塔式起重机专项施工方案.docx
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塔式起重机专项施工方案
苹果园1606-613地块创意文化产业园项目
塔式起重机专项施工方案
编制：
审核：
审批：
北京博兴泰机械施工有限公司
2013年5月23日
苹果园1606-613地块创意文化产业园项目项目1-6#楼塔机专项施工方案
第一部分塔机基础施工
1.编制依据
序号
名称
编号
1.
《苹果园1606-613地块创意文化产业园项目项目图纸》
项目部提供
2.
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》
（GB50202-2002）
3.
《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》
JGJ/T187-2009
4.
《塔式起重机安全规程》
GB/T5031-2008
5.
《建筑施工安全检查标准》
JGJ59-99
6.
《建筑施工高处作业安全技术规范》
JGJ80-91
7.
《建筑机械使用安全技术规程》
JGJ196-2010
8.
《建筑机械技术试验规程》
JGJ34-86
9.
《北京市建筑工程施工安全操作规程》
DBJ01-62-2002
10.
《北京市建设工程文明安全施工管理暂行规定》
11.
《苹果园1606-613地块创意文化产业园项目项目）地质勘察报告》
项目部提供
12.
塔式起重机安装使用说明书
厂家提供
表1
2.工程概况
2.1.工程基本情况
2.1.1本工程隶属北京市石景山区八大处路45号，工程由北京华清安平置业有限公司开发兴建，由北京中联环建文建筑设计有限公司负责图纸设计，由北京东方华太建设监理有限公司负责监理，由北京城建十六建筑工程有限责任公司总承包施工。
2.1.2本工程建筑用地面积：
35435.811平方米，总建筑面积163079平方米，其中地上124026平方米，地下39053平方米。
由地下车库和8栋产业用房组成，地下车库采用钢筋混凝土框架结构，地库范围基础形式采用独立基础加防水板。
8栋产业用房采用钢筋混凝土框架—剪力墙结构，基础形式主楼下采用梁板式筏板，裙楼采用独立基础加防水板。
2.1.3子项建筑特征表：
子项名称
子项编号
建筑面积
（平方米）
层数
建筑局高度（米）
（室外地坪至女儿墙顶）
±0相当绝对标高
功能
1号产业用房
DSO1
27267
14/3
60
67.4
产业用房
2号产业用房
DSO2
27280
14/3
60
67.4
产业用房
3号产业用房
DSO3
13745
15/3
60
68.3
产业用房
4号产业用房
DSO4
13699
15/3
60
68.3
产业用房
5号产业用房
DSO5
5106
6/-3
25.8
68.3
产业用房
6号产业用房
DSO6
14775
15/-3
60
68.3
产业用房
7号产业用房
DSO7
14846
15/-3
60
68.3
产业用房
8号产业用房
DSO8
7741
15/-3
60
68.3
产业用房
地下车库及人防
DK
39053
-2
/
68.3
车库、设备用房等
2.1.4为满足该工程结构施工垂直运输任务，拟安装6台作业半径不小于50-65米的塔式起重机。
2.2.现场勘察情况
2.2.1.本拟建工程基坑现场基坑深约8米，目前现场环绕施工道路部分已硬化。
2.2.2.本工程北侧、西侧有已建建筑，是塔机定位考虑的重点。
2.2.3.塔机的基础定位和安装场地可在基坑内进行，经现场勘察，考虑到安装吊车和运输车辆均大型施工车辆，施工方需协调进场施工通道供大型施工车辆通行，修整坡道，平整压实安装现场，使吊车和运输车辆顺利驶入场地并进行安装。
2.2.4.现场平面图见图3.2.2
3.塔吊选型与基础位置确定
3.1.塔吊现场定位必须遵循的原则
3.1.1.满足施工吊次、吊重需要，尽可能不出现施工盲区；
3.1.2.保证塔吊安拆方便，塔吊距离待建结构边缘距离尽量靠近。
3.1.3.塔吊初始安装高度时，起重臂、平衡臂等可回转部件尽可能能够整周回转而不碰到周围的树木、已有建筑等实体结构。
3.1.4.根据工程量和施工需要合理选用经济塔型，降低机械使用成本。
3.1.5.塔式起重机任何部位与输电线间的安全距离必须大于国标的规定，见表2
表3.1.5
安全距离
电压（kV）
＜1
1～15
20～40
60～110
＞220
沿垂直方向（m）
1.5
3.0
4.0
5.0
6.0
沿水平方向（m）
1.0
1.5
2.0
4.0
6.0
3.2.塔吊现场布置
3.2.1.塔吊序号布置
根据塔机安装顺序排列塔机编号，从西到东依次为1-6号塔机，见图3.2.2
3.2.2.塔吊布置
1）根据现场实际情况，2#、3#、4#、6#楼各布置一台塔机，7#、8#楼布置1台塔机，1#楼及产品展厅布置1台塔机。
各塔机作业半径基本全覆盖地下和地上的施工作业面和料场，满足垂直吊运的施工需求。
2）由于地下结构施工面积较大，基坑四周料场作为地下结构施工的主料场，因此塔机的作业半径必须覆盖所以料场，以满足材料吊运作业；
3）塔吊现场布置图：
（图3.2.2）
图3.2.2
3.3.塔吊选型
3.3.1.根据本拟建工程为高层建筑、基坑建筑面积较大及施工现场狭窄的情况，因此考虑将塔机基础布置在建筑物基坑内，充分考虑施工过程中塔机垂直运输便利、覆盖范围大、群塔作业高差布置方便等因素，因此必须选用独立高度高、附着悬高高、作业半径大、起重量大的塔型。
3.3.2.经项目部有关人员商议，确定采用2台起重量大作业半径大（65米）的TC7013型塔机、1台最大臂长60米的ST60/15型塔机，和2台ST5513、1台ST5015型塔机，共使用6台塔机为本工程的垂直运输设备。
3.3.3.TC7013塔机概述
TC7013型最大臂长为70米长的塔式起重机，该台塔式起重机为水平起重臂，小车变幅，上回转自升多用途塔机。
支腿固定独立式起升高度为60米，附着式最大起升高度为200米，最大工作幅度为70米，尾部旋转半径为14.75米，在四倍率（65m时）情况下2.5—15米范围内可吊载10T，最大工作幅度起重量为1.30T，起升机构速度为25-100m/min，变幅机构最快速度为0-55m/min，回转机构最快速度为0.7r/min，总功率为75.5Kw。
本工程选用臂长65米
3.3.4.QTZ60/15塔机概述：
QTZ60/15塔机独立固定式设计起升高度59.8m（指自由高度），臂长60m，尾部旋转半径14.4m，倍率为Ⅳ时在2.9m～11.7m幅度内最大吊重10吨、60m幅度最大吊重1.1吨；倍率为Ⅱ时在2.9m～20m幅度内最大吊重5吨、60m幅度最大吊重1.5吨，最快起升速度170m/min。
全塔机所需电力75KVA、50Hz、380±5%V。
根据施工需要，本工程3#、6#塔机安装臂长60m
60m臂长起重性能如下：
QTZ60/15塔机60m臂起重性能表表3.3.4
幅度m
2.5-11.75
15
25
30
40
45
50
55
60
起重量
t
两倍率
5.00
4.43
3.57
2.53
2.18
1.91
1.68
1.50
四倍率
10.00
7.41
3.83
2.93
1.88
1.54
1.26
1.04
0.85
3.3.5.ST5015塔机概述
ST5015塔机性能参数及起重载荷:
该塔机支腿固定独立式起升高度为41米，压重独立式起升高度为40米，附着式最大起升高度为160米，最大工作幅度为50米，尾部旋转半径为11.9米，在四倍率情况下15米范围内可吊载6T，最大工作幅度起重量为1.5T，起升机构速度为8.5-80m/min，牵引机构最快速度为0-57m/min，回转机构最快速度为0.8r/min，总供电容量为70KVA。
ST5015起重载荷特性表表3.3.5
幅度m
2.9～15.67
15
20
25
30
35
40
45
50
起重量
2倍率
3.00
3.00
3.00
2.88
2.38
2.01
1.72
1.50
4倍率
6.00
7.80
4.51
3.46
2.77
2.28
1.92
1.64
1.42
4.各塔机高度布置
4.1.1.塔吊在现场的定位与高度布置是关键，通过严格控制各台塔吊之间的位置关系，来预防低位塔吊的起重臂端部碰撞高位塔吊塔身，在综合考虑本工程各台塔吊间关系时保证任意两塔间距离均大于较低的塔吊臂长2米以上，符合塔式起重机安全规程（GB5144-2006）中的10.5之规定“两台起重机之间的最小架设距离应保证处于低位的起重机的臂架端部与另一台起重机的塔身之间至少有2米的距离”的规定。
4.1.2.本工程6台塔吊在现场的定位和高度布置保证塔吊之间不存在低位塔吊的起重臂与高位塔吊的塔身发生碰撞的问题，各塔机运动部分之间的高差都＞2米，符合群塔作业安全使用要求。
4.1.3.塔吊高度计算：
其中：
H1—吊索高度，取6m；H2—构件高度，取4m；H3—安全操作距离，取2m；
H4—建筑物总高；H5—地下埋深高度。
结合本工程的楼层分布特点，并满足群塔作业相邻塔吊的高度要错开2个标准节的塔机运动部分高差＞2米原则为依据。
制定各塔机具体高度布置如表4.1.3：
（单位：
米）表4.1.3
塔吊编号
塔型
臂长
建筑物高度（±0以上）
初装顶升高度
初装顶升标准节数量
附着道数
最终顶升高度
备注
1#
TC7013
65
60
51
14
29
96
2#
TC7013
65
60
45
12
27
90
3#
ST60/15
60
60
60
14
25
84
4#
ST5015
50
60
38
11
23
74
5#
ST5513
50
60
31
11
27
85
6#
ST5513
50
60
41
12
24
77
5.塔吊基础设计
5.1.地质勘探情况
5.1.1.地质条件
根据甲方提供本工程的地基承载力标准值fka=400kpa
5.1.2.塔机基础底标高
本工程共使用6台塔机，1-2#塔机基础定位于建筑物内，为不影响建筑物结构，因此将塔机基础定位在建筑物基础筏板以下；3-6#塔机基础定位于建筑物外的自然土层内，基础边缘靠近建筑物外墙，因此塔机基础高度应与建筑物基础筏板持平。
5.2.塔机基础验算
（本计算书按对基础作用力最大塔型TC7013数据计算，ST60/15、ST5513、ST5015塔机对基础受力数据小于TC7013塔型，基础验算数据均符合说明书和安全要求，其验算过程略）
5.2.1.基础型式
塔吊型号为TC7013，采用现浇钢筋混凝土筏板整体式基础，直接置于自然土层上。
承载力按fak=400KN/㎡计算。
基础尺寸6500×6500×1700，按塔吊厂家提供的说明书要求预埋支腿或根据要求预埋基础节。
5.2.2.塔吊基础设计参数验算
依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2条承载力计算。
计算简图:
5.3.TC7013塔机基础验算
5.3.1.塔吊TC7013塔机支腿固定式基础的载荷
垂直力
F（KN）
水平力
Fh（KN）
弯矩
M（KN·m）
非工作状态
893.8
161
5535.7
工作状态
983.7
41.05
3878.2
5.3.2.防塔机倾覆计算
为防止塔机倾覆需满足下列条件：
e=（M＋Fh·h）/（F＋G）≤b/3
其中e—偏心距，即地基反力的合力至基础中心的距离
M—作用于塔身的不平衡力矩=5535.7（3878.2）KN
Fh—作用于基础上的水平力=161（41.05）KN
F—作用于基础顶面的垂直重力=893.8（983.7）KN
G—基础自重=1796KN
b—基础宽度=6.50m
h—整体基础的高度=1.70m
5.3.3.地基承载力验算
在非工作状态下
则e=（5535.7＋161×1.70）/（893.8+1796）=2.15＜6.5/3=2.16
地基土的压应力小于地基的承载力：
Pmax=2（F＋G）/3bl≤1.2fa
Pmax—基础底面边缘的最大压力值
fa—地基承载力特征值
在非工作状态下，则Pmax=2（893.8+1796）/3×6.5×1.1=250.8KN/㎡
解得地基承载力特征值：
fa=1.2×200.00=240kPa；
工作状态下
则e=（3878.2＋41.05×1.70）/（983.7+1796）=1.42＜6.5/3=2.16
地基土的压应力小于地基的承载力：
Pmax=2（F＋G）/3bl≤1.2fa
Pmax—基础底面边缘的最大压力值
fa—地基承载力特征值
在非工作状态下，则Pmax=2（983.7+1796）/3×6.5×1.83=155.8KN/㎡
解得地基承载力特征值：
fa=1.2×400.00=480kPa；
地基承载力特征值fax大于最大压力设计值Pmax=250.8kPa，满足要求！
故塔吊基础尺寸选用7000×7000×1700厚的整体式基础，满足塔机的相关规范要求。
5.4.塔机基础定位与基础规格
5.4.1.塔吊平面定位：
塔吊平面位置确定详见图3.2.2
5.4.2.塔吊基础规格选定（见表5.4.2）
编号
施工栋号
塔型
基础型式
规格尺寸
（m）
备注
1#
7、8号楼
TC7013
预埋支腿固定式
6.5×6.5×1.7
基础制作图及马凳加工见附图1、2
2#
1号楼
TC7013
预埋支腿固定式
6.5×6.5×1.7
3#
2号楼
ST60/15
预埋支腿固定式
6.5×6.5×1.7
4#
3号楼
ST5513
底架压重固定式
6.0×6.0×0.6
5#
4号楼
ST5015
预埋支腿固定式
5.5×5.5×1.4
6#
6号楼
ST5513
底架压重固定式
6.0×6.0×0.6
6.基础处理
考虑到塔机基础在建筑物筏板以下，若采用预埋节穿过建筑物基础筏板，塔身基节与建筑物楼层顶板存在干涉，必须考虑基础筏板的止水处理和楼层顶板预留孔洞的处理。
6.1.底板防水处理措施
垫层塔吊基础底板防水层施工应与结构基础底板防水层连接为一体，衔接部位一定搭接好，基础底板防水卷材处固定20mm×30mm遇水膨胀止水条，详见图6.2。
6.2.塔身节穿顶板处理措施
塔身基节与建筑物楼层顶板存在干涉，必须考虑楼层顶板预留孔洞的处理，具体形式见图6.2：
图6.2
7.基础施工
7.1.塔吊基础施工的要求
7.1.1.根据地勘报告显示，现场地基承载力不能达到塔吊基础承载力要求的，必须经地基处理后符合这台塔吊的基础承载力，方可施工。
7.1.2.根据塔吊基础布筋图绑扎塔吊基础钢筋，此道工序施工质量管理部门必须作好过程控制、施工记录、质量验收。
7.1.3.浇筑混凝土时，基础应备有良好的排水设施，以防影响混凝土的强度。
7.1.4.塔吊基础按规定进行养护，作好混凝土强度报告。
混凝土承压能力达到80%以上时，并经过安全部门验收合格后，方可安装塔吊。
7.1.5.基础规格与配筋：
参见附后各塔机固定式基础图
7.1.6.塔吊基础混凝土强度等级为C35，基础垫层混凝土强度等级为C15。
7.1.7.预埋节埋深不小于740mm，预埋节/预埋节周围充填率达95%以上。
7.1.8.将接地电阻与预埋角钢焊接好，并将接地电阻的另一端插于土层里，接地电阻阻值≤4欧姆。
7.1.9.基础垫层与基础顶面应保持水平，预埋节/预埋节顶面四顶点水平度≤1/1000。
8.基本准备
8.1.场地的准备：
8.1.1.由于塔吊基础预埋节安装施工在基坑内进行，因此项目部须提供安装施工场地，修整压实安装坡道，以便于塔吊部件摆放和运输车辆进出基坑，以及汽车吊的入场选位。
8.1.2.材料的准备：
1.根据基础施工顺序，由塔机安装单位提前运抵现场各塔机的预埋节/预埋节等预埋件。
2.由塔机使用单位（项目部）提前做好钢筋配料、模板等基础材料的准备工作（材料具体数量参见各塔吊基础布筋及施工图）。
3.由塔机使用单位（项目部）提前加工制作预埋节支撑马凳或支撑架（详见附后《基础马凳制作图》）。
4.塔吊必须配用专用电源箱，电箱距塔吊中心不得大于5米，并准备电焊机一台。
5.埋设地线用材料。
6.本塔机基础施工计划选用25t汽车吊进行预埋节安装就位。
8.1.3.地基开挖
1.本工程11台塔机基础做在建筑物结构筏板以下，塔机基础顶面基本与结构筏板底面持平，因此塔吊基础的施工和安装必须在基坑开挖完成后和结构筏板施工前进行。
2.根据各塔机基础顶面标高开挖，开挖规格尺寸应大于实际基础尺寸500mm。
3.对塔吊基础的地下部分进行钎探，查明地底下是否有不实结构。
4.根据现场地基情况，施工前应平整地面，清理杂物，找平后后，然后再作垫层的施工。
5.作好施工记录、并存档。
8.2.钢筋混凝土施工
8.2.1.基础垫层尺寸、基底标高及地质情况经检查符合要求后，浇筑100mm厚C15混凝土垫层。
8.2.2.基础垫层施工完毕后，在基础垫层塔吊槽底位置弹出基础边线，然后在基础四周砌防水墙砖胎膜，并做好防水卷层的施工。
8.2.3.塔吊基础侧模板可利用防水墙，墙体外侧必须回填土填充密实。
8.2.4.钢筋保护层厚度均为40mm，构造钢筋为C25，马镫铁为C20@1500。
8.2.5.预埋塔吊支腿或基础节时，塔吊租赁单位技术人员需在现场旁站指导。
浇注混凝土前，对预埋位置、平整度进行校核，经项目部技术人员和租赁单位技术人员签字后方可进行混凝土浇筑。
8.3.混凝土浇筑
8.3.1.塔吊加劲节和支腿垂直度、平整度经检查符合要求后，才能进行混凝土浇筑，塔吊基础混凝土强度等级为C35。
8.3.2.混凝土浇筑时，浇筑时从基础中心开始浇筑，振捣时振捣棒尽量避免直接支腿部分，以免引起支腿水平变化。
固定支腿周围混凝土充填率必须达到95％以上;
8.3.3.密切注意观察钢筋、支座有无走动情况，当发现有位移时，必须立即停止浇筑并及时修整，完全处理后再继续浇筑。
8.3.4.混凝土浇筑时，泵管架不得与预埋节及支撑铁架、马凳相连，以免因泵管的振动而引起加劲节、支腿及支撑铁架位移或发生垂直度偏差。
8.3.5.浇筑完毕后及时喷水养护，保持混凝土湿润，并做好成品保护工作。
8.4.预埋节的安装
8.4.1.项目部提前加工好马凳，垫层防水层施工等前期准备工作，并在砼基座底钢筋绑扎完毕后，通知安装单位将塔机预埋节就位。
8.4.2.预埋节支撑马凳的埋设
1.为保证塔吊支座的位置准确，塔吊制作支撑马凳，每个塔吊预制4个的支撑铁架，用以支撑塔吊预埋节。
2.为防止支撑铁架位移，用短钢筋将支撑铁架焊接成整体，使其位置固定。
在浇筑过程中，要拉线控制其位置。
3.支撑铁架安放允许偏差：
标高2mm；中心线位移2mm；
4.根据现场环境情况，预埋节吊装就位现场在基坑上进行，吊车支负点距基础坑边＞3m，吊车中心距塔机基础中心约为15米，预埋节重2.2t,计划选用QY25t汽车吊进行安装作业，吊车负荷率为2.2/3.9=57%，符合安全作业要求。
8.4.3.预埋节的安装十分重要，请参考以下程序施工：
1）塔机预埋节就位由拆装公司负责，但施工单位应做好配合，准备一台水准仪、部分加固焊接钢筋、和5mm、2mm等不同厚度的钢板垫片。
2）测出基础中心点，根据中心点位置摆放四只马凳，并安放牢靠，马凳支腿一定要垫实，防止松动或位移。
用汽车吊吊起预埋节四顶点，缓慢放入已摆放好的四只马凳上，用准备好的钢板垫片调整预埋节顶面水平，用水准仪测量≤1/1000，然后在预埋节支腿部位用钢筋加固焊接牢靠。
3）调整就位后，再绑上层钢筋，钢筋与固定支腿干涉时允许钢筋避让，但预埋节支腿周围的钢筋数量不得减少和切断。
周边配模后再行浇筑混凝土，混凝土基础周围表面应采取措施以利排水。
4）打完混凝土后再测量一次，应有测量记录，如超过标准应立即调整。
注意：
马凳和底筋、马凳和上下垫片、垫片和垫片、垫片和支座、马凳和马凳、支座和支座之间均应焊接牢固，必要时在底筋和马凳之间加斜支撑，防止浇注混凝土时支座发生位移，影响其垂直度（由塔机使用方负责施焊）。
8.5.防雷接地
8.5.1.基础周围回填土必须夯实，并设置良好的排水设施。
本节“接地”一词指塔机与接地网的联接，不是指塔机与PE线（电网保护地线）的联接。
不同气象和地理条件的地区，接地网的制作方法差距很大，应依据塔机实际使用地区的用电监察部门提供的制作规范进行。
各地方供电局都为变压器中点接地网、烟囱避雷针接地网等提供标准做法，可参照。
北京地区可参照北京市供电局编发的《电气施工安装图册》。
8.5.2.完成后的接地网，其接地电阻值应小于4Ω。
不能满足时，可扩大接地网或并接第二接地网，仍不能满足时，向本地用电监察部门咨询。
如该地区允许使用化学降阻剂，本塔机也可以用。
8.5.3.固定式塔机可由地脚上专用的接地螺栓或直接焊接与接地网相联，应不少于两根引线。
本地方的有关规程允许使用自然接地体时，塔机可以将其作为重复接地网使用，其值应在4Ω以下。
8.5.4.塔机新立、转场，接地电阻均应使用专用接地摇表测量并记录。
雷雨季节到来之前应再次摇测。
8.5.5.塔机接地的形式注意：
塔机接地线不得采用保险丝或开关及电缆芯线代替。
（见图A）
8.5.6.钢管φ33/45mm，长度1.5m到2m。
8.5.7.接地棒用于保护接地棒头并能浇水的观察孔。
8.5.8.接地板用钢板或其它可延金属板制作，面积为1m²，立埋。
（见图B）
8.5.9.截面为28mm²的铜导体或截面为50mm²的铁导体埋于线槽内，其埋入长度由地电阻情况确定。
（见图C）
8.6.基础施工的要求与安全施工措施
8.6.1.施工人员必须进行技术培训，并持证上岗操作。
按塔机基础技术方案制作出合格的基础。
8.6.2.在塔机近旁按规范埋设专用接地装置，接地电阻≤4欧姆。
8.6.3.所有操作及相关设备必须符合相应安全规范、规程、标准。
设备必须有地线连接，设备电源必须有漏电保护装置，设备维修必须专职人员进行，不得私自进行维修。
8.6.4.应避免在施工现场进行切割操作，如确需进行切割时，应在切割部位配备灭火器材，并应有安全员出具的动火证和监护人员。
8.6.5.塔吊基础模板支设的钢管和支撑必须按设计规定支设，不得随意更改；扣件应拧紧。
8.6.6.施工用电电源设有专用箱，露天作业要做好防雨雪
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