塔吊基础.docx
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塔吊基础
目录
第一节、编制依据1
一、设计文件及地质资料1
二、技术标准、规范及规程1
第二节、工程概况1
第三节、施工部署2
第四节、塔吊基础2
一、地质情况2
二、塔吊基础设计3
第六节、预埋螺栓的安装11
第七节、承台施工及承台与底板之间施工方法12
第八节、附图12
第一节、编制依据
一、设计文件及地质资料
二、技术标准、规范及规程
《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）、《钢筋焊接及验收规程》（JGJ/T27-2001）、QTZ5513塔式起重机使用说明书（广西建工集团建筑机械制造有限责任公司）。
第二节、工程概况
工程名称：
工程地点：
建设单位：
设计单位：
监理单位：
超前钻单位：
施工单位：
本项目是广州市政府为解决低收入家庭住房而兴建的保障性住宅小区，住宅楼最高33层（三栋）/地下二层、22层（一栋）/地下二层，工程还包括有托儿所、幼儿园（3层）、南区垃圾收集站）。
总建筑面积为113660平方米，其中地上建筑面积为85630平方米，地下建筑面积为28030平方米，建筑物总高度105.55米，主体结构为钢筋混凝土框（剪）结构。
其主要功能为解决低收入家庭住房而兴建的保障性住房。
地下2层为设备用房及停车库，战时作为人防地下室，地上33层（三栋）、22层（一栋）；基坑开挖深度约-11.30m。
根据现场实际施工需要，在拟建的建筑物（D1栋）的南面设置一台塔吊作垂直运输使用，南面的D1栋与D3栋各设一台塔吊供D1~D3栋作垂直运输使用，保证材料的正常运送工作。
QTZ5513型塔式起重机，臂长55米，安装高度D3栋（2#机）约123m（本方案为2#塔式起重机基础方案）。
第三节、施工部署
本工程安装的2#自升塔式起重机，计划安装在（D1-6～D1-9轴×L～D1-A轴），塔吊安装高度约为120m；共安装约30个标准节（标准节架高4米），最大起升高度为174m，首次安装高度约33m。
本工程塔吊基础桩在工程桩施工的同时插入进行，塔吊在地下室结构施工时即可投入使用，解决材料的垂直及水平运输。
2#机为（QTZ5513型）自升式塔式起重机为水平臂架、小车变幅、上回转自升式塔机，具有固定、附着等多种功能。
臂长56.37米（有效臂长为55米），平行臂长14.47m，额定最大起重为6吨，额定起重力矩840KN.m，最大独立起升高度为40.00m。
第四节、塔吊基础
一、地质情况
根据超前钻单位（建材广州地质工程勘察院）提供的勘察报告，本工程场地
按地质成因类型、岩性、状态。
将区内地层自上而下划分为：
人工填土层（Qml）、冲洪积土层（Qal+pl）、残积土层（Qml）及第三系（Eby）（泥质）粉质岩。
根据钻探资料，按地质各岩层主要特点分述如下：
1．最上部土层
1层，人工填土（Qml）：
浅灰，灰褐色，松散，湿，主要为人工堆填的粘性土组成，遇水易湿陷。
2层，淤泥质土层（Q4al+pl）：
灰黑，深灰色，流塑，主要由粉粘粒组成，含少量粉砂，局部含腐木及腐植质。
3-1层，粉质粘土（Q3+4al+pl）：
灰黄色、可塑，主要由粉粘粒组成，含粉细砂。
3-2层，粉质粘土（Q3+4al+pl）：
灰黄色、硬塑，主要由粉粘粒组成，含粉细砂。
3A层，粗砂（Q3+4al+pl）：
灰黄色，松散~稍密，饱和，颗粒主要矿物成分为石英，粒径不无均匀，含少量粘粒。
4-1层，粉质粘土（（Q3al+pl）：
花斑、黄红色，可塑，主要由粉粘粒组成，含粉细砂。
4-2层，粉质粘土（（Q3al+pl）：
花斑、黄红色，硬塑，主要由粉粘粒组成，含粉细砂。
5-2层，中粗砂（Q3al+pl）：
灰黄、灰白色，稍密，饱和，颗粒矿物成分主要为石英，粒径不均匀，含较多粘粒。
6-1层，粉质粘土（（Q3al+pl）：
浅灰黄色、灰白色，可塑，主要由粉粘粒组成，含粉细砂，局部含中粗砂。
6-2层，粉质粘土（（Q3al+pl）：
浅灰黄色，硬塑，含粉细砂，局部含中粗砂。
7-2层，粉质粘土（Qml）：
褐红色，硬塑，为粉砂岩风化残积土，局部粉感较强，岩芯遇水易软化。
2．基岩层
场地基岩为第三系（Eby）（泥质）粉质岩，在勘察深度范围内岩石主要分为全风化带、强风化带、中风化带、微风化带共四个风化带。
8-C层，全风化（泥质）粉砂岩：
褐红色，原岩结构基本破坏，矿物成分完全变化，岩芯呈坚硬土状，遇水易软化。
8-I层，强风化（泥质）粉砂岩：
褐红色，原岩结构基本破坏，矿物成分完全变化，岩芯呈坚硬土状、软质岩柱状，少量呈碎块或饼状，岩块用手可掰断，局部夹少量中风化岩块。
8-M，中风化（泥质）粉砂岩：
褐红、褐红间灰白色，粉粒结构，层状构造，泥质、铁质胶结，胶结较差，裂隙稍发育，岩芯多呈块状及短柱状，少量碎块状，锤击易碎，局部岩质偏强风化。
8-S层，微风化（泥质）粉砂岩：
褐红、褐红间灰白色，粉粒结构，层状构造，泥质、铁质胶结，胶结较紧密，岩质较硬，岩芯多呈短柱～长柱状，局部呈块状，锤击声响，局部岩性为细砂岩。
地层表示法：
具体见附表及塔吊位置附近超前钻（钻孔柱状图）。
本工程基础范围内地质情况参照地质超前钻探D1栋为（2#塔吊）孔84#-19.4~19.8m为26.3mpa、85#-18.4~18.8m为21.5mpa；基础范围内地质情况参照地质钻探孔（附页）。
二、塔吊基础设计
塔机基础设计要根据其说明书提供的基础资料，结合现场实际的地质情况进行。
1、塔吊基础的选择
根据现场实际情况，2#塔吊基础均采用1根Φ1800人工挖孔灌注桩，桩端支承在（中）微风化岩层，入岩不少于0.6m。
2#塔吊桩长约5.5~7.5米；桩身构造及施工方法与本工程的工程人工挖孔桩相同，桩入承台0.1m，桩钢筋锚入承台长度1.20m，桩身混凝土等级C35。
桩、承台、底板、（钻探孔相应标高及柱状图见附图）。
1、塔吊尺寸及配筋与技术要求
（1）、2#塔吊基础的尺寸为5.0*5.0*1.46m，基础重量厂家要求为805Fg（kN），由于与M轴结构桩承台对碰（换算）为a×b×h=5430×4600×1460mm，桩中心与塔机中心一致，基础做法见附图。
塔吊基础砼强度等级，根据《建筑机械使用安全规程》JGJ33-2001第4.4.2要求，基础砼强度等级采用C35。
（2）、地基土质要求均匀，土质容许承载能力应大于1.0×10*5～2.0×10*5pa；塔吊基础混凝土养护不少于21天方可安装塔身；地脚螺栓安装时，必须有4根长2500mm的Ø30钢筋穿过相邻两组地脚螺栓；塔机独立式使用高度为35m；基础必须做好接地措施，要求接地电阻≤4Ω；浇筑前，必须用定位板将16根地脚螺栓定位，调整定位板，确保定位板上平面水平度≤1/1000后，才可以固定定位板，并将地脚螺栓与基础配筋有铁丝固定，地脚螺栓禁止采用焊接；基础的实际承载能力不得低于如下数据：
a.垂直载荷为45.30吨；b.水平载荷为3.60吨；c.倾翻力矩为196.80吨米；d.扭矩为33.50吨米。
3、塔吊基础与底板处理
塔吊安装在基坑底板内，塔吊基础承台面标高为±0.000标高下（-10.60m）；施工前需征得设计同意，施工时必须严格执行。
第五节、塔吊基础设计（单桩）计算书
工程名称：
龙归保障性住房项目施工总承包（标段三）
编制单位：
广东电白二建工程有限公司
1.计算参数
（1）基本参数
采用1台QTZ5513塔式起重机，塔身尺寸1.70m,基坑开挖深度-11.25m；现场地面标高-11.25m,承台面标高-10.60m。
（2）计算参数
1）塔机基础受力情况
荷载工况
基础荷载
P（kN）
M（kN.m）
Fk
Fh
M
MZ
工作状态
453.00
36.00
1968.00
335.00
非工作状态
619.00
31.00
1866.00
0
比较桩基础塔机的工作状态和非工作状态的受力情况，塔机基础按工作状态计算如图：
Fk=453.00kN，Fh=36.00kN，M=1968.00+36.0×1.36=2016.96kN.m
Fk‘=453.00×1.35=611.55kN，Fh，=36.00×1.35=48.60kN，Mk=（1968.00+36.0×1.36）×1.35=2722.90kN.m
2）桩顶以下岩土力学资料
序号
地层名称
厚度
L（m）
极限侧阻力标准值qsik（kPa）
岩石饱和单轴抗压强度标准值frk（kPa）
qsik*ιi
（kN/m）
抗拔系数λi
λiqsik*ιi
（kN/m）
1
中砂
1.00
53.00
2.00
53.00
0.40
21.20
2
砂质粘土
1.50
46.00
3.00
69.00
0.50
34.50
3
强风化砾岩
1.50
220.00
3.00
330.00
0.70
231.00
4
中风化砾岩
1.00
220.00
4.00
220.00
0.70
154.00
5
微风化砾岩
0.50
220.00
18.00
110.00
0.70
77.00
桩长
5.50
∑qsik*ιi
782.00
∑λiqsik*ιi
517.70
3）基础设计主要参数
基础桩采用1根φ1800钻（冲）孔灌注桩，桩顶标高-11.96m，桩端设扩大头，桩端入微风化砾岩0.50m；桩混凝土等级C35，fC=16.70N/mm2,EC=3.15×104N/mm2；ft=1.57N/mm2，桩长5.50m；钢筋HRB335,fy=300.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2；
承台尺寸长（a）=5.00m、宽（b）=5.00m、高（h）=1.46m；桩中心与承台中心重合,承台面标高-10.60m；承台混凝土等级C35,ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3。
Gk=a×b×h×γ砼=5.00×5.00×1.46×25=912.50kN
2.桩顶作用效应计算
（1）轴心竖向力作用下
Nk=（Fk＋Gk）/n=（453.00+912.50）/1=1365.50kN
（2）水平力作用下
Hik=Fh/n=36.00/1=36.00kN
3.桩基竖向承载力验算
（1）单桩竖向极限承载力标准值计算
hr=0.50m,d=1.80m=1800mm,hr/d=0.50/1.80=0.28,查表得，ζr=1.04
Ap=πd2/4=3.14×3.24/4=2.54m2
Qsk=u∑qsik
i=πd∑qsia
i=3.14×1.80×782.00=4419.86kN
Qrk=ζrfrkAp=1.04×18×2.54=47.55kN
Quk=Qsk+Qsk=4419.86+47.55=4467.41kN
Ra=1/KQuk=1/2×4467.41=2233.71kN
4.桩基竖向承载力计算
轴心竖向力作用下
Nk=1365.50kN＜Ra=2233.71kN,竖向承载力满足要求。
5.桩基水平承载力验算
（1）单桩水平承载力特征值计算
αE=Es/Ec=2.00×105/3.15×104=6.35,γm=2,ζN=0.50
ρg=0.2+（2000-1800）/（2000-300）×（0.65-0.2）=0.25%
Wo=πd/32[d2＋2（ES/EC－1）ρgd02]=3.14×1.80/32×（1.802+2×（6.35-1）×0.25%×（1.80-2×0.10）2）=0.58m3
Io=Wod/2=0.58×1.80/2=0.53m4
EI=0.85ECIo=0.85×3.15×107×0.53=14190750kN.m2
查表得:
m=35.00×103kN/m4，bo=0.9（d+1）=2.52m
α=（mbo/ECI）0.2=（35.00×1000×2.52/14190750）0.2=0.36
αL=0.36×5.50=1.99<4，按αL=1.99查表得:
Vm=0.499
Nk=（Fk’＋1.2Gk）/n=（611.55+1.2×912.50）/1=1706.55kN
An=πd2/4[1＋（Es/Ec-1）Pg]=2.54×（1+5.35×0.25%）=2.57m2
RHa=（0.75×αγmftW0/Vm）（1.25+22ρg）（1+ζNN1k/γmftAn）=（0.75×0.36×2×1.57×1000×0.58／0.498561303339228508）×（1.25+22×0.25/100）×[1+0.50×1706.55/（2×1.57×1000×2.57）]=1368.47kN
（2）桩基水平承载力
Hik=36.00kN＜Rha=1368.47kN,水平承载力满足要求。
6.抗拔桩基承载力验算
（1）抗拔极限承载力标准值计算
Tgk=1/nu1ΣλiqsikLi=1.80×4×517.70=3727.44kN
Tuk=ΣλiqsikuiLi=517.70×3.14×1.80=2926.04kN
（2）抗拔承载力计算
Ggp=5.00×5.00×5.40×（18.80-10）/1=1188.00kN
Gp=3.14×0.9×0.9×5.50×（25-10）=209.55kN
Tgk/2+Ggp=3727.44/2+1188.00=3051.72kN
Tuk/2+Gp=2926.04/2+209.55=1672.57kN
7.抗倾覆验算
bi=5.00/2=2.50m
倾覆力矩M倾=M＋Fh×h=1968.00+36.00×1.36=2016.96kN.m
抗倾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）×bi＋（Tuk/2+Gp）×bi
=（453.00+912.50）×2.50+（2926.04/2+209.55）×2.50=7595.18kN.m
M抗/M倾=7595.18/2016.96=3.77
抗倾覆验算3.77＞1.6,满足要求。
8.桩身承载力验算
（1）正截面受压承载力计算
Nk=（Fk’＋1.2Gk）/n=（611.55+1.2×912.50）/1=1706.55kN
Ψc=0.70
ΨcfcAp=0.70×16.70×1000×2.54=29692.60kN
正截面受压承载力=29692.60kN＞NK=1706.55kN,满足要求。
（2）配筋计算
采用HRB335钢筋,fy=300.00N/mm2,按照配筋率ρ=ρg=0.25%计算：
As1=ρAP=0.25%×2.54×106=6350mm2
桩身钢筋抗拔计算：
As2=2M倾/dfy=2×2016.96×106/（1800×300）=7470mm2
比较As1和As2,按As2配筋，取2122，As=21×380=7980mm2>AS2=7470mm2（满足要求）
9.承台受冲切承载力验算
只考虑塔身边冲切承载力计算：
Fι=F－1.2ΣQik=Fk’=611.55kN，ho=1.46-0.10=1.36m=1360mm
βhp=1.0+（2000-1460/（2000-800）×（0.9-1.0）=0.96
а0=（5.00-1.70）/2=1.65m,λ=а0/ho=1.65/1.36=1.21
β0=0.84/（1.21+0.2）=0.60
um=4×（1.70+1.65）=13.40m
βhpβ0umftho=0.96×0.60×13.40×1.57×1000×1.36=16480.33kN
承台受冲切承载力=16480.33kN＞Fk=611.55kN,满足要求。
10.承台受剪切承载力计算
V=Nk’=Fk’/n=611.55/1=611.55kN
βhs=（800/ho）1/4=（800/1360）0.25=0.88,λ=а0/ho=1.65/1.36=1.21
α=1.75/（λ+1）=1.75/（1.21+1）=0.79,b0=5.00m=5000mm
βhsαftb0ho=0.88×0.79×1.57×1000×5.00×1.36=7421.96kN
承台受剪切承载力=7421.96kN＞V=611.55kN,满足要求。
11.承台配筋计算
（1）承台弯矩计算
Ni=Fk=611.55kN，xi=0.90m
M=Nixi=611.55×0.90=550.40kN.m
（2）承台配筋计算
基础采用HRB335钢筋,fy=300N/mm2
As1=M/0.9fyho=550.40×106/（0.9×300×1360）=1499mm2
采用HRB335钢筋，fy=300N/mm2,最小配筋率ρ=0.15%计算配筋:
As2=ρbho=0.0015×5000×1360=10200mm2
比较As1和As2，按As2配筋,取27B22@190mm（钢筋间距满足要求）
As=27×380=10260mm2
承台配筋面积=10260mm2＞10200mm2,满足要求。
12.计算结果
（1）基础桩
1根φ1800钻（冲）孔灌注桩，桩端设扩大头,桩顶标高-11.96m，桩长5.50m，桩端入微风化砾岩0.50m；桩混凝土等级C35,桩身钢筋采用21B22,箍筋采用φ10@250mm。
（2）承台
长（a）=5.00m、宽（b）=5.00m、高（h）=1.46m；桩中心与承台中心重合，承台面标高-10.60m；混凝土等级C35,承台底钢筋采用双向27B22@190mm。
施工结果：
（1）基础桩
1根φ1800钻（冲）孔灌注桩，桩端设扩大头,桩顶标高-11.96m，桩长5.50~7.5m，桩端入微风化砾岩0.60m；桩混凝土等级C35,桩身钢筋采用21B22,箍筋采用φ10@250mm。
注：
实际施工时桩身钢筋采用25根B22﹫200mm（二级）通长设置，锚入承台1.20m；箍筋采用φ8mm@200mm，桩顶2.0m范围φ8mm@70mm（具体参p14页桩身大样）。
（2）承台
由于与M轴结构承台对碰（换算）实际施工为长（a）=5.43m、宽（b）=4.60m、高（h）=1.46m；桩中心与承台中心重合，承台面标高-10.60m；混凝土等级C35,承台底钢筋采用双向27B22@190mm。
注：
实际施工时承台底按计算要求（承台底钢筋采用双向B22@190mm），其余配筋按厂家设计图纸要求施工（具体见厂家附图）。
（3）桩身持力层
桩身持力层做法：
抗大头部分，具体见P15页大样（桩身大样图）。
13、接地装置
（1）、塔吊安装好后；将为工地的最高物体，因此必须对塔吊进行防雷接地处理。
（2）塔身防雷装置拟在桩基础时连接，主要连接方法是把塔脚螺栓与桩笼钢筋焊接作对应连结焊接为防雷地极，四个角位均留至承台上的防雷接地用偏铁，连接时应当留出测控位置点，随时测控。
（3）塔吊防雷电阻应小于4欧姆，塔吊安装完成应及时挠测并作数据记录。
第六节、预埋螺栓的安装
1、地脚螺栓在预埋时，必须用底架或工厂随机提供的预埋模具架。
2、放置预埋模具架应注意，焊有角钢的一面向上，并且将钢板上焊有“后”字的一方置于塔机顶升平衡臂的一方。
3、将16颗地脚螺栓分别悬挂在模具架四角薄钢板的孔上，分别戴上一个或（两个）螺帽，使螺帽底面于螺栓顶端的长度为120毫米。
4、将模具架支承起来，使模具架的钢板底面比待浇筑混凝土基础顶面高出20~30毫米。
5、用水准仪将模板的四块钢板较平至相对误差≤1/500。
6、将地脚螺栓上部扶至竖直状态，然后在螺栓下端钩环内置入ф25的长度不少于400毫米的钢筋，并利用它将螺栓下部于绑扎好的钢筋焊接连接成为整体。
将螺栓头部用塑料布等物包住以防粘上水泥等杂物。
7、检查模具架的放置方位、水平度误差及螺栓的竖直及固定情况无误后方可浇筑混凝土。
8、防雷接地的要求：
塔机基础捣砼前，承台钢筋网应预留二根-4*60mm偏铁或Φ12以上的钢筋外露于基础砼外，在塔机整体安装前，该钢筋应与建筑物的防雷联通，预埋螺栓的电阻值不得大于4Ω。
第七节、承台施工及承台与底板之间施工方法
1、承台模板
承台底浇筑C15混凝土100厚作垫层，侧模采用砖模和模板安装（650mm部位用模板安装），采用M10砂浆砌180厚灰砂砖模，砖块模完成后，具备回填条件的，即进行周边土层回填施工，以保护外露的基层土方免受水的浸泡。
2、承台钢筋
、钢筋绑扎前要认真对照承台配筋图及说明书开料，钢筋绑扎时用22#绑扎丝进行绑扎。
钢筋保护层，承台底筋用砂浆垫块，承台侧面用带扎丝的1:
2水泥砂浆预制垫块支垫，承台上层钢筋采用φ16竖向钢筋支撑，间距双向0.4m。
、钢筋绑扎完毕后，必须由项目经理部质安员对照承台配筋图及说明书进行自检，自检合格后，再申报监理单位，并填写隐蔽工程验收记录。
3、承台混凝土浇筑
本工程承台尺寸5.43m×4.60m，厚度1.46m，承台混凝土约36.50m3，利用一台混凝土输送泵输送到位。
为加强混凝土的密实度，提高混凝土的抗拉强度，防止混凝土的收缩裂缝，混凝土的振捣采用插入式振动棒进行振动，振动棒的操作要做到“快插慢拔，直上直下”，保证砼的浇筑质量。
采用斜面分层进行浇筑的承台混凝土，布置三道插入式振棒，按斜坡区上中下各一台。
混凝土的振捣顺序为从浇筑的底层开始逐层上移，以保证分层混凝土之间的施工质量。
混凝土初凝后立即浇水湿润，且安排专人每天定期浇水进行混凝土的养护。
4、塔吊承台砼施工时，承台周边伸出（3厚*300mm）止水钢板约170mm，底板砼施工时并要求在止水钢板面增加橡胶膨胀止水条一起浇筑，承台预留插筋参考底板钢筋要求设置（止水板要求做法见P13页大样）。
5、塔吊基础桩施工：
基础桩在工程桩施工的同时插入进行，施工工艺详见本工程“桩基础施工方案”。
第八节、附图
1、塔吊吊基础平面布置图、基础大样图、基础承台、桩顶标高示意图见后（P13、14、15、16页）。
2、附图“施工平面布置图”
3、塔吊厂家主要参数及承台大样配筋图纸；超前钻桩柱状图。
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