塔吊基础施工方案.docx

1、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 11.参数资料 12.塔吊在自由高度下的风荷载计算： 23.荷载组合 （标准组合及基本组合） 64.基础平面尺寸确定 75.基础承载力验算 76.基础冲切承载力验算 97.局部承压承载力计算 108.承台配筋计算 11六、塔机基础施工准备 121.材料准备 122.人员准备 133.施工机具配置 134.现场准备 13七、塔吊基础施工 131.施工工艺流程 132.基坑开挖 133.混凝土垫层施工 144.砖模施工 145.模板施工 146.基础钢筋施工 15

2、7.预埋件安装（由专业公司预埋） 158.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 9.6 m；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

3、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TC6517A TC6517A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

4、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66006600mm，台阶基础高度1950mm，混凝土标号为C35，内 配钢筋4520150、架立筋12450，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

5、)Fh(KN)M(KN.M)F1(KN)F2(KN)9001133337-11001496TC6517A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1.62232.45.6中部5节1.5535110.0519.6标准16节1.24516309.2564.4过度1节1.21321.2568.2回转5.2373.25571.0外套4.5418.255前回转臂8.84506.65后回转臂5.9565.65每节高度2.8m配重1.51+3.155+1.752=27.125836.9附着高度37m塔尖及附件1.73+1.0864.2塔尖高6.805m2. 塔吊在自由高

6、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

7、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=0.75 KN/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0.3 KN/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GB500092012【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

8、 ；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GB500092012【荷载规范】表8.2.1，当高度为50m, uz=1.10.挡风系数：按照GB500092012【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=0.051.62+0.081.922+0.192=1.4602M2 挡风系数=实际挡风面积/

9、外围面积=1.4602/（22.8）=0.261，利用内插法可得：us=2.278;对于三角形塔臂结构可得：=0.2/2=0.1，us =2.4。（5）、 风振系数z 根据荷载规范8.4.3条：风振系数z=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=(/61)X12/(1+X12)4/31/2式中：X1=30f1/(KwW0)1/2 X15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=0.01

10、3H=0.01360=0.78s故取T=0.78s f=1/T =1.282 Kw =0.54 （C类），1=0.01， 将以上数据带入上式可得：X1=30f1/(KwW0)1/2=301.282/（0.540.75 ）0.5 =60.43.R=(/61)X12/(1+X12)4/31/2=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=kHa1xz（z）/uz1) 、竖直方向的相关系数z根据荷载规范8.4.6条：竖直方向的相关系数: z=10（H+60-H/60-60）1/2/H =10（50+60-50/60-60）1/2/50 =0.8022) 、水平方向

11、相关系数x水平方向相关系数: x=10（B+50-B/50-50）1/2/B =10（2+50-2/50-50）1/20.5 =0.994将I10=0.23（注意H取50M,B取2M），k=0.404,a1=0.292 z =0.802 x =0.994 （z）=1.0 uz=1.10 带入上式可得脉动风荷载的背景分量因子：Bz = kHa1xz（z）/uz =0.404500.2920.8020.994/1.10 =0.913（8）、 风振系数z最后可得风振系数：z=1+2gI10Bz（1+R2）0.5 =1+22.50.230.913（1+1.8462）1/2=3.2（9）、 风压标准值因

12、此可得风荷载50米处的风压标准值 ：塔身结构： Wk=zusuzW0 =3.22.2781.100.45 =3.61KN/M2塔臂结构： Wk=zusuzW0 =3.22.41.100.45 =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=zusuzW0 =3.22.2781.100.30 =2.4KN/M2塔臂结构： Wk=zusuzW0 =3.22.41.100.30 =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=1/23.

13、610.52150（2/350+10） =2029KN.M 塔臂对塔身底端产生弯矩为：MA2=3.8800.261=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+0.3333709=3265KN.M底部剪力：VA=VA1+VA2=1/23.61500.521+3.80800.22/3 =88KNB. 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=1/22.40.52150（2/350+10）+2.54800.2610.333=13

14、54+817=2170KN.M竖向荷载产生的弯矩：最大荷载在吊臂18M处：M1=8.469.818=1492KN.M荷载在吊臂的极端处： M2=1.79.865=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.MVA=22+20=42KN3. 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+8.469.8=913KN 弯矩 Mk=3662KN.M 剪力 Vk=42KN（3）、 厂家说

15、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

16、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=1.4900=1260KN 弯矩 M=33371.4=4671.8KN.M 剪力 V=1131.4=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

17、小尺寸为60006000mm，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1112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

18、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+b(b-3)+dm(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200kpab、d -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、1.5b -基础底面宽度小于3m时按3m取值，大于6m时按6m取值，取6mb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=8 KN/M3m-基础底面以上土的加权平均平均重度（KN/M3）;取18KN/M3fa=fak+b(b-3)+dm

19、(d-0.5) =200+0.38（6-3）+1.518（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66m,因此先假定：l=b=6m计算偏心距：e=Mk/（Fk+Gk） =（3337+1131.95）/900+6.06.01.9520 =1.544mb/6=6.0/6=1.0me=1.544m 且b/4=6.0/4=1.5me=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

20、算偏心距：e=Mk/（Fk+Gk） =（3337+1131.95）/900+6.46.41.9520 =1.424M b/6=6.4/6=1.067me=1.424m 且b/4=6.4/4=1.6me=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+6.46.41.9520）/（36.41.776） =146.56kpa1.2fa=1.2246.35=295.62kpa根据【建筑抗震设计规范】GB50011-2010第4.2.4条：故 pmax =14

21、6.56kpa2(Fk+Gk)/（0.85Lb） =2（900+6.46.41.9520）/（0.856.46.4） =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+1131.95）/900+6.66.61.9520 =1.37mb/6=6.6/6=1.1me=1.37m 且b/4=6.6/4=1.65me=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=6.6-31.93=0.81m0.156.6=0.99m

22、 零应力区长度满足要求.所以 pmax=2(Fk+Gk)/（3La） =2（900+6.66.61.9520）/（36.61.93） =136.02kpa1.2fa=1.2246.35=295.62kpa且 pmax=136.02kpa2(Fk+Gk)/（0.85Lb） =2（900+6.66.61.9520）/（0.856.66.6） =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： Fl0.7hpftamh0 am=（at+ab）/2 Fl=pjAl式中hp受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于80

23、0mm时，hp取1.0，当h大于等于2000mm时，hp取0.9，期间按线性内插法取用，因此:hp=1-（1.04-0.8）（1-0.9）/（2-0.8）=0.98C35砼，ft=1.57N/mm2h0=h-as=1100-60=1040mmam冲切破坏锥体最不利一侧长度（m）,am=（at+ab）/2at -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，

24、取柱宽加两倍该处的基础有效高度；取 ab =4200+21040=6280mmpj -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=21.35(Fk+Gk)/（3La） =21.35（900+6.66.61.9520）/（36.61.93） =183.627kpa故 pj=pmax-1.35Gd=183.627-201.951.35=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)=25.92m2Fl -相应于作用的基本组合时作用在Al上的地基净反力

25、设计值；Fl =130.977(6.6+4.2)(6.6-4.2)=3394.92KN允许冲切力：0.70.981.57（4200+6280）/21040=5869328.2N=5869.3KNFl =3394.92KN5869.3KN 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=900KN Mk=3337KN.M ，我们很容易得到F1=GNk/4+QMkY/（Y2)=1.2900/4+1.433370.925/(4.0.9252)=1533KNY分肢形心到塔吊中心X轴的距离；G、Q分别为恒载与活载的分项系数。一般塔身分肢垫板不小于3003

26、00mm2，根据砼结构设计规范第6.6.1-1式：Fl 1.35clfcALn l =(Ab/Al)0.5Fl -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；c-砼强度影响系数，按本规范第6.3.1条的规定取用；l-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。l =600600/（300300）0.5=2c =1.0 fc =16.7N/mm2 ALn =300300mm2Fl =15531031.351.0216.7300300 =4058.1103N=4058.1KN 满足要求。8.

27、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=21.35(Fk+Gk)/（3La） =21.35（900+6.66.61.9520）/（36.61.93） =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(24.2+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

28、0.50.644/4.2=182.5KN.M/M As=M/0.9fyh0 =182.5106/（0.93601040） =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min=0.001510001040=1560mm2选用HRB400钢筋，直径为20mm，间距150，6600/150=44根，故采用HRB400钢筋24520（双向），3141000/150=2093mm21560mm2基础侧面及顶面均采用HRB400钢筋直径20mm,双向间距分别为2

29、00mm、150mm.架立筋（基础上下拉结筋）为12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5T4混凝土C3562.91M32120砖模28M25地脚螺栓36个3模板20M22. 人员准备序号工种数量备注序号工种数量备注1钢筋53混凝土42泥工64设备工23. 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12钢筋弯曲机1钢筋4搅拌机1砖胎膜