QTZ6516塔吊基础方案资料.docx

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QTZ6516塔吊基础方案资料

清河镇住宅二期工程B4区1#住宅楼等

十五项工程塔吊基础施工方案

编制人

审核人

审批人

华润建筑有限公司

2013年9月

一.工程概况

1.1方案设计说明

本项目位于北京市海淀区清河镇内,清河北二路以南，清河北路以北，安宁庄东路以西，清河毛纺厂中路以东。

本项目建筑共有8栋高层住宅和一层b#配套商业，总建筑面积：

203530m2，其中地上总建筑面积：

140120m2地下总建筑面积：

63410m2。

住宅为全现浇钢筋混凝土剪力墙结构，地下车库为钢筋混凝土板柱结构。

本项目1#、2#、7#楼拟采用抚顺永茂建筑机械有限公司生产STT153塔吊,塔吊基础位于建筑物基础结构下方300mm，基础顶面标高分别为35.10m、35.10m、34.80m，自基础顶面至塔臂的总高度分别为104m、95m、76m。

本项目3#、4#、5#、6#、8#楼拟采用张家港波坦建筑机械有限公司生产MC120B塔吊,塔吊基础位于建筑物基础结构下方250mm，基础顶面标高分别为34.75m、35.10m、34.80m、34.80m，自基础顶面至塔臂的总高度分别为104m、76m、76m、64m、64m。

1.2设计依据

1.2.1抚顺永茂建筑机械有限公司提供的《STT153塔式起重机使用说明书》及张家港波坦建筑机械有限公司提供的《MC120B塔式起重机使用说明书》；

1.2.2塔式起重机安全规程GB5144-2006；

1.2.3塔式起重机操作使用规程JG/T100-1999；

1.2.4混凝土结构设计规范GB50010-2011；

1.2.5建筑地基基础设计规范DBJ15-31-2003；

1.2.6建设单位提供的《橡树湾B4区建设用地内工程岩土工程勘察报告》；

1.2.7《PKPM施工现场设施安全计算软件》（SGJS）。

1.2.8建设单位提供的《清河镇住宅二期工程B4区1#住宅楼等十五项工程项目工程结构施工图》、《清河镇住宅二期工程B4区1#住宅楼等十五项工程项目工程建筑施工图》。

1.3设计原理

GB/T13752-92《塔式起重机设计规范》对固定式基础设计要求如下：

固定式塔式起重机（简称塔吊）使用的混凝土基础必须能承受工作状态和非工作状态下的最大荷载，并必须满足起重机抗倾覆稳定性的要求，故必须满足以下几点设计要求：

（1）、塔吊地基及基础承载力验算；

（2）、塔吊基础抗冲切验算；

（3）、塔吊配筋验算。

二.施工部署

2.1塔式起重机选型

塔吊主要用于结构施工中的大宗物料（如：

钢筋、模板和砼等）的水平、垂直运输。

根据本工程的实际情况和工期要求，需吊运的物料多、时间短、高度高，施工面积大。

经综合考虑拟用，抚顺永茂建筑机械有限公司生产的STT153塔式起重机，塔吊臂长60m；张家港波坦建筑机械有限公司生产的MC120B塔式起重机，塔吊臂长50-55m。

2.2塔式起重机的基础－承台形式

为使塔吊使用经济合理，有利于降低工程成本，同时考虑到本工程现有的施工场地条件和塔吊的工作特点，根据塔吊使用说明书中的对塔基类型的叙述，采用固定附着工作方式，即将塔身通过地锚螺栓直接固定在钢筋砼基础上。

这种工作方式可有效地减少基础承台尺寸，减少占地面积，不必进行塔吊基础配重，同时方便施工。

2.3塔式起重机的定位

2.3.1塔基定位说明

塔吊编号

X方向轴线定位

（基础中心）

Y方向轴线定位偏位

（基础中心）

基础底面标高（绝对标高）

备注

1#塔

1-A轴南5.93m

1-1轴东41.05m

33.40m

地下室基础范围内

2#塔

2-A轴南5.93m

2-1轴东53.00m

33.40m

地下室基础范围内

3#塔

3-A轴南6.86m

3-1轴东14.94m

33.40m

部分在塔楼基础范围内

4#塔

4-L轴北4.96m

4-1轴东25.36m

33.75m

地下室基础范围内

5#塔

5-A轴南7.60m

5-1轴东35.51m

33.45m

地下室基础范围内

6#塔

6-G轴北5.55m

6-1轴东32.40m

33.45m

地下室基础范围内

7#塔

7-G轴北3.84m

7-1轴东43.20m

33.10m

地下室基础范围内

8#塔

8-G轴北5.57m

8-1轴东8.94m

33.45m

地下室基础范围内

塔吊标准节侧面与建筑平行，X方向轴线与设计图中字母轴平行，Y方向轴线与设计图中数字轴平行，塔基出地下室顶板后与主楼位置无冲突，上图遵循上北下南、左西右东的规则。

2.3.2塔吊定位时要考虑以下几点：

（1）服务范围广，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，尽量避免穿越裙房或地下室设置，以免留下预留洞和后浇施工部分。

（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。

考虑到以上几点因素，结合本工程结构设计特点以及现有的施工场地的情况，经公司及项目部研究决定，采用8台塔吊负责水平及垂直运输。

塔吊位置附图。

2.4施工难点

本工程塔吊基础在地下水位以下，塔吊基础埋深降水是一个难点，拟采用基础底部碎石坑及¢50花管采用专用抽水设备，浇筑在塔基混凝土中。

建筑物塔楼基础或及车库下柱墩与塔基位置冲突，必须作为难点之一做好相关措施，并在施工前做好交底，在施工中现场旁站，按事先制定好的的方案严格执行，施工完成后注意跟踪检查，做好记录。

2.5施工重点

塔吊基础与地下室底板的节点施工方法不当对塔吊的安全运行和地下室防水都会造成影响，如何处理塔吊与地下室底板的节点施工至关重要。

地下室顶板留置塔身预留洞，必须按图纸设计说明进行加强。

三.塔吊基础设计

根据建设单位提供的本工程地质勘探报告，本项目塔吊基础的持力层为粉质粘土-重粉质粘土和砂质粉土-粘质粉土，根据钎探记录结果并结合本工程岩土勘察报告地基耐力为210kPa可知，利用自然地基即可满足原厂家180kPa的要求。

3.1塔吊基础设计

1#、2#、7#楼拟采用的抚顺永茂建筑机械有限公司生产的STT153塔吊，厂家原设计6.45m×6.45m×1.70m钢筋砼基础，配筋及平面见下图：

STT153塔吊塔吊基础配筋图

STT153塔吊塔吊基础平面图

3#、4#、5#、6#、8#楼拟采用的张家港波坦建筑机械有限公司生产的MC120B塔吊，厂家原设计6.25m×6.25m×1.35m钢筋砼基础，配筋及平面见下图：

MC120B塔吊基础配筋图

MC120B塔吊基础平面图

3.2施工流程及施工重点、难点处理

3.2.1塔吊基础施工流程

塔吊基础定位—塔吊基础开挖—塔吊基础垫层施工—塔吊基础砖胎膜砌筑施工—塔吊基础钢筋绑扎及塔吊基础预埋施工—塔吊基础混凝土浇筑施工—塔吊安装

3.2.2塔吊基础与建筑物下柱墩位置发生冲突的措施

建筑物基础施工时在塔基上部回填150mm厚沙石层，用于缓冲建筑物沉降带来的不均匀变形，然后再浇筑基础垫层。

3.2.3塔吊基础节防渗漏措施

在底板卷材施工时将卷材与塔吊基础节包裹严密，上下用2道包箍抱紧，端部油膏密封，基础混凝土浇筑时一同浇筑封闭完成，同时厂家在基础节上焊接止水板，装修时可将多余的钢构件割除，端部做好防腐处理即可,见下图：

塔吊基础节防渗漏处理节点大样

3.2.4塔吊基坑降水处理

塔吊基坑较深，地下涌水较快，计划设置预埋¢14@80焊接钢筋笼汇水，钢筋笼外侧用钢丝网包裹，内填4～6cm的石子，笼中焊埋设有单向顺水阀门的钢管与地上的自吸式水泵相同，在浇筑坑底底板砼以前自吸式水泵不停的抽水，待坑底底板的砼浇筑到一定深度时将单向阀门关闭，然后将阀门以上的钢管割除，再将坑底的底板砼浇筑到设计高度，节点图见下图：

图6塔吊基坑降水处理图

3.2.5塔吊基础防雷接地

（1）防雷接地的要求

1）材料质量符合设计要求，接地电阻值符合设计要求。

2）扁钢的搭接长度应为其宽度的二倍以上，三面施焊。

圆钢的搭接长度为其直径的６

倍，双面施焊，焊口清除焊药。

3）焊口、焊面仔细检查，不得有夹渣、咬肉、裂纹、气孔和药皮处理干净。

（2）核验接地体（线）：

根据塔吊接地电阻不大于4Ω的要求，采用ZC-8接地摇表测量接地电阻方法如下：

1）沿被测接地极E，将电位探测针P和电流探测针依直线彼此相距20米垂直插入地中

（深400mm）。

电探测位针P要插在接地极E和电流探测针C之间。

2）用仪表所附的导线分别将E1、P1、C1连接到接地摇表上相应的端子E、P、C上。

3）将接地摇表指针调到中心线上。

4）将倍率标度置于最大倍数，以120转/分钟摇动发电机手柄，同时旋动测量标度盘并调整测量标度盘使指针指到中心线上。

此时测量标度盘上读数乘以倍率标度得出的接地电阻再乘以季节系数，所得结果即为实测接地电阻值。

季节系数见下表：

1、2月：

1.05；3月：

1；4月：

1.6；5月：

1.9；6月：

2；7月：

2.2；

8月：

2.55；9月：

1.6；10、11月：

1.55；12月：

1.35

5）分层夯实。

最后，将接地电阻摇测数值填写在接地电阻摇测表格上。

（3）做法：

具体做法详见附图7.2

四.质量保证措施

1、钢筋原材料：

应有供应单位或加工单位资格证书，钢筋出厂质量证明书、按规定作力学性能复试和见证取样试验。

当加工过程中发生脆断等特殊情况，还需作化学成分检验。

钢筋应无老锈及油污。

成型钢筋必须进行覆盖，防止雨淋生锈。

2、塔吊基础处土方开挖，机械开挖至设计标高以上300mm处，然后由人工开挖至设计标高，严禁超挖后回填。

3、混浇注塔吊基础砼密实，并每天养护至塔吊开始安装。

4、待承台砼强度达到100％设计强度后，方可安装并调试塔吊。

5、塔吊基础土方开挖如遇大雨禁止施工，天晴2天后方开挖，并且在开挖的基坑边挖一小集水坑，以便基坑内渗水给水抽干避免长时间泡水。

6、塔吊基础施工过程中控制基础节构件的位置及水平标高，防止基础倾斜（＜1/1000）、位移。

五.安全保证措施

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》（GB50204-2002）的规定进行塔式起重机基础承台的施工。

2.严格遵循塔吊使用说明书的要求，埋设塔机预埋件及进行塔机的安装、调试和拆除工作。

3.严格遵循《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2011）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。

4.塔吊承台及塔机安装等施工中，均应做好防雷接地及隐蔽交接工作;防雷接地设计见附图。

5.塔吊在使用过程中，由专业人员定期对其基础沉降、水平位移进行观测和监测，并认真做好记录，一旦发生过大位移或其他危险时，应及时报告并采取措施。

六.计算书

6.1STT153塔吊天然基础计算书

本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：

《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2011）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2011）等编制。

6.1.1、参数信息

塔吊型号：

STT153，塔吊起升高度H：

105.00m，

塔身宽度B：

2m，基础埋深d：

12.00m，

自重G：

990kN，基础承台厚度hc：

1.70m，

最大起重荷载Q：

80kN，基础承台宽度Bc：

6.45m，

混凝土强度等级：

C35，钢筋级别：

RRB400，

基础底面配筋直径：

25mm

6.1.2、塔吊对交叉梁中心作用力的计算

1、塔吊竖向力计算

塔吊自重：

G=990kN；

塔吊最大起重荷载：

Q=80kN；

作用于塔吊的竖向力：

Fk＝G＋Q＝990＋80＝1070kN；

2、塔吊弯矩计算

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mkmax＝5128kN·m；

6.1.3、塔吊抗倾覆稳定验算

基础抗倾覆稳定性按下式计算：

e＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3

式中e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；

Mk──作用在基础上的弯矩；

Fk──作用在基础上的垂直载荷；

Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×6.45×6.45×1.7=1768.106kN；

Bc──为基础的底面宽度；

计算得：

e=5128/（1070+1768.106）=1.807m<6.45/3=2.15m；

基础抗倾覆稳定性满足要求！

6.1.4、地基承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第5.2条承载力计算。

计算简图:

混凝土基础抗倾翻稳定性计算：

e=1.807m>6.45/6=1.075m

地面压应力计算：

Pk＝（Fk+Gk）/A

Pkmax＝2×（Fk＋Gk）/（3×a×Bc）

式中Fk──作用在基础上的垂直载荷；

Gk──混凝土基础重力；

a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离（m），按下式计算：

a＝Bc/20.5－Mk/（Fk＋Gk）＝6.45/20.5-5128/（1070+1768.106）=2.754m。

Bc──基础底面的宽度，取Bc=6.45m；

不考虑附着基础设计值：

Pk＝（1070＋1768.106）/6.452＝68.22kPa

Pkmax=2×（1070+1768.106）/（3×2.754×6.45）=106.516kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为:

fa=210.000kPa；

地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=68.220kPa，满足要求！

地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力标准值Pkmax=106.516kPa，满足要求！

6.1.5、基础受冲切承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第8.2.7条。

验算公式如下:

F1≤0.7βhpftamho

式中βhp--受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0.当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；取βhp=0.93；

ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；取ft=1.57MPa；

ho--基础冲切破坏锥体的有效高度；取ho=1.65m；

am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=（at+ab）/2；

am=[2.00+（2.00+2×1.65）]/2=3.65m；

at--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；取at＝2m；

ab--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；ab=2.00+2×1.65=5.30；

Pj--扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；取Pj=127.82kPa；

Al--冲切验算时取用的部分基底面积；Al=6.45×（6.45-5.30）/2=3.71m2

Fl--相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。

Fl=PjAl；

Fl=127.82×3.71=474.05kN。

允许冲切力：

0.7×0.93×1.57×3650.00×1650.00=6089229.30N=6089.23kN>Fl=474.05kN；

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

6.1.6、承台配筋计算

1.抗弯计算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第8.2.7条。

计算公式如下:

MI=a12[（2l+a'）（Pmax+P-2G/A）+（Pmax-P）l]/12

式中：

MI--任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值；

a1--任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离；取a1=（Bc-B）/2＝（6.45-2.00）/2=2.23m；

Pmax--相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取127.82kN/m2；

P--相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值，P＝Pmax×（3×a－al）/3×a＝127.82×（3×2-2.225）/（3×2）=80.419kPa；

G--考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×6.45×6.45×1.70=2386.94kN/m2；

l--基础宽度，取l=6.45m；

a--塔身宽度，取a=2.00m；

a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=2.00m。

经过计算得MI=2.232×[（2×6.45+2.00）×（127.82+80.42-2×2386.94/6.452）+（127.82-80.42）×6.45]/12=700.80kN·m。

2.配筋面积计算

αs=M/（α1fcbh02）

ζ=1-（1-2αs）1/2

γs=1-ζ/2

As=M/（γsh0fy）

式中，αl--当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，取为0.94,期间按线性内插法确定，取αl=1.00；

fc--混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70kN/m2；

ho--承台的计算高度，ho=1.65m。

经过计算得：

αs=700.80×106/（1.00×16.70×6.45×103×（1.65×103）2）=0.002；

ξ=1-（1-2×0.002）0.5=0.002；

γs=1-0.002/2=0.999；

As=700.80×106/（0.999×1.65×103×360.00）=1181.22mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:

6450.00×1700.00×0.15%=16447.50mm2。

故取As=16447.50mm2。

建议配筋值：

RRB400钢筋，25@185mm。

承台底面单向根数34根。

实际配筋值16690.6mm2。

6.2MC120B塔吊天然基础计算书

本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：

《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2011）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2011）等编制。

6.2.1、参数信息

塔吊型号：

MC120B，塔吊起升高度H：

105.00m，

塔身宽度B：

1.6m，基础埋深d：

12.00m，

自重G：

596kN，基础承台厚度hc：

1.35m，

最大起重荷载Q：

60kN，基础承台宽度Bc：

6.25m，

混凝土强度等级：

C35，钢筋级别：

RRB400，

基础底面配筋直径：

25mm

6.2.2、塔吊对交叉梁中心作用力的计算

1、塔吊竖向力计算

塔吊自重：

G=596kN；

塔吊最大起重荷载：

Q=60kN；

作用于塔吊的竖向力：

Fk＝G＋Q＝596＋60＝656kN；

2、塔吊弯矩计算

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mkmax＝2467.72kN·m；

6.2.3、塔吊抗倾覆稳定验算

基础抗倾覆稳定性按下式计算：

e＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3

式中e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；

Mk──作用在基础上的弯矩；

Fk──作用在基础上的垂直载荷；

Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×6.25×6.25×1.35=1318.359kN；

Bc──为基础的底面宽度；

计算得：

e=2467.72/（656+1318.359）=1.25m<6.25/3=2.083m；

基础抗倾覆稳定性满足要求！

6.2.4、地基承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第5.2条承载力计算。

计算简图:

混凝土基础抗倾翻稳定性计算：

e=1.25m>6.25/6=1.042m

地面压应力计算：

Pk＝（Fk+Gk）/A

Pkmax＝2×（Fk＋Gk）/（3×a×Bc）

式中Fk──作用在基础上的垂直载荷；

Gk──混凝土基础重力；

a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离（m），按下式计算：

a＝Bc/20.5－Mk/（Fk＋Gk）＝6.25/20.5-2467.72/（656+1318.359）=3.17m。

Bc──基础底面的宽度，取Bc=6.25m；

不考虑附着基础设计值：

Pk＝（656＋1318.359）/6.252＝50.544kPa

Pkmax=2×（656+1318.359）/（3×3.17×6.25）=66.445kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为:

fa=210.000kPa；

地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=50.544kPa，满足要求！

地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力标准值Pkmax=66.445kPa，满足要求！

6.2.5、基础受冲切承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第8.2.7条。

验算公式如下:

F1≤0.7βhpftamho

式中βhp--受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0.当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；取βhp=0.95；

ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；取ft=1.57MPa；

ho--基础冲切破坏锥体的有效高度；取ho=1.30m；

am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=（at+ab）/2；

am=[1.60+（1.60+2×1.30）]/2=2.90m；

at--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；取at＝1.6m；

ab--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；ab=1.60+2×1.30=4.20；

Pj--扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；取Pj=79.73kPa；

Al--冲切验算时取用的部分基底面积；Al=6.25×（6.25-4.20）/2=6.41m2

Fl--相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。

Fl=PjAl；

Fl=79.73×6.41=510.79kN。

允许冲切力：

0.7×0.95×1.57×2900.00×1300.00=3936068.50N=3936.07kN>Fl=510.79kN；

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

6.2.