塔吊基础施工方案改.docx
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塔吊基础施工方案改
1编制依据
1.1新建天津铁道职业技术学院一标段施工组织设计。
1.2新建天津铁道职业技术学院一标段总平面图。
1.3有关规范、规程、标准。
序号
规范规程名称
编号
1
塔式起重机设计规范
GB/T13752-92
2
混凝土结构工程施工质量验收规程
GB50204-2002
3
塔式起重机安全规程
GB5144-2006
4
建筑机械技术试验规程
JGJ34-86
5
建筑机械使用安全技术规程
JGJ33-2001
6
塔式起重机混凝土基础工程技术规范
JGJ/T187-2009
7
建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程
JGJ196-2010
1.4安全管理法规文件
序号
规范规程名称
编号
1
建设工程安全生产管理条例
国务院第393号令
2
危险性较大的分部分项工程安全管理办法
建质[2009]87号
1.5业主提供的《新建天津铁道职业技术学院一标段工程岩土工程详细勘察报告》
1.6PKPM安全施工设施计算软件
2工程概况
本工程位于天津市津南区海河教育园区纬一路以南，纬二路以北，经五路以西，经七路以东范围。
现地表大沽标高为1.72～2.81m。
建设单位为天津海河教育园区投资开发有限公司；设计单位为天津大地天方建筑设计有限公司；监理单位为天津市华泰建设工程监理有限公司；施工单位为中建二局第三建筑工程有限公司。
本工程塔吊基础桩基采用钻孔灌注桩。
与各楼座部位的工程桩相同，且桩长、桩顶标高均与各楼座部位的工程桩相符。
桩型：
本工程所有塔吊桩基均采用φ600mm钻孔灌注桩。
钢筋：
采用φ-HPB235、Φ-HRB335，主筋规格为Φ12，螺旋筋规格为φ8，间距非加密区200mm，加密区100mm，其中主筋保护层厚度为50mm。
混凝土：
C30。
3地质情况
地层编号
主要岩性
标高段（m）
钻孔灌注桩
极限侧阻力标准值（kPa）
极限端阻力标准值（kPa）
4
粉质粘土
-0.02以上
35
/
6-1
淤泥质土
-0.02～-13.72
20
/
6-2
粉质粘土
38
/
7
粉质粘土
-13.72～-15.82
47
/
8-1
粉质粘土
-15.82～-19.61
53
/
8-2
粉质
62
/
9-1
粉质粘土
-19.61～-26.87
56
650
9-2
粉质
62
4塔吊基础方案选择
4.1塔位置、数量、型号、高度
4.1.1综合考虑各种因素，决定选取6台TC5015塔，整体布局详见后附图1。
4.1.2塔吊具体定位及依据
1#塔：
型号TC5015，位置坐落于宿舍楼5东南侧，满足宿舍楼5施工运输的需要，臂长45m，安装高度39m，细部定位图（标注尺寸为塔吊基础中心与建筑物外皮距离，水平距离15.98m，垂直距离9.33m）：
2#塔：
型号TC5015，位置坐落于宿舍楼4东南侧，满足宿舍楼4和部分食堂施工运输的需要，臂长45m，安装高度30m，细部定位图（标注尺寸为塔吊基础中心与建筑物外皮距离，水平距离19.35m，垂直距离30.04m）：
3#塔：
型号TC5015，位置坐落于宿舍楼3西南侧，满足宿舍楼3施工运输的需要，臂长45m，安装高度39m，细部定位图（标注尺寸为塔吊基础中心与建筑物外皮距离，水平距离15.52m，垂直距离17.2m）：
4#塔：
型号TC5015，位置坐落于宿舍楼2西侧，满足宿舍楼2施工运输的需要，臂长45m，安装高度30m，细部定位图（标注尺寸为塔吊基础中心与建筑物外皮距离，水平距离15.48m，垂直距离12.2m）：
5#塔：
型号TC5015，位置坐落于学生公寓西侧，满足学生公寓施工运输的需要，臂长45m，安装高度39m，细部定位图（标注尺寸为塔吊基础中心与建筑物外皮距离，水平距离14.6m，垂直距离11.28m）：
6#塔：
型号TC5015，位置坐落于宿舍楼1东北侧，满足宿舍楼1和部分食堂施工运输的需要，臂长50m，安装高度30m，细部定位图（标注尺寸为塔吊基础中心与建筑物外皮距离，水平距离9.83m，垂直距离35.18m）：
后勤服务中心（建筑物顶标高10.2m）、风雨操场（建筑物顶标高15.6m）、看台（建筑物顶标高10.6）由于建筑物顶标高较低，考虑项目成本，不设塔吊，在结构施工过程中只需汽车吊就能满足施工需要。
4.2塔吊基础的设计
塔吊桩：
塔吊桩采用钻孔灌注桩；桩径φ600mm，桩长25m、26m、27m（具体详见下表）；桩顶标高（相对标高）-2.4m，塔吊桩主筋采用8Φ12（二级钢HRB335）；桩上部3m为箍筋加密区，螺旋箍采用φ8@100（一级钢HPB235）；其余部分的为箍筋非加密区，螺旋箍采用φ8@200；加劲箍采用Φ12@2000（二级钢HRB335），塔吊桩采用C30混凝土浇筑。
具体配筋做法详见后附图2。
塔吊基础承台截面尺寸：
5000mm×5000mm×1350mm（长、宽、高），承台下浇注100厚C15素混凝土垫层，四周出承台边缘100mm。
塔吊基础承台采用C35混凝土浇筑。
承台垫层底标高（相对标高）为-2.55m，根据塔吊安装厂家提供的塔吊基础要求及参数，主筋为Ф20@170mm双层双向，连系钢筋为Ф14@510。
塔吊基础承台具体配筋做法详见后附图3。
4.3塔吊桩基设计参数表
塔号
桩基设计等级
±0.000相当于大沽高程
桩顶标高
桩径d（m）
桩长（m）
极限承载力（kN）
持力层
桩数
1#
乙级
3.450
-2.4
0.6
25
2000
9-1粉质粘土
4
2#
乙级
3.450
-2.4
0.6
27
2000
9-1粉质粘土
4
3#
乙级
3.450
-2.4
0.6
25
2000
9-1粉质粘土
4
4#
乙级
3.450
-2.4
0.6
25
2000
9-2粉土
4
5#
乙级
3.450
-2.4
0.6
26
2000
9-1粉质粘土
4
6#
乙级
3.450
-2.4
0.6
25
2200
9-2粉土
4
5塔吊基础施工工艺
5.1基础施工顺序
测量放线→灌注桩成孔→吊放钢筋笼→桩混凝土浇筑→土方开挖→抄标高焊接承托角钢→承台钢筋绑扎及固定支腿安装→承台支模→混凝土浇筑→养护→验收。
5.2测量放线
根据平面控制点、标高控制点和塔吊位置，对塔吊的具体位置进行测量放线，确定塔吊位置和桩位置，采用闭合回路和现场预制桩位进行复核，验收合格后，才能进行施工。
5.3灌注桩成孔
灌注桩成孔应严格遵循钻孔灌注桩成孔工艺要求，控制好孔深、孔径、沉渣厚度、泥浆比重。
具体要求与工程桩相符，详见桩基施工方案。
5.4吊放钢筋笼
应控制钢筋笼焊接牢固程度。
5.5土方开挖
现场自然地面标高已经接近承台底标高，同时为了避免对桩身混凝土的扰动，采用人孔开挖的方式。
5.6钢筋施工
钢筋施工应严格遵守钢筋方案（桩基部分），钢筋网片的每个交叉点位置均应仔细绑扎，不得跳扣。
严禁使用锈蚀严重的钢筋。
5.7模板工程
采用木模板，次龙骨采用50×100木方间距250mm，水平向放置；主龙骨采用将钢管砸进土中的方式，间距600mm；斜撑及地锚均采用钢管，斜撑与主龙骨钢管牢固连接。
5.8塔吊支座的埋设
根据此型号塔吊具体要求，塔吊需预埋支腿，安放在塔吊基础预制马凳上，支腿由厂家提供并负责定位安装，现场负责加固。
固定支腿顶平面与水平面的斜度不大于1/1000。
预埋固定支腿详见下图：
6混凝土浇筑
6.1塔吊基础钢筋和预埋件的位置、标高和垂直度经检查符合要求后，才能进行混凝土浇筑；
6.2混凝土分层浇筑，每一层不超过500mm高，每层间隔不超过30分钟，顺着基础边，首先浇筑2米宽，500mm高，再浇筑另一半，依次进行。
6.3混凝土振捣间距不超过500mm，上层振捣时，要插入下层50mm。
要求振捣密实，以不冒泡为准。
6.4振捣密实后，用木抹子压实抹平，初凝之前，再用铁抹子二次压实赶光。
6.5塔吊基础混凝土强度等级要求为C35，混凝土强度达到设计要求的80%时，塔吊可以进行安装。
正常情况下，7d即可达到26.25MPa的要求，但必须以同条件试块试验结果为准。
6.6混凝土浇筑时，密切注意观察钢筋、支座有无移位的情况，当发现有位移时，必须立即停止浇筑并及时修整，处理满足允许偏差要求方可再继续浇筑。
混凝土浇筑完成后，还要对预埋件的位置进行复核，确保满足安装需要。
6.7混凝土浇筑时留设三组同条件试块，一组测28d标养强度、一组测7d同条件强度、一组备用。
7混凝土的养护
混凝土浇筑后立即覆盖塑料布进行养护。
8防雷接地
8.1沿塔吊基础周边均匀插入8根∟40×4镀锌角钢至塔吊基础底面下2.5米，顶面埋深不少于0.6米，故∟40×4镀锌角钢长度取3m。
8.2将-40×4镀锌扁钢与镀锌角钢焊接，焊接部分做防腐处理。
8.3将镀锌扁钢引至塔吊基础，通过∟40×4角钢沿基础环绕一圈，并引出扁钢与塔吊焊接，其接地阻值不大于4欧姆。
9检查与验收
9.1基础土质验收，要符合土质要求。
9.2当基础混凝土强度达到85%以上时，方可进行上部标准节的安装。
9.3混凝土基础表面应水平，平面允许偏差1/1000。
9.4检查钢筋混凝土有无孔洞、麻面、露筋等外观质量。
9.5塔吊预埋件应严格控制尺寸，埋设件的位置、标高和垂直度以及施工工艺符合出厂说明书要求。
防止振捣混凝土时变动，其露出混凝土以上部分尺寸，按图预埋并在外露的螺纹部分应包扎保护，严禁碰坏。
9.6基础接地电阻不大于4Ω。
9.7通过项目技术部、工程部、安全部检查合格后，报监理检查，合格后，才能进行下一步作业。
9.8塔基施工中的质量记录。
塔基施工中的各个环节的要求等同于单位工程的要求。
需编制施工方案、荷载验算、基坑验槽、尺寸复核、隐蔽验收记录、材料要求具有合格证、材料复试报告和强度检验资料、塔基施工完成后，装订成册，便于追溯。
10施工安全保证措施
10.1机械作业人员、电工、焊工等特种作业人员必须持证作业，只要有工人施工，就必须有工长和专职安全管理人员及作业班组长等管理人员旁站指挥。
10.2机械作业前，保证视野开阔，先鸣笛，后施工。
10.3焊工作业，应离开易可燃物，防止火灾发生。
作业面范围内，禁止其他施工人员作业。
10.4雨季施工，注意防滑防雷。
10.5当基础混凝土强度达到85%以上时（以同条件混凝土试块抗压强度报告为准），方可进行塔吊的安装。
10.6埋设件的位置、标高和垂直度以及施工工艺符合出厂说明书要求。
附件1塔吊四桩基础的计算书
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）。
一.参数信息
塔吊型号:
TC5015塔机自重标准值:
Fk1=474.60kN起重荷载标准值:
Fqk=60.00kN
塔吊最大起重力矩:
M=800.00kN.m塔吊计算高度:
H=39m塔身宽度:
B=1.60m
非工作状态下塔身弯矩:
M1=-200kN.m桩混凝土等级:
C30承台混凝土等级:
C35
保护层厚度:
50mm矩形承台边长:
5.00m
承台厚度:
Hc=1.350m
承台箍筋间距:
S=200mm承台钢筋级别:
HRB400
承台顶面埋深:
D=0.000m
桩直径:
d=0.600m桩间距:
a=3.500m
桩钢筋级别:
HRB400
桩入土深度:
25.00m桩型与工艺:
泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩
计算简图如下：
二.荷载计算
1.自重荷载及起重荷载
1）塔机自重标准值
Fk1=474.6kN
2）基础以及覆土自重标准值
Gk=5×5×1.35×25=843.75kN
承台受浮力：
Flk=5×5×0.85×10=212.5kN
3）起重荷载标准值
Fqk=60kN
2.风荷载计算
1）工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a.塔机所受风均布线荷载标准值（Wo=0.2kN/m2）
=0.8×1.59×1.95×1.281×0.2=0.64kN/m2
=1.2×0.64×0.35×1.6=0.43kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.43×39.00=16.65kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×16.65×39.00=324.77kN.m
2）非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a.塔机所受风均布线荷载标准值（本地区Wo=0.50kN/m2）
=0.8×1.65×1.95×1.281×0.50=1.65kN/m2
=1.2×1.65×0.35×1.60=1.11kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=1.11×39.00=43.21kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×43.21×39.00=842.55kN.m
3.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=-200+0.9×（800+324.77）=812.29kN.m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=-200+842.55=642.55kN.m
三.桩竖向力计算
非工作状态下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（474.6+843.75）/4=329.59kN
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=（474.6+843.75）/4+（642.55+43.21×1.35）/4.95=471.21kN
Qkmin=（Fk+Gk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L
=（474.6+843.75-212.5）/4-（642.55+43.21×1.35）/4.95=134.84kN
工作状态下：
Qk=（Fk+Gk+Fqk）/n=（474.6+843.75+60）/4=344.59kN
Qkmax=（Fk+Gk+Fqk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=（474.6+843.75+60）/4+（812.29+16.65×1.35）/4.95=513.26kN
Qkmin=（Fk+Gk+Fqk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L
=（474.6+843.75+60-212.5）/4-（812.29+16.65×1.35）/4.95=122.79kN
四.承台受弯计算
1.荷载计算
不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：
工作状态下：
最大压力Ni=1.35×（Fk+Fqk）/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×（474.6+60）/4+1.35×（812.29+16.65×1.35）/4.95=408.14kN
最大拔力Ni=1.35×（Fk+Fqk）/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×（474.6+60）/4-1.35×（812.29+16.65×1.35）/4.95=-47.28kN
非工作状态下：
最大压力Ni=1.35×Fk/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×474.6/4+1.35×（642.55+43.21×1.35）/4.95=351.37kN
最大拔力Ni=1.35×Fk/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×474.6/4-1.35×（642.55+43.21×1.35）/4.95=-31.01kN
2.弯矩的计算依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4.2条
其中Mx,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（m）；
Ni──不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值（kN）。
由于工作状态下，承台正弯矩最大：
Mx=My=2×408.14×0.95=775.46kN.m
承台最大负弯矩:
Mx=My=2×-47.28×0.95=-89.84kN.m
3.配筋计算
根据《混凝土结构设计规程》GB50010-2002第7.2.1条
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；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2。
底部配筋计算:
s=775.46×106/（1.000×16.700×5000.000×13002）=0.0055
=1-（1-2×0.0055）0.5=0.0055
s=1-0.0055/2=0.9972
As=775.46×106/（0.9972×1300.0×360.0）=1661.6mm2
顶部配筋计算:
s=89.84×106/（1.000×16.700×5000.000×13002）=0.0006
=1-（1-2×0.0006）0.5=0.0006
s=1-0.0006/2=0.9972
As=89.84×106/（0.9997×1300.0×360.0）=192.0mm2
五.承台剪切计算
最大剪力设计值：
Vmax=408.14kN
依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）的第7.5.7条。
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：
式中
──计算截面的剪跨比,
=1.500
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570N/mm2；
b──承台的计算宽度，b=5000mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1300mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2；
S──箍筋的间距，S=200mm。
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!
六.承台受冲切验算
角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩
冲切承载力验算
七.桩身承载力验算
桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.8.2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=1.35×513.26=692.90kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中
c──基桩成桩工艺系数，取0.75
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.3N/mm2；
Aps──桩身截面面积，Aps=282744mm2。
经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求
由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为565mm2
综上所述，全部纵向钢筋面积565mm2
八.桩竖向承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）的第6.3.3和6.3.4条
轴心竖向力作用下，Qk=344.59kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=513.26kN.m
桩基竖向承载力必须满足以下两式：
单桩竖向承载力特征值按下式计算：
其中Ra──单桩竖向承载力特征值；
qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值；
qpa──桩端端阻力特征值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=1.88m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.28m2；
li──第i层土层的厚度,取值如下表；
厚度及侧阻力标准值表如下:
序号土层厚度（m）极限侧阻力标准值（kPa）极限端阻力标准值（kPa）土名称
10.02350粘性土
213.7200粘性土
32.1470粘性土
43.8530粘性土
57.2656650粘性土
由于桩的入土深度为25m,所以桩端是在第5层土层。
最大压力验算:
Ra=1.88×（.02×17.5+13.7×10+2.1×23.5+3.8×26.5+5.38×28）+325×0.28=917.58kN
由于:
Ra=917.58>Qk=344.59,所以满足要求!
由于:
1.2Ra=1101.09>Qkmax=513.26,所以满足要求!
附图1塔吊平面布置图
附图2塔吊桩基配筋图
附图3塔吊基础承台配筋图
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