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塔吊基础方案

1编制依据2

2工程概况2

3塔吊布置概况3

4施工工艺技术4

4.1施工工艺4

4.2施工要求4

4.3质量检查及验收5

5安全保证措施6

6计算书6

6.1天然基础6

6.1.1参数信息7

6.1.2荷载计算7

6.1.3地基承载力计算8

6.1.4地基基础承载力验算9

6.1.5基础受冲切承载力验算9

6.1.6承台配筋计算10

6.1.7地基变形计算11

6.2塔吊单桩承台基础11

6.2.1参数信息11

6.2.2桩基竖向承载力计算12

6.2.3桩身最大弯矩计算13

6.2.4桩配筋计算14

6.2.5承台计算15

7附录16

7.1塔吊平面布置图16

7.2各栋塔吊基础位置17

7.3基础剖面示意图20

1编制依据

1、《地基与基础设计规范》（GB-50007-2002）

2、《混凝土结构设计规范》GB-50010-2002）

3、《建筑机械使用安全规程》（JGJ33-2001）

4、建筑抗震设计规范（GB5011-2001）

5、汕头市粤东工程勘察院《XXX•金榜山一期岩土工程勘察报告》提供的地基承载力特征值等技术数据。

6、QTZ80（TC56136）使用说明书等技术资料。

7、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）

8、《建筑桩基技术规程》（JGJ94-94）

2工程概况

XXX八期工程项目，位于广东省惠州市惠城古塘坳片区金榜南地块，占地面积约102996.0平方米，总建筑面积约159835.87平方米。

本工程为框剪结构，地上塔楼共5栋和1栋低层，层高及总高如下（结构标高）：

地下室：

局部负二层，标高为-10.3m，负一层层高5.0~5.3米。

地下室：

局部负二层，标高为-10.3m，负一层层高5.0~5.3米。

1#：

负1层层高5.3米，1至二十七层层高3.0米，地面至屋面构架总高度90.9米。

2#：

负1层层高5.2米。

一层架空层高4.2m，二层层高4.0米，三至二十七层层高3m，地面至屋面构架总高度93.1m。

3#：

负1层层高5.4m，一层层高4.5m，二层层高4m，三至三十层层高3m，地面至屋面构架总高度102.4m。

5#：

负二层层高4m，负1层层高5.7米。

一层至三十层层高3.0米，地面至屋面构架总高度100.05米。

6#：

负1层层高5.6米。

一层至二十八层层高3.0米，地面至屋面总高度93.9米。

7#：

共三层，一层层高4.5m，二至三层层高4m，地面至塔楼顶部24m。

3塔吊布置概况

结合本工程周边环境并考虑施工图纸及工程现场实际情况，我项目决定安装5台QTZ80（TC6010-6）型塔吊，分别按各自依附的楼栋号编号，为1、2、3、5、6号，主要承担着地下室及塔楼施工期间的砖胎模砌筑材料、零星砼、钢管支架、模板周转材料、钢筋、机具、装饰装修材料等的吊运工作。

本工程5台塔吊型号均为QTZ80（TC6010-6）型，基础固定、外墙附着式，2#、3#、5#塔吊采用天然地基基础，1#、6#考虑地基承载力条件，塔吊采用单桩承台基础，独立式起升高度为40.5米，附着式时起升高度可达220米；最大起重量为6t，额定起重力矩为800KN·m，可根据不同施工场地情况，可将吊臂组合成36、42、48米及54及60米四种工作幅度，本工程均采用60m臂长。

编号

型号

臂长

（m）

起重量

（t）

基础

类型

基础尺寸（mm）

X轴线

关系

Y轴线

关系

TC6010-6

单桩承台基础

φ1500

5800×5800

1-30轴偏向1-27轴3000

1-A轴南侧200，基础边线与1-A成顺时针45°

TC6010-6

天然

基础

5800×5800

2-42偏向2-44轴1490

2-S轴东侧4000

TC6010-6

天然

基础

5800×5800

3-29轴偏向3-34轴2900

3-A轴南侧4500

TC6010-6

天然

基础

5800×5800

5-32轴偏向5-28轴1350

5-B轴南侧4500

TC6010-6

单桩承台基础

φ1500

5800×5800

6-38轴偏向6-42轴1216

6-A轴南侧6000

基础边线与6-A轴成顺时针5°

各栋塔吊基础承台均采用砖胎模砌筑成形，1：

2水泥砂浆抹灰后进行防水处理，1-6#塔吊基础承台顶面标高均同所在位置地下室基础承台顶面标高，即1#顶面标高-6.3m，2-6#顶面标高-5.5m。

承台混凝土四周与地下室底板混凝土相交部位设置钢板止水带，止水带宽300mm,厚3mm。

塔吊计划安装高度

楼栋号

花架高度

90.9

93.1

102.4

100.05

93.9

塔吊安装高度

107.7

124.5

118.9

113.3

塔吊平面布置、桩位布置及桩和承台大样详见附件。

4施工工艺技术

4.1施工工艺

塔式起重机基础施工的工艺流程如下所示：

正方形承台基础：

测量定位、放线→土方开挖→基底夯实→垫层浇筑→砖胎模砌筑（模板安装）→承台钢筋绑扎→混凝土浇筑→养护、模板拆除。

单桩承台基础：

测量定位、放线→人工挖孔桩开挖→下钢筋笼→桩混凝土浇筑→承台土方开挖→垫层浇筑→砖胎模砌筑（模板安装）→承台钢筋绑扎→混凝土浇筑→养护、模板拆除。

4.2施工要求

1、必要时塔机基础的基坑应采取支护及降排水措施。

2、基础的钢筋绑扎和预埋件安装后，应按设计要求检查验收，合格后方可浇捣混凝土，浇捣中不得碰撞、移位钢筋或预埋件，混凝土浇筑后应及时保湿养护。

基础四周应回填土方并夯实。

3、安装塔机时基础混凝土应达到80%以上设计强度，塔机运行使用时基础混凝土应达到100%设计强度。

4、基础混凝土施工中在基础顶面四角应作好沉降及位移观测点并作好原始记录，塔机安装后应定期观测并记录，基础的沉降量不得大于50mm；倾斜率不得大于0.001。

5、基础的防雷接地应按现行行业标准《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33的规定执行，详见附件。

4.3质量检查及验收

1、塔机基础的基坑开挖后应按现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的规定进行验槽，应检验坑底标高、长度和宽度、坑底平整度及地基土性是否符合设计要求，地质条件是否符合岩土工程勘察报告。

2、基础土方开挖工程质量检验标准应符合现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的规定。

3、钢材、水泥、砂、石子、外加剂等原材料进场时，应按现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定作材料性能检验。

4、基础的钢筋绑扎后，应作隐蔽工程验收，包括塔机基础节的预埋件或预埋节，验收合格后方可浇筑混凝土。

5、基础混凝土的强度等级必须符合设计要求。

用于检查结构构件混凝土强度的试件，应在混凝土的浇筑地点随机抽取。

取样与试件留置应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定。

6、基础结构的外观质量不应有严重缺陷，不宜有一般缺陷，对已经出现的严重缺陷或一般缺陷应采用相关处理方案进行处理，重新验收合格后方可安装塔机。

7基础的尺寸允许偏差应符合下表规定：

8、基础工程验收尚应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定。

8、灌注桩施工过程中应进行下列检验：

1）灌注混凝土前，应按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94的规定，对已成孔的中心位置、孔深、孔径、垂直度、孔底沉渣厚度进行检验；

2）应对钢筋笼安放的实际位置等进行检查，并填写相应质量检测、检查记录。

3）混凝土灌注桩的强度等级应按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94的规定进行检验。

4）成桩桩位偏差的检查应按现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202和行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94的规定执行。

5）桩基宜随同主体结构基础的工程桩进行承载力和桩身质量检验。

6）基桩与承台的连接构造以及主筋的锚固长度应符合《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》规定和现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94的规定。

7）基桩混凝土保护层厚度不应小于35mm，嵌入承台的长度不少于100mm。

8）基桩主筋伸入承台基础的锚固长度不应小于35d（主筋直径），

5安全保证措施

本工程进行塔吊基础施工时，应着重注意人工挖孔桩的安全问题主要采取措施如下：

1、进人施工现场必须正确佩戴安全帽；

2、下井作业人员上下必须系好安全绳、安全带、穿防滑鞋；

3、电工、吊机操作人员等必须有操作合格证；

4、井下作业人员必须进行身体健康检查合格，并经安全培训后方准下井作业。

5、井下作业人员必须戴安全帽、系安全带、穿高统水鞋，上落井要求用专用上落软梯。

不得乘吊土桶或用人工拉索上落，井内严禁吸烟。

6、井内设半圆钢筋护网，离开挖面2.00m设置。

7、井内用电必须通过漏电保护开关和使用绝缘良好的电缆，下井前必须经专业人员检查各种电器设备性能，无问题的方可使用。

8、作业人员下井前及开挖过程中，必须定期使用XPO-317型有害气体测试仪放人井内测试，下井前先对井内进行送风，彻底抽换井内空气，证实无危险后方能下井作业，作业时应继续保证通风良好。

9、井内照明用36伏低压灯配防护罩，雷雨时禁止在井内作业。

6计算书

6.1天然基础

本工程2#、3#、5#塔吊采用天然基础，基础承台顶面标高与相应位置的地下室底板顶面标高相同，持力层为全风化或强风化岩，地基承载力特征值≥350KN/m2，依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）进行计算，计算书如下：

6.1.1参数信息

塔吊参数：

弯矩（KN·m）

水平力（KN）

垂直力（KN）

扭矩（KN·m）

工况条件

工作工况

非工作工况

工作工况

非工作工况

工作工况

非工作工况

工作工况

非工作工况

TC6010-6

1693

1766

18.5

75.1

548.7

487.5

300

塔吊基础参数：

承台横截面（m）

5.8×5.8

混凝土强度等级

C35

承台厚度（m）

1.5m

额定起重力矩（m）

80KN·M

地基承载力特征值

350Kpa

最大起重荷载

60KN

计算简图:

6.1.2荷载计算

1.自重荷载及起重荷载

1）工作状态下，塔机自重

Fk1=548.7kN

非工作状态下：

Fk1=487.5kN

2）基础以及覆土自重标准值

Gk=5.8×5.8×1.5×25=1261.5kN

2.塔机的倾覆力矩

工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

Mk=1693+18.5×1.5=1720.75kN.m

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

Mk=1766+75.1×1.5=1878.65kN.m

6.1.3地基承载力计算

依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）第4.1.3条承载力计算。

塔机工作状态下：

当轴心荷载作用时：

=（548.7+1261.5）/（5.8×5.8）=53.81kN/m2

当偏心荷载作用时：

=（548.7+1261.5）/（5.8×5.8）-2×（1720.75×1.414/2）/32.52=-21kN/m2

由于Pkmin<0所以按下式计算Pkmax：

=（1720.75+18.5×1.5）/（548.7+1261.5）=0.99m<0.21b=1.16m

抗倾覆性满足要求!

=2.9-0.99×1.414/2=2.20m

=（548.7+1261.5）/（3×2.2×2.2）

=124.67kN/m2

塔机非工作状态下：

当轴心荷载作用时：

=（487.5+1261.5）/（5.8×5.8）=51.72kN/m2

当偏心荷载作用时：

=（548.7+1261.5）/（5.8×5.8）-2×（1878.65×1.414/2）/32.52=-29.97kN/m2

由于Pkmin<0所以按下式计算Pkmax：

=（1878.65+75.1×1.5）/（487.5+1261.5）=1.14m<0.21b=1.16m

抗倾覆性满足要求!

=2.9-1.14×1.414/2=2.09m

=（487.5+1261.5）/（3×2.09×2.09）

=133.47kN/m2

6.1.4地基基础承载力验算

地基基础承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.2.3条。

计算公式如下:

其中fa──修正后的地基承载力特征值（kN/m2）；

fak──地基承载力特征值，取350.00kN/m2；

b──基础宽度地基承载力修正系数，取0.30；

d──基础埋深地基承载力修正系数，取1.50；

──基础底面以下土的重度，取20.00kN/m3；

γm──基础底面以上土的重度，取20.00kN/m3；

b──基础底面宽度，取5.80m；

d──基础埋深度,取0.00m。

解得修正后的地基承载力特征值fa=351.8kPa

实际计算取的地基承载力特征值为:

fa=351.8kPa

轴心荷载作用：

由于fa≥Pk=53.81kPa所以满足要求！

偏心荷载作用：

由于1.2×fa≥Pkmax=133.47kPa所以满足要求！

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》（GB50007-2002）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=0.94；

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=1.45m；

am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=（at+ab）/2；

am=[1.80+（1.80+2×1.45）]/2=3.25m；

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＝1.8m；

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=1.80+2×1.45=4.70；

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，基底净反力；

，其中，

为采用荷载效应基本组合计算的塔机立柱边的基底压力值。

工作状态:

；非工作状态:

工作状态:

；非工作状态:

Al--冲切验算时取用的部分基底面积；Al=5.8×0.5=2.9m2

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

工作状态：

Fl=105.31×2.95=305.4kN。

允许冲切力：

0.7×0.94×1.57×3250.00×1450.00=4868.15kN>Fl=305.4kN；

所以能满足要求！

6.1.6承台配筋计算

依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。

1.抗弯计算，计算公式如下:

式中a1──截面I-I至基底边缘的距离，取a1=2.00m；

a'──截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.80m。

P──截面I-I处的基底反力；

工作状态下：

P=124.67×（3×2.22-2.00）/（3×2.22）=95.58kN/m2；

M=2.002×[（2×5.8+1.8）×（1.35×124.67+1.35×95.58-2×1.35×1261.5/5.82）+（1.35×124.67-1.35×95.58）×5.8]/12

=773.81kN.m

非工作状态下：

P=133.47×（3×2.09-2.00）/（3×209）=94.99kN/m2；

M=2.002×[（2×5.8+1.8）×（1.35×133.47+1.35×94.99-2×1.35×1261.5/5.82）+（1.35×133.47-1.35×94.99）×5.8]/12

=841.46kN.m

2.配筋面积计算,公式如下:

依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002

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。

经过计算得

s=0.0048

=1-（1-2×0.0616）0.5=0.0048

s=1-0.0636/2=0.9976

As=841.46×106/（0.9976×1450×300.00）=1938.39mm2。

最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:

5800.00×1500.00×0.15%=13050mm2。

故取As=13050mm2。

配筋值：

HRB335钢筋，Φ25承台顶面、底面单向根数27根。

实际配筋值13246.88mm2。

竖筋Φ12@500

6.1.7地基变形计算

当地基主要受力层的承载力特征值（fak）不小于130kPa或小于130kPa但有地区经验，且黏性土

的状态不低于可塑（液性指数IL不大于0.75）、砂土的密实度不低于稍密时，可不进行塔机基础的天然地基

变形验算，其他塔机基础的天然地基均应进行变形验算。

本栋塔吊不需进行地基变形验算。

6.2塔吊单桩承台基础

6.2.1参数信息

塔吊参数：

弯矩（KN·m）

水平力（KN）

垂直力（KN）

扭矩（KN·m）

工作工况

非工作工况

工作工况

非工作工况

工作工况

非工作工况

工作工况

非工作工况

TC6010-6

1693

1766

18.5

75.1

548.7

487.5

300

塔吊基础参数：

单桩直径（m）

1.5

入土深度（m）

侧阻力特征值

20Kpa

端阻力特征值

270Kpa

承台横截面（m）

3×3

混凝土强度等级

C25

承台厚度（m）

1.0m

基础埋深（m）

0.00

地基承载力特征值

350Kpa

最大起重荷载

80KN

6.2.2桩基竖向承载力计算

塔机的倾覆力矩

工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

Mk=1693+18.5×1.0=1711.5kN.m

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

Mk=1766+75.1×1.0=1841.1kN.m

基桩在偏心竖向力的作用下，桩顶的作用效应计算方法如下：

式中：

Qkmax——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，基桩的平均竖向力；

Qkmin——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，角桩的最大竖向力；

Qk——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，角桩的最小竖向力；

Fk——荷载效应标准组合时，作用于桩基承台顶面的竖向力；

Gk——桩基承台及其上土的自重标准值，水下部分按浮重度计；

n——桩基中的桩数,n=1

Mk——荷载效应标准组合时，沿矩形或方形承台的对角线方向、或沿十字型承台中任一条形承台纵向作用于承台顶面的力矩；

Fvk——荷载效应标准组合时，塔机作用于承台顶面的水平力；

h——承台的高度；

L——矩形承台对角线或十字型承台中任一条形承台两端基桩的轴线距离。

桩基承台及其上土的自重标准值:

Gk=3×3×25=225KN

=4.24m

轴心力竖向作用下：

工作工况下：

非工作工况下：

偏心力作用下：

工作工况下：

KN>0

非工作工况下：

KN>0

因此,该基桩为受压桩，计算其竖向承载力特征值：

=4.71×20×6+270×1.77=1042.09KN>

=773.70KN

且1.2

1177.10KN

所以该桩基的竖向承载力满足要求

6.2.3桩身最大弯矩计算

计算简图：

1.按照m法计算桩身最大弯矩：

计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的第5.4.5条，并参考《桩基础的设计方法与施工技术》。

（1）计算桩的水平变形系数

（1/m）:

其中m──地基土水平抗力系数；

b0──桩的计算宽度，b0=0.9（d+1）=2.25m。

E──抗弯弹性模量，E=0.67Ec=20100.00N/mm2；

I──截面惯性矩，I=0.25m4；

经计算得到桩的水平变形系数:

=0.441/m

（2）计算Dv:

Dv=28.43/（0.44×572.69）=0.11

（3）由Dv查表得：

Km=1.03

（4）计算Mmax:

经计算得到桩的最大弯矩值:

Mmax=1841.1×1.03=1896.33kN.m。

由Dv查表得：

最大弯矩深度z=0.40/0.44=0.92m。

6.2.4桩配筋计算

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.3.8条。

沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载力计算：

（1）偏心受压构件，其偏心矩增大系数按下式计算：

式中l0──桩的计算长度，取l0=6.00m；

h──截面高度，取h=1.50m；

h0──截面有效高度，取h0=1.45m；

1──偏心受压构件的截面曲率修正系数：

解得：

1=1.00

A──构件的截面面积，取A=1.77m2；

2──构件长细比对截面曲率的影响系数,当l0/h<15时,取1.0,否则按下式:

解得：

2=1.00

经计算偏心增大系数

=1.00。

（2）偏心受压构件应符合下例规定：

式中As──全部纵向钢筋的截面面积；

r──圆形截面的半径，取r=0.75m；

rs──纵向钢筋重心所在圆周的半径，取rs=0.70m；

e0──轴向压力对截面重心的偏心矩:

e0=Mmax/F=1896.33/

=2.66m；

ea──附加偏心矩，应取20mm和偏心放学截面最大尺寸的1/30两者中

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