塔吊基础施工方案.docx

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塔吊基础施工方案

****工程塔吊施工方案

编制单位：

***建筑有限公司

编制时间：

****年**月

施工组织（总）设计（施工方案）审批表

工程名称

****项目

工程类别

民用建筑

工程规模

**平方米

层数及总高度

地上6层，地下1层/建筑高度21.5m

建设单位

****建设投资有限公司

结构形式

框架

编制单位

****建筑有限公司

编制人

**

审核人

审核时间

审批意见

审批人：

单位（盖章）年月日

监理单

位意见

签字：

单位（盖章）年月日

建管/建设单位意见

签字：

单位（盖章）年月日

一、编制依据 

1、****工程勘察报告   

2、****工程施工图纸     

3、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）   

4、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2013） 

5、《建筑桩基技术设计规范》（JGJ94-2012） 

6、《塔式起重机混凝土基础工程技术规范》（JGJ/T187-2013）

7、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015； 

8、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33—2012）  

9、《建筑塔式起重机安全规程》（GB5144-2012）     

二、工程基本概况及设计概况：

1、 工程基本概况

工程名称：

*****项目

施工单位：

****建筑有限公司

监理单位：

****项目管理有限公司

建设单位：

****建设投资有限公司

设计单位：

****设计有限责任公司

勘察单位：

****勘察设计有限责任公司

2、工程设计概况

本工程位于位于****。

项目建设用地面积7962平方米，总建筑面积11686平方米，为1栋6F/-1F框架结构建筑物。

设计±0.00=341.50米，地下室板高程332.60米。

地下一层，地上六建筑，建筑高度为21.5米；

本工程上部结构结构为现浇钢筋混凝土框架结构，建筑结构安全等级均为二级；本工程基础设计等级为丙级，采用柱下钢筋砼桩基础，本工程采用机械旋挖成孔孔桩基础，桩基础设计等级为丙级。

三、工程地质概况 

根据岩土工程勘察报告，本工程场地内地层主要由第四系人工填土、粗砂、粉质粘土、卵石土，侏罗系中统溪庙组泥岩组成。

现将揭露岩土层由上至下分述如下：

①人工填土（Q4ml）

杂色,成份复杂,主要为砂、泥岩块、碎石,粉质粘土,卵石,砂土,建筑垃圾,生活垃圾,松散,块石直径达1.4米。

钻孔揭露该层厚度0.8-16.4m，层顶高程318.38-338.21m，大部份场地分布。

②粗砂（Q3al+pl）

暗灰色,主要成份为石英、长石及岩屑,稍密。

钻孔揭露该层厚度1.5-6.6m，层顶高程317.58-330.21m，部份场钻孔揭露。

③粉质粘土（Q3al+pl）

黄色,可塑,韧性好,干强度高,无摇振反应。

钻孔揭露该层厚度1.6-6.0m，层顶高程312.82-325.01m，全场地分布。

④粗砂（Q3al+pl）

暗灰色,主要成份为石英、长石及岩屑,稍密。

钻孔揭露该层厚度1.8-4.7m，层顶高程311.67-318.52m，部份钻孔揭露。

⑤卵石土（Q3al+pl）

黄色,中密,卵石成分以花岗岩、砂岩为主,含量约60%不等,粒径20mm-200mm不等,砂、粉质粘土充填其间,夹漂石。

钻孔揭露该层厚度0.5-3.9m，层顶高程310.04-321.77m，部份钻孔揭露。

⑥粉质粘土（Q3al+pl）

黄色、灰色,可塑,韧性好,干强度高,无摇振反应。

钻孔揭露该层厚度0.9-3.2m，层顶高程314.58-318.58m，部份钻孔揭露。

⑦1泥岩（J2s）

强风化,紫红色。

泥质结构,主要成份为粘土矿物。

碎块状构造,风化裂隙发育,岩体较破碎,岩芯呈碎块状。

钻孔揭露该层厚度1.7-3.6m，层顶高程306.97-319.01m，全场地分布。

⑦2泥岩（J2s）

中风化,紫红色。

泥质结构,主要成份为粘土矿物。

碎块状构造,风化裂隙较发育,岩体较完整,岩芯呈柱状,岩体基本质量等级为Ⅳ级,岩石质量指标为较好的。

钻孔揭露该层厚度4.7-6.7m，层顶高程305.17-315.77m，全场地分布。

四、塔机选型及布置

 1、塔吊选型 

根据施工现场场地条件及周围环境情况，本工程拟选用1台QTZ-63T5010-4（T）型塔式起重机和1台QTZ50（JC4510A）4（T）型塔式起重机。

2、本工程的塔吊具体布置位置详见（附图）。

（1）塔吊平面布置的原则 

1）塔吊施工尽量覆盖作业面。

2）塔吊相互之间满足安全距离，在平面位置不能错开时，必须保证塔高错开满足安全高差。

3）塔吊根据相邻建筑物分布情况及塔吊水平距离对塔臂长度进行调整。

4）便于安装和拆卸。

5）塔吊作业平面布置示意图（详见附图）

（2）安全技术措施  

两塔机同时作业，既要使塔机发挥应有的工作效率，又要保证施工安全，在进行垂直运输施工方案设计时，必须特别注意塔机安全高差的控制。

安全高差的控制在于保证两塔的安全；高差太小，有可能造成高位塔吊钩与低位塔吊起重臂碰撞；根据《建筑塔式起重机安全规程》规定：

“处于高位起重机的最低位置的部位（吊钩升至最高点或最高位置的平衡重）与低位起重机中处于最高位置部件之间的垂直距离不得小于2.5m”。

五、危险源分析及对应的安全措施

根据现场塔机布置及周围环境，分析其使用过程中存在的危险源及可能导致危险的情形，针对危险情形拟采取的主要措施如下表，各塔机分别依据具体情况采取相应安全安全措施：

六、塔机参数性能 

七、场地及机械设备人员准备 

1、场地要求平整，无障碍物。

2、留出塔吊进出堆放场地及吊车、汽车进出通道，路基必须压实、平整。

3、机械设备准备：

汽车吊一台，电工、钳工工具，钢丝绳一套，U型环若干，水准仪、经纬仪各一台，万用表和钢管尺各一只。

4、塔吊安拆必须由专业的安拆人员进行操作。

八、塔吊基础位置与基础设计 

QTZ50（JC4510A）型塔吊布置在地下车库D-E轴之间地下室挡墙外，QTZ-63T5010塔吊布置在地下车库D-E轴交16-17轴线之间。

5010塔机基础面标高低于地下室承台面标高1000mm；QTZ50（JC4510A）塔机基础在地下室以外，塔机基础标高可与承台标高一致。

由于本工程位于高填方区，塔机基础采用旋挖桩基础，每个塔机基础为4根直径1000mm旋挖灌注桩；承台尺寸：

5000mm×5000mm×1mm；桩身混凝土强度为C30，承台混凝土强度为C35。

（桩身、承台配筋详见计算书）

八、塔机基础计算

1、QTZ-63T5010

（1）塔吊的基本参数信息

塔吊型号：

QTZ63，塔吊起升高度H：

25.000m，

塔身宽度B：

2.5m，基础埋深D：

1.500m，

自重F1：

450.8kN，基础承台厚度Hc：

1.000m，

最大起重荷载F2：

60kN，基础承台宽度Bc：

5.000m，

桩钢筋级别:

RRB400，桩直径或者方桩边长：

1.000m，

桩间距a：

3.5m，承台箍筋间距S：

200.000mm，

承台混凝土的保护层厚度：

50mm，承台混凝土强度等级：

C35；

（2）塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算

塔吊自重（包括压重）F1=450.80kN，

塔吊最大起重荷载F2=60.00kN，

作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=612.96kN，

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mkmax＝1256.62kN·m；

（3）承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算

1.桩顶竖向力的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。

Ni=（F+G）/n±Mxyi/∑yi2±Myxi/∑xi2

其中n──单桩个数，n=4；

F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=612.96kN；

G──桩基承台的自重：

G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc）=1.2×（25×5.00×5.00×1.00）=750.00kN；

Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取1759.27kN·m；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.47m；

Ni──单桩桩顶竖向力设计值；

经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，

最大压力：

Nmax=（612.96+750.00）/4+1759.27×2.47/（2×2.472）=696.17kN。

最小压力：

Nmin=（612.96+750.00）/4-1759.27×2.47/（2×2.472）=-14.69kN。

需要验算桩的抗拔

2.承台弯矩的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.6.1条。

Mx=∑Niyi

My=∑Nixi

其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.50m；

Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=Ni-G/n=508.67kN；

经过计算得到弯矩设计值：

Mx=My=2×508.67×0.50=508.67kN·m。

（4）承台截面主筋的计算

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.2条受弯构件承载力计算。

αs=M/（α1fcbh02）

ζ=1-（1-2αs）1/2

γs=1-ζ/2

As=M/（γsh0fy）

式中，αl──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00；

fc──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2；

ho──承台的计算高度：

Hc-50.00=950.00mm；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360.00N/mm2；

经过计算得：

αs=508.67×106/（1.00×16.70×5000.00×950.002）=0.007；

ξ=1-（1-2×0.007）0.5=0.007；

γs=1-0.007/2=0.997；

Asx=Asy=508.67×106/（0.997×950.00×360.00）=1492.38mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:

5000.00×1000.00×0.15%=7500.00mm2。

承台钢筋配筋：

HRB400钢筋，φ18＠160。

承台底面单向根数30根。

实际配筋值7635mm2。

（5）承台斜截面抗剪切计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.6.8条和第5.6.11条，斜截面受剪承载力满足下面公式：

γ0V≤βfcb0h0

其中，γ0──建筑桩基重要性系数，取1.00；

b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm；

h0──承台计算截面处的计算高度，h0=950mm；

λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0此处，a=（3500.00-2500.00）/2=500.00mm；当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3，得λ=0.53；

β──剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/（λ+0.3）；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/（λ+1.5），得β=0.15；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；

则，1.00×696.17=696.166kN≤0.15×16.70×5000×950/1000=11898.75kN；

经过计算承台已满足抗剪要求，配架立筋：

HRB400钢筋，φ14＠1000。

（6）桩顶轴向压力验算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第4.1.1条，桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

γ0N≤fcA

其中，γ0──建筑桩基重要性系数，取1.00；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；

A──桩的截面面积，A=7.85×105mm2。

则，1.00×696165.81=6.96×105N≤14.30×7.85×105=1.12×107N；

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求。

（7）桩竖向极限承载力验算

依据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）的第5.2.2-3条，单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：

R=ηsQsk/γs+ηpQpk/γp

Qsk=u∑qsikli

Qpk=qpkAp

其中R──复合桩基的竖向承载力设计值；

Qsk──单桩总极限侧阻力标准值；

Qpk──单桩总极限端阻力标准值；

ηs,ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数；

γs,γp──分别为桩侧阻抗力分项系数，桩端阻抗力分项系数；

qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；

qpk──极限端阻力标准值；

u──桩身的周长，u=3.142m；

Ap──桩端面积,Ap=0.785m2；

li──第i层土层的厚度；

各土层厚度及阻力标准值如下表:

序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）抗拔系数土名称

16.0025.00825.000.80粘性土

210.0025.00965.000.70粉土或砂土

310.0025.00965.000.70粉土或砂土

由于桩的入土深度为25.00m,所以桩端是在第3层土层。

单桩竖向承载力验算:

R=3.142×（6.00×25.00×0.85+10.00×25.00×1.15+9.00×25.00×1.15）/1.65+1.22×965.00×0.785/1.65=1.84×103kN>N=696.166kN；

上式计算的R的值大于最大压力696.17kN,所以满足要求。

（8）桩基础抗拔验算

非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：

Uk=Σλiqsikuili

其中：

Uk──桩基抗拔极限承载力标准值；

ui──破坏表面周长，取ui=πd=3.142×1=3.142m；

qsik──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；

λi──抗拔系数，砂土取0.50～0.70，粘性土、粉土取0.70～0.80，桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值；

li──第i层土层的厚度。

经过计算得到：

Uk=Σλiqsikuili=1421.57kN；

整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：

Ugk=（ulΣλiqsikli）/3=2715.00kN

ul──桩群外围周长，ul=4×（3.5+1）=18.00m；

桩基抗拔承载力公式：

γ0N≤Ugk/2+Ggp

γ0N≤Uuk/2+Gp

其中N-桩基上拔力设计值，Nk=14.69kN；

Ggp-群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数，Ggp=2531.25kN；

Gp-基桩自重设计值，Gp=490.87kN；

Ugk/2+Ggp=2715/2+2531.25=3888.75kN>1.0×14.686kN

Uuk/2+Gp=1421.571/2+490.874=1201.66kN>1.0×14.686kN

桩抗拔满足要求。

（9）桩配筋计算

1、桩构造配筋计算

As=πd2/4×0.65%=3.14×10002/4×0.65%=5105mm2

2、桩抗压钢筋计算

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求。

3、桩受拉钢筋计算

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.4条正截面受拉承载力计算。

N≤fyAs

式中：

N──轴向拉力设计值，N=14685.81N；

fy──钢筋强度抗压强度设计值，fy=360.00N/mm2；

As──纵向普通钢筋的全部截面积。

As=N/fy=14685.81/360.00=40.79mm2

桩身配筋：

HRB400钢筋，26φ16。

实际配筋值5228.6mm2。

箍筋采用：

HRB400钢筋；φ10＠200mm，承台底标高以下5D（D为桩径）φ10＠100mm；采用螺旋式箍筋；钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m设一道φ16加劲箍筋。

桩锚入承台35倍主筋直径。

QTZ50（JC4510A）

（1）塔吊的基本参数信息

塔吊型号：

QTZ50，塔吊起升高度H：

30.000m，

塔身宽度B：

2.5m，基础埋深D：

1.500m，

自重F1：

320kN，基础承台厚度Hc：

1.000m，

最大起重荷载F2：

45kN，基础承台宽度Bc：

5.000m，

桩钢筋级别:

RRB400，桩直径或者方桩边长：

1.000m，

桩间距a：

3.5m，承台箍筋间距S：

200.000mm，

承台混凝土的保护层厚度：

50mm，承台混凝土强度等级：

C35；

（2）塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算

塔吊自重（包括压重）F1=320.00kN，

塔吊最大起重荷载F2=45.00kN，

作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=438.00kN，

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mkmax＝611.41kN·m；

（3）承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算

1.桩顶竖向力的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。

Ni=（F+G）/n±Mxyi/∑yi2±Myxi/∑xi2

其中n──单桩个数，n=4；

F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=438.00kN；

G──桩基承台的自重：

G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc）=1.2×（25×5.00×5.00×1.00）=750.00kN；

Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取855.97kN·m；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.47m；

Ni──单桩桩顶竖向力设计值；

经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，

最大压力：

Nmax=（438.00+750.00）/4+855.97×2.47/（2×2.472）=469.93kN。

最小压力：

Nmin=（438.00+750.00）/4-855.97×2.47/（2×2.472）=124.07kN。

不需要验算桩的抗拔

2.承台弯矩的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.6.1条。

Mx=∑Niyi

My=∑Nixi

其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.50m；

Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=Ni-G/n=282.43kN；

经过计算得到弯矩设计值：

Mx=My=2×282.43×0.50=282.43kN·m。

（4）承台截面主筋的计算

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.2条受弯构件承载力计算。

αs=M/（α1fcbh02）

ζ=1-（1-2αs）1/2

γs=1-ζ/2

As=M/（γsh0fy）

式中，αl──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00；

fc──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2；

ho──承台的计算高度：

Hc-50.00=950.00mm；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360.00N/mm2；

经过计算得：

αs=282.43×106/（1.00×16.70×5000.00×950.002）=0.004；

ξ=1-（1-2×0.004）0.5=0.004；

γs=1-0.004/2=0.998；

Asx=Asy=282.43×106/（0.998×950.00×360.00）=827.38mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:

5000.00×1000.00×0.15%=7500.00mm2。

承台钢筋配筋：

HRB400钢筋，φ18＠160。

承台底面单向根数30根。

实际配筋值7635mm2。

（5）承台斜截面抗剪切计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.6.8条和第5.6.11条，斜截面受剪承载力满足下面公式：

γ0V≤βfcb0h0

其中，γ0──建筑桩基重要性系数，取1.00；

b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm；

h0──承台计算截面处的计算高度，h0=950mm；

λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0此处，a=（3500.00-2500.00）/2=500.00mm；当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3，得λ=0.53；

β──剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/（λ+0.3）；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/（λ+1.5），得β=0.15；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；

则，1.00×469.93=469.933kN≤0.15×16.70×5000×950/1000=11898.75kN；

经过计算承台已满足抗剪要求，配架立筋：

HRB400钢筋，：

φ14＠1000。

（6）桩顶轴向压力验算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第4.1.1条，桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

γ0N≤fcA

其中，γ0──建筑桩基重要性系数，取1.00；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；

A──桩的截面面积，A=7.85×105mm2。

则，1.00×469932.86=4.70×105N≤14.30×7.85×105=1.12×107N；

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求.

（7）桩竖向极限承载力验算

依据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）的第5.2.2-3条，单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：

R=ηsQsk/γs+ηpQpk/γp

Qsk=u∑qsikli

Qpk=qpkAp

其中R──复合桩基的竖向承载力设计值；

Qsk──单桩总极限侧阻力标准值；

Qpk──单桩总极限端阻力标准值；

ηs,ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数；

γs,γp──分别为桩侧阻抗力分项系数，桩端阻抗力分项系数；

qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；

qpk──极限端阻力标准值；

u──桩身的周长，u=3.142m；

Ap──桩端面积,Ap=0.785m2；

li──第i层土层的厚度；

各土层厚度及阻力标准值如下表:

序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）抗拔系数土名称

16.0025.00825.000.80粘性土

210.0025.00965.000.70粉土或砂土

310.0025.00965.000.70粉土或砂土

由于桩的入土深度为25.00m,所以桩端是在第3层土层。

单桩竖向承载力验算:

R=3.142×（6.00×25.00×0.85+10.00×25.00×1.15