10扬中塔吊施工方案720.docx
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10扬中塔吊施工方案720
目录
一、方案编制依据1
二、工程概况3
三、塔吊定位3
四、塔吊基础类型的选择4
五、塔吊桩基础的设计4
六、桩承台式塔吊基础计算7
七、矩形承台截面主筋的计算10
八、矩形承台截面抗剪切计算12
九、桩身承载力验算13
十、桩抗压承载力计算13
十一、桩抗拔承载力计算15
十二、塔吊基础施工安全文明措施16
十三、特别说明17
十四、附图17
一、方案编制依据
1、施工组织设计
2、该工程施工图纸、岩土工程地质勘查报告以及施工现场周围地形图
3、塔吊生产厂家提供的产品说明书
4、国家及江苏地区有关的规范、标准
5、塔式起重机设计规范
6、建筑地基基础设计规范
8、建筑结构荷载规范
9、说明：
本方案的编制仅限于塔吊的定位以及塔吊基础施工方案的编制，尚未包含塔吊的安装、拆除以及群塔防撞施工方案。
二、工程概况
工程名称：
扬中浩云湾住宅小区；
建设单位：
江苏坤润置地有限公司；
设计单位：
上海工程勘察设计有限公司；
工程地址：
江苏省扬中市中电大道西侧，建设路南侧；
工程简况：
建筑面积约95000平方米，地下一层、地上1—20层，框架、框剪、剪力墙结构。
本工程室内地面标高±0.000相当于绝对标高4.250m。
场地内主要为素填土、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土等等。
本工程总建筑面积约95000㎡，地下建筑总面积21485.11㎡。
各号房面积为，专家楼（26#27#28#）建筑面积35469。
364㎡，地下室建筑面积2736㎡，地上20层，地下一层，建筑高度64.55m；会所建筑面积3173㎡，地上3层，建筑高度16.85m；11#房建筑面积7245.69㎡，地下室建筑面积552.83㎡，地上14+1层，地下一层，建筑高度44.7m；20#房建筑面积8732.77㎡，地下室建筑面积552.83㎡，地上17+1层，地下一层，建筑高度53.4m；21#房建筑面积8736.48㎡，地下室建筑面积552.83㎡，地上17+1层，地下一层，建筑高度53.4m；25#房建筑面积8232.08㎡，地下室建筑面积554.32㎡，地上14+1层，地下一层，建筑高度44.7m；30#房建筑面积812㎡，地上1层，建筑高度3.9m；地下室建筑面积552.83㎡，31#建筑面积1697.78㎡，地上2层，建筑高度8m；独立地下车库A区,B区建筑面积16536.3㎡。
三、塔吊定位
根据业主下发的施工图纸以及周边地形图，结合施工现场的实际情况，拟建施工场地共布置4台QTZ80型塔吊，塔吊的起吊半径为55m，分别在11号房的西侧、21号房南侧、25号房北侧以及27号房北侧各设置一台。
由于实际施工场地的限制27号房北侧的塔吊附墙件为超长，其他塔吊的附墙长度均按常规尺寸布置。
塔吊的定位详见（施工现场塔吊总体定位图）
四、塔吊基础类型的选择
1、塔吊是细长高耸构筑物，对地基沉降的敏感性十分强，并且塔吊安装的垂直度控制要求很高，误差不得超过塔身总高度的2‰，因而相互间中心相邻1.7m的标高误差和沉降差异按比例计算均应严格控制在1700mm×2‰＝3.4mm以内，而灌注桩端承载力
值在实际施工中由于孔底沉渣（厚度应≤100mm）的局部存在，必将产生显著压缩情况下（远大于3.4mm的塔吊允许值）才能发挥作用，所以不考虑采用灌注端承桩；同时如果采用钢筋混凝土预制桩，从经济方面的角度考虑相对的费用较大，所以，亦不考虑采用钢筋混凝土预制桩。
2、根据多年的施工经验，当塔吊采用独立承台基础时承台的面积不小于5000×5000，而实际施工图中建筑物的基础外边线距离塔吊较近，所以，为了避免塔吊基础和拟建建筑物基础相碰，塔吊基础采用桩承台基础。
3、根据地质勘查报告的数据显示，土质fs的加权平均值比较高，如果考虑采用摩擦型灌注桩是一个比较合理、经济的方案。
五、塔吊桩基础的设计
a.基础概述
本工程中11#21#房和25#27#房的塔吊基础（塔吊位置详见塔吊定位图），由于塔吊的型号一致、塔吊的安装高度取最27#房,地质情况基本相同，为了减少重复计算，取27号房塔吊基础计算。
塔吊的桩基采用Φ600的钻孔灌注桩，桩长22米，配筋8Φ18，桩顶标高为自然土面下0.9米，钢筋笼现场制作，如后图;
b.塔吊桩基础演算
1、塔吊自重
塔吊在未安装第一道附墙拉结固定前，自由状态下，其抗倾覆的能力最弱也是最危险的阶段，此时其安装高度不大于40米，故塔吊的自重（包括压重）为50T。
2.TQZ80塔吊的倾覆力可按1522KN.M进行考虑（其数值可由塔吊产品说明书中查取）。
3.在自重荷载下塔吊桩基所受到的平均重力为：
N1=540/4=135KN/根
4.在最大倾覆力矩作用下，当力矩的作用方向垂直或平行于标准节外框时，由四根灌注桩组成的二组力矩共同抵抗（如图一所示），此时
受力最小，桩基受力最有利：
N2min=1.4*1522KN.M/（2*1.7M）=627KN/根
当力矩的作用方向平行于标准节的两根对角线立杆时（如图二所示），仅对角线上两根桩组成一组力进行抵抗，此时
受力最大，桩基受力最不利：
N2max=1.4*1522KN.M/（1.414*1.7M）=890KN/根
图一图二
因此桩在最不利情况下可能受到的最大力为
Nmax=1.2*135+N2max=162+890=1052KN
在本次计算中塔吊柱基工程桩的最大荷载可按1052KN考虑。
c.塔吊桩基长度的计算
塔吊桩的桩顶标高为自然土面，设桩的有效桩长度为L，由于在桩顶标高以下22米范围内加权土层侧摩擦力为37KPa（不考虑液化土）。
3.1416×0.8m×L×37KPa≥1.6×（1052KN+（25-18）*L*3.1416*0.3*0.3）
L=19米
为提高塔吊的安全系数，塔吊的桩长取22米。
d.桩基的配筋计算
桩基在工作过程中收到拉力和压力，由于混过泥土的抗拉能力极差所以在桩基受拉情况下不考虑桩基砼的抗拉作用仅考虑桩基钢筋的抗拉作用：
抗拉情况下fyAs≥890-25*3.14*0.4*0.4*22
Fy=310N/m㎡
计算得出As∠2097m㎡
查表可得配8Φ20（二级钢筋）
箍筋Φ8@200（一级钢筋）
备注：
桩基的配筋可以根据施工现场的实际情况进行钢筋代换。
桩基的配筋详见后图。
六、桩承台式塔吊基础计算
为了施工及计算的方便，27号和11号房的塔吊基础按照高桩承台的模式进行计算，承台的底标高统一为1.300（绝对标高）塔吊承台的尺寸为2900*2900*920（H），桩长为24米桩的直径为600。
计算书如下：
6.1参数信息
塔吊型号:
QT80A
自重（包括压重）:
F1=500.00kN
最大起重荷载:
F2=80.00kN
塔吊倾覆力距:
M=1522.35kN.m
塔吊起重高度:
H=70.00m
塔身宽度:
B=1.70m
桩混凝土等级:
C35
承台混凝土等级:
C30
保护层厚度:
50mm
矩形承台边长:
2.90m
承台厚度:
Hc=0.920m
承台箍筋间距:
S=200mm
承台钢筋级别:
Ⅱ级
承台预埋件埋深:
h=0.5m承台顶面埋深:
D=0.000m
桩直径:
d=0.600m
桩间距:
a=1.700m桩钢筋级别:
Ⅱ级
桩入土深度:
22.00桩型与工艺:
泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩
6.2塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算
6.2.1.塔吊自重（包括压重）F1=500.000kN
6.2.2.塔吊最大起重荷载F2=80.000kN
作用于桩基承台顶面的竖向力F=F1+F2=580.000kN
塔吊的倾覆力矩M=1.4×1522.350=2131.290kN.m
6.3.矩形承台弯矩的计算
计算简图：
图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。
6.3.1.桩顶竖向力的计算（依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.1.1条）
其中n──单桩个数，n=4；
Fk──作用于承台顶面的竖向力，Fk=580.000kN；
Gk──桩基承台和承台上土自重标准值，Gk=25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D=193.430kN；
Mxk,Myk──荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的x、y轴的力矩
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；
Nik──荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力（kN）。
经计算得到:
桩顶竖向力设计值:
最大压力：
N=1.2×（580.000+193.430）/4+2131.290×（1.700×1.414/2）/[2×（1.700×1.414/2）2]=1118.663kN
最大拔力：
N=（580.000+193.430）/4-2131.290×（1.700×1.414/2）/[2×（1.700×1.414/2）2]=-693.276kN
桩顶竖向力标准值:
最大压力：
N=（580.000+193.430）/4+1522.350×（1.700×1.414/2）/[2×（1.700×1.414/2）2]=826.667kN
最大拔力：
N=（580.000+193.430）/4-2131.290×（1.700×1.414/2）/[2×（1.700×1.414/2）2]=-439.952kN
6.3.2.矩形承台弯矩的计算（依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条）
其中Mx,My──分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值（kN.m）；
xi,yi──垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离（m）；
Ni──在荷载效应基本组合下的第i基桩净反力，Ni=Ni-G/n。
经过计算得到弯矩设计值：
压力产生的承台弯矩：
N=1.2×（580.000+193.430）/4+2131.290×（1.700/2）/[4×（1.700/2）2]=858.879kN
Mx1=My1=2×858.879×（0.850-0.850）=0.000kN.m
拔力产生的承台弯矩：
N=（580.000+193.430）/4-2131.290×（1.700/2）/[4×（1.700/2）2]=-433.493kN
Mx2=My2=-2×433.493×（0.850-0.850）=0.000kN.m
七、矩形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。
式中
1──系数，当混凝土强度不超过C50时，
1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，
1取为0.94,期间按线性内插法确定；
fc──混凝土抗压强度设计值；
h0──承台的计算高度。
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。
承台底面配筋:
s=0.000×106/（1.000×1.430×2900.000×870.0002）=0.0000
=1-（1-2×0.0000）0.5=0.0000
s=1-0.0000/2=1.0000
Asx=Asy=0.000×106/（1.0000×870.000×300.000）=0.000mm2
承台顶面配筋:
s=0×106/（1.000×1.430×2900.000×870.0002）=0.0000
=1-（1-2×0.0000）0.5=0.0000
s=1-0.0000/2=1.0000
Asx=Asy=0×106/（1.0000×870.000×300.000）=0.000mm2。
满足顶面和底面配筋要求的同时还应该满足构造要求!
八、矩形承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.14条。
根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，
记为V=2237.325kN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：
其中
──计算截面的剪跨比,
=1.500
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.430N/mm2；
b──承台计算截面处的计算宽度，b=2900mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=370mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.000N/mm2；
S──箍筋的间距，S=200mm。
经过计算得:
箍筋的最小配筋面积Asv=（2237.325×1000-0.700×1.430×2900×370）×200/（300.000×370）=2095.950mm2
附后图配筋
九、桩身承载力验算
桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.8.2条
根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1118.663kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中
c──基桩成桩工艺系数，取0.750
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.700N/mm2；
Aps──桩身截面面积，Aps=0.2827m2。
经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,受压钢筋只需构造配筋!
桩身受拉计算，依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.8.7条
受拉承载力计算，最大拉力N=693.276kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积As=2310.921mm2。
综上所述,全部纵向钢筋采用构造配筋且配筋面积不能小于2310.921mm2
构造规定：
灌注桩主筋采用8根直径18㎜,配筋率不小于0.2%!
十、桩抗压承载力计算
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.2.5和5.3.5条
根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=1118.663kN
桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：
最大压力:
其中R──基桩竖向承载力特征值；
Ra──单桩竖向承载力特征值；
K──安全系数，取2.0；
fak──承台下土的地基承载力特征值加权平均值；
c──承台效应系数
qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；
qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=1.8850m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.283m2；
Ac──计算桩基所对应的承台净面积，去Ac=1.820m2；
li──第i层土层的厚度,取值如下表；
厚度及侧阻力标准值表如下:
序号
土名称
土厚度（m）
土侧阻力标准值（kPa）
土端阻力标准（kPa）
1
粉土或砂土
4.8
15
0
2
粉土或砂土
2.8
10
0
3
粉土或砂土
9.6
46
0
4
粉土或砂土
1.3
42
0
5
粉土或砂土
12.7
50
0
由于桩的入土深度为22m,所以桩端是在第5层土层。
最大压力验算:
Ra=1.885×（4.8×15+2.8×10+9.6×46+1.3×42+7.5×50）+0.000×0.283=1830.669kN
R=1830.669/2.0+0.070×105.000×1.820=928.710kN
上式计算的R值大于等于最大压力826.667kN,所以满足要求!
十一、桩抗拔承载力计算
桩抗拔承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.4.5条
桩抗拔承载力应满足下列要求:
其中:
式中Tuk──基桩抗拔极限承载力标准值；
i──抗拔系数；
解得:
Tgk=9.2×（0.750×4.8×15+0.750×2.8×10+0.750×9.6×46+0.750×1.3×42+0.750×7.5×50）/4=1675.320kN
Ggp=9.2×26×22/4=1315.600kN
Tuk=1.885×（0.750×4.8×15+0.750×2.8×10+0.750×9.6×46+0.750×1.3×42+0.750×7.5×50）=1373.002kN
Gp=1.885×26×25=1225.221kN
由于:
1675.320/2.0+1315.600>=439.952满足要求!
由于:
1373.002/2.0+1225.221>=439.952满足要求!
十二、塔吊基础施工安全文明质量保证措施
1.进入施工现场要正确系戴安全帽。
2.振捣和拉线人员必须穿胶鞋戴绝缘手套，以防触电。
3.作业前，检查电源线路无破损漏电，漏电保护装置灵活可靠，
4.振捣器不得放在初凝的混凝土、楼板、脚手架、道路和干硬的地面上进行试振。
如检修或作业间断时，切断电源。
5.插入式振捣器软轴的弯曲半径不得小于50cm，并不得多于两个弯；操作时振捣棒自然垂直地插入混凝土，不得用力硬插、斜推或使钢筋夹住棒头，尽量要全部插入混凝土中。
6.作业转移时，电动机的电源线保持有足够的长度和松度，严禁用电源线拖拉振捣器。
7.作业后，必须切断电源，做好清洗、保养工作。
振捣器要放在干燥处，并有防雨措施。
8.商品混凝土标号不低于C30,并振捣密实，表面平整。
9.塔吊予埋螺杆必须严格按图施土误差控制在高±2cm，间距±1.5cm。
10.承台混凝土达到设计强度后才可安装塔吊。
十三、特别说明
所有的塔吊基础施工定位前，必须重新详细翻样，确保塔吊的定位准确。
在施工桩承台塔吊基础时，每根桩应有不少于4根主筋与塔吊预埋件焊接。
十四、附图
附图：
施工现场塔吊总体定位,桩承台图
塔吊定位图
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