塔吊基础专项施工方案(新).doc

江门市滨江体育中心--体育馆及会展中心塔吊基础专项施工方案

目 录

一、编制依据 1
二、建筑概况 1
三、塔吊布置原则 2
四、塔吊的主要性能参数 2
五、地质情况 2
六、方案选择 3
七、塔吊基础计算 4
八、塔吊基础施工 10
九、施工注意事项 12
十、安全施工措施 12
附件 13

一、编制依据
（1）《QTZ100（6015或6013）塔机基础制作说明书》
（2）《江门市滨江体育中心岩石工程勘察报告》
（3）《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002（2011版）
（4）《塔式超重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T 187-2009
（5）《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008
（6）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
（7） 品铭安全计算软件，版本为V9.7.5
二、 建筑概况
江门市滨江体育中心-体育馆及会展中心工程，建设单位是江门市滨江建设投资管理有限公司，设计单位是华南理工大学建筑设计研究院，勘察单位是广东省重工建筑设计院有限公司,总承包单位是广州富利建筑安装工程有限公司。
本工程地点位于江门市棠下镇，工程为框架结构，地下一层，地上一层，体育会展中心建筑面积116154㎡，建筑高度约为28.5m；体育馆建筑面积42360㎡，建筑高度约为53m。
塔吊基础位于地下室内及外围附近，本次计算全部按塔吊基础设置在地下室基坑支护边坡底范围内考虑，如果地下室外围塔吊需设置在坡顶或坡上要进行加固处理，且重新进行塔吊稳定性及边坡桩基础性计算，具体相关验算及加固方案与基坑支护方案相结考虑。塔吊基础具体位置详见相关附图。
三、塔吊布置原则 
（1）塔吊布置综合考虑场地与施工的需要，吊臂最大限度覆盖施工场地，减少材料二次搬运。 
（2）塔吊布置的位置应满足塔吊安装及垂直运输要求，塔吊基础应保证塔吊运行安全，塔吊在使用过程中的能顺利起升，并保证塔吊与建筑物的附着牢固，安全使用。 
（3）塔吊后期拆卸方便，不影响后续施工。 
（4）经济合理性，塔吊造型与塔吊台数的确定结合施工现场，以最小的成本满足施工需要。
因此，项目部根据本工程的实际情况，计划安装9台塔吊QTZ100（TCT6015或TCT6013），有效臂长60米。
四、塔吊的主要性能参数
1） 起重臂长度：60m 2）最大起重重量：8t
3）臂端最大起重重量：1.5t 4) 固定式最大高度：52m
5）厂家提供的最不利荷载数据，（非工作状态）：
竖向荷载：FV＝624KN；弯距：M＝1822KN.m；水平荷载：Fh＝74.9KN。（详见附件——塔机基础制作说明书）
五、地质情况
塔吊基础所在的地质情况参考相关“岩土工程勘察报告”的数据，以下内容由本工程的工程勘察报告提供。其管桩验算按厂家提供的有效桩长不小于5米，且桩主要处于淤泥层中进行考虑。

序号
土层名称
PHC管桩的相关计算参数
侧应力qsia（kPa）
端应力qpa
（kPa）
λ
1
填土
12
-
-
2
淤泥层
8
-
0.5
3
粉质粘土层
30
-
0.7
4
强风化砂岩
110
4300
0.7
六、方案选择
由于施工现场地表土承载力不能满足天然基础要求，塔吊基础决定采用预应力高强砼管桩(PHC)基础，其桩直径ø400㎜，A型，壁厚95㎜，桩身砼强度等级为C80，桩尖采用十字形。按工程桩要求施工，锤重5T，冲程1.8～2.0m，当有效桩长L>15m时，最后三阵锤(每阵十击) 平均贯入度定为30mm；当有效桩长15m≥L>10m时，最后三阵锤(每阵十击)平均贯入度定为25mm；当有效桩长L≤10m时，最后三阵锤(每阵十击)平均贯入度定为20mm。以贯入度作为主控制指标，以强风化岩作为桩端持力层,设计单桩承载力特征值为1200KN。
管桩收锤后，经灯光照射检查管桩壁基本完好后，应立即在管桩内腔底部灌注2.0m高加微膨胀剂的C30细石砼封底。
塔吊承台基础要求为5.5m×5.5m×1.6(高)m，地下室内的承台面标高与底板面平，地下室外围承台面标高-2000㎜，周边做好排水措施。
七、塔吊基础计算
矩形板式桩基础计算书
1、塔机属性
塔机型号
QTZ100（TCT6015或TCT6013）
塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)
52
塔机独立状态的计算高度H(m)
60.7
塔身桁架结构
型钢
塔身桁架结构宽度B(m)
1.8

2、塔机荷载
1）、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1(kN)
624
起重荷载标准值Fqk(kN)
80
竖向荷载标准值Fk(kN)
704
水平荷载标准值Fvk(kN)
22.8
倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
1856
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN)
624
水平荷载标准值Fvk'(kN)
74.9
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)
1822

2）、塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1(kN)
1.35Fk1＝1.35×624＝842.4
起重荷载设计值FQ(kN)
1.35FQk＝1.35×80＝108
竖向荷载设计值F(kN)
842.4+108＝950.4
水平荷载设计值Fv(kN)
1.35Fvk＝1.35×22.8＝30.78
倾覆力矩设计值M(kN·m)
1.35Mk＝1.35×1856＝2505.6
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
1.35Fk'＝1.35×624＝842.4
水平荷载设计值Fv'(kN)
1.35Fvk'＝1.35×74.9＝101.115
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.35Mk＝1.35×1822＝2459.7

3、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h(m)
1.6
承台长l(m)
5.5
承台宽b(m)
5.5
承台长向桩心距al(m)
4.5
承台宽向桩心距ab(m)
4.5
桩直径d(m)
0.4
承台参数
承台混凝土等级
C35
承台混凝土自重γC(kN/m3)
25
承台上部覆土厚度h'(m)
0
承台上部覆土的重度γ'(kN/m3)
19
承台混凝土保护层厚度δ(mm)
50
配置暗梁
否

基础布置图

承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl(hγc+h'γ')=5.5×5.5×(1.6×25+0×19)=1210kN
承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.35Gk=1.35×1210=1633.5kN
桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(4.52+4.52)0.5=6.364m
1）、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(704+1210)/4=478.5kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L
=(704+1210)/4+(1856+22.8×1.6)/6.364=775.875kN
Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L
=(704+1210)/4-(1856+22.8×1.6)/6.364=181.125kN
2）、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：
Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L
=(950.4+1633.5)/4+(2505.6+30.78×1.6)/6.364=1047.431kN
Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L
=(950.4+1633.5)/4-(2505.6+30.78×1.6)/6.364=244.519kN
4、桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度等级
C80
桩基成桩工艺系数ψC
0.85
桩混凝土自重γz(kN/m3)
25
桩混凝土保护层厚度б(mm)
35
桩入土深度lt(m)
5（根据厂家要求按最不利进行考虑，即有效桩不小于5m，按管桩处于淤泥层验算）
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
是
桩身承载力设计值
1200
地基属性
地下水位至地表的距离hz(m)
0
承台埋置深度d(m)
0
是否考虑承台效应
否
土名称
土层厚度li(m)
侧阻力特征值qsia(kPa)
端阻力特征值qpa(kPa)
抗拔系数
承载力特征值fak(kPa)
淤泥
4.5
8
0
0.6
-
强风化岩
0.5
110
4300
0.7
-
1）、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：u=πd=3.14×0.4=1.257m
桩端面积：Ap=πd2/4=3.14×0.42/4=0.126m2
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap
=1.257×(4.5×8+0.5×110)+4300×0.126=654.708kN
Qk=478.5kN≤Ra=654.708kN
Qkmax=775.875kN≤1.2Ra=1.2×654.708=785.649kN
满足要求！
2）、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=181.125kN≥0
不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算！
3）、桩身承载力计算
纵向普通钢筋截面面积：As=nπd2/4=4×3.142×162/4=804mm2
纵向预应力钢筋截面面积：Aps=nπd2/4=11×3.142×10.72/4=989mm2
(1)、轴心受压桩桩身承载力
荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=1047.431kN
桩身结构竖向承载力设计值：R=1200kN
满足要求！
(2)、轴心受拔桩桩身承载力
Qkmin=181.125kN≥0
不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算！
5、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB400 Φ25@200
承台底部短向配筋
HRB400 Φ25@200
承台顶部长向配筋
HRB400 Φ18@200
承台顶部短向配筋
HRB400 Φ18@200
1）、荷载计算
承台有效高度：h0=1600-50-25/2=1538mm
M=(Qmax+Qmin)L/2=(1047.431+(244.519))×6.364/2=4110.96kN·m
X方向：Mx=Mab/L=4110.96×4.5/6.364=2906.887kN·m
Y方向：My=Mal/L=4110.96×4.5/6.364=2906.887kN·m
2）、受剪切计算
V=F/n+M/L=950.4/4 + 2505.6/6.364=631.317kN
受剪切承载力截面高度影响系数：βhs=(800/1538)1/4=0.849
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(4.5-1.8-0.4)/2=1.15m
a1l=(al-B-d)/2=(4.5-1.8-0.4)/2=1.15m
剪跨比：λb'=a1b/h0=1150/1538=0.748，取λb=0.748；
λl'= a1l/h0=1150/1538=0.748，取λl=0.748；
承台剪切系数：αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.748+1)=1.001
αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.748+1)=1.001
βhsαbftbh0=0.849×1.001×1.27×103×5.5×1.538=9135.268kN
βhsαlftlh0=0.849×1.001×1.27×103×5.5×1.538=9135.268kN
V=631.317kN≤min(βhsαbftbh0， βhsαlftlh0)=9135.268kN
满足要求！
3）、受冲切计算
塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=1.8+2×1.538=4.876m
ab=4.5m≤B+2h0=4.876m，al=4.5m≤B+2h0=4.876m
角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！
4）、承台配筋计算
(1)、承台底面长向配筋面积
αS1= My/(α1fcbh02)=2906.887×106/(1.05×11.9×5500×15382)=0.018
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.018)0.5=0.018
γS1=1-ζ1/2=1-0.018/2=0.991
AS1=My/(γS1h0fy1)=2906.887×106/(0.991×1538×360)=5298mm2
最小配筋率：按0.15%考虑
梁底需要配筋：A1=max(AS1, ρbh0)=max(5298,0.0015×5500×1538)=12688.5mm2
承台底长向实际配筋：AS1'=13990mm2＞A1=12688.5mm2
满足要求！
(2)、承台底面短向配筋面积
αS2= Mx/(α2fcbh02)=2906.887×106/(1.05×11.9×5500×15382)=0.018
ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.018)0.5=0.018
γS2=1-ζ2/2=1-0.018/2=0.991
AS2=Mx/(γS2h0fy1)=2906.887×106/(0.991×1538×360)=5298mm2
最小配筋率：按0.15%考虑
梁底需要配筋：A2=max(9674, ρlh0)=max(9674,0.0015×5500×1538)= 12688.5mm2
承台底短向实际配筋：A2'=13990mm2＞A2=12688.5mm2
满足要求！
(3)、承台顶面长向配筋面积
承台顶长向实际配筋：AS3'=7253mm2≥0.5AS1'=0.5×13990=6995mm2
满足要求！
(4)、承台顶面短向配筋面积
承台顶长向实际配筋：AS4'=7253mm2≥0.5AS2'=0.5×13990=6995mm2
满足要求！
(5)、承台竖向连接筋配筋面积
承台竖向连接筋为双向Φ14@600。
6、基础承台配筋
承台长×宽×高=5500mm×5500mm×1600mm，C35砼，底筋双向选用28Φ25(间距200)，面筋双向选用28Φ18(间距200)，沿竖向水平围身箍5Φ14，架立筋Φ14@600（钢筋类别为HRB400钢）。
八、塔吊基础施工
1）塔吊基础施工工艺流程
基础定位放线→塔吊基坑土方开挖→垫层浇筑→基础放线→验线→钢筋网绑扎→塔吊预埋螺栓定位安装固定→塔吊基础模板支模→塔吊基础钢筋、预埋螺栓、模板验收→塔吊基础砼浇筑→砼养护
2）塔吊基础施工工艺
（1）基坑定位放线：利用经纬仪将塔吊定位轴线测出，按照1：1放坡系数外放相应距离，撒白灰线示之，并通知项目技术负责人进行验线。
（2）塔吊基础基坑开挖：采用一台反铲式挖掘机进行基坑开挖，现场架设一台水准仪进行基底标高控制。同时按照1：1的放坡系数进行放坡开挖。机械开挖应比设计标高高20㎝～30㎝，剩余土方采用人工开挖。人工开挖的平整度为±50。
（3）垫层砼浇筑：在基坑开挖完成后，立刻将控制垫层厚度及标高的小木桩打设完成，每平方米范围内应至少有一个小木桩；随后在基坑边四周用50×100的木方围起来；进行垫层砼浇筑，初凝后进行压光处理。
（4）基础放线：在垫层砼达到30%以上的强度即可进行基础放线。首先利用经纬仪将基础定位轴线投测到垫层上，弹墨线示之；然后按照基础的设计尺寸将基础边线测出，弹墨线示之。
（5）钢筋网绑扎：将塔吊基础底部受力主筋安装相应的间距要求绑扎到位，要求采用满扎，最后放置底层钢筋网垫块。基础上部钢筋网绑扎，首先安装1500左右的间距放置钢筋马蹬，接着将上部受力主筋按设计间距放置到位，进行绑扎，同时按要求绑扎拉筋，全部采用满扎。
（6）塔吊预埋螺栓定位、安装固定：螺栓定位采用经伟仪将轴线投测到上部钢筋网上，再按要求安装固定四组地脚螺栓，然后利用水准仪测出四组地脚螺栓孔处的标高，根据高低差值，在上层钢筋网上放置1mm/2mm不等的钢板片予以调整，同时要确保四组螺栓孔的对角线误差值在±2mm以内，最后将其与上部钢筋网焊接牢固；另外按要求安装地脚螺栓锚固端的8条钢筋，相互焊接牢固并与承台外围钢筋焊牢防止摆动。
（7）基础模板安装：采用18厚多层板做面板，50×100木方做背楞，Ф48钢管做外楞的模板支撑体系。
（8）钢筋、预埋螺栓、模板验收：以上工作完成后，项目部相关人员应进行钢筋、螺栓、模板验收。
（9）塔吊基础砼浇筑：本案中塔吊基础砼采用商品砼，砼浇筑时分二次隔时间段完成，间隔时间为下层砼初凝前完成上部砼浇筑；砼在振捣过程中要充分，快插慢拔，均匀振捣，避免过振。待砼初凝后，进行砼表面压光处理。同时留置砼试块。
（10）塔吊基础砼养护：本案砼施工处于夏季，砼养护采用浇水覆盖养护，连续养护不少于7天。当塔吊基础砼强度达到不少于设计值的90%上时方可进行塔吊上部结构安装。
九、施工注意事项
（1）塔吊预埋螺栓由专业塔吊安装公司提供并进行安装和预埋，预埋螺栓设置后须经有关单位人员验收方可进行塔吊基础混凝土浇筑，同时要做好地脚螺栓的保护工作。塔吊基础混凝土达到设计强度时，方可进行塔吊安装。
（2）塔吊基础拆模以后应及时回填土方且分层夯实，及时做好垫层施工。
（3）塔吊避雷设施的埋设，根据《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005，塔式起重机可不另设避雷针。由于塔吊本身就是金属体，所以间接是一个避雷针。故要求塔吊基础下每条管桩应不少于2条竖向钢筋与基础钢筋网连接成整体，再与塔吊基础预埋件连接，并利用镀锌圆光引出承台外与塔吊机身进行二次接地。另要对接地电阻进行检测，接地电阻值不得超过4Ω，如果不能满足要求应另外增设接地极；同时要做好引出接地线保护工作。
十、安全施工措施
（1）进入施工现场必须正确佩戴安全帽及其它劳保用品。
（2）土方开挖时，应设专人进行指挥，防止机械伤人事故发生。
（3）严禁酒后上岗，不准打赤脚、穿拖鞋、硬底鞋上班；上班时段严禁嬉戏打闹。
（4）特殊工种，如电工、焊工，机械工等必须持证上岗，无证人员不准进行操作。
（5）钢筋切断、弯曲等各道工序的加工机械必须保证安全装置齐全有效，动力线路用钢管从地坪下引入，机壳要有保护零线。
（6）电焊场地周围应清除易燃易爆物品，或进行覆盖、隔离，并在施焊部位配备灭火器材。
（7）施工用电和照明用电要符合规定要求，严禁乱拉乱接，施工用电必须三相五线制，配电箱内应设触电保护装置，配电箱加锁。
附件：

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