005塔吊基础施工方案.docx
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005塔吊基础施工方案
重庆佳兆业滨江四季项目
塔
吊
基
础
施
工
专
项
方
案
2019年9月18日
5.施工工艺及技术要求35
1．编制依据
表1-1相关资料
序号
名称
编号
1
重庆佳兆业滨江四季项目施工图
2
重庆佳兆业滨江四季项目施工组织设计
3
QTZ63型塔吊使用说明书
4
建筑工程施工安全操作规程
5
建筑施工高空作业安全技术规范
JGJ80-2016
6
混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50204-2015
7
大渡口区大渡口组团C分区C42-3号宗地工程地质勘查报告
8
塔式起重机设计规范
GB/T13752-2017
9
建筑地基基础设计规范
DBJ50-047-2016
10
建筑地基基础工程施工质量验收规范
GB5020—2018
11
建筑结构荷载规范
GB50009-2012
12
混凝土结构设计规范
GB50010-2010
13
建筑桩基技术规范
JGJ94-2008
2．工程概况
2.1工程关系
表2-1工程关系
序号
项目
内容
1
工程项目
重庆佳兆业滨江四季项目
2
建设单位
重庆新兆鑫实业有限公司
3
设计单位
上海天华建筑设计有限公司
4
监理公司
重庆康盛监理咨询有限公司
5
地勘单位
中国建筑西南勘察设计研究院有限公司
6
施工总包
重庆中科建设（集团）有限公司
2.2工程位置
本工程位于大渡口区钢花路旁，其北侧为现状新山村街道钢化社区，东临钢花支路及钢花苑小区（本场地红线位置现状为条石挡墙，墙顶为体育场，墙底为钢花苑小区范围），南临钢花小区及重钢武装部，西侧紧邻钢花支路及重庆九五医院。
2.3工程地质
2.3.1现场水文概况
拟建场地属构造剥蚀浅丘斜坡地貌。
场地总体地形北东高南西低。
据设计方案总平面布置及现场踏勘，拟建场区南侧为已废弃的老重钢体育场及重钢武装部，地形坡度大都较为平缓，坡角约1～5°，地面高程一般291～293m，局部地段因旧房屋挡墙及设施未拆除完毕，坡角约45～90°；高层区域现状为周边拆迁房屋的建渣堆填，形成陡坡，坡角约30～65°，地面高程一般296～327m。
场地东侧现状操场与已建重钢·钢花苑小区及已拆迁的重钢武装部之间为条石挡墙，已建重钢·钢花苑小区及已拆迁的重钢武装部地面高程一般278～290m，上下总体高差约3～13m。
拟建场地上覆第四系全新统人工填土（Q4ml）、杂填土（Q4ml）、残坡积（Q4el+dl）粉质黏土，下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组（J2S）砂岩及泥岩、粉砂岩，呈互层分布，岩相变化大。
2.3.2场区条件
本工程1#、2#、8#、9#楼设计桩顶标高292.00m，车库设计桩顶标高294.45m，部分展示区设计桩顶标高为293.20m。
场地已由建设单位安排土石方单位平整。
场内土方按照设计平场图平整，首开区平场存在4个标高，且一部分主楼在轨道保护线内，对施工要求高
2.4建筑结构概况
2.4.1根据设计方案，本项目用地面积约41724m2,总建筑面积约159992m2。
由9栋高层住宅、地下车库及商业用房组成。
高层建筑设计层数13～26F/-2F～-4F，建筑高度39～78m，设计正负零标高316.10/315.10/309.10/303.10m，地下车库设计底板标高292.70～293.50m/306.60m。
商业用房设计层数为2F，建筑高度9m，设计正负零标高292.70m。
设计环境标高280.80～319.05m；幼儿园设计层数3F/-4F，建筑高度39m，设计正负零标高303.60m，地下车库设计底板标高292.70～293.50m。
高层建筑拟采用剪力墙结构；地下车库及商业用房、幼儿园拟采用框架结构；各拟建物拟采用桩基础或独立基础，对沉降敏感。
2.4.2重庆佳兆业滨江四季项目，1#、2#、7#、8#、9#楼为13层住宅结构，4#、5#、6#为19层住宅，3#楼为26层住宅。
9#和展示区地下2层车库、1#、2#、8#楼区域地下4层车库。
3-7#楼区域地下2层车库。
现场预计布置7台塔吊。
由于上部10m左右为回填土，现场塔吊基础拟选用桩基+承台结构。
根据现场实际情况，9#楼塔吊在高边坡上考虑设置4根Φ800桩基+承台的基础形式，其余楼栋设置1根Φ1600桩基+承台的基础。
3．塔吊选择及布置
3.1塔吊布置要求
3.1.1该工程结构施工阶段垂直运输主要满足预制楼梯、钢筋、模板、周转材料等的运输，无其他特殊的要求。
其布置时，塔吊要覆盖预制楼梯堆场、钢筋加工棚、模板加工棚。
3.1.2因本工程场地特殊，塔吊布置要有针对性，以满足施工生产为前提，同时也得考虑成本最小的原则。
3.1.3根据结构阶段各区对垂直运输的需要，塔吊布置靠施工道路边，楼房一侧，方便安装与拆除。
3.1.4塔吊布置在结构一侧，以不影响结构本身施工。
3.1.5塔吊交叉布置，覆盖区域重复，满足塔吊
3.2塔吊选型确定
根据现场实际情况，现场采用7台上回转自升式塔吊；塔吊型号为：
QTZ63型以满足结构施工的垂直运输，见下表。
表3-1各楼塔吊布置表
序号
塔吊编号
主要覆盖区域
塔吊布置位置
塔吊臂长设计
1
TD1
9#、展示区
详见塔吊平面布置图
56m
2
TD2
1#、2#楼
详见塔吊平面布置图
56m
3
TD3
1#、8#楼、展示区
详见塔吊平面布置图
50m
4
TD4
7#、8#楼
详见塔吊平面布置图
50m
5
TD5
3#楼
详见塔吊平面布置图
50m
6
TD6
4#、5#楼
详见塔吊平面布置图
50m
7
TD7
5#、6#楼
详见塔吊平面布置图
50m
3.3塔吊性能参数
表3-2塔吊性能参数
性能
TD（QTZ63）
臂长（m）
50
最大幅度起重量（t）
1.2
最大起重量（t）
6
电压（V）
380
供电功率（KVA）
32.8
标准节高（m）
2.5
吊钩最大自由高度（m）
80
塔基承台顶标高（m）
/
塔吊初始安装高度（m）
35
4．塔吊基础设计
4.1基础设计
表4-1塔吊基础设计参数
1
基础类型
端承桩-承台基础
每个承台设置1根桩
2
桩径
1600mm
3
桩长
15m-25m
主筋30Φ18，螺旋箍φ8@100，加劲箍为Φ16@2000
4
桩嵌入中风化层
3000mm
5000*5000*1500
5
桩主筋锚固
810mm
双层双向Φ20@100支撑勾为Φ14@400
6
承台厚度
1500mm
7
桩强度等级
C30
8
承台强度等级
C30
表4-2塔吊基础设计参数
1
基础类型
端承桩-承台基础
每个承台设置4根桩,9#楼设置
2
桩径
800mm
3
桩长
15m-25m
主筋14Φ18，螺旋箍φ8@100，加劲箍为Φ16@2000
4
桩嵌入中风化层
3000mm
5000*5000*1500
5
桩主筋锚固
810mm
双层双向Φ20@100支撑勾为Φ14@400
6
承台厚度
1500mm
7
桩强度等级
C30
8
承台强度等级
C30
4.2：
塔吊单桩基础的计算书
单桩选取塔吊2作为计算样本依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）。
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、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
一、塔机属性
塔机型号
QTZ63（ZJ5710）-浙江建机
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
40.5
塔机独立状态的计算高度H（m）
47
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B（m）
1.6
二、塔机荷载
1、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）
449
起重荷载标准值Fqk（kN）
60
竖向荷载标准值Fk（kN）
509
水平荷载标准值Fvk（kN）
31
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
1039
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
449
水平荷载标准值Fvk'（kN）
71
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
1668
2、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）
1.35Fk1＝1.35×449＝606.15
起重荷载设计值FQ（kN）
1.35Fqk＝1.35×60＝81
竖向荷载设计值F（kN）
606.15+81＝687.15
水平荷载设计值Fv（kN）
1.35Fvk＝1.35×31＝41.85
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.35Mk＝1.35×1039＝1402.65
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.35Fk'＝1.35×449＝606.15
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.35Fvk'＝1.35×71＝95.85
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.35Mk'＝1.35×1668＝2251.8
三、桩顶作用效应计算
承台布置
承台长l（m）
5
承台宽b（m）
5
承台高度h（m）
1.5
桩直径d（m）
1.6
承台混凝土等级
C30
承台混凝土保护层厚度δ（mm）
50
承台混凝土自重γC（kN/m3）
25
承台上部覆土厚度h'（m）
0
承台上部覆土的重度γ'（kN/m3）
19
基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl（hγc+h'γ'）=5×5×（1.5×25+0×19）=937.5kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.35Gk=1.35×937.5=1265.625kN
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk+Gk）/1=（449+937.5）/1=1386.5kN
2、荷载效应基本组合
轴心竖向力作用下：
Q=（F+G）/1=（606.15+1265.625）/1=1871.775kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度等级
C30
桩基成桩工艺系数ψC
0.9
桩混凝土自重γz（kN/m3）
25
桩混凝土保护层厚度б（mm）
50
桩身有效长度lt（m）
17
桩直径d（m）
1.6
桩身稳定系数φ
1
抗倾覆安全系数k
1.3
承台底标高d1（m）
-3
桩底标高d2（m）
-20
自然地面标高d（m）
0
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
否
桩混凝土类型
钢筋混凝土
桩身普通钢筋配筋
HRB33528Φ28
桩纵向钢筋最小配筋率（%）
0.45
纵向钢筋根数
28
纵向钢筋直径
28
纵向钢筋等级
HRB335
地基属性
地下水位至地表的距离hz（m）
25
是否考虑承台效应
是
承台效应系数ηc
0.1
土名称
土层厚度li（m）
侧阻力特征值qsia（kPa）
端阻力特征值qpa（kPa）
抗拔系数
承载力特征值fak（kPa）
素填土
11
20
2600
0.6
50
强风化岩
2
200
3000
0.8
160
中风化岩
15
240
4000
0.8
330
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：
u=πd=3.14×1.6=5.027m
桩端面积：
Ap=πd2/4=3.14×1.62/4=2.011m2
承载力计算深度：
min（b/2,5）=min（5/2,5）=2.5m
fak=（2.5×50）/2.5=125/2.5=50kPa
承台底净面积：
Ac=（bl-nAp）/n=（5×5-1×2.011）/1=22.989m2
复合桩基竖向承载力特征值：
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap+ηcfakAc=5.027×（8×20+2×200+7×240）+4000×2.011+0.1×50×22.989=19416.892kN
Qk=1386.5kN≤Ra=19416.892kN
满足要求！
2、桩身承载力计算
（1）、轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：
N=Q=1871.775kN
根据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）中的6.3.6条计算
R=φψcfcAp+0.9fy'As'=（1×0.9×14.3×2.011×106+0.9×（300×17241.06））×10-3=31048.989kN
N=1871.775kN≤R=31048.989kN
满足要求！
（2）、偏心受压桩桩身承载力
弯矩设计值：
M0=M+FVh+Nea=2251.8+95.85×1.5+1871.775×0.053=2495.403kN.m
根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）中的附录E.0.4的公式简化计算：
N≤αα1fcAp（1-sin（2πα）/（2πα））+（α-αt）fyAs
M0≤2α1fcAprsin（πα）3/（3π）+fyAsrs（sin（πα）+sin（παt））/π
式中As──纵向钢筋的计算截面面积；
r──桩身截面的半径，取r=0.8m;
rs──纵向钢筋重心所在圆周的半径，取rs=0.736m;
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=0.226;
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，αt=1.25-2α=1.25-2×0.226=0.798;
由以上公式可解得As
实际配筋
As'=17241.06mm2≥Max（As,ρAp）=9047.787mm2
满足要求！
3、桩身抗倾覆计算
倾覆力矩由水平荷载产生
M倾=M+MH=2251.8+95.85×（1.5+0）=2395.575kN.m
抗倾覆力矩由上部荷载产生的抗倾覆力矩M1，与承台自重产生的抗倾覆力矩M2和桩自重产生的倾覆力矩M3构成：
M抗=M1+M2+M3=509×5/2+5×5×1.5×25×5/2+2.011×25×17×5/2=6197.908kN.m
M抗/M倾=6197.908/2395.575=2.587≥k=1.3
满足要求！
五、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB400Φ20@100
承台底部短向配筋
HRB400Φ20@100
承台顶部长向配筋
HRB400Φ20@100
承台顶部短向配筋
HRB400Φ20@100
1、荷载计算
承台有效高度：
h0=1500-50-20/2=1440mm
不计承台自重，在荷载效应基本组合下桩的竖向反力设计值：
N=F=606.15kN,
桩中心至塔身边缘截面距离:
s=B/2=0.8m
M=Ns=606.15×0.8=484.92kN.m
2、承台配筋计算
（1）、承台底面长向配筋面积
αS1=My/（α1fcbh02）=484.92×106/（1×14.3×5000×14402）=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=My/（γS1h0fy1）=484.92×106/（0.998×1440×360）=937mm2
最小配筋率：
ρ=max（0.2,45ft/fy1）=max（0.2,45×1.43/360）=max（0.2,0.179）=0.2%
梁底需要配筋：
A1=max（AS1,ρbh0）=max（937,0.002×5000×1440）=14401mm2
承台底长向实际配筋：
AS1'=16023mm2≥A1=14401mm2
满足要求！
（2）、承台底面短向配筋面积
αS2=Mx/（α2fcbh02）=484.92×106/（1×14.3×5000×14402）=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=Mx/（γS2h0fy1）=484.92×106/（0.998×1440×360）=937mm2
最小配筋率：
ρ=max（0.2,45ft/fy1）=max（0.2,45×1.43/360）=max（0.2,0.179）=0.2%
梁底需要配筋：
A2=max（9674,ρlh0）=max（9674,0.002×5000×1440）=14401mm2
承台底短向实际配筋：
AS2'=16023mm2≥A2=14401mm2
满足要求！
（3）、承台顶面长向配筋面积
承台顶长向实际配筋：
AS3'=16023mm2≥0.5AS1'=0.5×16023=8012mm2
满足要求！
（4）、承台顶面短向配筋面积
承台顶长向实际配筋：
AS4'=16023mm2≥0.5AS2'=0.5×16023=8012mm2
满足要求！
（5）、承台竖向连接筋配筋面积
承台竖向连接筋为双向Φ10@500。
六、塔吊基础示意图
承台配筋图
桩配筋图
基础立面图
4.2.3四桩塔吊基础计算书
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、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
一、塔机属性
塔机型号
QTZ63（TC6013A-6）-中联重科
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
35
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
1、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）
624.5
起重荷载标准值Fqk（kN）
60
竖向荷载标准值Fk（kN）
684.5
水平荷载标准值Fvk（kN）
22.8
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
2152
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
624.5
水平荷载标准值Fvk'（kN）
97
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
2695.1
2、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）
1.35Fk1＝1.35×624.5＝843.075
起重荷载设计值FQ（kN）
1.35Fqk＝1.35×60＝81
竖向荷载设计值F（kN）
843.075+81＝924.075
水平荷载设计值Fv（kN）
1.35Fvk＝1.35×22.8＝30.78
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.35Mk＝1.35×2152＝2905.2
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.35Fk'＝1.35×624.5＝843.075
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.35Fvk'＝1.35×97＝130.95
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.35Mk'＝1.35×2695.1＝3638.385
三、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h（m）
1.5
承台长l（m）
5
承台宽b（m）
5
承台长向桩心距al（m）
3.6
承台宽向桩心距ab（m）
3.6
承台参数
承台混凝土等级
C30
承台混凝土自重γC（kN/m3）
25
承台上部覆土厚度h'（m）
0
承台上部覆土的重度γ'（kN/m3）
19
承台混凝土保护层厚度δ（mm）
50
配置暗梁
否
承台底标高d1（m）
-3.5
基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl（hγc+h'γ'）=5×5×（1.5×25+0×19）=937.5kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.35Gk=1.35×937.5=1265.625kN
桩对角线距离：
L=（ab2+al2）0.5=（3.62+3.62）0.5=5.091m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk'+Gk）/n=（624.5+937.5）/4=390.5kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=（Fk'+Gk）/n+（Mk'+FVk'h）/L
=（624.5+937.5）/4+（2695.1+97×1.5）/5.091=948.447kN
Qkmin=（Fk'+Gk）/n-（Mk'+FVk'h）/L
=（624.5+937.5）/4-（2695.1+97×1.5）/5.091=-167.447kN
2、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：
Qmax=（F'+G）/n+（M'+Fv'h）/L
=（843.075+1265.625）/4+（3638.385+130.95×1.5）/5.091=1280.403kN
Qmin=（F'+G）/n-（M'+Fv'h）/L
=（843.075+1265.625）/4-（3638.385+130.95×1.5）/5.091=-226.053kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩类型
灌注桩
桩直径d（mm）
800
桩混凝土强度等级
C30
桩基成桩工艺系数ψC
0.8
桩混凝土自重γz（kN/m3）
25
桩混凝土保护层厚度б（mm）
50
桩底标高d2（m）
-20
桩有效长度lt（m）
16.5
桩配筋
桩身普通钢筋配筋
HRB40014Φ18
自定义桩身承载力设计值
否
桩身普通钢筋配筋
HRB40014Φ18
桩裂缝计算
钢筋弹性模量Es（N/mm2）
200000
普通钢筋相对粘结特性系数V
1
最大裂缝宽度ωlim（mm）
0.2
裂缝控制等级
三级
地基属性
地下水位至地表的距离hz（m）
20
自然地面标高d（m）
0
是否考虑承台效应
是
承台效应系数ηc
0.1
土名称
土层厚度li（m）
侧阻力特征值qsia（kPa）
端阻力特征值qpa（kPa）
抗拔系数
承载力特征值fak（kPa）
素填土
11
30
500
0.6
90
强风化岩
2
100
1200
0.7
220
中风化岩
12
130
2000
0.7
4010
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：
u=πd=3.14×0.8=2.513m
桩端面积：
Ap=πd2/4=3.14×0.82/4=0.503m2
承载力计算深度：
min（b/2,5）=min（5/2,5）=2.5m
fak=（2.5×9
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