塔吊基础方案.docx
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塔吊基础方案
融园塔吊基础施工方案
编制人：
审核人：
审批人：
融园1#、2#、3#、5#塔吊基础施工方案
第一节工程概况及地质水文条件
融创融园项目工程位置在亚迪路与锦业三路东南角。
由主楼住宅、商铺、地下人防兼地下车库组成。
框架剪力墙结构，地下1层，局部2层；地上22~26层。
总建筑面积88612.93m2（地上建筑面积：
65028.00m2，地下建筑面积23584.93m2），由5栋楼及地下车库组成，层高有4.5米及3.6米，地上建筑为3.3米及标准层3.05米；总高度76.65米。
建设场地东侧、北侧为4层民居房，南侧为施工场地道路，西侧为亚迪路，路边（建筑红线外）有架空高压电缆。
根据中国有色金属工业西安勘察设计研究院有限公司的勘察报告介绍，拟建场地地层自上而下依次为素填土、杂填土、黄土状土、粉质粘土、中砂等。
土层地质的特性表
层号
名称
层厚（m）
层底深度（m）
层底相对标高（m）
地耐力
KPa
①-1
素填土
0.30～4.80m
0.50～5.20m
407.49m～412.88m
/
①-2
杂填土
0.50～5.50m
0.50～5.50m
408.650～413.33m
/
②
黄土状土
6.30～13.50m
11.00～14.90m
398.08～410.69m
150
③
粉质粘土
7.60～19.30m
20.70～35.70m
379.49～391.88m
160
③-1
中砂
1.10～3.10m
23.30～34.160m
378.91～390.08m
220
工程名称：
融创融园
建设单位：
陕西嘉天诚侨房地产开发有限公司
勘察单位：
中国有色金属工业西安勘察设计研究院有限公司
设计单位：
上海颐景建筑设计有限公司
监理单位：
天津广源恒信建设工程项目管理有限公司
施工单位：
中天西北建设投资集团有限公司
第二节编制依据
《中国有色金属工业西安勘察设计研究院有限公司提供的勘察报告》
《POTAINMC120B塔式起重机说明书》
《POTAINMC110A塔式起重机说明书》
《塔式起重机混凝土基础工程技术标准》JGJT187-2019
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
《塔式起重机安全规程》（GB5144-2006）
《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
《建筑施工高处作业安全技术规程》（JGJ80-2016）
《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011
《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012
本工程塔吊施工平面布置图
工程施工组织设计
工程相关图纸
第三节塔吊的选型及平面布置
1、根据本工程的现场周边环境情况（西侧架空高压电缆）、结构特点及施工运力要求，共布置4台塔吊，且全部塔吊大臂离架空高压电缆不得小于3.5m，经查询《POTAINMC120B塔式起重机说明书》、《POTAINMC110A塔式起重机说明书》塔吊说明书，两种型号塔吊仅最长大臂长度不同，其他参数均相同，塔吊性能参数见附图，塔吊具体布置情况如下（详见塔吊平面布置图）：
1#塔吊：
在1#楼南侧外墙外设置一台POTAMC110A，塔吊中心距1#楼01-D轴南4.45m，距01-20轴东6.10m，工作半径40m，预装高度107m；
2#塔吊：
在2#楼南侧外墙外布置一台POTAINMC120B，塔吊中心距2#楼02-17轴西2.55m，距02-A轴南3.575m，工作半径为30m，预装高度98m；
3#塔吊：
在4号楼南侧外墙外布置一台POTAINMC120B，塔吊中心距3#楼3-1轴6.05m，距03-A轴南7.075m，工作半径50m，预装高度107m；
5#塔吊：
在5#楼南侧外墙外布置一台POTAINMC120B，塔吊中心距5#楼05-A轴南6.564m，距05-18轴5.2m，工作半径为50m，预装高度98m；
根据现场实际情况，所有塔吊基础顶面设计同车库止水板底标高平齐，标高分别为：
1#塔吊基础顶标高：
407.190m，底标高：
404.840m，位于②层黄土状土，承载力特征值为150Kpa;
2#塔吊基础顶标高：
407.824m，底标高：
405.474m，位于②层黄土状土，承载力特征值为150Kpa;
3#塔吊基础顶标高：
408.054m，底标高：
405.704m，位于②层黄土状土，承载力特征值为150Kpa;
5#塔吊基础顶标高：
404.090m，底标高：
401.740m，位于②层黄土状土，承载力特征值为150Kpa。
2、塔吊扶墙布置：
（1）根据《POTAINMC120B塔式起重机说明书》、《POTAINMC110A塔式起重机说明书》中扶墙高度要求：
1#塔吊扶墙：
第一附着墙33.15米，主楼标高10层27.59米+5.46=33.05米，小于31.5米；
第二附着墙57.15米，主楼标高17层48.94米+5.46=54.4米，小于57.15米；
第三附着墙81.15米，主楼标高24层70.29米+5.46=75.75米，小于81.15米；
三道扶墙后自由端高度为116-81.15=34.85m，
三道扶墙最高可达75.75+34.85m=110.6m，1#塔吊安装高度为107m，小于110.6。
2#塔吊扶墙：
第一附着墙33.15米，主楼标高9层24.54米+5.19=30.1米，小于33.15米；
第二附着墙57.15米，主楼标高16层67.24米+5.19=72.43米，小于57.15米；
第三附着墙81.15米，主楼标高23层70.29米+5.46=75.48米，小于81.15米；
三道扶墙后自由端高度为116-81.15=34.85m，
三道扶墙最高可达75.48+34.85=110.33m，2#塔吊安装高度为98m，小于110.33m。
3#塔吊扶墙：
第一附着墙33.15米，主楼标高9层24.54米+6.057=30.597米，小于31.15米；
第二附着墙57.15米，主楼标高17层48.94米+6.057=54.997米，小于57.15米；
第三附着墙81.15米，主楼标高22层67.24米+6.057=73.297米，小于81.15米；
三道扶墙后自由端高度为116-81.15=34.85m，
三道扶墙最高可达73.297+34.85m=108.147m，4#塔吊安装高度为107m，小于108.147m。
5#塔吊扶墙：
第一附着墙33.15米，主楼标高8层21.49米+9.41=26.91米，小于33.15米；
第二附着墙57.15米，主楼标高16层45.89米+9.41=55.3米，小于57.15米；
第三附着墙81.15米，主楼标高22层64.19米+9.41=73.6米，小于81.15米；
三道扶墙后自由端高度为116-81.15=34.85m，
三道扶墙最高可达73.6+34.85m=108.45m，5#塔吊安装高度为98m，小于108.45m。
第四节塔吊基础的选型
基础的选型：
根据《POTAINMC120B塔式起重机说明书》《POTAINMC110A塔式起重机说明书》，本工程塔吊基础均采用钢筋砼独立基础，长×宽×高尺寸为6.25m×6.25m×1.35m，采用C40强度等级砼，保证混凝土基础质量。
第五节塔吊基础地基处理
根据塔吊基础位置相对应标高（402.940m～406.840m）地质勘察报告显示:
塔吊基础位于②
黄土状土，该土层厚度6.30～13.50m，层底深度11.00～14.90m，层底标高为398.08～410.69m，承载力特征值为150Kpa。
地基处理：
为进一步加强地基承载力，在垫层底部换填3：
7灰土，0.3m厚，6.75米宽夯实回填至垫层底。
第6节设计验算
计算依据：
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术标准》JGJ/T187-2019
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
一、塔机属性
塔机型号
QTZ80（TC6013A-6）-中联重科
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
44
塔机独立状态的计算高度H（m）
47
塔身桁架结构
角钢
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）
210
起重臂自重G1（kN）
80
起重臂重心至塔身中心距离RG1（m）
15.8
小车和吊钩自重G2（kN）
4.9
小车最小工作幅度RG2（m）
2.5
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）
20
最小起重荷载Qmin（kN）
2.2
最大吊物幅度RQmin（m）
50
最大起重力矩M2（kN·m）
Max[60×20，2.2×50]＝1200
平衡臂自重G3（kN）
80
平衡臂重心至塔身中心距离RG3（m）
6.8
平衡块自重G4（kN）
34.5
平衡块重心至塔身中心距离RG4（m）
13
2、风荷载标准值ωk（kN/m2）
工程所在地
陕西西安市
基本风压ω0（kN/m2）
工作状态
0.2
非工作状态
0.35
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
1.589
非工作状态
1.627
风压等效高度变化系数μz
1.329
风荷载体型系数μs
工作状态
1.95
非工作状态
1.95
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
0.8×1.2×1.589×1.95×1.329×0.2＝0.791
非工作状态
0.8×1.2×1.627×1.95×1.329×0.35＝1.417
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）
210+80+4.9+80+34.5＝409.4
起重荷载标准值Fqk（kN）
60
竖向荷载标准值Fk（kN）
409.4+60＝469.4
水平荷载标准值Fvk（kN）
0.791×0.35×1.6×47＝20.819
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
80×15.8+4.9×20-80×6.8-34.5×13+0.9×（1200+0.5×20.819×47）＝1889.822
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
Fk1＝409.4
水平荷载标准值Fvk'（kN）
1.417×0.35×1.6×47＝37.295
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
80×15.8+4.9×2.5-80×6.8-34.5×13+0.5×37.295×47＝592.683
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＝1.2×409.4＝491.28
起重荷载设计值FQ（kN）
1.4Fqk＝1.4×60＝84
竖向荷载设计值F（kN）
491.28+84＝575.28
水平荷载设计值Fv（kN）
1.4Fvk＝1.4×20.819＝29.147
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.2×（80×15.8+4.9×20-80×6.8-34.5×13）+1.4×0.9×（1200+0.5×20.819×47）＝2571.851
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.2Fk'＝1.2×409.4＝491.28
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.4Fvk'＝1.4×37.295＝52.213
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.2×（80×15.8+4.9×2.5-80×6.8-34.5×13）+1.4×0.5×37.295×47＝1567.506
三、基础验算
基础布置图
基础布置
基础长l（m）
6.25
基础宽b（m）
6.25
基础高度h（m）
1.35
基础参数
基础混凝土强度等级
C40
基础混凝土自重γc（kN/m3）
24
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）
50
地基参数
地基承载力特征值fak（kPa）
150
基础宽度的地基承载力修正系数ηb
0.3
基础埋深的地基承载力修正系数ηd
1.6
基础底面以下的土的重度γ（kN/m3）
17.9
基础底面以上土的加权平均重度γm（kN/m3）
17.9
基础埋置深度d（m）
1.35
修正后的地基承载力特征值fa（kPa）
190.454
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=6.25×6.25×1.35×24=1265.625kN
基础及其上土的自重荷载设计值：
G=1.2Gk=1.2×1265.625=1518.75kN
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）
=80×15.8+4.9×20-80×6.8-34.5×13+0.9×（1200+0.5×20.819×47/1.2）
=1816.435kN·m
Fvk''=Fvk/1.2=20.819/1.2=17.349kN
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×（80×15.8+4.9×20-80×6.8-34.5×13）+1.4×0.9×（1200+0.5×20.819×47/1.2）
=2469.109kN·m
Fv''=Fv/1.2=29.147/1.2=24.289kN
基础长宽比：
l/b=6.25/6.25=1≤1.1，基础计算形式为方形基础。
Wx=lb2/6=6.25×6.252/6=40.69m3
Wy=bl2/6=6.25×6.252/6=40.69m3
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=1889.822×6.25/（6.252+6.252）0.5=1336.306kN·m
Mky=Mkl/（b2+l2）0.5=1889.822×6.25/（6.252+6.252）0.5=1336.306kN·m
1、偏心距验算
（1）、偏心位置
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
=（469.4+1265.625）/39.062-1336.306/40.69-1336.306/40.69=-21.265<0
偏心荷载合力作用点在核心区外。
（2）、偏心距验算
偏心距：
e=（Mk+FVkh）/（Fk+Gk）=（1889.822+20.819×1.35）/（469.4+1265.625）=1.105m
合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离：
a=（6.252+6.252）0.5/2-1.105=3.314m
偏心距在x方向投影长度：
eb=eb/（b2+l2）0.5=1.105×6.25/（6.252+6.252）0.5=0.782m
偏心距在y方向投影长度：
el=el/（b2+l2）0.5=1.105×6.25/（6.252+6.252）0.5=0.782m
偏心荷载合力作用点至eb一侧x方向基础边缘的距离：
b'=b/2-eb=6.25/2-0.782=2.343m
偏心荷载合力作用点至el一侧y方向基础边缘的距离：
l'=l/2-el=6.25/2-0.782=2.343m
b'l'=2.343×2.343=5.491m2≥0.125bl=0.125×6.25×6.25=4.883m2
满足要求！
2、基础底面压力计算
荷载效应标准组合时，基础底面边缘压力值
Pkmin=-21.265kPa
Pkmax=（Fk+Gk）/3b'l'=（469.4+1265.625）/（3×2.343×2.343）=105.32kPa
3、基础轴心荷载作用应力
Pk=（Fk+Gk）/（lb）=（469.4+1265.625）/（6.25×6.25）=44.417kN/m2
4、基础底面压力验算
（1）、修正后地基承载力特征值
fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）
=150.00+0.3×17.9×（6-3）+1.6×17.9×（1.35-0.5）=190.45kPa
（2）、轴心作用时地基承载力验算
Pk=44.417kPa≤fa=190.454kPa
满足要求！
（3）、偏心作用时地基承载力验算
Pkmax=105.32kPa≤1.2fa=1.2×190.454=228.545kPa
满足要求！
5、基础抗剪验算
基础有效高度：
h0=h-δ=1350-（50+25/2）=1288mm
X轴方向净反力：
Pxmin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（469.400/39.063-（1816.435+17.349×1.350）/40.690）=-44.820kPa
Pxmax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（469.400/39.063+（1816.435+17.349×1.350）/40.690）=77.264kPa
假设Pxmin=0,偏心安全，得
P1x=（（b+B）/2）Pxmax/b=（（6.250+1.600）/2）×77.264/6.250=48.522kPa
Y轴方向净反力：
Pymin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（469.400/39.063-（1816.435+17.349×1.350）/40.690）=-44.820kPa
Pymax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（469.400/39.063+（1816.435+17.349×1.350）/40.690）=77.264kPa
假设Pymin=0,偏心安全，得
P1y=（（l+B）/2）Pymax/l=（（6.250+1.600）/2）×77.264/6.250=48.522kPa
基底平均压力设计值：
px=（Pxmax+P1x）/2=（77.264+48.522）/2=62.893kPa
py=（Pymax+P1y）/2=（77.264+48.522）/2=62.893kPa
基础所受剪力：
Vx=|px|（b-B）l/2=62.893×（6.25-1.6）×6.25/2=913.918kN
Vy=|py|（l-B）b/2=62.893×（6.25-1.6）×6.25/2=913.918kN
X轴方向抗剪：
h0/l=1288/6250=0.206≤4
0.25βcfclh0=0.25×1×19.1×6250×1288/1000=38438.75kN≥Vx=913.918kN
满足要求！
Y轴方向抗剪：
h0/b=1288/6250=0.206≤4
0.25βcfcbh0=0.25×1×19.1×6250×1288/1000=38438.75kN≥Vy=913.918kN
满足要求！
6、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
HRB400Φ25@120
基础底部短向配筋
HRB400Φ25@120
基础顶部长向配筋
HRB400Φ25@120
基础顶部短向配筋
HRB400Φ25@120
1、基础弯距计算
基础X向弯矩：
MⅠ=（b-B）2pxl/8=（6.25-1.6）2×62.893×6.25/8=1062.43kN·m
基础Y向弯矩：
MⅡ=（l-B）2pyb/8=（6.25-1.6）2×62.893×6.25/8=1062.43kN·m
2、基础配筋计算
（1）、底面长向配筋面积
αS1=|MⅡ|/（α1fcbh02）=1062.43×106/（1×19.1×6250×12882）=0.005
ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×0.005）0.5=0.005
γS1=1-ζ1/2=1-0.005/2=0.997
AS1=|MⅡ|/（γS1h0fy1）=1062.43×106/（0.997×1288×360）=2297mm2
基础底需要配筋：
A1=max（2297，ρbh0）=max（2297，0.0015×6250×1288）=12075mm2
基础底长向实际配筋：
As1'=26057.22mm2≥A1=12075mm2
满足要求！
（2）、底面短向配筋面积
αS2=|MⅠ|/（α1fclh02）=1062.43×106/（1×19.1×6250×12882）=0.005
ζ2=1-（1-2αS2）0.5=1-（1-2×0.005）0.5=0.005
γS2=1-ζ2/2=1-0.005/2=0.997
AS2=|MⅠ|/（γS2h0fy2）=1062.43×106/（0.997×1288×360）=2297mm2
基础底需要配筋：
A2=max（2297，ρlh0）=max（2297，0.0015×6250×1288）=12075mm2
基础底短向实际配筋：
AS2'=26057.22mm2≥A2=12075mm2
满足要求！
（3）、顶面长向配筋面积
基础顶长向实际配筋：
AS3'=26057.22mm2≥0.5AS1'=0.5×26057.22=13028.61mm2
满足要求！
（4）、顶面短向配筋面积
基础顶短向实际配筋：
AS4'=26057.22mm2≥0.5AS2'=0.5×26057.22=13028.61mm2
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HRB40016@480。
五、配筋示意图
基础配筋图
中天西北集团融园项目部
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