塔吊基础专项方案.docx
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塔吊基础专项方案
温州站南商贸城建设工程
塔吊基础施工方案
编制人：
职务（称）
审核人：
职务（称）
审批人：
职务（称）
编制单位：
温州中海建设有限公司
编制时间：
2012年5月3日
施工组织设计（施工方案）报审表
工程名称：
温州站南商贸城建设工程编号：
致：
诸暨市工程建设监理有限公司（监理单位）
我方已根据施工合同的有关规定完成了 塔吊基础施工组织设计（方案）的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。
附：
塔吊基础施工方案（一式四份）
承包单位（章）
项目经理
日期
专业监理工程师审查意见：
监理工程师
日 期
总监理工程师审查意见：
项目监理机构
总监理工程师
日期
注：
本表由承包单位填表，一式四份。
塔吊方案
一、工程概况
1.1基本概况说明
项目名称：
温州站南商贸城建设工程
建设单位：
温州俊奇置业有限公司
设计单位：
华宇高科建筑设计有限公司
勘察单位：
温州工程勘察院有限公司
监理单位：
诸暨市工程建设监理有限公司
施工单位：
温州中海建设有限公司
温州站南商贸城建设工程位于项目位于温州市瓯海区潘桥镇—温州动车南站斜对角，系瓯海区新兴商业核心区域。
基地西侧临城市主干道宁波路，南边为叶焦路，北侧临工业路，东边与规划地块相邻。
基地西北角为温州动车南站。
总建筑面积约为183026.7㎡，地上计容面积为114335.1㎡，地下单独计容面积为19150.9㎡。
容积率为2.997。
基地设两层地下室，其中负一层为大型商业与非机动车停车库，负二层为地下机动车机械车库，地下车库内设附建式人防工程。
本工程地下室二层，塔吊基础标高-3.5m。
1.2方案设计说明
综合考虑安装、拆除、运输成本、施工进度及施工材料的吊装及转运，并根据工程特点，考虑到塔吊附着及整个施工场地覆盖情况本工程共设置6台QTZ63型塔吊，分别为8轴交R轴、23轴交R轴、34轴交1/X轴、39轴交C轴、46轴交1/X、60轴交Q轴附近各一台。
具体详见塔吊平面位置布置图。
塔吊基础采用井字桁架，支承柱钢结构部分为钢格构柱，截面452㎜×452㎜，采用4∠140×12mm角钢制作，钢材等级Q235B，角钢之间用4块420×200×10mm的钢缀板连接，缀板间距500mm，4块160×160×4mm止水板。
井字桁架支承钢柱加焊钢缀板后的外包尺寸480㎜×480㎜；塔吊钢构基础钢板厚度4cm。
1.3设计依据
1、《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008
2、《建筑地基基础设计规范》GB50010-2002
3、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2003
4、《建筑机械使用安全规程》JGJ33/1001-2001
5、《建筑结构荷载规范》GB50009-2002
6、《钢结构设计规范》GB50017-2003
7、《建筑结构静力计算手册》第二版
8、温州工程勘察院有限公司提供的工程地质勘察报告书
9、温州站南商贸城建设工程施工图纸
10、本工程施工组织设计
11、塔吊使用说明书
12、简明施工计算手册
1.4塔吊定位
1.4.1塔吊定位原则
（1）覆盖范围广，尽量满足施工现场工作面的需要，减少工作死角。
（2）尽量避开建筑物的突出部位，减少对施工的影响。
（3）避免影响周围建筑物和企事业单位。
（4）保证塔吊安装和拆除时所必须的场地和工作条件。
（5）尽量保证施工场地物料的堆放、搬运在塔吊工作范围内，减少二次搬运。
（6）由于本工程是群塔作业，基础定位时必须考虑塔吊上部结构的水平安全距离。
1.4.2塔吊整体定位
详见1.2方案设计说明。
1.4.3塔吊基础定位
详见附图塔吊基础定位见下图。
二、塔吊基础设计
2.1塔吊基础设计图
1、钢格构柱的设计
钢格构柱采用四肢等边角钢，通过缀板拼接，详细尺寸见下图A-A、B-B、C-C剖面。
所采用的钢格构柱尺寸、角钢尺寸、缀板尺寸及间距均根据《钢结构设计规范》GB50017-2003要求设计。
塔吊钢构基础立面图
2、塔吊平台截面尺寸为2.6×2.6×0.04m，塔吊基础大样如下图所示：
2.2塔吊基础施工及质量保证措施
2.2.1塔吊基础混凝土机械钻孔灌注桩，将由在现场施工工程桩的施工队伍施工，并按专项施工方案进行操作。
2.2.2考虑到今后塔吊安装方便，施工中有关预埋件需同步进行埋设，并要确保其位置准确性。
2.2.3塔吊基础随同本工程土方开挖施工，并预先施工。
2.2.4进行横（斜）撑焊接，焊接点在缀板上，不得直接焊角钢柱。
2.2.5井型钢构架立柱之水片焊接时，严禁塔吊作业，特该处地下室底板混凝土浇捣完毕后24小时才能作业。
2.2.6吊（插）入桩孔时，应控制钢构柱的垂直于水平二个方向的偏位。
特别需防止浇捣混凝土后钢构柱的偏位（采用模具等定位方法监测）。
2.2.7格构柱锚入桩基中的长度不小于2m，并需增加箍筋和主筋数量，确保焊接质量，本工程桩混凝土等级C30。
2.2.8单肢钢构柱内部需留有足够空间，浇捣混凝土中应采取有效手段保证混凝土的填充率达到95%以上。
2.2.9开挖土方时，塔机钢构柱周围的土方应分层开挖，钢构柱之间的水平与斜撑杆（或柱间支撑），连接板等构件，必须跟随挖土深度而及时设置并焊接。
2.2.10塔吊基础施工过程中控制水平标高，防止基础倾斜。
2.3塔吊基础施工程序
2.4安全保证措施
2.4.1严格遵循《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）和《砼结构工程施工及验收规范》（GB50204-94）的规定进行塔式起重机基础承台的施工。
2.4.3严格遵循《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2002）的有关规定，做好各项施工缝处的防水处理工作，确保地下主体工程的防水性能。
2.4.4塔吊承台施工中，应做好防雷接地及隐蔽交接工作。
2.5应急救援预案
1、应急救援组织结构
抢险总指挥长（项目经理）：
联系电话：
抢救组组长（项目副经理）：
联系电话：
组员：
人员疏散组组长（技术负责人）：
联系电话：
组员（各工种组长）：
排障组组长（安全员）：
联系电话：
组员：
车辆引导员（施工员）：
联系电话：
组员：
2、各机构人员职责和执行任务
（1）指挥长，主要负责事故发生后现场指挥工作，负责调集人员、物资等立即抢险，把人员和物质损失控制在最小限度。
并立即报告项目部经理。
调查事故原因制定整改措施。
（2）抢救组，事故发生后立即开展伤员救护工作，在医疗人员到来前对伤员进行初步医疗护理并运离事故现场，对伤员妥善安置并在医疗人员抵达后帮助医疗人员了解现场人员伤亡情况，以利抢救并辅助搬运伤员。
（3）人员疏散组，主要负责事故发生后疏散与抢险、抢救工作无关人员，指引人员到安全地带，避免扩大伤亡。
（4）排障组，负责事故发生后事故现场的清理工作，为抢救伤员工作扫清障碍，并负责搜救伤员和防止连锁事故。
（5）车辆引导员，负责引导场内车辆为抢险腾出有效空间，同时引导消防和救护车辆进入场地合理布局、有效作业。
3、应急和响应措施
1）事故发生后，最先发现者要立即报告直接领导、主管领导或值班领导。
领导接到报告后，应立即组织对伤亡人员的抢救，采取有效措施控制事态扩大，并逐级向上报告。
2）抢救组首先要了解事故情况以及伤员地点、数量和轻重，然后依情况分组携带必要器械组织救护。
3）人员疏散组立即在组长指挥下奔赴通往事故地点的通道，指挥人员有序行动，并为方便医疗和抢险人员及时进入事故现场维持人员撤离秩序。
4）排障组得到事故信息立即分别组织人员携带器械赶赴现场，搜救被物体压住、掩盖的伤员，同时清理事故现场障碍物，为投入更多抢险人员并进行有效工作提供方便。
同时观察事故现场情况，对于潜在安全隐患及时采取措施进行防护或排除。
5）车辆引导员要时刻注意场内抢险部署，及时引导对抢险和人员撤离有影响的车辆转移到妥善地点，在消防车和救护车赶到现场时引导员指引车辆进入现场。
需要车辆、大型机械辅助抢险时及时联系相关人员。
6）保安组自始至终要维持好现场秩序，禁止无关人员靠近事故现场及消防场地，保护消防设施，制止一切对抢险活动起消极作用的行为。
7）每个抢险小组成员都要明确自己在事故发生时的职责，还应进行预演来检查应急的组织、人员、设施、工具是否能满足抢险的要求。
如有不符合抢险要求的环节和措施应予以纠正。
4、应急预案的装备、防护用品
1）基本装备：
扳手：
清除障碍。
撬棍支撑。
移动电话：
联络通讯。
钳子：
清除障碍。
大绝缘剪：
清除障碍。
铁锹、镐：
清除障碍。
大型照明灯具：
照明。
挥旗：
指挥联络。
索绳：
救护。
特种防护品：
如绝缘鞋、绝缘手套，绝缘电木、千斤顶等；
2）一般性防救护品急救箱、消毒担架、救护绷带止血、包扎、手电筒、温度计、手术剪等。
三、计算书
格构式钢平台基础计算书
一、塔机属性
塔机型号
QTZ63
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）
43
塔身桁架结构
型钢
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）
339
起重臂自重G1（kN）
43.61
起重臂重心至塔身中心距离RG1（m）
22
小车和吊钩自重G2（kN）
2.3
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）
12.4
最小起重荷载Qmin（kN）
10
最大吊物幅度RQmin（m）
120
最大起重力矩M2（kN·m）
Max[60×12.4，10×120]＝1200
平衡臂自重G3（kN）
18.62
平衡臂重心至塔身中心距离RG3（m）
6.3
平衡块自重G4（kN）
139.2
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
浙江温州市
基本风压ω0（kN/m2）
工作状态
0.2
非工作状态
0.6
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
1.59
非工作状态
1.67
风压等效高度变化系数μz
1.32
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
0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.2＝0.79
非工作状态
0.8×1.2×1.67×1.95×1.32×0.6＝2.48
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）
339+43.61+2.3+18.62+139.2＝542.73
起重荷载标准值Fqk（kN）
60
竖向荷载标准值Fk（kN）
542.73+60＝602.73
水平荷载标准值Fvk（kN）
0.79×0.35×1.6×43＝19.02（工作状态风载标准值×塔身平均充实率×井宽×独立高度）
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
43.61×22+2.3×120-18.62×6.3-139.2×11.8+0.9×（1200+0.5×19.02×43）＝923.59
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
Fk1＝542.73
水平荷载标准值Fvk'（kN）
2.48×0.35×1.6×43＝59.72
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
43.61×22-18.62×6.3-139.2×11.8+0.5×59.72×43＝483.53
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＝1.2×542.73＝651.28
起重荷载设计值FQ（kN）
1.4FQk＝1.4×60＝84
竖向荷载设计值F（kN）
651.28+84＝735.28
水平荷载设计值Fv（kN）
1.4Fvk＝1.4×19.02＝26.63
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.2×（43.61×22+2.3×120-18.62×6.3-139.2×11.8）+1.4×0.9×（1200+0.5×19.02×43）＝1397.92
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.2Fk'＝1.2×542.73＝651.28
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.4Fvk'＝1.4×59.72＝83.61
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.2×（43.61×22-18.62×6.3-139.2×11.8）+1.4×0.5×59.72×43＝837.04
三、钢平台计算
钢平台宽b（m）
2.6
钢平台板厚t（mm）
40
塔吊基础节加固杆件截面类型
槽钢
塔吊基础节加固杆件型号
25c号槽钢
钢平台总重Gp1（kN）
6
格构式钢柱总重Gp2（kN）
40
锚栓孔直径R（mm）
36
钢平台与格构柱连接角焊缝焊角尺寸hf1（mm）
10
节点板与格构柱连接角焊缝焊角尺寸hf2（mm）：
8
钢平台单边节点板个数n1
2
节点板厚t1（mm）
16
节点板高h1（mm）
200
节点板宽b1（mm）
75
桩对角线距离：
L=（ab2+al2）0.5=（1.62+1.62）0.5=2.263m
1、钢板强度验算
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：
Qmax1=F/n+M/L=735.276/4+1397.917/2.263=801.546kN
Qmin1=F/n-M/L=735.276/4-1397.917/2.263=-433.908kN
简化钢平台板为单向板（断面扣除2个锚栓孔直径）承载计算,
钢板自重：
q=78.5×t×a=78.5×0.04×0.48=1.507kN/m
M中1=qa2/8+Qmaxa/4=1.507×0.482/8+801.546×0.48/4=96.229kN·m
M中2=qa2/8+Qmina/4=1.507×0.482/8+-433.908×0.48/4=-52.026kN·m
M=96.229kN·m
hc=（Ac×（125+t）+（a-2R）t2/2）/（Ac+（a-2R）t）=（4491×（125+40）+（480-2×36）×402/2）/（4491+（480-2×36）×40）=51.291mm
W=（（a-2R）t3/12+（a-2R）t×（hc-t/2）2+Ix+Ac×（125+t-hc）2）/max（（250+t-hc），hc）=（（480-2×36）×403/12+（480-2×36）×40×（51.291-40/2）2+36904500+4491×（125+40-51.291）2）/max（（250+40-51.291），51.291）=473912.986mm3
σ=M/W=96.229×106/473912.986=203.052N/mm2≤f=215N/mm2
满足要求！
2、焊缝验算
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：
Qmax2=（F+1.35Gp1）/n+M/L=（735.276+1.35×6）/4+1397.917/2.263=803.571kN
Qmin2=（F+1.35Gp1）/n-M/L=（735.276+1.35×6）/4-1397.917/2.263=-431.883kN
钢平台与格构柱连接角焊缝：
hf1=10mm
焊缝长度lw1=4×2×l=4×2×140=1120mm
节点板与钢平台连接采用双面角焊缝：
hf2=8mm
焊缝长度lw2=4×2×n1×b1=4×2×2×75=1200mm
考虑安装焊缝折减系数取0.8
焊缝应力：
σ=Qmin2/（0.8×0.7×（lw1×hf1+lw2×hf2））=431.883×103/（0.8×0.7×（1120×10+1200×8））=37.078N/mm2≤f=160N/mm2
满足要求！
节点板与格构柱连接采用双面角焊缝：
hf2=8mm
焊缝长度lw3=4×2×n1×h1=4×2×2×200=3200mm
考虑安装焊缝折减系数取0.8
焊缝应力：
σ=N/（0.8×0.7×lw3×hf2））=803.571×103/（0.8×0.7×3200×8）=56.053N/mm2≤f=160N/mm2
满足要求！
四、桩顶作用效应计算
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl（hγc+h'γ'）=2.6×2.6×（1×25+0×19）=169kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.2Gk=1.2×169=202.8kN
桩对角线距离：
L=（ab2+al2）0.5=（1.62+1.62）0.5=2.26m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk+Gk+Gp1+Gp2）/n=（602.73+169+6+40）/4=204.432kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=（Fk+Gk+Gp1+Gp2）/n+（Mk+FVkh）/L
=（602.73+169+6+40）/4+（923.59+19.02×7.69）/2.26=677.246kN
Qkmin=（Fk+Gk+Gp1+Gp2）/n-（Mk+FVkh）/L
=（602.73+169+6+40）/4-（923.59+19.02×7.69）/2.26=-268.38kN
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+1.35×（Gp1+Gp2））/n+（M+Fvh）/L
=（735.28+202.8+1.35×（6+40））/4+（1397.92+26.63×7.69）/2.26=958.338kN
Qmin=（F+G+1.35×（Gp1+Gp2））/n-（M+Fvh）/L
=（735.28+202.8+1.35×（6+40））/4-（1397.92+26.63×7.69）/2.26=-458.25kN
五、格构柱计算
格构柱参数
格构柱缀件形式
缀板
格构式钢柱的截面边长a（mm）
480
格构式钢柱计算长度H0（m）
9.65
缀板间净距l01（mm）
500
格构柱伸入灌注桩的锚固长度（m）
2
格构柱分肢参数
格构柱分肢材料
L140X12
分肢材料截面积A0（cm2）
32.51
分肢对最小刚度轴的回转半径iy0（cm）
2.77
格构柱分肢平行于对称轴惯性矩I0（cm4）
603.68
分肢形心轴距分肢外边缘距离Z0（cm）
3.9
分肢材料强度设计值fy（N/mm2）
235
分肢材料抗拉、压强度设计值f（N/mm2）
215
格构柱缀件参数
格构式钢柱缀件材料
424×250×10
格构式钢柱缀件截面积A1x'（mm2）
2500
焊缝参数
角焊缝焊脚尺寸hf（mm）
10
焊缝计算长度lf（mm）
200
焊缝强度设计值ftw（N/mm2）
160
1、格构式钢柱换算长细比验算
整个格构柱截面对X、Y轴惯性矩：
I=4[I0+A0（a/2-Z0）2]=4×[603.68+32.51×（48.00/2-3.90）2]=54952.18cm4
整个构件长细比：
λx=λy=H0/（I/（4A0））0.5=965/（54952.18/（4×32.51））0.5=46.94
分肢长细比：
λ1=l01/iy0=50.00/2.77=18.05
分肢毛截面积之和：
A=4A0=4×32.51×102=13004mm2
格构式钢柱绕两主轴的换算长细比：
λ0max=（λx2+λ12）0.5=（46.942+18.052）0.5=50.29
满足要求！
2、格构式钢柱分肢的长细比验算
λ1=18.05≤min（0.5λ0max，40）=min（0.5×50.29，40）=25.15
满足要求！
3、格构式钢柱受压稳定性验算
λ0max（fy/235）0.5=50.29×（215/235）0.5=48.11
查表《钢结构设计规范》GB50017附录C：
b类截面轴心受压构件的稳定系数：
φ=0.865
Qmax/（φA）=958.34×103/（0.865×13004）=85.2N/mm2≤f=215N/mm2
满足要求！
4、缀件验算
缀件所受剪力：
V=Af（fy/235）0.5/85=13004×215×10-3×（235/235）0.5/85=32.89kN
格构柱相邻缀板轴线距离：
l1=l01+25=50.00+25=75cm
作用在一侧缀板上的弯矩：
M0=Vl1/4=32.89×0.75/4=6.17kN·m
分肢型钢形心轴之间距离：
b1=a-2Z0=0.48-2×0.039=0.4m
作用在一侧缀板上的剪力：
V0=Vl1/（2·b1）=32.89×0.75/（2×0.4）=30.68kN
角焊缝面积：
Af=0.8hflf=0.8×10×200=1600mm2
角焊缝截面抵抗矩：
Wf=0.7hflf2/6=0.7×10×2002/6=46667mm3
垂直于角焊缝长度方向应力：
σf=M0/Wf=6.17×106/46667=132N/mm2
垂直于角焊缝长度方向剪应力：
τf=V0/Af=30.68×103/1600=19N/mm2
（（σf/1.22）2+τf2）0.5=（（132/1.22）2+192）0.5=110N/mm2≤ftw=160N/mm2
满足要求！
六、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
0.75
桩混凝土自重γz（kN/m3）
25
桩混凝土保护层厚度б（mm）
35
桩入土深度lt（m）
35
桩间侧阻力折减系数ψ
0.8
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
HRB33512Φ18
地基属性
是否考虑承台效应
否
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）
淤泥
16
5
100
0.7
-
淤泥质土
9
24
340
0.7
-
粘性土
23
18
300
0.7
-
粉砂
10
18
400
0.7
-
考虑基坑开挖后，格构柱段外露，不存在侧阻力，此时为最不利状态
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：
u=πd=3.14×0.8=2.51m
桩端面积：
Ap=πd2/4=3.14×0.82/4=0.5m2
Ra=ψuΣqsia·li+qpa·Ap
=0.8×2.51×（6.85×5+9×24+11.5×18）+300×0.5=1070.15kN
Qk=204.43kN≤Ra=1070.15kN
Qkmax=677.25kN≤1.2R
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