格后及时保湿养护。
基础四周应回填土方并夯实。
4、基础混凝土施工中，在基础顶面四角作好沉降及位移观测点，并作好原始记录，塔机安装后定期观测并记录，沉降量和倾斜量不超过规范要求。
5、吊装组合式基础的格构式钢柱时，垂直度和上端偏位值不大于规范要求。
格构式钢柱分肢位于灌注桩的钢筋笼内且与灌注桩主筋焊接牢固。
6、严格控制预埋铁的安放位置及标高。
钢筋布置及钢筋型号满足要求。
7、将接地电阻（R≤4Ω）一端与基础节上点焊好，另一端与插于土层里的钎子连接。
8、做好钢筋及预埋件的隐蔽验收，并经过监理审核合格后方可进行混凝土的浇筑工作。
九、安全文明控制措施
1、施工人员必须经过安全文明教育。
坚持以“安全第一，预防为主”的方针，确定安全生产责任。
2、严格按照方案作好围护和支撑加固工作，并经施工员，安全员检查通过后方可施工，基础四周搭设1200mm高围护栏杆，并布置警示牌。
夜间加设红灯标志。
3、基坑开挖时，挖机旋转半径以内不得有人。
基坑边1米范围内不得堆土、堆卸材料和机具。
4、落实安全生产责任制和各项安全管理制度。
坚持管生产必须管安全的原则，把安全措施贯穿到拆除的全过程中去。
5、各种垃圾有序堆放，并做好防尘处理。
6、未尽事宜按照国家规范、规定及公司有关安全规程、规定执行。
十、注意事项
1、四个支腿的上面必须用水准仪校平，平面度误差不超过1/1000。
2、做好基础的施工检查记录，预埋件位置要准确，在砼灌注前灌注中灌注后仔细复核四个支腿的埋置尺寸，确保上部结构的顺利安装。
3、基础顶面要用水泥砂浆找平，用水准仪器校平，平面度误差不超过1/500。
4、基础周围应修筑边坡和排水设施，并应与基坑保持一定安全距离。
5、塔吊格构柱焊接必须是专业焊工焊接，焊缝必须满足设计要求。
6、基坑开挖中要保护好组合式基础格构式钢柱。
开挖到设计标高后，立即浇筑工程混凝土基础的垫层，格构式钢柱在底板厚度的中央位置，在分肢型钢上焊接止水钢板。
十一、塔吊基础施工应急措施
1、塔吊基础格构柱斜撑采用随挖随焊，焊完再挖的方式，挖至一个斜撑的操作面即进行浮浆凿除，斜撑焊接，次斜撑焊接完毕后继续挖土至下一道斜撑的操作面，重复上一步骤。
以保证格构柱的稳定。
2、塔吊基础周围挖土时采用四周同时卸土的方式，以避免塔吊基础因四周受土体应力不同出现偏斜的危险。
3、塔吊格构柱焊接期间，塔吊须停止使用。
4、塔吊基础格构柱焊接须由专业的钢结构焊接队伍进行，施工人员必须持证上岗。
5、对焊接施工人员进行技术交底，交底应详尽。
6、焊接后须经过监理验收后方可进行下一工序。
7、塔吊格构柱焊接及土方开挖过程中加强对塔吊的监测，并将监测数据绘制成表格记录，及时报技术部，以便及时处理可能出现的问题。
8、监测数据出现异常时，立即停止现场格构柱焊接及土方开挖施工，并及时将现场人员进行疏散，以免发生危险。
9、地下室底板浇注完毕并达到70%强度之前，塔吊载重量根据说明书进行0.5倍折减。
10、每台塔吊配置一名持上岗证书并有丰富经验的塔吊指挥人员，每三台塔吊配置一名总指挥。
塔吊计算书（6020型）
1、塔吊基本参数
塔吊型号：
QZT80A（6020）；标准节长度b：
5m；
塔吊自重Gt：
1330kN；塔吊地脚螺栓性能等级：
普通8.8级；
最大起重荷载Q：
100kN；塔吊地脚螺栓的直径d：
36mm；
塔吊起升高度H：
130m；塔吊地脚螺栓数目n：
16个；
塔身宽度B:
1.6m；
2、格构柱基本参数
格构柱计算长度lo：
6.15m；格构柱缀件类型：
缀板；
格构柱缀件节间长度a1：
0.3m；格构柱分肢材料类型：
L140x14；
格构柱基础缀件节间长度a2：
1.5m；格构柱钢板缀件参数:
宽200mm，厚12mm；
格构柱截面宽度b1：
0.46m；格构柱基础缀件材料类型：
16b槽钢；
3、基础参数
桩中心距a：
2.5m；桩直径d：
1.0m；
桩入土深度l：
65m；桩型与工艺：
泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩；
桩混凝土等级：
C40；桩钢筋型号：
RRB400；
桩钢筋直径：
22mm；
承台宽度Bc：
4m；承台厚度h：
1.4m；
承台混凝土等级为：
C40；承台钢筋等级：
RRB400；
承台钢筋直径：
25；承台保护层厚度:
50mm；
承台箍筋间距：
250mm；
4、塔吊计算状态参数
地面粗糙类别：
A类近海或湖岸区；风荷载高度变化系数：
0.5；
主弦杆材料：
角钢/方钢；主弦杆宽度c：
250mm；
工作状态：
所处城市：
浙江温州市，基本风压ω0：
0.6kN/m2，
额定起重力矩Me：
1105kN·m；基础所受水平力P：
30kN；
塔吊倾覆力矩M：
3612kN·m；
工作状态下荷载计算
一、塔吊受力计算
1、塔吊竖向力计算
承台自重：
Gc=25×Bc×Bc×h=25×4.00×4.00×1.40=560.00kN；
作用在基础上的垂直力：
Fk=Gt+Gc+Q=1330.00+560.00+100.00=1990.00kN；
2、塔吊倾覆力矩
总的最大弯矩值Mkmax=3612.00kN·m；
3、塔吊水平力计算
挡风系数计算：
φ=（3B+2b+（4B2+b2）1/2c/Bb）
挡风系数Φ=0.65；
水平力：
Vk=ω×B×H×Φ+P=0.60×1.60×130.00×0.65+30.00=110.87kN
4、每根格构柱的受力计算
作用于承台顶面的作用力：
Fk=1990.00kN；
Mkmax=3612.00kN·m；
Vk=110.87kN；
图中x轴的方向是随时变化的，计算时应按照倾覆力矩Mmax最不利方向进行验算。
（1）、桩顶竖向力的计算
Nik=（F+G）/n±Myyi/Σyj2；
式中：
n－单桩个数，n=4；
F－作用于桩基承台顶面的竖向力标准值；
G－桩基承台的自重标准值；
My－承台底面的弯矩标准值；
yj－单桩相对承台中心轴的Y方向距离；
Nik－单桩桩顶竖向力标准值；
经计算得到单桩桩顶竖向力标准值
最大压力：
Nkmax=Fk/4+（Mkmax×a×2-0.5）/（2×（a×2-0.5）2）=1990.00/4+（3612.00×2.50×2-0.5）/（2×（2.50×2-0.5）2）=1519.13kN；
最小压力：
Nkmin=Fk/4-（Mkmax×a×2-0.5）/（2×（a×2-0.5）2）=1990.00/4-（3612.00×2.50×2-0.5）/（2×（2.50×2-0.5）2）=-524.13kN；
需要验算桩基础抗拔力。
（2）、桩顶剪力的计算
V0=1.2V/4=1.2×110.87/4=33.26kN；
二、塔吊与承台连接的螺栓验算
1、螺栓抗剪验算
每个螺栓所受剪力：
Nvb=nvπd2fvb/4=1×3.14×36.002×320/4=325.72kN；
Nv=1.2Vk/n=1.2×110.87/16=8.32kN<325.72kN；
螺栓抗剪强度满足要求。
2、螺栓抗拉验算
n1×Nt=Nmin
其中：
n1－塔吊每一个角上螺栓的数量，n1=n/4；
Nt－每一颗螺栓所受的力；
Ntb=πde2ftb/4=3.14×32.252×400/4=326.69kN；
Nt=1.2Nkmin/n1=1.2×524.13/4.00=157.24kN<326.69kN；
螺栓抗拉强度满足要求。
3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算
（（Nv/Nvb）2+（Nt/Ntb）2）1/2≤1
其中：
Nv、Nt－一个普通螺栓所承受的剪力和拉力；
Nvb、Ntb、Ncb－一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值；
（（Nv/Nvb）2+（Nt/Ntb）2）0.5=（（8.32/325.72）2+（157.24/326.69）2）0.5=0.48；
螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。
三、承台验算
1、承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.1条。
Mx=∑Niyi
My=∑Nixi
其中Mx,My－计算截面处XY方向的弯矩设计值；
xi,yi－单桩相对承台中心轴的XY方向距离，取（a-B）/2=（2.50-1.60）/2=0.45m；
Ni1－单桩桩顶竖向力设计值；
经过计算得到弯矩设计值：
Mx=My=2×0.45×1379.13×1.2=1489.46kN·m。
2、螺栓粘结力锚固强度计算
锚固深度计算公式:
h≥N/πd[fb]
其中N－锚固力，即作用于螺栓的轴向拉力，N=157.24kN；
d－楼板螺栓的直径，d=36mm；
[fb]－楼板螺栓与混凝土的容许粘接强度，[fb]=1.57N/mm2；
h－楼板螺栓在混凝土楼板内的锚固深度，经过计算得到h≥157.24×103/（3.14×36.00×1.57）=885.54mm；
构造要求：
h≥792.00mm；
螺栓在混凝土承台中的锚固深度要大于885.54mm。
3、承台截面主筋的计算
依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.2条受弯构件承载力计算。
αs=M/（α1fcbh02）
ζ=1-（1-2αs）1/2
γs=1-ζ/2
As=M/（γsh0fy）
式中：
αl－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,期间按线性内插法得1.00；
fc－混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2；
ho－承台的计算高度ho=1400.00-50.00=1350.00mm；
fy－钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2；
经过计算得：
αs=1489.46×106/（1.000×16.700×4.000×103×（1350.000）2）=0.012；
ξ=1-（1-2×0.012）0.5=0.012；
γs=1-0.012/2=0.994；
Asx=Asy=1489.46×106/（0.994×1350.000×360）=3083.709mm2；
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
1400×4000×0.15%=8400mm2；
配筋值：
RRB400钢筋，25@150。
承台底面单向根数27根。
实际配筋值8836.2mm2。
4、承台斜截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.10条。
桩对矩形承台的最大剪切力为V=1822.95kN。
我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：
V≤βhsαftb0h0
其中，b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=4000.00mm；
λ－计算截面的剪跨比，λ=a/ho，此处，a=（2500.00-1600.00）/2=450.00mm，
当λ<0.25时，取λ=0.25；当λ>3时,取λ=3，得λ=0.33；
βhs──受剪切承载力截面高度影响系数，当h0＜800mm时，取h0=800mm，h0＞2000mm时，取h0=2000mm，其间按内插法取值，βhs=（800/1350）1/4=0.877；
α──承台剪切系数，α=1.75/（0.333+1）=1.312；
ho－承台计算截面处的计算高度，ho=1400.00-50.00=1350.00mm；
1822.95kN≤0.88×1.312×1.57×4000×1350/1000=9762.97kN；
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！
四、单肢格构柱截面验算
1、格构柱力学参数
L140x14
A=37.57cm2i=4.28cmI=688.81cm4z0=3.98cm
每个格构柱由4根角钢L140x14组成，格构柱力学参数如下：
Ix1=[I+A×（b1/2－z0）2]×4=[688.81+37.57×（46.00/2-3.98）2]×4=57120.59cm4；
An1=A×4=37.57×4=150.28cm2；
W1=Ix1/（b1/2-z0）=57120.59/（46.00/2-3.98）=3003.19cm3；
ix1=（Ix1/An1）0.5=（57120.59/150.28）0.5=19.50cm；
2、格构柱平面内整体强度
Nmax/An1=1822.95×103/（150.28×102）=121.30N/mm2格构柱平面内整体强度满足要求。
3、格构柱整体稳定性验算
L0x1=a2=1.50m；
λx1=L0x1×102/ix1=1.50×102/19.50=7.69；
单肢缀板节间长度：
a1=0.30m；
λ1=L1/iv=30.00/
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