超高层塔吊基础施工方案.doc

01地块繁华里超高层工程
01地块繁华里32#-34#及CK6总承包工程
塔

吊

施

工

方

案

编制人
审核人
审批人

一、工程概况
本工程32#、33#、34#楼基础：Φ800钻孔灌注桩桩基+筏板式基础，CK6采用边长350的预制方桩抗拔抗浮力作用，33#、34#主楼底板厚度1.6m，基底标高-7.00m，32#主楼底板厚度1.6m，基底标高-6.50m，车库底板厚度0.3m，基底标高-5.30m，主楼局部最深处底标高-11.80m。
二、塔吊选型及技术性能指标
1、塔吊选型
由于本工程楼层较高属于超高层，且四周商铺裙房面积较大范围广，三栋房号选择QTZ80塔吊一台，QTZ63塔吊两台，其中34#楼使用QTZ80塔吊塔机大臂长度为58米，33#、32#楼QTZ63塔吊大臂长度为55米，80塔吊最大起重量8T，63塔吊最大起重量6T。最大自由高度为40米，附着式的最大起升高度可达180米，塔机总功率为34.8KW。
其机械性能，起重特性，机构等详见说明书。塔吊位置详见附图。
三、塔基施工
1、塔吊基础砼、配筋
1.1根据现场地质报告、土方开挖及施工情况，塔吊基础埋设-7.10米（33#、34#）标高，-6.60米（32#）标高。按照生产厂家的塔吊说明书及现场施工要求，基础采用5.00×5.00×1.42钢筋砼基础，设计砼标号为C30。配筋详见附图：现场做一组同条件试块，以确定安装塔吊时间。
1.2基础施工
C15垫层浇筑完成后，先绑扎基础下层钢筋网，再用汽车吊配合固定好塔吊预埋标准节（标准节埋入混凝土为1200mm），为确保四个脚柱的水平，用水准仪抄测脚柱上口标高，且必须水平，误差在1mm以内，用经纬仪控制标准节垂直度。然后按照塔基图纸要求绑扎基础底板钢筋，最后绑扎基础钢筋上层网片和拉钩钢筋。在砼浇筑过程中测量人员随时跟踪复测塔吊脚柱，发现偏差立即调整。
2、塔吊基础验算

矩形板式基础计算书
一、塔机属性
塔机型号
QTZ5810
塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)
40
塔机独立状态的计算高度H(m)
43
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B(m)
1.6
二、塔机荷载

塔机竖向荷载简图
1、塔机自身荷载标准值
塔身自重G0(kN)
359
起重臂自重G1(kN)
37.4
起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)
25.48
小车和吊钩自重G2(kN)
3.8
最大起重荷载Qmax(kN)
60
最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m)
13.2
最大起重力矩M2(kN.m)
630
平衡臂自重G3(kN)
19.8
平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)
6.8
平衡块自重G4(kN)
142
平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)
11.8
2、风荷载标准值ωk(kN/m2)
工程所在地
江苏 常州市
基本风压ω0(kN/m2)
工作状态
0.2
非工作状态
0.4
塔帽形状和变幅方式
锥形塔帽，小车变幅
地面粗糙度
C类(有密集建筑群的城市市区)
风振系数βz
工作状态
1.77
非工作状态
1.77
风压等效高度变化系数μz
0.94
风荷载体型系数μs
工作状态
1.95
非工作状态
1.95
风向系数α
1.2
塔身前后片桁架的平均充实率α0
0.35
风荷载标准值ωk(kN/m2)
工作状态
0.8×1.2×1.77×1.95×0.94×0.2＝0.63
非工作状态
0.8×1.2×1.77×1.95×0.94×0.4＝1.25
3、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)
359+37.4+3.8+19.8+142＝562
起重荷载标准值Fqk(kN)
60
竖向荷载标准值Fk(kN)
562+60＝622
水平荷载标准值Fvk(kN)
0.63×0.35×1.6×43＝15.17
倾覆力矩标准值Mk(kN·m)
37.4×25.48+3.8×13.2-19.8×6.8-142×11.8+0.9×(630+0.5×15.17×43)＝53.41
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'(kN)
Fk1＝562
水平荷载标准值Fvk'(kN)
1.25×0.35×1.6×43＝30.1
倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)
37.4×25.48-19.8×6.8-142×11.8+0.5×30.1×43＝210.14
4、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)
1.2Fk1＝1.2×562＝674.4
起重荷载设计值FQ(kN)
1.4FQk＝1.4×60＝84
竖向荷载设计值F(kN)
674.4+84＝758.4
水平荷载设计值Fv(kN)
1.4Fvk＝1.4×15.17＝21.24
倾覆力矩设计值M(kN·m)
1.2×(37.4×25.48+3.8×13.2-19.8×6.8-142×11.8)+1.4×0.9×(630+0.5×15.17×43)＝236.2
非工作状态
竖向荷载设计值F'(kN)
1.2Fk'＝1.2×562＝674.4
水平荷载设计值Fv'(kN)
1.4Fvk'＝1.4×30.1＝42.14
倾覆力矩设计值M'(kN·m)
1.2×(37.4×25.48-19.8×6.8-142×11.8)+1.4×0.5×30.1×43＝-122.74
三、基础验算

矩形板式基础布置图
基础布置
基础长l(m)
5
基础宽b(m)
5
基础高度h(m)
1.42
基础参数
基础混凝土强度等级
C30
基础混凝土自重γc(kN/m3)
24
基础上部覆土厚度h’(m)
0
基础上部覆土的重度γ’(kN/m3)
19
基础混凝土保护层厚度δ(mm)
50
地基参数
修正后的地基承载力特征值fa(kPa)
250
软弱下卧层
基础底面至软弱下卧层顶面的距离z(m)
5
地基压力扩散角θ(°)
20
软弱下卧层顶地基承载力特征值fazk(kPa)
130
软弱下卧层顶面处修正后的地基承载力特征值faz(kPa)
323.8
基础及其上土的自重荷载标准值：
Gk=blhγc=5×5×1.42×24=852kN
基础及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2×852=1022.4kN
荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力：
Mk''=G1RG1-G3RG3-G4RG4+0.5Fvk'H/1.2
=37.4×25.48-19.8×6.8-142×11.8+0.5×30.1×43/1.2
=-318kN·m
Fvk''=Fvk'/1.2=30.1/1.2=25.08kN
荷载效应基本组合时，平行基础边长方向受力：
M''=1.2×(G1RG1-G3RG3-G4RG4)+1.4×0.5Fvk'H/1.2
=1.2×(37.4×25.48-19.8×6.8-142×11.8)+1.4×0.5×30.1×43/1.2
=-273.74kN·m
Fv''=Fv'/1.2=42.14/1.2=35.12kN
基础长宽比：l/b=5/5=1≤1.1，基础计算形式为方形基础。
Wx=lb2/6=5×52/6=20.83m3
Wy=bl2/6=5×52/6=20.83m3
相应于荷载效应标准组合时，同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩：
Mkx=Mkb/(b2+l2)0.5=210.14×5/(52+52)0.5=148.59kN·m
Mky=Mkl/(b2+l2)0.5=210.14×5/(52+52)0.5=148.59kN·m
1、偏心距验算
相应于荷载效应标准组合时，基础边缘的最小压力值：
Pkmin=(Fk+Gk)/A-Mkx/Wx-Mky/Wy
=(562+852)/25-148.59/20.83-148.59/20.83=42.3kPa≥0
偏心荷载合力作用点在核心区内。

2、基础底面压力计算
Pkmin=42.3kPa
Pkmax=(Fk+Gk)/A+Mkx/Wx+Mky/Wy
=(562+852)/25+148.59/20.83+148.59/20.83=70.82kPa
3、基础轴心荷载作用应力
Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(562+852)/(5×5)=56.56kN/m2
4、基础底面压力验算
(1)、修正后地基承载力特征值
fa=250.00kPa
(2)、轴心作用时地基承载力验算
Pk=56.56kPa≤fa=250kPa
满足要求！
(3)、偏心作用时地基承载力验算
Pkmax=70.82kPa≤1.2fa=1.2×250=300kPa
满足要求！
5、基础抗剪验算

基础有效高度：h0=h-δ=1420-(50+16/2)=1362mm
X轴方向净反力：
Pxmin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×(562.000/25.000-(-317.996+25.083×1.420)/20.833)=48.646kN/m2
Pxmax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×(562.000/25.000+(-317.996+25.083×1.420)/20.833)=12.050kN/m2
P1x=Pxmax-((b-B)/2)(Pxmax-Pxmin)/b=12.050-((5.000-1.600)/2)(12.050-48.646)/5.000=24.493kN/m2
Y轴方向净反力：
Pymin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×(562.000/25.000-(-317.996+25.083×1.420)/20.833)=48.646kN/m2
Pymax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×(562.000/25.000+(-317.996+25.083×1.420)/20.833)=12.050kN/m2
P1y=Pymax-((l-B)/2)(Pymax-Pymin)/l=12.050-((5.000-1.600)/2)(12.050-48.646)/5.000=24.493kN/m2
基底平均压力设计值：
px=(Pxmax+P1x)/2=(12.05+24.49)/2=18.27kN/m2
py=(Pymax+P1y)/2=(12.05+24.49)/2=18.27kPa
基础所受剪力：
Vx=|px|(b-B)l/2=18.27×(5-1.6)×5/2=155.31kN
Vy=|py|(l-B)b/2=18.27×(5-1.6)×5/2=155.31kN
X轴方向抗剪：
h0/l=1362/5000=0.27≤4
0.25βcfclh0=0.25×1×14.3×5000×1362=24345.75kN≥Vx=155.31kN
满足要求！
Y轴方向抗剪：
h0/b=1362/5000=0.27≤4
0.25βcfcbh0=0.25×1×14.3×5000×1362=24345.75kN≥Vy=155.31kN
满足要求！
6、软弱下卧层验算
基础底面处土的自重压力值：pc=dγm=1.5×19=28.5kPa
下卧层顶面处附加压力值：
pz=lb(Pk-pc)/((b+2ztanθ)(l+2ztanθ))
=(5×5×(56.56-28.5))/((5+2×5×tan20°)×(5+2×5×tan20°))=9.4kPa
软弱下卧层顶面处土的自重压力值：pcz=zγ=5×19=95kPa
软弱下卧层顶面处修正后地基承载力特征值
faz=fazk+ηbγ(b-3)+ηdγm(d+z-0.5)
=130.00+0.30×19.00×(5.00-3)+1.60×19.00×(5.00+1.50-0.5)=323.80kPa
作用在软弱下卧层顶面处总压力：pz+pcz=9.4+95=104.4kPa≤faz=323.8kPa
满足要求！
四、基础配筋验算
基础底部长向配筋
HRB400 Φ16@200
基础底部短向配筋
HRB400 Φ16@200
基础顶部长向配筋
HRB400 Φ16@200
基础顶部短向配筋
HRB400 Φ16@200
1、基础弯距计算
基础X向弯矩：
MⅠ=(b-B)2pxl/8=(5-1.6)2×18.27×5/8=132.01kN·m
基础Y向弯矩：
MⅡ=(l-B)2pyb/8=(5-1.6)2×18.27×5/8=132.01kN·m
2、基础配筋计算
(1)、底面长向配筋面积
αS1=|MⅡ|/(α1fcbh02)=132.01×106/(1×14.3×5000×13622)=0.001
ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.001)0.5=0.001
γS1=1-ζ1/2=1-0.001/2=1
AS1=|MⅡ|/(γS1h0fy1)=132.01×106/(1×1362×360)=269mm2
基础底需要配筋：A1=max(269，ρbh0)=max(269，0.0015×5000×1362)=10215mm2
基础底长向实际配筋： A1=5225mm2< As1'=10215mm2
满足要求！
(2)、底面短向配筋面积
αS2=|MⅠ|/(α1fclh02)=132.01×106/(1×14.3×5000×13622)=0.001
ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.001)0.5=0.001
γS2=1-ζ2/2=1-0.001/2=1
AS2=|MⅠ|/(γS2h0fy2)=132.01×106/(1×1362×360)=269mm2
基础底需要配筋：A2=max(269，ρlh0)=max(269，0.0015×5000×1362)=10215mm2
基础底短向实际配筋： A2=5225mm2< AS2'=10215mm2
满足要求！
(3)、顶面长向配筋面积
基础顶长向实际配筋：AS3'=5225mm2≥0.5AS1'=0.5×5225=2612mm2
满足要求！
(4)、顶面短向配筋面积
基础顶短向实际配筋：AS4'=5225mm2≥0.5AS2'=0.5×5225=2612mm2
满足要求！
(5)、基础竖向连接筋配筋面积
基础竖向连接筋为双向Φ10@500。
五、配筋示意图

矩形板式基础配筋图

因塔吊基础在地库筏板内，我单位参照塔吊租赁单位的基础布置图设置四根柱子作为塔吊基础的承重柱，见后附图纸。

通州建总集团有限公司
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超高层平面布置图