西安某超高层107米塔吊基础施工方案secret.docx

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西安某超高层107米塔吊基础施工方案secret

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塔吊基础施工方案

编制人：

审核人：

审批人：

编制单位：

编制日期：

2010年5月30日

目录

一、设计依据-1-

二、平面布置-1-

三、塔吊及基础的选型-2-

四、塔吊定位-2-

五、地基承载力计算书-3-

1、塔吊的基本参数信息-3-

2、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算-3-

3、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算-3-

4、矩形承台截面主筋的计算-4-

5、矩形承台斜截面抗剪切计算-5-

6、桩承载力验算-5-

7、桩竖向极限承载力验算-6-

8、塔吊基础配筋图见附图-7-

六、施工技术措施-7-

七、塔机的附着-8-

八、相关资料要求-8-

九、质量要求及措施-9-

十、安全文明要求及措施-9-

附图1：

塔吊基础配筋与防水处理：

-10-

附图2：

TC5613说明书第21页-12-

附图3：

岩土工程勘察报告-13-

一、设计依据

本塔吊基础方案主要依据下列文件编制：

《建筑地基基础设计规范》

《岩土工程勘察报告》

本工程现有设计方案

***建筑工程机械有限公司《TC5613自升塔式起重机使用说明书》

二、平面布置

塔吊位置选择的原则：

①满足塔吊的各项性能，确保塔吊安装和拆卸方便；

②满足使用功能，尽量覆盖整个建筑施工平面及各种材料堆场；

③降低费用，使塔吊安装费用降至最低；

④不影响施工，从基础钢筋施工开始使用塔吊。

按照本工程施工平面图、基坑支护平面布置图以及现场情况实地勘察，本工程拟设置TC5613A塔吊一台。

根据该工程地质报告，本工程土建施工所用塔吊基础底板落在第三层土上，承载力特征值为140kap（地质勘察报告具体内容附后）。

为便于施工塔吊定位于2-3~2-4轴和2-M~2-K轴之间，塔吊布置图如下：

三、塔吊及基础的选型

根据工程规模，施工选用湖北***建筑工程机械有限公司生产的TC5613A型塔吊，最大工作半径为56m，最大起重量为6t，臂端最大起重量为1.3t，塔吊标准节规格为1.6m×1.6m×2.5m，本工程采用为固定塔吊基础，拟采用固定支腿基础外形。

由于场地土质情况一般，地基承载力根据地质勘察报告为140Kpa。

塔吊基础区域四周为桩基础承台，可利用场地狭小。

设计院要求塔吊基础不得与承台重合，故选用4.8x4.8米塔吊基础（参照《TC5613塔吊使用说明书》基础选用5x5x1.35米时地耐力须达到250kpa以上）。

此处地耐力为140kpa，地基承载力达不到要求，故采用4.8x4.8米四桩基础塔吊底座。

鉴于裙楼部位工程桩施工接近尾声，为合理利用资源，节约成本，拟采用桩长为19米的工程桩，其余具体配筋和规格尺寸同裙楼部位工程桩。

工程桩上设置承台，承台混凝土标号为C30，尺寸为4.8×4.8×1.35m。

四、塔吊定位

五、地基承载力计算书

1、塔吊的基本参数信息

塔吊型号:

TC5613，塔吊起升高度H=120.000m，

塔吊倾覆力矩M=2285kN.m，混凝土强度等级:

C30，

塔身宽度B=1.6m，基础以上土的厚度D=0.000m，

自重F1=620kN，基础承台厚度Hc=1.350m，

最大起重荷载F2=60kN，基础承台宽度Bc=4.800m，

桩钢筋级别:

II级钢，桩直径或者方桩边长=0.700m，

桩间距a=3.7m，承台箍筋间距S=200.000mm，

承台砼的保护层厚度=50.000mm。

2、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算

塔吊自重（包括压重）F1=620.00kN，

塔吊最大起重荷载F2=60.00kN，

作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=816.00kN，

塔吊的倾覆力矩M=1.4×2285.00=3199.00kN。

3、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算

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。

.桩顶竖向力的计算

依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条。

其中n──单桩个数，n=4；

F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=816.00kN；

G──桩基承台的自重

G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc/4+20×Bc×Bc×D/4）=

1.2×（25×4.80×4.80×1.35+20×4.80×4.80×0.00）=933.12kN；

Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取3199.00kN.m；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=1.85m；

Ni──单桩桩顶竖向力设计值（kN）；

经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，

最大压力：

N=（816.00+933.12）/4+3199.00×1.85/（4×1.852）=869.58kN。

.矩形承台弯矩的计算

依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条。

其中Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值（kN.m）；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=1.05m；

Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值（kN），Ni1=Ni-G/n=636.30kN/m2；

经过计算得到弯矩设计值：

Mx1=My1=2×636.30×1.05=1336.22kN.m。

4、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，αl──系数，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，

α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00；

fc──混凝土抗压强度设计值查表得14.30N/mm2；

ho──承台的计算高度Hc-50.00=1300.00mm；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

经过计算得：

αs=1336.22×106/（1.00×14.30×4800.00×1300.002）=0.012；

ξ=1-（1-2×0.012）0.5=0.012；

γs=1-0.012/2=0.994；

Asx=Asy=1336.22×106/（0.994×1300.00×300.00）=3446.18mm2。

5、矩形承台斜截面抗剪切计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.6.8条和第5.6.11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=869.58kN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，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；

bo──承台计算截面处的计算宽度，bo=4800mm；

ho──承台计算截面处的计算高度，ho=1300mm；

λ──计算截面的剪跨比，λx=ax/ho，λy=ay/ho，

此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处

至x,y方向计算一排桩的桩边的水平距离，得（Bc/2-B/2）-（Bc/2-a/2）=1050.00mm，

当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3，满足0.3-3.0范围；

在0.3-3.0范围内按插值法取值。

得λ=0.81；

β──剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/（λ+0.3）；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/（λ+1.5），

得β=0.11；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

S──箍筋的间距，S=200mm。

则，1.00×869.58=8.70×105N≤0.11×300.00×4800×1300=9.67×106N；

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！

6、桩承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第4.1.1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=869.58kN；

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=19.10N/mm2；

A──桩的截面面积，A=3.85×105mm2。

则，1.00×869577.30=8.70×105N≤19.10×3.85×105=7.35×106N；

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！

7、桩竖向极限承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）的第5.2.2-3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=869.58kN；

单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：

其中R──最大极限承载力；

Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:

Qpk──单桩总极限端阻力标准值:

ηs,ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，

γs,νp──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，

qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；

qpk──极限端阻力标准值；

u──桩身的周长，u=2.199m；

Ap──桩端面积,取Ap=0.385m2；

li──第i层土层的厚度；

各土层厚度及阻力标准值如下表:

序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）土名称

14.0022.001350.00粘性土

212.0024.001800.00粘性土

310.0025.001850.00粘性土

由于桩的入土深度为19.00m,所以桩端是在第3层土层。

单桩竖向承载力验算:

R=2.20×（4.00×22.00×0.97+12.00×24.00×0.97+4.00×25.00×

0.97）/1.67+1.16×1850.00×0.385/1.67=1.10×103kN>N=869.577kN；

上式计算的R的值大于最大压力869.58kN,所以满足要求!

8、塔吊基础配筋图见附图

六、施工技术措施

1）根据塔基位置、塔基截面尺寸，进行测量放线。

2）土方采用机械开挖，人工清底，基坑底部应进行夯实处理。

塔基下工程桩施工工艺流程同裙楼部位。

3）基坑开挖好后，在基坑上口设置钢管防护栏杆，高1.20M，外侧挂安全网。

4）人工清底完成后，砌筑砖胎模并浇筑100厚C10素砼垫层。

垫层要求平整，水平度控制在0.2%，素砼垫层强度达到30%时，方可进行塔吊基础施工。

5）垫层施工完成后，在垫层上放出塔吊基础控制边线并砌筑砖胎模、绑扎钢筋及塔吊支脚预埋件。

此工序现场质检员必须做好过程控制、施工记录及质量验收。

钢筋原材检验报告附后。

6）地脚螺栓预埋

地脚螺栓必须在机管员的现场监督下预埋,必须保证预埋螺栓的准确定位,保证预埋铁板的方向正确、水平。

预埋采用塔吊厂家提供的预埋模板,钢板带有角钢面方向朝上,并将钢板上焊有“后”字的一方置于塔机顶升时平衡臂所在的一方。

将4颗地脚螺栓分别悬挂在模板四角钢板孔上，同时将32颗地脚螺栓分别悬挂在模板上钢板孔中，分别戴上一个螺母，使螺母底面与螺栓顶端的长度为120mm，将模板支撑起来，使模板的钢板底面比待浇砼基础顶面高出20-30mm。

用水准仪将模板的四块钢板校平至相对误差≤1/500。

将地脚螺栓的上部扶竖直，然后在螺栓下端钩环内置入25的长度不小于400mm的钢筋并其它架立筋连接起来成为一个整体,防止螺栓移位,将螺栓顶部丝口处用塑料布包住防止污染，检查模板的加固、预埋件的位置无误后方可进行塔吊基础砼的浇筑。

7）混凝土施工

混凝土采用C30商品混凝土。

塔吊基础尺寸为4800×4800×1350mm，为大体积砼工程，塔吊基础需要C30混凝土约31.104m3。

浇灌砼时注意保持预埋件的位置。

因气温较高,砼浇灌后采用塑料薄膜覆盖严实，覆盖养护时间不小于7天，防止产生表面干缩裂缝，有利于水化的目的。

8）防雷接地措施：

混凝土基础必须接地，接地电阻小于4欧姆，接地体采用截面为25mm2的裸铜导线直接埋入地下。

七、塔机的附着

本工程塔吊需要附着，根据塔机预定的附着点位置，在施工时，在附着层梁侧预埋好附着装置预埋铁件，应将预埋铁件的预埋钢筋与建筑结构的主钢筋牢固的焊接在一起。

塔吊附着位置：

第一次在第5层（标高17.000），第二次在第10层（标高34.500），第三次在第14层（标高50.500），第四次在第19层（标高68.000），第五次在第23层（标高82.000），第六次在第28层（标高96.000）。

用塔机将附着框吊起，在塔机标准节上与预埋铁件的等高位置上将附着框用M22高强度螺栓紧紧的抱在标准节主弦杆上。

在建筑物附着点的混凝土强度达到建筑物混凝土设计强度的75%后，用塔机将附着撑杆逐一吊起，使其一端与附着框用销轴连接起来，另一端与预埋铁件耳板用销轴连接起来。

调节附着撑杆的调节螺丝，使塔机的塔身满足垂直度≤4/1000的要求。

八、相关资料要求

塔吊安装前需提交以下资料：

1）基础钢筋的隐蔽验收记录；

2）基础的混凝土7天强度试验报告；

3）固定支脚中四角主角钢平面的高差；

4）上述主角钢平面的准确标高及坐标定位复测记录；

5）塔吊附臂安装记录。

九、质量要求及措施

1）遵守国家现行施工及验收规范以及有关季节施工的规定。

2）按照工程监理要求的检验程序、项目，进行质量过程控制，做好自检、预检和隐蔽工程验收，并交验各种资料，填报各种报表。

3）建立工种质量保证体系和质量管理责任制，做好各级质量交底。

4）土方开挖前必须作好各级技术交底和复核轴线桩、水准点。

5）人工开挖时要有人工配合清理，确保基坑质量，坑底允许偏差±300MM。

十、安全文明要求及措施

1）土方开挖前应作好安全技术交底。

基坑开挖好后，在基坑上口通长设置钢管防护栏杆，高1.20M。

2）土方开挖过程中，设专人随时注意边坡的稳定情况，若发现异常情况，立即停止，并报告有关部门。

3）要遵守本地区、本工地安全、文明、保卫、消防、市容等管理规定，要加强对民工的管理教育，做到合法用工，上岗前要进行安全交底和安全教育，文明施工。

4）两台塔机塔身之间的距离（L）必须比两台塔机中最短的起重臂长度长两米。

5）高塔的最低部件（吊钩较高的位置，平衡重…）和另一台塔机的最高部件之间的净高差必须大于2米（最小值）。

附图1：

塔吊基础配筋与防水处理图（依据现有的不完全的初步设计所做，待正式图纸下发做进一步调整）：

附图2：

TC5613说明书第21页

附图3：

岩土工程勘察报告

特殊说明：

1、本方案根据初步设计图（缺少细部尺寸与构造详图）所做，若下发的后续图纸有额外补充或者修改变动，则此方案也会做相应调整。

2、详细图纸下发后若发现地下室底板与基础承台重合，则基础承台混凝土标号和抗渗等级均采用地下室底板与设计承台标号与抗渗等级较高的一种。