塔吊基础施工方案含塔吊基础验算.docx

1、塔吊基础施工方案含塔吊基础验算1.工程概况 22.编制依据 23.塔吊选型 24.塔吊基础设计及验算 34.1塔吊基础选型 34.2塔吊基础设计 34.3立柱桩与工程桩间距 64.3塔吊基础验算 65. 施工质量注意要点： -29 -5.1钻孔灌注桩及格构柱要求 29 -5.2钢结构焊接要求 -29 -5.3验收使用要点 -30 -6.安全文明措施 -30 -7.附图 一 30 一1.工程概况XXXXXXXXX2.编制依据1）前期招标建筑结构图、业主提供的基坑支护设计图纸。2)塔式起重机使用说明书3)塔式起重机安全规程(GB5144-2006)4)钢结构设计规范(GB50017-2003)5)

2、钢结构现场检测技术标准(GB/T50621-2010)6)建筑钢结构焊接技术规程(JGJ81-2002)7)钢结构高强度螺栓连接的设讣、施工及验收规程（JGJ82-2011）8)钢结构工程施工质量验收规范(GB5O2O5-2OO2)9)建筑地基基础设汁规范(GB50007-2011)10)混凝土结构设汁规范(GB50010-2010)11)建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)12)建筑机械使用安全技术规程(JGJ33-2012)13)建设工程安全生产条例（国务院笫393号令）14)建筑起重机械安全监督管理规定（建设部笫166号令）15)塔式起重机设计规范(GB/T13572-2008)3.

3、塔吊选型本工程现场分三个区进行先后施工，总体施工顺序为：首先施工I区，待I 区B2层结构（B1板）施工完成并达到强度后开始II区土方开挖及支撑施工，II 区地下结构施工完成后方再择机插入III区基坑施工。I区土方及支撑施工阶段拟使用一台60m臂长TC6015塔吊作为工程垂直吊 装工具（塔吊编号为1#）, 1#塔吊位于I区主塔楼东部，待I区B2层结构施工完 成后，在I区主塔楼西北侧安装一台40m臂长TC6015塔吊（塔吊编号为2#）, 待2#塔吊安装完毕后，拆除1#塔吊，紧接着在主塔楼东南侧安装一台45m臂长 TC7035塔吊（塔吊编号为3#）。II区土方及支撑施工阶段，在辅楼西南侧安装一台45

4、m臂长TC5613 （塔吊 编号为4#）,同时,将I区拆除的TC6015安装至辅楼东北角,臂长改为50m, 塔吊编号为5#。4.塔吊基础设计及验算4.1塔吊基础选型1#、4#、5#需在土方及支撑施工阶段投入使用，该3个塔吊基础考虑采用钻 孔灌注桩+钢格构柱+钢平台基础形式，塔吊基础定位及基础形式详见附图。2#、3#塔吊在结构施工阶段使用，拟采用天然基础，混凝土基础与底板连接。4.2塔吊基础设计1#、4#、5#塔吊基础分别为4根850的中心距为2.55mX2.55m钻孔灌注 桩，灌注桩上接钢格构柱，格构柱顶标高-1.1m,埋入钻孔灌注桩内3.5米。1#塔 吊桩长28.9m,桩顶标高为-21.6m

5、,格构柱长度为24米；4#塔吊桩长29m,桩 顶标高为-19.6m,格构柱长度为22米；5#塔吊桩长28.9m,桩顶标高为-19.6m, 格构柱长度为22米。格构柱外包尺寸504X504,采用4160X16等边角钢及 420X200X 12600的缀板焊接而成，在中心距为2.55mX2.55m的四根格构柱 的顶部各焊接一块700X700X20封口板，并将塔吊配套钢平台焊接在封口板上, 塔吊的固定支脚焊接在钢平台上，支腿上、下均焊接筋板，支腿上筋板4X4=16 块，支腿下筋板4X2=8块。格构柱的上口需要做水平处理，以确保钢平台的水 平误差控制在1mm以内。格构柱与封口板焊接时，每个面加2块筋板

6、，共2X4 X4=32 块。格构柱在土方开挖后，每隔2.55米用16槽钢做一道支撑，四根格构柱之间 设置水平剪刀撑，将四根格构柱连成一整体，两支撑间设斜撑增加其整体刚度。 最后一道支撑的高度按实际空间决定，并打入建筑物的底板内。格构柱在每次土 方开挖后需及时完成焊接加固。1#、4#、5#塔吊基础大样详后附图。2#塔吊基础使用采用天然地基基础，基础与底板连接，按照塔吊说明书，选 用6500*6500* 1400mm的基础，混凝土标号C40,上层筋纵横向各32根25mm直 径HRB335钢筋，下层筋纵横向各32根25直径HRB335钢筋，架立筋为256根12mm直径HPB300钢筋。塔机基础为预埋

7、地下节形式，地下节埋入混凝土基 础部分应与混凝土基础钢筋网可黑连成一体，端面露出基础高度为350mm,并保 证地下节上平面的平整度不大于l/lOOOo2#塔吊基础剖而图3#塔吊基础也使用采用天然地基基础，基础与底板连接，按照塔吊说明书, 选用8000*8000* 1600mm的基础，混凝土标号C40。塔机基础为预埋地下节形式, 地下节埋入混凝土基础部分应与混凝土基础钢筋网可靠连成一体。800040002000Flume V- 112U3Poids H m 246 t3#塔吊基础平面图7920CouchCouchcg coI级HClasse 1la couchc 01 C lassc 11Cou

8、che1!级. Classe I/ 第二层罹42-025 II级ihfcricurc de第二肚屋42Y25 II级:ricurc ide la couchc 02 Chssc I 箋一則呈42W2 乂级.OT O o esj l I lDRcmblais de la couchc de galccs3#塔吊基础剖面图4.3立柱桩与工程桩间距现场1#塔吊基础立柱桩距最近工程桩间距为1.802m, 4#塔吊基础立柱桩距 最近工程桩间距为1.520m, 5#塔吊基础立柱桩距最近工程桩间距为1.310m,后 附1#、4#、5#塔吊基础立柱桩与工程桩的间距详图。4.3塔吊基础验算4. 3. 1 1#、

9、4#、5#塔吊基础验算根据本丄程地质勘查报告，从开始汁算端阻力，故所有塔吊基础钻孔灌注 桩考虑插入持力层lm,以受力最大的1#塔吊为例验算如下：一、塔吊受力计算(TC6015,按最大60m自由高度)工况一：塔吊处于工作状态塔吊参数：自重(包括压)Fl+F2=760.6kN,塔吊倾覆力矩M=3085kN.m,塔身 宽度B=2m取最不利状态塔吊标准节与四根桩偏差45。时讣算：最大压力：Nmax= 1.2 X (760.6+24)/4+1.4 X 3085 X (2.4 X 1.414/2)/2 X (2.4 X1.414/2)2= 1508.07kN最大拔力：Nmax=1.2 X (760.6+2

10、4)/4-1.4 X 3085 X (2.4 X 1.414/2)/2 X (2.4 X1.414/2)2=-1037.31 kN工况二：塔吊处于非工作状态塔吊参数：自重(包括压重)Fl+F2=680.3kN,塔吊倾覆力距M=3830kN.m,塔身 宽度B=2m取最不利状态塔吊标准节与四根桩偏差45o时讣算：最大压力：Nmax=1.2 X (680.3+24)/4+1.4 X 3830 X (2.4 XI .414/2)/2 X (2.4 X 1.414/2)2=1791.33kN最大拔力：Nmax= 1.2 X (680.3+24)/4-1.4 X 3830 X (2.4 X 1.414/2

11、)/2 X (2.4 X1.414/2)2=-1368.75kN注：表141中Fh、Fv及弯矩M为基础最大弯矩工况载荷，扭矩为基础最大扭 矩工况载荷。2.塔吊钻孔灌注桩长度计算1#塔吊，取ZK4孔地质剖面850桩径桩基土窿 名称同皮周长 (mJfsQski fkN；(平方朱丿fpaQpk (kN丿5i7.202.66930576.505313050413.705 3-316.10451933.69541.555220.197175200.180.56721700964.24仝计28.93344. 26964. 24单桩竖向抗压承载力标准值=334426+96424=43085kN单桩竖向抗压承

12、载力特征值=(2820.07+964.24) /2 = 2154.25kN单桩竖向抗拔承载力标准值= 3344.26kN单桩竖向抗拔承载力特征值= 3344.26/2=1672.13kN三、 塔吊桩基钢筋计算根据塔吊桩最大抗拔力NT36&75KN：fy=300 N/mm2根据钢筋最大承载应力As =N/ o = fy=300 N/mm2As= 1420050/300 mm2=4562.5mm2取钢筋22, N=As/ Ji (11) 2=12,取 12 根取钢筋25, N=As/ Ji (12.5) 2=9.3,取 10 根取钢筋28, N=As/ Ji (14) 2=7.4,取 8 根拟选用

13、25钢筋，取10根四、 格构柱稳定性验算本工程塔吊基础下的格构柱高度最长为20.5m,依据钢结构设汁规范(GB50017-2003),计算模型选取塔吊最大独立自山高度60m,塔身未采取任何附着装置状 态。1、格构柱截面的力学特性：格构柱的截面尺寸为0.502X0.502m；主肢选用：16号角钢b X d X r= 160 X 16mm:缀板选用(m X m):0.42 X 0.2卩牛川b ；luLull主肢的截面力学参数为 A0=49.07 cm2, Z0=4.55cm, 1x0=1175.08cm2, Iy0=l 175.08cm2；bl格构柱截面示意图 格构柱的y-y轴截面总惯性矩：I 格

14、构柱的X-X轴截面总惯性矩：经过计算得到:Ix=4 X 1175.08+49.07 X (50.2/2-4.55)2=87589.85cm4；Iy=4 X11175.08+49.07 X (50.2/2-4.55)2=87589.85cm4；2、格构柱的长细比计算：格构柱主肢的长细比讣算公式：JZ /(4竝)其中H 格构柱的总高度，取21.7m；I 格构柱的截面惯性矩，取,Ix=87589.85cm4, Iy=87589.85cm4：A()一个主肢的截面面积，取49.07cnro经过计算得到 2 x= 102.72,2 y=l 02.72 o格构柱分肢对最小刚度轴M的长细比计算公式:其中b 缀

15、板厚度，取b=0.5moh 缀板长度，取h=0.2moai 格构架截面长,取ai=0.502m经过计算得 ii=(025+004)/48+5X 0.2520/8严=0.404moZi=21.7/0.404=53.7o换算长细比讣算公式：经过计算得到 Akx=l 15.91,2ky=l 15.91o3、格构柱的整体稳定性讣算：格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式:其中N 轴心压力的计算值(kN)；取N=1791.33kN；格构柱横截面的毛截面面积，取4X49.07cm2；轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数;根据换算长细比 肌讦115.91,肌尸115.91查钢结构设计规范得到 0x=O.

16、52O=O.52O。经过计算得到：X方向的强度值为175.51N/mm2,不大于设计强度215N/mm2,T以满足要求！Y方向的强度值为175.51N/mm2,不大于设计强度215N/mnr,以满足要求！4、基础格构柱抗扭验算1）格构柱上斜腹杆抗扭构造验算轴心受压格构柱平行于缀材面的剪力为：max其中0为按虚轴换算长细比确定的整体稳定系数。根据钢结构设讣规范规定的最大剪力计算公式:其中，A为格构柱的全截面面积，f为格构柱钢材设计强度值，人为格构柱钢材屈服 强度标准值（235MPa）o将剪力V沿柱长度方向取为定值。分配到一个缀材面上的剪力为：V,=-1 2斜腹杆的轴心为：N二Vl/cos 0取T

17、C6015塔机水平力进行计算：V二112. lKn因塔机水平力作用于两根斜支撑上：V二V/2二112. 1/2二56.05KN斜支撑的轴心压力为：F二V /cos450二79. 25Kn0为斜腹杆和水平杆的夹角（45 ）,斜腹杆的计算长度为3393.6mm。斜腹杆选用槽钢【16/其截面参数为：A=21. 96cm2, lx=6. 28cm2, iy=l. 83cm长细比兄x=l/iy二3393.6/18. 3=185. 4.,查表得稳定系数为:0二0.214斜腹杆的整体稳定承载力验算：0 二N1/0A二VI/ (0A cos45 ) =79. 25/(0. 214*21. 96)=16. 86

18、MPa215 Mpa斜缀条满足构造要求。5、构柱之间斜支撑焊缝讣算TC6015塔机斜支撑的轴心压力为:79.25KN，焊缝高度:10mm焊缝有效耳度He二焊缝宽度HfXO. 7二7mm焊缝长度 Lw=250+180+256二686mm,计算时取 500mm根据角焊缝的强度公式：of=N/(HeXLw)o代入数据，得：o f=79. 25/500/7=22. 6MPa 小于 160 MPa满足受力要求。6、斜撑贴板与格构柱焊缝校核o 二79. 25/250/7二45MP&,小于 160 MPa满足受力要求五、 TC6015桩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

19、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R1780. llkN 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：N 0丿护其中Wc基桩成桩工艺系数，取0.750fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.300N/mm2；Aps 桩身截面面积，Aps=0.5672m2o经过讣算得到桩顶轴向压力设计值满足要求，受压钢筋只需构造配筋！桩身受拉计算，依据建筑桩基技术规范JGJ94-2008笫5.8.7条NJyA受拉承载力计算，最大拉力N=-1385.03kN本工程钻孔灌注桩纵向受力钢筋设讣为10025,经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=4908mm2o 其抗拉设计值为 Ny=3

20、00*5672/l000= 1472.4KN,大于 N=1385.03KN,满足 要求！六、 钢平台验算塔吊桩间距为2.55米,其钢平台采用H400*13*21的型钢外封10mm厚钢板(见下图), 材质选用Q345B,塔吊支腿处加横向筋板以增加局部抗压能力。侦H400*400*21*13两侧封1 Omm厚钢板图示箱梁讣算数据如下： 截面积:A = 286.14c亦; 惯性矩：人=73008 .7c加抗弯截面系数：吧=3650cmTC6015钢平台主梁的验算工作工况：空+琴刚4 2V2723.542 = _754S2V2非工作工况:按简支梁讣算11 II i I工1忌258/,01h透8/3R1

21、 R2建立平衡方程：& X 2.82843 = F, x 2.68701 + 片；x 0.14142 + 必R2 X 2.82843 = FI|； x 0.14142 + F:; x 2.68701 + 牛解得支反力：工作工况：乩i24RN； /?,= -660；（正为压力，负为拉力；）非工作工况:REWkN. 2-怒kN；（正为压力，负为拉力；） 故，校核时，按非工作工况进行计算。正应力：b_ M其计算公式为： 广w其中： M=193KNm；1.05；（箱型截面系数）吧=365（W.故正应力满足要求。 梁腹板中性轴处剪应力:F S其计算公式为： V井中.S = 21 X400 x(179 +

22、10.5) + 179 x33x89.5 = 2120476 .5mm3F = 1259KN 代入数据:故满足要求。讣算危险点：腹板与翼缘板交汇处局部承压强度:其中：肖值取10；1, = a + 5/匚 + 2hK = 500 + 5 x 20 + 0 = 600/?z代入计算数据得：故，梁局部承圧满足要求。剪切应力：其中：S = 21 X400 x (179 + 10.5) = 1591800 mm3.Ix = 730087058代入讣算:故，剪切力满足要求。折算应力：179b = 50x =45正应力为 200 ,故折算应力为：Jb+b-bb +3r2 = a/642 + 452 -64x

23、 45 + 3x832= 155MP“v230MP故，折算应力满足规范要求。梁的稳定性：, V = 813梁长度为3450mm,宽度=400mm, /叭因此主整体稳定性不需讣算。综上，梁满足使用要求。钢平台连接焊缝的验算焊缝受竖直向拉力及水平力合力破坏。a.竖向拉力：F=909kn；（格构柱处）F=1030kn；（支腿处）b.水平力:N=112.1kn；C.扭矩：M=385KNm；水平合力为：V=112+385/2.5 =266KN。（格构柱处）V= 112.1+385/2 =304.6KNo （塔吊支腿处）格构柱与封口板处:如图，焊条采用E4316。焊缝长度：/ = 160x8 = 128O

24、7/77.讣算长度:1248mm； 焊缝高度：h = 16x0.7 = 11.2mm ；b汁=(b/0)2+F,F N其中：0 = 1 22 . / /? . / /?.代入数据：6 =61MPa00MPan 以上计算仅考虑角钢与封口板焊接，计算偏于安全。故该处焊缝满足要求。封口板与钢平台主梁下翼缘处：如图：焊条采用E50o焊缝高度：h = 16 x 0.7 = 11.2mm ；b合=(b/0)2+F,*F N其中：0 = 122； I h ； l h .代入数据：6.= 60MP“ 100 MA/Fl 故该处焊缝满足要求。钢平台主梁上翼缘与固定支腿处贴板：焊条采用 E50o 1 = 268.

25、7x4 = 1074.8wm;计算长度:1058.8mm焊缝高度:h = 16 x 0.7 = 11.2mm ；b汁=(b/0)2+F,F N其中：0 = 1 22 . / /? . l h .代入数据：=68MPdQ00MP“Fl 9故该处焊缝满足要求。焊缝校核：焊条采用E50o焊缝长度：l=105*8+104*4=1256mm计算时取焊缝长度为:1208mm；焊缝釆用45。坡口焊;板厚20mm承台受浮力：Flk=6. 3X6. 3X17. 10X10=6786. 99kN3）起重荷载标准值Fqk 二 100kN2.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&塔机所受风

26、均布线荷载标准值（Wo二0. 2kN/m2）=0.8X1. 77X1. 95X0. 99X0. 2=0. 55kN/m尬=f H.=1.2X0. 55X0. 35X2=0. 46kN/mb.塔机所受风荷载水平合力标准值FvkPskXH=0. 46X60二27. 55kNc.基础顶面风荷载产生的力矩标准值卜也二0. 5FvkXH=0. 5X27. 55X60二826. 64kN. m3.塔机的倾覆力矩工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值卜人二3080+0. 9X (1250+826. 64)=4948. 97kN. m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值二3080+2388. 84二5468.

27、 84kN. m3.地基承载力计算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)第4. 1. 3条承载力计算。塔机工作状态下：当轴心荷载作用时：pk = (Fk + Gk)fbl= (680. 3+100+-5397. 84)/(6. 3X6. 3) =-116. 34kN/m2当偏心荷载作用时：芯=(理+ -他-略= (680. 3+100+-5397. 84)/(6. 3X6. 3)-2X (4948. 97X1.414/2)/41. 67=-284. 26kN/m2由于PM 所以按下式计算Pz：(込+凡4”(血+GJ=(4948. 97+27. 55X1.4)/(6

28、80. 3+100+-5397. 84)二-1. 08mW0. 25b=l. 58m 工作状态地基承载力满足要求！ 2=3. 15-0. 76-3. 91m=(垃=(680. 3+100+-5397. 84)/(3X3.91X3. 91)=-100. 49kN/m2塔机非工作状态下:当轴心荷载作用时:几二化十2）加= (680. 3+-5397. 84)/(6. 3X6. 3)=52. 14kN/m2当偏心荷载作用时：%二见十$)-弧化-俾= (680. 3+-5397. 84)/(6. 3X6. 3)2X (5468. 84X1. 414/2)/41. 67=-304. 42kN/m2由于P

29、kQ1n0所以按下式计算戸檢：护(域+% 砂(坨+0)=(5468. 84+79. 63X1. 4)/(680. 30+-5397. 84)二-1. 18mW0. 25b=l. 58m 非工作状态 地基承载力满足要求！日=小2-它X2二3. 15-0. 84=3. 99m二(耳+乞)r=(680. 3+-5397. 84)/(3X3.99X3. 99)=-98. 96kN/m24.地基基础承载力验算修正后的地基承载力特征值为:fa二342. 20kPa轴心荷载作用：由于faPk=-U6. 34kPa,所以满足要求！偏心荷载作用：由于1.2Xfa$Pkma云-9& 96kPa,所以满足要求!5.承台配筋计算依据建筑地基基础设计规范GB 50007-2011第8. 2条。1.抗弯计算，计算公式如下：心討+*氐+尸-