塔吊基础施工方案(计算).doc

塔吊基础施工方案(计算)

永州华天城A区商住楼塔吊基础

专
项
施
工
方
案

湖南省第二工程有限公司永州华天潇湘分公司总承包项目经理部
2015年4月

目 录

一、编制依据 3
二、工程概况 3
三、塔吊安装要求及塔吊性能 3
四、前期准备 4
五、施工工艺 4
六、基础施工要求及注意事项 6
七、安全管理措施 7
八、计算书 9
九、附图 14

一、编制依据 
1、《建筑机械使用安全技术规程》
2、《湖南省建筑工程安全操作规程》 
3、《塔式起重机使用说明书》 
4、永州市华天城住宅小区楼岩土工程详细勘察报告，相关技术标准。
二、工程概况
华天城7#栋由湖南省第二工程有限公司建设，该工程位于永州冷水滩湘江东路与育才路交界处。本工程为一类高层住宅，建筑设计使用年限为50年，采用现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，整栋建筑设地下二层，地上三十一层。地上建筑面积为8536.09㎡，建筑高度为95.15 m，建筑物室内地面标高±0.000相当于绝对标高122.400m。
三、塔吊安装要求及塔吊性能
为满足工程垂直运输任务，7#、8#以及地层住宅D拟安装一台JL5613型塔式起重机。塔吊基础采用整体预埋式基础，由C35混凝土和HRB400钢筋浇筑而成。塔吊大臂最终高度为120米。塔吊基础顶标高拟订平地下室底板标高。塔吊的现场定位见附图。塔吊基础置于泥质粉砂岩强风化岩土上。据查岩土工程勘察报告可得地基承载力为320Kpa大于塔吊基础要求250Kpa满足要求。
四、前期准备
1、根据方案在现场对塔吊进行准确定位。
2、为满足塔吊正常工作，塔吊必须配备专用电箱，电箱距塔吊中心不得大于5米，距离塔吊不得大于3米）。
3、根据塔吊基础布筋图准备钢筋砼等材料。
4、提供场地，便于塔吊部件的摆放和汽车吊的入场选位。
五、施工工艺
1、土方开挖、垫层浇筑
根据本工程的实际情况，土方开挖采用机械开挖。当挖到塔吊基坑设计标高200mm处，人工清除基坑底土方，修底铲平，立即通知业主、监理检查土质情况，合格后立即施工100mm厚C15砼垫层，防止基坑暴晒及地下水浸泡基础，出现塌方现象。
2、模板砌筑
根据塔吊基础图，严格按照尺寸，根据施工现场需要，精心组织人力砌筑砖台模。
3、基础钢筋施工
塔吊钢筋施工详见塔吊钢筋基础图
根据本塔吊生产厂家所提供的基础图及现场实际情况，每台塔吊基础承台截面尺寸均为5m×5m，塔吊基础承台高度为1600mm，具体设计详塔吊基础图。 
塔吊平面布置详见平面布置图
4、埋设预埋件
塔身的预埋位置是本工程最关键一步，它的定位直接影响塔吊的安置，因此在对塔身的定位埋设严格按设计图。地脚螺丝通过垫板孔在附图所示位置预埋，预埋位置必须保证精准，四块预埋板应高出砼表面30mm，且在同一水平面上。严格检查控制螺栓平面定位与标高，并且与基础钢筋及马凳焊在一起，防止在浇筑砼时引起塔身的位置偏移。
5、混凝土浇筑
塔吊基础钢筋绑扎完毕并经质量员验收合格后，报请专业监理工程师进行验收，验收通过方可浇筑C35混凝土。基础砼的浇筑应严格按照砼浇筑的施工工艺要求进行操作，在浇筑过程中必须加强对预埋件的观测，防止预埋节的偏移。如果出现预埋节偏移必须随时发现随时整改，确保预埋节的位置正确。
6、技术要求
（1）地基的承压能力不得低于0.25Mpa；
（2）塔吊基础砼标号不应低于C35。
（3）预埋节的位置、标高和垂直度以及施工工艺符合出厂说明书要求。
（4）基础施工完毕，经验收合格后方可使用。
7、成品保护
（1）钢筋绑扎完后，应采取保护措施，防止钢筋变形、位移；
（2）浇筑砼时，严禁机械碰撞预埋件，如碰动应按设计位置重新固定牢靠并校验；
（3）各工种操作人员不准任意掰动切割钢筋；
（4）砼浇筑后注意加强混凝土的养护，养护期应大于18天。
六、基础施工要求及注意事项 
1、施工要求 
1）、本方案执行前必须经过监理单位和工程设计单位的批准； 
2）、留出安装作业面，大小要满足25吨汽车吊站位以及塔吊起重臂的拼装； 
3）、定位必须按图纸进行严格施工； 
4）、先铺设基础底钢筋网片，然后安放马凳和预埋节与钢筋绑扎同步进行，马凳必须与塔吊基础主筋焊接牢固，避免因震动跑偏。
5）、基础采用C35混凝土，并捣实，确保预埋节水平度在1‰内；
6）、当混凝土强度达到80%以上，方能安装塔吊；
7）、做两组防雷接地，接地电阻不大于4Ω。提供60KW的塔机专用电源，单独拉设配电箱。
8）塔基混凝土浇筑前，必须对钢筋和标准节埋入深度安装尺寸进行隐蔽验收，并作好隐蔽资料，经监理确认合格后才能进行下道工序施工。
2、安装注意事项
1）塔机供电电源为三相五线制，必须采用接地保护，零线不接塔身，重复接地的接地电阻不得大于4Ω。
2）塔机的臂长范围外的5~10米不应有高、低压电线杆（低压5米，高压10米）。
3、塔吊的基础积水处理措施
塔吊基础四周挡土墙施工结束后在基础里面放置抽水泵，当塔吊基础存在积水情况要及时抽水。
七、安全管理措施 
1、塔吊安装（拆除）严格按照塔吊安装（拆除）操作顺序进行操作，在安装（拆除）过程中禁止违章操作。 
2、塔吊司机必须具有上岗证，持证上岗；塔吊司机负责塔吊的日常维护与保养，协同我方安全员定期或异常情况下对塔吊进行检查，主要检查机械零部件的使用情况，安全防护、基础的不均匀沉降情况。
3、安装使用前必须有动力管理部门组织检查验收，合格后方可用于施工。
4、塔臂旋转范围内高压线附近做好红色标识，塔吊吊装物体时必须避开高压线。
5、搭、拆和顶升时必须设安全区，并有专人指挥。
6、塔机司机必须遵守“十不吊”要求。
7、塔机吊物时要避免或尽量不要将吊物从临时设施上方越过。
8、风速超过六级，禁止吊物、顶升，需要更换或排放塔机上的油料时必须在无风条件下进行，并将油料放到容器内回收。
9、机械在使用过程中，必须注意邻塔的动态，信号员在发出启动信号之前，要观察相邻塔机臂方向移动，根据情况发出启动信号；在塔机臂移动过程中，塔司也要密切注意临塔臂的移动情况，一旦发现两个塔机臂要出现相碰情况，立即停止移动或反方向移动塔基臂。
10、作业应在白天进行，当遇大风、浓雾和雨雪等恶劣天气时，应停止作业；遇到紧急情况，如停电、机械故障等，短时间不能继续作业的，必须使已拆装的部位达到稳定状态并固定牢靠，经检查确认无隐患后，方可停止作业。
11、安装作业人员在进入施工现场后应床带安全防护用品，高出作业时应系好安全带，熟悉并认真执行拆装工艺和操作规程，当发现异常情况或疑难问题时，应及时向技术负责人反映，不得自行其是，防止处理不当造成的事故。
12、吊安装过程中，必须分阶段进行技术检验，整机安装完毕后，应进行整机技术检验和调整，各机构动作应正确、平稳、无异常响动，制动可靠，各安全装置灵敏有效；无荷载情况下，塔身和基础平面的垂直度允许偏差为千分之四，经分阶段及整机检验合格后，应填写检验记录（即入账表），经技术负责人审核签证后，方可交付使用。
八、计算书 
   JL5613 
（一）、参数信息 
塔吊型号：JL5613，                   塔吊起升高度H：120.00m， 
塔身宽度B：1.6m，                   基础埋深d：大于2.00m，
自重G：487.5kN，                   基础承台厚度hc：1.600m，
最大起重荷载Q：60kN， 基础承台宽度Bc：5.00m，
混凝土强度等级：C35， 钢筋级别：RRB400，
基础底面配筋直径：25mm 额定起重力矩Me：800kN·m，
标准节长度b：1.8m， 基础所受的水平力P：18.5kN，
主弦杆材料：角钢/方钢, 宽度/直径c：12mm，
所处城市：永州市， 基本风压ω0：0.35kN/m2，
风荷载高度变化系数μz：1.54 。
（二）、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=487.5kN；
塔吊最大起重荷载：Q=60kN；
作用于塔吊的竖向力：Fk＝G＋Q＝487.5＋60＝547.5kN；
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：
地处永州市，基本风压为ω0=0.35kN/m2；
查表得：风荷载高度变化系数μz=1.54；
挡风系数计算：φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/(Bb)=[(3×1.6+2×1.8+(4×1.62+1.82)0.5)×0.012]/(1.6×1.8)=0.05
因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.9；
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=0.7×1.00×2.9×1.54×0.35=1.094kN/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=1.094×0.05×1.6×120×120×0.5=491.5kN·m；
Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝800＋491.5＋18.5×1.6＝1321.1kN·m；
（三）、塔吊抗倾覆稳定验算
基础抗倾覆稳定性按下式计算： e＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3 式中 e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；
Mk──作用在基础上的弯矩；
Fk──作用在基础上的垂直载荷；
Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×5×5×1=625kN；
Bc──为基础的底面宽度；
计算得：e=1310/(547.5+625)=1.117m < 5/3=1.667m；
基础抗倾覆稳定性满足要求！
（四）、地基承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。
混凝土基础抗倾翻稳定性计算：
e=1.117m > 5/6=0.833m
地面压应力计算：
Pk＝（Fk+Gk）/A Pkmax＝2×(Fk＋Gk)/（3×a×Bc）
式中 Fk──作用在基础上的垂直载荷；
Gk──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－Mk/（Fk＋Gk）＝5/20.5-1310/(547.5+625)=2.42m。
Bc──基础底面的宽度，取Bc=5m；
不考虑附着基础设计值：
Pk＝（547.5＋625）/52＝46.9kPa Pkmax=2×(547.5+625)/(3×2.42×5)= 64.6kPa；
地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第5.2.3条。
计算公式如下:
fa = fak+εbγ(b-3)+εdγm(d-0.5)
fa--修正后的地基承载力特征值(kN/m2)；
fak--地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定；取160.000kN/m2；
εb、εd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数；
γ--基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3；
b--基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取5.000m；
γm--基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3；
d--基础埋置深度(m) 取2.000m；
解得地基承载力设计值：fa=208.000kPa；
实际计算取的地基承载力设计值为:fa=208.000kPa；
地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=47.848kPa，满足要求！
地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力标准值Pkmax=64.6kPa，满足要求！
（五）、基础受冲切承载力验算 依据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）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=1.57MPa；
ho --基础冲切破坏锥体的有效高度；
取 ho=0.95m；
am --冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；
am=(at+ab)/2；
am=[1.60+(1.60 +2×0.95)]/2=2.55m；
at --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）；
取at＝1.6m；
ab --冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥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，取柱宽加两倍基础有效高度；ab=1.60 +2×0.95=3.50；
Pj --扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；
取 Pj=71.72kPa；
Al --冲切验算时取用的部分基底面积；Al=5.00×(5.00-3.50)/2=3.75m2
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=PjAl；
Fl=71.72×3.75=268.94kN。
允许冲切力：0.7×0.98×1.57×2550.00×950.00=2609080.95N=2609.08kN > Fl= 268.94kN；
实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！
九、附图