G13塔吊基础专项方案.docx
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G13塔吊基础专项方案
金科财富中心
一、四标段
G13塔吊基础施工方案
编制人：
审核人：
审批人：
重庆建工住宅建设有限公司
金科财富中心一、四标段工程项目部
年月日
目录
一、工程概况3
二、工程特点3
三、塔吊布置3
四、塔吊基础3
五、桩基承载力验算8
六、塔吊排水保护措施8
七、塔吊安拆9
八、塔吊计算书9
一、工程概况
金科财富中心四标段工程位于重庆市开县东部新城，分G12栋至G15共四栋高层及相关商业车库，现浇薄壁框架柱梁板结构。
其中G13建筑总高92.9m，总建筑面积15669.4㎡。
二、工程特点
G13及S11裙楼单层最大面积1010.91㎡，塔楼单层最大面积589㎡，塔楼单层砼约200m3，材料水平及垂直运输量巨大，施工场地狭窄，工期紧（为了销售需要，建设单位要求主体框架结构每月完成7至9层），靠1轴线外为深十几米的高回填土区。
三、塔吊布置
考虑到本工程特点，为了确保工程工期和工程施工的顺利进行，经我司研究决定G13栋：
设置一台QTZ63塔吊负责主体施工阶段材料水平和垂直运输，1轴向外移3800mm与N轴向L轴移2500mm交点为塔吊中心点，塔吊布置位置详附图一。
四、塔吊基础
1、塔吊基础施工顺序及方法
G13#楼塔吊位于高回填区，经过实地现场勘察和地勘资料，该地域回填土为泥夹石，回填时间仅一年，回填土疏松、厚度较深，不能满足塔吊基础地耐力的要求（大于等于0.2MPa）。
按照塔吊生产厂家提供的塔吊基础资料：
基础地耐力不低于0.20MPa，经多方经济对比、考虑施工工期及安全因数决定基础采用Ф1500mm的桩基础到中风化岩石层，达到基础承载能力大于0.2MPa，即满足塔吊设计要求及施工安全使用要求。
1）、定位放线：
本工程放线依据由规划办提供测量基准点和水准点，采用全站仪进行设定座标控制点。
考虑塔吊附作高度、建筑物高度及施工周期，塔吊基础顶面标高为-9.9米（车库地坪-9.6米，绝对标高173.3米）。
2）、机械钻桩施工
（1）、塔吊中心桩位确定后，安装钻机就位冲桩。
具体详《冲击成孔灌注桩施工方案》
（2）、冲孔深度至设计要求后，即组织业主、监理等各方进行验槽，验槽合格后进行下工序。
（3）、冲孔完成后按设计图Ф1500桩径ZH07配筋表：
纵筋18Φ16，螺旋箍Φ8＠200等制作钢筋笼，桩底标高为按实际收方数据，桩顶标高为-11.20米，桩嵌入承台100mm,桩钢筋锚入塔机承台500mm。
（4）、钢筋笼安装好后，用砼运输车加35米汽车泵进行C30水下混凝土浇筑。
3）、土石方施工
（1）、开挖方式：
基坑土石方为泥夹石，因基础采用换填方式，避免对基础周边土壤进行过大扰动，故采用人工开挖。
（2）、开挖工作面的确定：
按塔机基础宽度（考虑1:
1边坡放坡尺寸）再每边放宽50cm进行开挖，以保证设计基础宽度。
（3）、开挖：
分层（500mm/层）开挖。
每开挖完一层后，必须进行开挖尺寸及垂直度的复核，确认符合要求后方进行下层开挖。
（4）、运输：
基础开挖出的土石方垂直运输采取人工解决，挖出土石方应运至基础施工范围以外临时堆放，严禁堆放在基坑边缘，待塔机承台施工完毕回填后余土外运至渣场（约13.3KM）。
（5）、检查验收：
基坑开挖深度至设计要求后，即组织业主、监理等各方进行验槽，验槽合格后立即进行夯实封底（100mmC20素混凝土）。
4）、设备基础施工：
（1）、基础钢筋
a、原材料：
进场钢筋品种与力学性能必须满足设计及国家施工及验收规范要求。
所进场钢筋均应于搭设的钢管架上分类堆放，做好标识。
每批量钢筋进场后及时请监理见证取样送检进行原材料复试，合格后方进行加工使用。
b、钢筋制作：
筋的表面应洁净、无损伤、油渍、漆污和铁锈等，应在使用前清除干净，带有颗粒状或片状老锈的钢筋不得使用。
钢筋切断要保证断料正确，钢筋和切断机刀口要成垂线，并严格执行操作规程，确保安全。
钢筋弯曲成型
c、钢筋绑扎：
工艺流程：
放线—验线—画线—放钢筋—绑扎
绑扎基础上层钢筋前先放钢筋保护层垫块，间距为1m×1m梅花型布置（可根据钢筋间距模数适当调整）。
绑扎钢筋时要求纵横相交点全部绑扎牢；如采用一面顺扣应交错变换方向，也可以采用八字扣，保证钢筋不歪斜变形。
d、钢筋保护：
（2）、基础模板
采取木模板支设。
木模板采用18厚木胶合板，背楞采用50×100木方@250，水平横楞采用Ф48钢管。
（3）、塔机基础砼
a、采用C35商品砼。
b、砼运输车加35米汽车泵，因基坑边坡为土方，稳定性较差，不能承受砼运输车重量，因此砼运输车不能靠近基坑。
c、混凝土浇筑与振捣：
浇筑前，基坑槽内泥沙及杂物一定清理干净，不得有明显积水。
砼浇筑时，必须严格控制浇筑上口标高，于坑壁岩石、模板或钢筋上做好明显标高标志。
砼浇筑时应分段分层连续浇筑进行，浇筑层高度应根据结构特点、钢筋疏密决定，一般为振捣器作用部分长度的1.25倍，最大不得超过50cm。
使用插入式振捣器应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动、顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实，移动步距不大于振捣作用半径的1.5倍（一般为30～40cm），振捣上一层时应插入下层5cm，以消除两层间的接缝。
浇筑砼应连续进行，浇筑砼时应经常观察模板、钢筋、预留孔洞、预埋件和插筋等有无移动、变形或堵塞情况，发现问题应立即处理，并应在已浇筑砼初凝前修正完好。
d、砼试件的留取：
砼试件应在浇筑地点随机取样制作，取样应至少留一组标准试件，同条件养护试件留置一组用于确定塔吊安装时间。
e、砼养护：
砼浇筑完后应加强砼养护，在第二次收光后应浇水养护不得少于7天。
5、土石方回填（4:
6土石及泥夹石回填）夯实
a、利用开挖土方进行回填或装成沙袋。
b、沿四周同步回填。
c、每次铺填厚度为250～300，然后用蛙式打夯机进行夯实，夯实遍数不少于4遍。
直至铺填至设计高度。
6、基础沉降观测
a、基础顶面四角设置沉降观测点。
b、每半个月进行一次观测。
c、如四角沉降相差（沉降最大值与最小值之差）超过6mm则根据现场沉降实际情况和原因采取相应有效措施处理。
7、基础滑移观测
a、基础顶面设置互相垂直直线（控制轴线）作为基础滑移观测线。
b、每半个月进行一次观测。
c、如控制轴线偏移超过20mm则根据现场滑移实际情况和原因采取有效措施处理。
5、桩基承载力验算
根据G13桩基明细表可查ZH07型单桩承载力特征值为7847KN,塔机基础地基承载力为不小于0.2MPa（200KN/㎡）,地基面积4.5m×4.5m。
Fn:
塔机所有竖向力总和；
βmax：
塔机承台底应力取200KN/㎡（地基承载力为不小于0.2MPa）;
S：
塔机承台底面积总和；
Ka:
安全系数值取1.4；
Fn=Ka×S×βmax=1.4×4.5m×4.5m×200KN/㎡=6075KN<7847KN
桩承载力满足要求。
六、塔吊排水保护措施
塔吊基础顶面低于地坪表面，为了确保塔吊使用安全，使保证塔吊不至长期被水侵泡而存在安全隐患，则在塔吊基础周边设置排水沟约30米【500（宽）×300（深）（净空尺寸），底板：
基底夯实、100厚C20素砼，墙体：
200厚MU10烧结页岩砖、M5水泥砂浆砌筑】引入排水井【1000×1500×1000（净空尺寸），底板：
基底夯实、150厚C20素砼，墙体：
200厚MU10烧结页岩砖、M5水泥砂浆砌筑，盖板：
采用60厚C20钢筋砼盖板、内配Φ8＠200×200钢筋。
距离塔吊基础,3米】，再用潜水泵排入市政排水系统。
七、塔吊安拆
经过现场踏勘，塔吊临便道公路边，周边开阔，与塔吊租赁单位及安拆单位研究可采用常规安拆，塔吊安拆另详《塔吊安拆专项方案》。
附基础图和塔机布置图
八、塔吊计算书
（一）塔机属性
塔机型号
QTZ63
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
30.8
塔机独立状态的计算高度H（m）
34.6
塔身桁架结构
圆钢管
塔身桁架结构宽度B（m）
1.3
（二）塔机荷载
塔机竖向荷载简图
1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0（kN）
168.5
起重臂自重G1（kN）
57.8
起重臂重心至塔身中心距离RG1（m）
22
小车和吊钩自重G2（kN）
5.2
最大起重荷载Qmax（kN）
40
最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax（m）
13.5
最小起重荷载Qmin（kN）
10
最大吊物幅度RQmin（m）
50
最大起重力矩M2（kN·m）
Max[40×13.5，10×50]＝540
平衡臂自重G3（kN）
21.5
平衡臂重心至塔身中心距离RG3（m）
6.3
平衡块自重G4（kN）
89.4
平衡块重心至塔身中心距离RG4（m）
11.8
2、风荷载标准值ωk（kN/m2）
工程所在地
重庆重庆
基本风压ω0（kN/m2）
工作状态
0.2
非工作状态
0.4
塔帽形状和变幅方式
锥形塔帽，小车变幅
地面粗糙度
B类（田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区）
风振系数βz
工作状态
1.59
非工作状态
1.64
风压等效高度变化系数μz
1.24
风荷载体型系数μs
工作状态
1.8
非工作状态
1.66
风向系数α
1.2
塔身前后片桁架的平均充实率α0
0.35
风荷载标准值ωk（kN/m2）
工作状态
0.8×1.2×1.59×1.8×1.24×0.2＝0.68
非工作状态
0.8×1.2×1.64×1.66×1.24×0.4＝1.3
3、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1（kN）
168.5+57.8+5.2+21.5+89.4＝342.4
起重荷载标准值Fqk（kN）
40
竖向荷载标准值Fk（kN）
342.4+40＝382.4
水平荷载标准值Fvk（kN）
0.68×0.35×1.3×34.6＝10.71
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
57.8×22+5.2×13.5-21.5×6.3-89.4×11.8+0.9×（540+0.5×10.71×34.6）＝804.18
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
Fk1＝342.4
水平荷载标准值Fvk'（kN）
1.3×0.35×1.3×34.6＝20.47
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
57.8×22-21.5×6.3-89.4×11.8+0.5×20.47×34.6＝435.36
4、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1（kN）
1.2Fk1＝1.2×342.4＝410.88
起重荷载设计值FQ（kN）
1.4FQk＝1.4×40＝56
竖向荷载设计值F（kN）
410.88+56＝466.88
水平荷载设计值Fv（kN）
1.4Fvk＝1.4×10.71＝14.99
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.2×（57.8×22+5.2×13.5-21.5×6.3-89.4×11.8）+1.4×0.9×（540+0.5×10.71×34.6）＝1095.57
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.2Fk'＝1.2×342.4＝410.88
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.4Fvk'＝1.4×20.47＝28.66
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.2×（57.8×22-21.5×6.3-89.4×11.8）+1.4×0.5×20.47×34.6＝593.26
（三）基础验算
基础布置
基础长l（m）
4.5
基础宽b（m）
4.5
基础高度h（m）
1.4
基础参数
基础混凝土强度等级
C35
基础混凝土自重γc（kN/m3）
46.5
基础上部覆土厚度h’（m）
0
基础上部覆土的重度γ’（kN/m3）
19
基础混凝土保护层厚度δ（mm）
50
地基参数
地基承载力特征值fak（kPa）
170
基础宽度的地基承载力修正系数ηb
0.3
基础埋深的地基承载力修正系数ηd
1.6
基础底面以下的土的重度γ（kN/m3）
19
基础底面以上土的加权平均重度γm（kN/m3）
19
基础埋置深度d（m）
1.5
修正后的地基承载力特征值fa（kPa）
208.38
地基变形
基础倾斜方向一端沉降量S1（mm）
20
基础倾斜方向另一端沉降量S2（mm）
20
基础倾斜方向的基底宽度b'（mm）
5000
基础及其上土的自重荷载标准值：
Gk=blhγc=4.4×4.4×1×46.5=900.24kN
基础及其上土的自重荷载设计值：
G=1.2Gk=1.2×900.24=1080.29kN
荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力：
Mk''=G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4+0.9×（M2+0.5FvkH/1.2）
=57.8×22+5.2×13.5-21.5×6.3-89.4×11.8+0.9×（540+0.5×10.71×34.6/1.2）
=776.39kN·m
Fvk''=Fvk/1.2=10.71/1.2=8.92kN
荷载效应基本组合时，平行基础边长方向受力：
M''=1.2×（G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4）+1.4×0.9×（M2+0.5FvkH/1.2）
=1.2×57.8×22+5.2×13.5-21.5×6.3-89.4×11.8）+1.4×0.9×（540+0.5×10.71×34.6/1.2）
=1056.66kN·m
Fv''=Fv/1.2=14.99/1.2=12.5kN
基础长宽比：
l/b=4.4/4.4=1≤1.1，基础计算形式为方形基础。
Wx=lb2/6=4.4×4.42/6=14.2m3
Wy=bl2/6=4.4×4.42/6=14.2m3
相应于荷载效应标准组合时，同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩：
Mkx=Mkb/（b2+l2）0.5=804.18×4.4/（4.42+4.42）0.5=568.64kN·m
Mky=Mkl/（b2+l2）0.5=804.18×4.4/（4.42+4.42）0.5=568.64kN·m
1、偏心距验算
（1）、偏心位置
相应于荷载效应标准组合时，基础边缘的最小压力值：
Pkmin=（Fk+Gk）/A-Mkx/Wx-Mky/Wy
=（382.4+900.24）/19.36-568.64/14.2-568.64/14.2=-13.85<0
偏心荷载合力作用点在核心区外。
（2）、偏心距验算
偏心距：
e=（Mk+FVkh）/（Fk+Gk）=（804.18+10.71×1）/（382.4+900.24）=0.64m
合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离：
a=（4.42+4.42）0.5/2-0.64=2.48m
偏心距在x方向投影长度：
eb=eb/（b2+l2）0.5=0.64×4.4/（4.42+4.42）0.5=0.45m
偏心距在y方向投影长度：
el=el/（b2+l2）0.5=0.64×4.4/（4.42+4.42）0.5=0.45m
偏心荷载合力作用点至eb一侧x方向基础边缘的距离：
b'=b/2-eb=4.4/2-0.45=1.75m
偏心荷载合力作用点至el一侧y方向基础边缘的距离：
l'=l/2-el=4.4/2-0.45=1.75m
b'l'=1.75×1.75=3.07m2≥0.125bl=0.125×4.4×4.4=2.42m2
满足要求！
2、基础底面压力计算
荷载效应标准组合时，基础底面边缘压力值
Pkmin=-13.85kPa
Pkmax=（Fk+Gk）/3b'l'=（382.4+900.24）/（3×1.75×1.75）=139.49kPa
3、基础轴心荷载作用应力
Pk=（Fk+Gk）/（lb）=（382.4+900.24）/（4.4×4.4）=66.25kN/m2
4、基础底面压力验算
（1）、修正后地基承载力特征值
fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）
=170.00+0.30×19.00×（4.40-3）+1.60×19.00×（1.50-0.5）=208.38kPa
（2）、轴心作用时地基承载力验算
Pk=66.25kPa≤fa=208.38kPa
满足要求！
（3）、偏心作用时地基承载力验算
Pkmax=139.49kPa≤1.2fa=1.2×208.38=250.06kPa
满足要求！
5、基础抗剪验算
基础有效高度：
h0=h-δ=1000-（50+20/2）=940mm
X轴方向净反力：
Pxmin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（382.400/19.360-（776.392+8.925×1.000）/14.197）=-48.009kN/m2
Pxmax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wx）=1.35×（382.400/19.360+（776.392+8.925×1.000）/14.197）=101.340kN/m2
假设Pxmin=0,偏心安全，得
P1x=（（b+B）/2）Pxmax/b=（（4.400+1.300）/2）×101.340/4.400=65.641kN/m2
Y轴方向净反力：
Pymin=γ（Fk/A-（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（382.400/19.360-（776.392+8.925×1.000）/14.197）=-48.009kN/m2
Pymax=γ（Fk/A+（Mk''+Fvk''h）/Wy）=1.35×（382.400/19.360+（776.392+8.925×1.000）/14.197）=101.340kN/m2
假设Pymin=0,偏心安全，得
P1y=（（l+B）/2）Pymax/l=（（4.400+1.300）/2）×101.340/4.400=65.641kN/m2
基底平均压力设计值：
px=（Pxmax+P1x）/2=（101.34+65.64）/2=83.49kN/m2
py=（Pymax+P1y）/2=（101.34+65.64）/2=83.49kPa
基础所受剪力：
Vx=|px|（b-B）l/2=83.49×（4.4-1.3）×4.4/2=569.4kN
Vy=|py|（l-B）b/2=83.49×（4.4-1.3）×4.4/2=569.4kN
X轴方向抗剪：
h0/l=940/4400=0.21≤4
0.25βcfclh0=0.25×1×16.7×4400×940=17267.8kN≥Vx=569.4kN
满足要求！
Y轴方向抗剪：
h0/b=940/4400=0.21≤4
0.25βcfcbh0=0.25×1×16.7×4400×940=17267.8kN≥Vy=569.4kN
满足要求！
6、地基变形验算
倾斜率：
tanθ=|S1-S2|/b'=|20-20|/5000=0≤0.001
满足要求！
（四）基础配筋验算
基础底部长向配筋
HRB335Φ20@200
基础底部短向配筋
HRB335Φ20@200
基础顶部长向配筋
HRB335Φ20@200
基础顶部短向配筋
HRB335Φ20@200
1、基础弯距计算
基础X向弯矩：
MⅠ=（b-B）2pxl/8=（4.4-1.3）2×83.49×4.4/8=441.29kN·m
基础Y向弯矩：
MⅡ=（l-B）2pyb/8=（4.4-1.3）2×83.49×4.4/8=441.29kN·m
2、基础配筋计算
（1）、底面长向配筋面积
αS1=|MⅡ|/（α1fcbh02）=441.29×106/（1×16.7×4400×9402）=0.007
ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×0.007）0.5=0.007
γS1=1-ζ1/2=1-0.007/2=0.997
AS1=|MⅡ|/（γS1h0fy1）=441.29×106/（0.997×940×300）=1570mm2
基础底需要配筋：
A1=max（1570，ρbh0）=max（1570，0.0015×4400×940）=6204mm2
基础底长向实际配筋：
As1'=7990mm2≥A1=6204mm2
满足要求！
（2）、底面短向配筋面积
αS2=|MⅠ|/（α1fclh02）=441.29×106/（1×16.7×4400×9402）=0.007
ζ2=1-（1-2αS2）0.5=1-（1-2×0.007）0.5=0.007
γS2=1-ζ2/2=1-0.007/2=0.997
AS2=|MⅠ|/（γS2h0fy2）=441.29×106/（0.997×940×300）=1570mm2
基础底需要配筋：
A2=max（1570，ρlh0）=max（1570，0.0015×4400×940）=6204mm2
基础底短向实际配筋：
AS2'=7990mm2≥A2=6204mm2
满足要求！
（3）、顶面长向配筋面积
基础顶长向实际配筋：
AS3'=7990mm2≥0.5AS1'=0.5×7990=3995mm2
满足要求！
（4）、顶面短向配筋面积
基础顶短向实际配筋：
AS4'=7990mm2≥0.5AS2'=0.5×7990=3995mm2
满足要求！
（5）、基础竖向连接筋配筋面积
基础竖向连接筋为双向Φ10@500。
（五）桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
1
承台高度h（m）
1.4
承台长l（m）
4.4
承台宽b（m）
4.4
承台长向桩心距al（m）
2.2
承台宽向桩心距ab（m）
2.2
桩直径d（m）
1.5
承台参数
承台混凝土等级
C35
承台混凝土自重γC（kN/m3）
25
承台上部覆土厚度h'（m）
0
承台上部覆土的重度γ'（kN/m3）
19
承台混凝土保护层厚度δ（mm）
50
配置暗梁
否
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl（hγc+h'γ'）=4.5×4.5×（1×25+0×19）=484kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.2Gk=1.2×484=580.8kN
桩对角线距离：
L=（ab2+al2）0.5=（2.22+2.22）0.5=3.11m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（382.4+484）/4=216.6kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+FVkh）/L
=（382.4+484）/4+（804.18+10.71×1）/3.11=478.52kN
Qkmin=（Fk+Gk）/n-（Mk+FVkh）/L
=（382.4+484）/4-（804.18+10.71×1）/3.11=-45.32kN
2、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：
Q
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