塔吊基础施工方案.docx
《塔吊基础施工方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塔吊基础施工方案.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
塔吊基础施工方案
目录
一、工程概况1
二、编制依据1
三、塔机选择与布置1
四、塔机基础技术参数1
五、TC6517A塔吊天然基础计算书1
1.参数资料1
2.塔吊在自由高度下的风荷载计算：
2
3.荷载组合（标准组合及基本组合）6
4.基础平面尺寸确定7
5.基础承载力验算7
6.基础冲切承载力验算9
7.局部承压承载力计算10
8.承台配筋计算11
六、塔机基础施工准备12
1.材料准备12
2.人员准备13
3.施工机具配置13
4.现场准备13
七、塔吊基础施工13
1.施工工艺流程13
2.基坑开挖13
3.混凝土垫层施工14
4.砖模施工14
5.模板施工14
6.基础钢筋施工15
7.预埋件安装（由专业公司预埋）15
8.混凝土施工15
八、塔吊基础施工注意事项15
塔式起重机基础设计及施工方案
一、工程概况
工程位于深圳市龙华新区清湖工业园内，项目占地面积约20059m2，总建筑面积约52237m2，地下2层，地上12层，建筑高度54.3m，地下室埋深9.6m；基础采用预应力管桩++承台，地上主楼采用框-剪结构，标准柱距8.4m，最大柱距为12.4m首层高8米；外墙主要装饰：
铝板和玻璃幕墙+面砖+铝合金窗+装饰条等。
二、编制依据
1.《塔式起重机使用说明书》
2.《岩土工程勘察报告》
3.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
4.《地基与基础施工及验收规范》（GBJ202-83）
5.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2011）
6.《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）
7.《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
8.《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-95）
9.《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）
三、塔机选择与布置
1.塔机选择布置：
根据工程实际情况本项目设置1台塔吊，本方案TC6517A塔吊基础施工进行编制，
本项目1台塔吊选型为中联产的TC6517ATC6517A型，塔吊位于11轴-12轴的中心线交C轴。
2.塔机用电必须独立设置配电箱，并设置在离塔机附近。
3.地基周围，应清理场地，要求基本平整无障碍物。
四、塔机基础技术参数
塔吊TC6517A：
塔吊混凝土基础平面尺寸为6600×6600mm，台阶基础高度1950mm，混凝土标号为C35，内配钢筋45Ф20@150、架立筋Ф12@450，基础下100厚C15砼垫层。
五、TC6517A塔吊天然基础计算书
1.参数资料
塔吊型号:
TC6517A塔吊自由起升高度H=49.2m
塔吊倾覆力矩M=3337kN.m混凝土强度等级:
C35
塔身宽度B=2.0m基础埋深D:
=1.95m
自重F1=900kN基础承台厚度h=1.95m
最大起重荷载F2=84.6kN基础承台宽度Bc=6.6m
钢筋级别:
HRB400
支腿固定式基础的荷载:
（厂家提供）
Fv（KN）
Fh（KN）
M（KN.M）
F1（KN）
F2（KN）
900
113
3337
-1100
1496
TC6517A塔式起重机配件组成及自重
名称
重量（吨）
累计总重（KN）
累计高度（m）
塔身底部2节
1.62×2
32.4
5.6
中部5节
1.553×5
110.05
19.6
标准16节
1.245×16
309.25
64.4
过度1节
1.2×1
321.25
68.2
回转
5.2
373.255
71.0
外套
4.5
418.255
前回转臂
8.84
506.65
后回转臂
5.9
565.65
每节高度2.8m
配重
1.5×1+3.15×5+1.75×2=27.125
836.9
附着高度37m
塔尖及附件
1.73+1.0
864.2
塔尖高6.805m
2.塔吊在自由高度下的风荷载计算：
塔吊在自由高度下的风荷载计算也称为塔吊无附着的风荷载计算；根据内力分析表明，往往塔吊无附着在风荷载作用下的内力，要比有附着的内力要大，因此只需要分析塔吊在自由高度下的风荷载内力计算，就能满足工程的需要。
对于不同的地区，风荷载的基本风压不同且差异较大；对于沿海地区，特别是靠近海岸空旷地区，或者强劲台风来袭水平荷载即风荷载是塔吊稳定的最主要控制荷载，因此完全有必要塔吊进行风荷载计算。
（1）、塔吊风荷载计算高度
由于塔吊最大自由高度为52m，地下室一段考虑10米高，塔吊在地面上有效高度为42米，塔臂回转部分高度为2.8米，加上塔吊顶部高度5米（实际6m），故从自然地面算起计算风荷载的高度取50米，地下室一段按无风考虑，因此塔吊总高度为60米左右。
塔吊附着标高暂定为25.95米（第六层），附着高度为36.2米。
（2）、塔吊工作的几种工况
工况一、非工作状态，风压取w0=0.75KN/M2在最大风荷载情况下，计算塔吊的内力。
工况二、允许有风荷载（一般不大于六级风）的工作工况，按照荷载规范8.1.2条不得小于0.3KN/M2，计算风荷载时取0.3KN/M2
工况三、有地震情况下，可以不考虑。
（3）、基本风压
根据GB50009—2012【荷载规范】139页，海拔高度为18.2米时，深圳地区当：
R=10年W10=0.45KN/M2；R=50年W50=0.75KN/M2；R=100年W100=0.90KN/M2。
故取R=10年W10=0.45KN/M2。
对于靠近海岸线和较为空旷地区，有必要采用R=100年的基本风压进行验算。
（4）、风压高度变化系数uz、及风荷载体型系数us
按现场情况，地面粗糙度类别定位C类，根据GB50009—2012【荷载规范】表8.2.1，当高度为50m,uz=1.10.
挡风系数：
按照GB50009—2012【荷载规范】P49页，第35项，对于塔身结构，现场实测塔身挡风面积为：
塔身每节高度为2.8米，有方钢及腹杆；迎风面积计算如下：
An=0.05×1.62+0.081.92×2+0.19×2=1.4602M2挡风系数Ф=实际挡风面积/外围面积=1.4602/（2×2.8）=0.261，利用内插法可得：
us=2.278;对于三角形塔臂结构可得：
Ф=0.2/2=0.1，us=2.4。
（5）、风振系数βz
根据荷载规范8.4.3条：
风振系数βz=1+2GI10Bz（1+R2）0.5
式中g=2.5（峰值因子）
I10=0.23（高度名义喘流强度）BZ—脉动风荷载的背景分量因子
R—脉动风荷载的共振分量因子
（6）、脉动风荷载的共振分量因子R
根据荷载规范8.4.4条：
R={（π/6ζ1）X12/（1+X12）4/3}1/2
式中：
X1=30f1/（KwW0）1/2X1＞5
根据{荷载规范}附录F,对于高耸钢结构基本自振周期可采用近似经验公式：
T=0.013H=0.013×60=0.78s
故取T=0.78sf=1/T=1.282Kw=0.54（C类），ζ1=0.01，
将以上数据带入上式可得：
X1=30f1/（KwW0）1/2=30×1.282/（0.54×0.75）0.5=60.43.
R={（π/6ζ1）X12/（1+X12）4/3}1/2=1.846
（7）、脉动风荷载的背景分量因子Bz
根据荷载规范8.4.5条：
Bz=kHa1ρxρzФ（z）/uz
1）、竖直方向的相关系数ρz
根据荷载规范8.4.6条：
竖直方向的相关系数:
ρz=10（H+60е-H/60-60）1/2/H
=10（50+60е-50/60-60）1/2/50
=0.802
2）、水平方向相关系数ρx
水平方向相关系数:
ρx=10（B+50е-B/50-50）1/2/B
=10（2+50е-2/50-50）1/2×0.5
=0.994
将I10=0.23（注意H取50M,B取2M），k=0.404,a1=0.292
ρz=0.802ρx=0.994Ф（z）=1.0uz=1.10
带入上式可得脉动风荷载的背景分量因子：
Bz=kHa1ρxρzФ（z）/uz
=0.404×500.292×0.802×0.994/1.10=0.913
（8）、风振系数βz
最后可得风振系数：
βz=1+2gI10Bz（1+R2）0.5
=1+2×2.5×0.23×0.913×（1+1.8462）1/2=3.2
（9）、风压标准值
因此可得风荷载50米处的风压标准值：
塔身结构：
Wk=βzusuzW0
=3.2×2.278×1.10×0.45
=3.61KN/M2
塔臂结构：
Wk=βzusuzW0
=3.2×2.4×1.10×0.45
=3.80KN/M2
当按工况二风压为0.30KN/M2（工作状态）时：
风荷载50米处的风压标准值：
塔身结构：
Wk=βzusuzW0
=3.2×2.278×1.10×0.30
=2.4KN/M2
塔臂结构：
Wk=βzusuzW0
=3.2×2.4×1.10×0.30
=2.54KN/M2
（10）、风荷载产生的弯矩和剪力
A.工况一的非工作状态
塔身风荷载按倒三角形分布，重心在地面以上高度的三分之二处。
故：
MA1=1/2×3.61×0.521×50×（2/3×50+10）
=2029KN.M
塔臂对塔身底端产生弯矩为：
MA2=3.8×80×0.2×61=3709KN.M
由于塔臂是个随风转动自由体，故它的迎风面的面积有一定取值范围，我们取0.333，仅占塔臂的1/3，因此底部弯矩有：
MA=MA1+0.333MA2=2029+0.333×3709=3265KN.M
底部剪力：
VA=VA1+VA2=1/2×3.61×50×0.521+3.80×80×0.2×2/3
=88KN
B.工况二工作状态
同理可以得到风荷载对塔身底部弯矩和剪力：
MA=MA1+0.333MA2
=1/2×2.4×0.521×50×（2/3×50+10）+2.54×80×0.2×61×0.333
=1354+817=2170KN.M
竖向荷载产生的弯矩：
最大荷载在吊臂18M处：
M1=8.46×9.8×18=1492KN.M
荷载在吊臂的极端处：
M2=1.7×9.8×65=1083KN.M
因此取M=M1=1492KN.M
因此，塔吊在工作状态的底部弯矩和剪力
MA=2170+1492=3662KN.M
VA=22+20=42KN
3.荷载组合（标准组合及基本组合）
（1）、非工作状态
竖向荷载：
Fvk=830KN
弯矩Mk=3265KN.M
剪力Vk=88KN
（2）、工作状态
竖向荷载：
Fvk=830+8.46×9.8=913KN
弯矩Mk=3662KN.M
剪力Vk=42KN
（3）、厂家说明书提供
竖向荷载：
Fvk=900KN
弯矩Mk=3337KN.M
剪力Vk=113KN
（4）、内力确定
根据上面分析可以看出，风荷载计算采用底面粗糙度不同，结果截然不同；如果按B类计算，风荷载值远大于上述值。
综合上面的计算结果，第一组内力与厂方提供接近，第二组就较大，但剪力偏小；由于塔吊10米左右处在地下，相对来说，风荷载产生弯矩剪力就偏小。
但是任选一组内力计算，基础计算结果偏差不会太大。
均可满足使用的要求。
因此在这里我们仍然采用厂家所提供的荷载进行设计。
在进行基础承载力验算时，采用此组荷载进行标准组合验算。
大家知道，如果弯矩较大时（相当于大偏压），轴向力越小对结构是越不利，弯矩较小时（相当于小偏压），轴力越大对结构越不利。
当计算基础承载力和变形所需要荷载标准值即标准组合：
竖向荷载：
Fvk=900KN
弯矩Mk=3337KN.M
剪力Vk=113KN
当计算基础配筋和冲切验算所需要荷载设计值即基本组合：
竖向荷载：
F=1.4×900=1260KN
弯矩M=3337×1.4=4671.8KN.M
剪力V=113×1.4=158.2KN
这里特别强调：
当荷载以重力荷载控制时，分项系数取1.35.
4.基础平面尺寸确定
塔吊基础采用天然基础，根据现场及设计施工图纸，为了与地下室基础结构分开施工。
按照厂方提供图纸资料，采用支腿固定式基础，当地基承载力特征值为200kpa时，最小尺寸为6000×6000mm，经过多次验算最终确定基础的几何尺寸（见下图示）。
基础定位在11—12轴中心线与C轴交点为塔吊中心点。
根据已确定基础尺寸，再根据详勘的地质报告及附近地质勘探孔和柱状剖面详图，初步断定基础底部已完全进入含砾粘土持力层2米以上，该土层承载力特征值为200kpa，且下卧层为砾质粉质粘土，其承载力特征值为240kpa，因此该地基的地质条件完全能够满足承载力特征值为200kpa的最基本要求。
5.基础承载力验算
在承载力验算时，已经考虑塔吊有附着和无附着的两种情况，无附着情况弯矩较大，轴向力相对小些，这是最不利的情况；厂家提供荷载没说明是在什么情况下提供的，因此，我们只对厂家提供荷载进行承载力设计。
依据【建筑地基基础设计规范】GB50007-2011第5.2.4条：
fa=fak+ηb（b-3）+ηdγm（d-0.5）
fa--修正后的地基承载力特征值（kpa）
fak--地基承载力特征值（kpa）；取200kpa
ηb、ηd--基础宽度和埋置深度的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查表5.2.4取值；分别取0.3、1.5
b--基础底面宽度小于3m时按3m取值，大于6m时按6m取值，取6m≥b
γ—基础底面一下土的重度（KN/m3）,地下水位以下取浮重度；取浮重度18-10=8KN/M3
γm--基础底面以上土的加权平均平均重度（KN/M3）;取18KN/M3
fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm（d-0.5）
=200+0.3×8×（6-3）+1.5×18×（1.95-0.5）
=246.35kpa
按厂家提供荷载验算
从上述可知：
竖向荷载：
Fvk=900KN
弯矩Mk=3337KN.M
剪力Vk=113KN
根据厂家提供的荷载，当地基承载力为200kpa时，基础采用6×6m,因此先假定：
l=b=6m
计算偏心距：
e=Mk/（Fk+Gk）
=（3337+113×1.95）/{900+6.0×6.0×1.95×20}
=1.544m
b/6=6.0/6=1.0m∠e=1.544m且b/4=6.0/4=1.5m∠e=1.544m
根据地基设计规范6.7.5条第4款，不满足，条件不成立。
重新假定：
l=b=6.4m
计算偏心距：
e=Mk/（Fk+Gk）
=（3337+113×1.95）/{900+6.4×6.4×1.95×20}
=1.424M
b/6=6.4/6=1.067m∠e=1.424m且b/4=6.4/4=1.6m∠e=1.424m
基底反力呈三角形分布
a=b/2-e=6.4/2-1.424=1.776m
按地基设计规范5.2.2条第3款5.2.2-4式
所以pmax=2（Fk+Gk）/（3La）
=2（900+6.4×6.4×1.95×20）/（3×6.4×1.776）
=146.56kpa∠1.2fa=1.2×246.35=295.62kpa
根据【建筑抗震设计规范】GB50011-2010第4.2.4条：
故pmax=146.56kpa>2（Fk+Gk）/（0.85Lb）
=2（900+6.4×6.4×1.95×20）/（0.85×6.4×6.4）
=143.47kpa不满足要求
再重新假定：
l=b=6.6m
计算偏心距：
e=Mk/（Fk+Gk）
=（3337+113×1.95）/{900+6.6×6.6×1.95×20}
=1.37m
b/6=6.6/6=1.1m∠e=1.37m且b/4=6.6/4=1.65m>e=1.37m
基底反力呈三角形分布
故a=b/2-e=6.6/2-1.37=1.93m
根据【建筑抗震设计规范】GB50011-2010第4.2.4条：
零应力区长度：
b-3a=6.6-3×1.93=0.81m∠0.15×6.6=0.99m
零应力区长度满足要求.
所以pmax=2（Fk+Gk）/（3La）
=2（900+6.6×6.6×1.95×20）/（3×6.6×1.93）
=136.02kpa∠1.2fa=1.2×246.35=295.62kpa
且pmax=136.02kpa∠2（Fk+Gk）/（0.85Lb）
=2（900+6.6×6.6×1.95×20）/（0.85×6.6×6.6）
=140.38kpa原假定成立，满足要求。
6.基础冲切承载力验算
依据【建筑地基基础设计规范】GB50007-2011第8.2.8条：
Fl≤0.7βhpftamh0am=（at+ab）/2Fl=pjAl
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，期间按线性内插法取用，因此:
βhp=1-（1.04-0.8）（1-0.9）/（2-0.8）=0.98
C35砼，ft=1.57N/mm2
h0=h-as=1100-60=1040mm
am—冲切破坏锥体最不利一侧长度（m）,am=（at+ab）/2
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）,当计算基础变阶处的受冲切承载力时取上阶宽。
取4200mm.
ab--冲切破坏椎体最不利一侧斜截面在基础面积范围内的下边长，当破坏椎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，取柱宽加两倍该处的基础有效高度；取ab=4200+2×1040=6280mm
pj--扣除基础自重及其上土重相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力；对于偏心受压基础可取基础边缘最大地基上单位面积净反力；
由于pmax=2×1.35×（Fk+Gk）/（3La）
=2×1.35（900+6.6×6.6×1.95×20）/（3×6.6×1.93）
=183.627kpa
故pj=pmax-1.35γGd=183.627-20×1.95×1.35=130.977kpa
Al--冲切验算时取用的部分基底面积；
Al=（6.6+4.2）（6.6-4.2）=25.92m2
Fl--相应于作用的基本组合时作用在Al上的地基净反力设计值；
Fl=130.977×（6.6+4.2）（6.6-4.2）=3394.92KN
允许冲切力：
0.7×0.98×1.57×（4200+6280）/2×1040=5869328.2N
=5869.3KN
Fl=3394.92KN∠5869.3KN满足要求。
7.局部承压承载力计算
根据厂方提供塔身一个分肢内力为:
F=1496KN
根据内力：
Nk=900KNMk=3337KN.M，我们很容易得到
F1=γGNk/4+γQMkY/（∑Y2）
=1.2×900/4+1.4×3337×0.925/（4×.0.9252）
=1533KN
Y—分肢形心到塔吊中心X轴的距离；
γG、γQ—分别为恒载与活载的分项系数。
一般塔身分肢垫板不小于300×300mm2，根据砼结构设计规范第6.6.1-1式：
Fl≤1.35βcβlfcALnβl=（Ab/Al）0.5
Fl--局部受压面上作用的荷载或局部压力设计值；
fc--砼轴心抗拉强度设计值；
βc--砼强度影响系数，按本规范第6.3.1条的规定取用；
βl--砼局部受压时的强度提高系数；
Al--砼局部受压面积；
ALn—局部受压净面积；
Ab--局部受压的计算面积，按本规范第6.6.2条确定。
βl={600×600/（300×300）}0.5=2
βc=1.0
fc=16.7N/mm2
ALn=300×300mm2
Fl=1553×103∠1.35×1.0×2×16.7×300×300
=4058.1×103N
=4058.1KN满足要求。
8.承台配筋计算
根据{建筑地基基础设计规范}50007-2011第8.2.12条：
As=M/0.9fyh0
pmax=2×1.35×（Fk+Gk）/（3La）
=2×1.35（900+6.6×6.6×1.95×20）/（3×6.6×1.93）
=183.627kpa
由于基础为变阶基础，底板一侧地基反力的合力应作用在梯形截面的形心，底板一侧总弯矩为合力乘以形心到底板变阶处的距离。
因此梯形形心到梯形上边距离：
a-z=1.2-（2b1+b2）/3（b1+b2）
=1.2-1.2（2×4.2+6.6）/3（4.2+6.6）
=0.644M
每一米宽的底板弯矩为：
M=P（a-z）/4.2
=183.627×（4.2+6.6）×1.2×0.5×0.644/4.2
=182.5KN.M/M
As=M/0.9fyh0
=182.5×106/（0.9×360×1040）
=541.46mm2不符合最小配筋率的构造要求。
根据【砼结构设计规范】GB50010-20108.5.2条及【建筑地基设计规范】GB50007-2011中的8.2.1条第三款：
应按构造配筋ρmin=0.0015×1000×1040=1560mm2
选用HRB400钢筋，直径为Ф20mm，间距150，6600/150=44根，
故采用HRB400钢筋2×45Ф20（双向），314×1000/150=2093mm2>1560mm2
基础侧面及顶面均采用HRB400钢筋直径Ф20mm,双向间距分别为200mm、150mm.架立筋（基础上下拉结筋）为Ф12间距450，配筋断面图见下图。
说明：
1.砼强度等级C35，垫层C15。
2.钢筋保护层为40mm。
3.钢筋采用HRB400。
4.基础下原土夯实。
5.基础配筋图已经被厂家中联重科审查通过。
六、塔机基础施工准备
1.材料准备
序号
材料名称
数量
备注
序号
材料名称
数量
备注
1
钢筋
5T
4
混凝土C35
62.91M3
2
120砖模
28M2
5
地脚螺栓
36个
3
模板
20M2
2.人员准备
序号
工种
数量
备注
序号
工种
数量
备注
1
钢筋
5
3
混凝土
4
2
泥工
6
4
设备工
2
3.施工机具配置
序号
机具名称
数量
备注
序号
机具名称
数量
备注
1
钢筋切断机
1
钢筋
3
振动棒
1
2
钢筋弯曲机
1
钢筋
4
搅拌机
1
砖胎膜
升级会员 