中南国家计量测试中心综合大楼工程(塔基础施工方案).doc

中南国家计量测试中心综合大楼 塔吊基础施工方案
目 录
1、工程概况 2
2、编制依据 2
3、塔吊选型和定位 2
4、基础施工方法 2-4
5、塔吊基础验算 4-10
附：1、塔吊基础定位示意图
2、QTZ63(5610)塔式起重机基础图
中南国家计量测试中心综合大楼工程
QZT63（5610）型塔吊基础施工方案
一、工程概况：
中南国家计量测试中心综合大楼工程位于武汉市武昌区东湖路一号，其中主楼建筑高度66.05米，裙楼宽度56。7米，主楼宽度20米,长度74。1米.因施工需要，需安装塔式起重机一台。
二、编制依据：
1、QZT63（5610）型塔式起重机使用说明书。
2、建设单位提供的地质勘察报告.
3、建设单位提供的施工图纸。
三、塔吊选型和定位:
所选塔吊应满足：
1、不设附着时的吊钩高度大于35米.
2、工作幅度在23米时的起重量在3吨左右。
QZT63(5610)型塔吊能满足以上性能指标且基础最简单、运转费用最低,故选用QZT63（5610)型塔吊。
为保证塔吊运转安全和有效吊运材料、我部拟将塔吊平面定位于A轴线外交7~8轴之间(详细定位见附图）。因该区域筏板基础下设有墩基，为使塔吊基础不影响以后筏板基础及墩基础施工，将塔吊基础顶面标高定为-5。80米。
四、基础施工方法：
根据《QZT63(5610）型塔式起重机使用说明书》,可采用天然地基（地耐力不小于200KN/㎡),塔吊基础落于持力层为第3层“粉质粘土层"(该层地基承载力标准值400KN/㎡）。另外，根据墩基础设计要求,先施工塔吊基础，待塔吊基础砼强度达到60%，再施工(挖）塔吊基础周围的墩基础.
塔吊基础置于地下室筏板基础下面,塔吊基础顶标高比筏板基础下面砼垫层底标高低100mm（即-6.000m)。塔身(标准节)穿过的基础筏板及一层楼面板施工，待工程主体完工、塔吊拆除后再行施工；具体施工做法参照结施首2中后浇带做法。
具体方案如下：
1、土方工程：塔吊基础每边各留出300mm宽的支模作业面宽度，现场用经纬仪（根据塔吊定位图）定位后洒出白灰线框，按1：0.3的坡度挖到塔吊基础垫层底面标高-7。5米,挖至设计标高后，经监理、技术部有关人员验槽并清除浮土，立即浇筑100厚C15混凝土垫层。
2、钢筋工程和固定支脚埋设:在垫层上按基础配筋图绑扎好承台钢筋,钢筋规格、尺寸、间距等应满足规范要求。同时预埋塔吊接地和固定支脚，位置应准确并固定牢靠，方法如下：在基础承台内设置8个500×500×10钢板制成的马凳垫在支脚下面,每个马凳下面焊接4根Φ20钢筋，钢筋长度统一为500.支脚与马凳用电焊固定，马凳绑牢在基础承台钢筋上,使支脚在浇筑混凝土时不致偏位.支脚位置均用钢尺精确量距，反复量测无误,标高用水准仪测量,务必使8处支脚（地锚螺栓)面在同一标高上。
3、模板工程和混凝土工程：支设木模板，用钢管扣件加固,因基础承台高度为1400,混凝土侧压力较大，故使用2排φ12对拉螺杆进行加固,螺杆间距为500。经隐蔽工程验收后浇筑基础混凝土，混凝土强度等级C35,采用商品混泥土灌注，同时留置好砼试块；混凝土浇筑应特别注意不能直接振捣固定支脚及马凳以防偏位。
对塔吊基础混凝土进行养护,当混凝土强度达到75％时,经验收合格后方能安装塔机。
五、塔吊基础验算:
十字交叉梁天然基础计算书
本计算书主要依据施工图纸及以下规范、参考文献编制：《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2002）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002)、《塔式起重机设计规范》（GB/T13752—1992)、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、本工程用《塔吊使用说明书》、地质勘探报告和施工现场总平面布置图等编制.
基本参数
1、塔吊基本参数
塔吊型号：QTZ63； 塔吊自重Gt：869。8kN；
标准节长度b：2.5m; 最大起重荷载Q：60kN;
塔身宽度B：1。835m； 主弦杆材料：角钢/方钢；
塔吊起升高度H:92m； 主弦杆宽度c：135mm；
非工作状态时：
额定起重力矩Me：630kN·m； 基础所受的水平力P：20kN；
工作状态时:
额定起重力矩Me:630kN·m； 基础所受的水平力P：50kN;
2、风荷载基本参数
所处城市：湖北武汉市 风荷载高度变化系数μz：1.27 ;
地面粗糙度类别:D类密集建筑群，房屋较高；
非工作状态时,基本风压ω0:0。35kN·m;
工作状态时，基本风压ω0：0。35kN·m；
3、基础基本参数
交叉梁截面高度h:1.4m; 交叉梁宽t：2.2m;
基础上部中心部分正方形边长a1：5m； 混凝土强度等级:C35；
承台混凝土保护层厚度：30mm； 基础埋置深度d:1。4m;
十字交叉梁上部钢筋直径：20mm； 十字交叉梁上部钢筋型号：HPB235；
十字交叉梁底部钢筋直径:20mm; 十字交叉梁底部钢筋型号：HPB235；
十字交叉梁箍筋直径：16mm; 十字交叉梁箍筋型号：HPB235；
十字交叉梁箍筋肢数：2；
十字交叉梁腰筋直径：20mm； 十字交叉梁腰筋型号：HPB235；
4、地基基本参数
地基承载力设计值fa:400kN/m2;
非工作状态下荷载计算
一、塔吊对交叉梁中心作用力的计算
1、塔吊竖向力计算
塔吊自重：G=869。800kN；
塔吊最大起重荷载：Q=60。000kN;
作用于塔吊的竖向力：F=1。2×G+1。2×Q=1。2×869。800+1。2×60。000=1115。760kN；
2、塔吊风荷载计算
依据《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001）中风荷载体型系数：
地处湖北武汉市，基本风压为ω0=0。35kN/m2；
查表得：荷载高度变化系数μz=1。27；
挡风系数计算：
φ = [3B+2b+(4B2+b2）1/2］c / Bb
φ=［（3×1.84+2×0.14+(4×（0。14）2+（1。84)2）0.5）×0。14］/（1。84×2.50)=0.440
因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.08；
高度z处的风振系数取：βz=1。0；
所以风荷载设计值为：
ω=0。7×βz×μs×μz×ω0=0。7×1。00×2.08×1。27×0。35=0。65kN/m2；
3、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：
Mω=ω×φ×B×H×H×0。5=0.65×0。44×1.84×92。00×92。00×0.5=2211。06kN·m；
Mmax=1。4×（Me+Mω+P×h1)=1.4×(630。00+2211。06+20.00×1。00)=4005.48kN·m；
二、塔吊抗倾覆稳定验算
基础抗倾覆稳定性按下式计算:
e = M/(F+G)≤20。5Bc/3
式中 e──偏心距,即地面反力的合力至基础中心的距离；
M──作用在基础上的弯矩；
F──作用在基础上的垂直载荷；
G──混凝土基础重力，G = 25×1。2×40。216=1206。48kN;
Bc──为基础的底面宽度；
计算得:e=4005.484/（1115。760+1206。480）=1.725m < 20.5×6。800/3=3。206m；
基础抗倾覆稳定性满足要求！
三、地基承载力验算
e = M/（F+G）=4005.484/（1115。76+1206.48）=1.725 ≥ Bc/6=6.8/6=1。133
地面压应力计算：
Pmax=[a (F + G)］/（20。5Bc3/18—Bc2a+3×20。5Bca2—3a3）
式中 F──作用在基础上的垂直载荷;
G──混凝土基础重力；
a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m），按下式计算：
a = Bc/20。5—Mmax/（F+G)=6。800/20.5-4005.484/（1115.760+1206。480)=3。080m；
不考虑附着基础设计值:Pmax=[3。08(1115.76+1206。48）］/(20。5×6。83/18—6.82×3.08+3×20。5×6。8×3。082—3×3。083）=104.702kPa；
地基承载力设计值为:fa=400。00kPa；
地基承载力特征值fa大于有附着时压力设计值Pmax= 104。702kPa，满足要求！
四、基础受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8。2.7条。
验算公式如下：
F1 ≤ 0。7βhpftamho
式中βhp ——受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时,βhp取1。0；当h大于等于2000mm时，βhp取0。9,其间按照线性内插法取用;取βhp=0。98；
ft —-混凝土轴心抗拉强度设计值,取ft=1。57N/mm2;
ho --基础冲切破坏锥体的有效高度，取ho=0。37m；
am -—冲切破坏锥体最不利一侧计算长度,am = ［21/2×（Bc—a1）—t]/2 = [21/2（6.8—5)—2.2］/2 = 0。173m；
Fl —-相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值，Fl= Pmaxam2=104。70×0.172=3.13kN；
允许冲切力:0。7×0.98×1。57×172.79×370。00=69091.453N=69。091kN ≥ Fl= 3.13kN;
实际冲切力小于允许冲切力设计值，满足要求！
工作状态下荷载计算
一、塔吊对交叉梁中心作用力的计算
1、塔吊竖向力计算
塔吊自重:G=869。800kN;
塔吊最大起重荷载：Q=60.000kN；
作用于塔吊的竖向力:F=1.2×G+1。2×Q=1。2×869。800+1.2×60。000=1115。760kN；
2、塔吊风荷载计算
依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中风荷载体型系数：
地处湖北武汉市,基本风压为ω0=0。35kN/m2；
挡风系数计算：
φ = ［3B+2b+（4B2+b2)1/2］c / Bb
φ=(3×1。84×0。14+2×2.50×0.14+（4×（1.84）2+（2。50)2)0。5×0。14)/（1.84×2.50)=0。440
因为是角钢/方钢,体型系数μs=2。08
查表得：荷载高度变化系数μz=1.27
高度z处的风振系数取：βz=1。0
所以风荷载设计值为：
ω=0。7×βz×μs×μz×ω0=0。7×1。00×2。08×1.27×0。35=0。65kN/m2
3、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：
Mω=ω×φ×B×H×H×0。5=0.65×0。44×1.84×92.00×92.00×0。5=2211。06kN·m
Mmax=1.4×(Me+Mω+P×h1）=1。4×（630。00+2211.06+50。00×1。00）=4047。48kN·m
二、塔吊抗倾覆稳定验算
基础抗倾覆稳定性按下式计算:
e = M/(F+G）≤20。5Bc/3
式中 e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；
M──作用在基础上的弯矩；
F──作用在基础上的垂直载荷；
G──混凝土基础重力，G = 25×1。2×40.216=1206.48kN;
Bc──为基础的底面宽度;
计算得：e=4047。484/（1115.760+1206.480)=1。743m 〈20。5× 6。800/3=3.206m；
基础抗倾覆稳定性满足要求!
三、地基承载力验算
e = M/(F+G）=4047。484/（1115。76+1206。48)=1.743 ≥ Bc/6=6。8/6=1.133
地面压应力计算:
Pmax=［a (F + G)]/(20。5Bc3/18—Bc2a+3×20.5Bca2—3a3)
式中 F──作用在基础上的垂直载荷;
G──混凝土基础重力;
a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m），按下式计算：
a = Bc/20。5—Mmax/（F+G)=6.800/20.5—4047。484/（1115。760+1206.480）=3。070m；
不考虑附着基础设计值:Pmax=［3。07（1115.76+1206。48）]/（20.5×6。83/18—6.82×3。07+3×20。5×6.8×3.072-3×3。073）=105。071kPa；
地基承载力设计值为:fa=400.00kPa；
地基承载力特征值fa大于有附着时压力设计值Pmax= 105。071kPa,满足要求！
四、基础受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）第8.2。7条。
验算公式如下:
F1 ≤ 0。7βhpftamho
式中βhp -—受冲切承载力截面高度影响系数,当h不大于800mm时,βhp取1.0；当h大于等于2000mm时,βhp取0。9，其间按照线性内插法取用；取βhp=0.98;
ft ——混凝土轴心抗拉强度设计值,取ft=1.57N/mm2;
ho ——基础冲切破坏锥体的有效高度，取ho=0.37m；
am --冲切破坏锥体最不利一侧计算长度，am = ［21/2×（Bc—a1)-t］/2 = ［21/2（6。8—5)—2。2］/2 = 0。173m;
Fl -—相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值，Fl= Pmaxam2=105。07×0.172=3.14kN；
允许冲切力：0。7×0。98×1.57×172。79×370。00=69091。453N=69。091kN ≥ Fl= 3。14kN；
实际冲切力小于允许冲切力设计值，满足要求！
其它未尽事项按现行国家施工规范和《QZT63(5610）塔吊使用说明书》。
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