塔吊基础施工方案QTZ100塔.doc

塔吊基础施工方案QTZ100塔

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QZT100塔吊基础施工方案

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****有限公司

QTZ100塔吊基础施工方案
目 录

一、工程概况…………………………………………………………1
二、编制说明…………………………………………………………1
三、塔吊选择及布设…………………………………………………1
四、场地地质条件……………………………………………………1
五、塔吊基础设计……………………………………………………4
六、塔吊基础验算……………………………………………………5
七、塔吊基础施工……………………………………………………12
八、安全注意事项……………………………………………………13
九、附图………………………………………………………………14

14

一、工程概况
本工程位于***，总建筑面积**万㎡，工程共有**栋高层住宅分别为**#楼，地下一层，地上**层，结构形式为剪力墙；结构形式为框架；高层和商业地下为连体车库，为框架结构，层高为2.9m。
二、编制说明
本方案为***工程，主楼塔式起重机（以下简称塔吊）基础施工技术方案，方案编制参考**提供的***《QTZ100塔式起重机使用说明书》、**出具的《****建设勘察设计项目岩土工程勘察报告书》。
三、塔吊选择及布设
**项目，共*栋高层，内设*座塔吊。**楼塔吊QTZ100（6512）（基础定位详见附图）
四、场地地质条件
根据钻探揭露，在勘探深度范围内的地层全部为第四系松散沉积物，其岩性以粉质粘土、粉土和粉细砂为主。根据其岩性特征，物理力学性质指标、静探曲线线型，将勘探深度范围内土层划分为6个工程地质层。各土层分布及岩性特征自上而下分述如下：
第①层：粉土（Q4al）
浅灰-褐黄色，稍湿-湿，稍密，表层0.5m有大量填土或杂填土，干强度低，下部为粉土，局部夹有粉质粘土，呈软塑~可塑状态，本层分布稳定，层底埋深3.3-7.3m，平均厚度5.45m。
第②层：粉砂（Q4al）
褐黄色，稍湿-饱水，中密，成分以石英、长石为主，含少量暗色矿物，分选一般，呈次圆状，局部渐变为粉土。本层分布稳定，层底埋深8.0-12.7m，厚3.7-6.8m。
第③层：粉土（Q4al）
褐黄色，湿，中密，见灰色斑和螺壳片。该层土干强度低，韧性低，无光泽反应，摇振反应迅速，局部渐变为粉砂。本层分布稳定，层底埋深15.0-19.5m，层厚4.9-8.4m。
第③1层：粉质粘土（Q4al）
褐黄色，可塑，见有蜗牛壳和铁锈色条斑，层间常常相变为粉土，呈稍密状态。本层分布不稳定，西部缺失此层，本层层底埋深18.2-21.5m，层厚0.4-2.3m。
第④层：细砂（Q4al）
褐黄色，饱水，中密~密实，成分以石英、长石为主，含少量暗色矿物，分选性好，磨圆度中。本层分布稳定，层底埋深25.8-29.8m，层厚7.0-12.0m。
第⑤层：粉质粘土（Q4al）
褐黄色，硬塑，层间常常相变为粉土，呈中密状态，该层土干强度高，韧性高，切面光滑，无摇振反应。本层层底埋深29.0-32.0m，层厚2.0-3.2m。
第⑥层：细砂（Q4al）
褐黄色，饱水，密实，成分以石英、长石为主，分选好。本层未揭穿，最大揭露厚度19.3m，最大揭露深度55.3m。

各土层承载力特征值、压缩模量ES及变形特征
层 号
①
②
③
③1
④
⑤
⑥
承载力特征值fak(kPa)
150
200
180
160
250
200
300
压缩模量ES（MPa）
10.21
18.5
13.32
5.63
22.0
13.42
28.0
压缩系数a1-2(1/Mpa)
0.26
/
0.15
0.39
/
0.126
/
压缩性评价
中
低
中
中
低
中
低
五、塔吊基础设计
塔吊基础设计思路：由于塔吊基础所在区域地基层②，地基承载力特征值为200kpa,满足塔吊说明书中要求的地耐力不小于144Kpa.因为塔吊基础均位于地下室范围内，塔吊基础施工早于筏板施工和车库构造地板施工，塔吊基础顶标高和车库结构底板标高平齐（具体与主楼筏板、车库地板标高关系详见附图），经过与设计人员沟通对于塔吊基础占用独立基础承台的车库柱下独立基础采用同步施工的思路，在开挖塔吊基础的同时将受影响的独立基础一起开挖，浇筑塔吊基础前所受影响的承台钢筋全部预留到位，保证独基钢筋施工不受影响。为防止塔吊基础沉降造成车库抗水板拉裂，在该塔吊基础四周留置宽800mm沉降后浇带，做法同图纸沉降后浇带设计。待塔吊安装完、运行沉降量不再改变时用高一个标号的膨胀混凝土再进行浇筑。（详见附图）
1、QTZ100(6512)型塔吊（附着式）基础设计
整体设计：塔吊最大自由起升高度36.5m，最大附着高度为189.5m，塔吊基础设计为钢筋混凝土结构整体式基础，考虑到尽快安装，混凝土强度等级为C45，抗渗等级同筏板混凝土设计抗渗等级为P6；基础设计尺寸（长5.60m×宽5.60m×高1.35m）
配筋设计：按该塔吊厂商提供的使用说明书中关于基础配筋进行设计，整体基础顶部、底部配置三级φ25@170双层双向钢筋，侧面竖向封边钢筋配置三级φ16@225钢筋，侧面水平配置三级φ16@225钢筋，顶部、底部钢筋之间设置三级φ16@1000×1000的拉筋，顶部及底部钢筋保护层按照50mm考虑，侧面钢筋保护层按照50mm考虑，混凝土强度等级为C45。
该塔吊基础经验算满足承载力和抗倾覆要求，计算书附后。
塔吊基础地锚螺栓、螺母、锚板、压板等按照塔机出厂时所附塔式起重机说明书中有关章节执行，不得擅自改动；螺栓规格、数量不变，锚固长度满足出厂设计要求。
六、塔吊计算书。
塔吊天然基础的计算书
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)。本计算书由中国建筑科学研究院的安全设施计算软件（2015版） PKPM软件计算：
一. 参数信息
塔吊型号:QTZ100
塔机自重标准值:Fk1=724.80kN
起重荷载标准值:Fqk=80.00kN
塔吊最大起重力矩:M=1000.00kN.m
塔吊计算高度:H=36.5m
塔身宽度:B=1.6m
非工作状态下塔身弯矩:M=-1882kN.m
承台混凝土等级:C45
钢筋级别:HRB400
地基承载力特征值:290.6kPa
承台宽度:Bc=5.6m
承台厚度:h=1.35m
基础埋深:D=1.35m

计算简图:

二. 荷载计算
1. 自重荷载及起重荷载
1) 塔机自重标准值
Fk1=724.8kN
2) 基础以及覆土自重标准值
Gk=5.6×5.6×(1.35×25+1.35×17)=1778.112kN
3) 起重荷载标准值
Fqk=80kN

2. 风荷载计算
1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2)

=0.8×1.59×1.95×1.2585×0.2=0.62kN/m2

=1.2×0.62×0.35×1.6=0.42kN/m
b. 塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.42×36.5=15.31kN
c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×15.31×36.5=279.47kN.m

2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.45kN/m2)

=0.8×1.65×1.95×1.2585×0.45=1.46kN/m2

=1.2×1.46×0.35×1.6=0.98kN/m
b. 塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.98×36.5=35.75kN
c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×35.75×36.5=652.53kN.m

3. 塔机的倾覆力矩
工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=-1882+0.9×(1000+279.47)=-730.48kN.m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=-1882+652.53=-1229.47kN.m
三. 地基承载力计算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)第4.1.3条承载力计算。

塔机工作状态下：
当轴心荷载作用时：

=(724.8+80+1778.112)/(5.6×5.6)=82.36kN/m2
当偏心荷载作用时：

=(724.8+80+1778.112)/(5.6×5.6)-2×(730.48×1.414/2)/29.27
=47.07kN/m2
由于 Pkmin≥0 所以按下式计算Pkmax：

=(724.8+80+1778.112)/(5.6×5.6)+2×(730.48×1.414/2)/29.27
=117.65kN/m2
塔机非工作状态下：
当轴心荷载作用时：

=(724.8+1778.112)/(5.6×5.6)=79.81kN/m2
当偏心荷载作用时：

=(724.8+1778.112)/(5.6×5.6)-2×(1229.47×1.414/2)/29.27
=20.42kN/m2
由于 Pkmin≥0 所以按下式计算Pkmax：

=(724.8+1778.112)/(5.6×5.6)+2×(1229.47×1.414/2)/29.27
=139.21kN/m2

四. 地基基础承载力验算
地基基础承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011第5.2.3条。
计算公式如下:

其中 fa──修正后的地基承载力特征值(kN/m2)；
fak──地基承载力特征值，取200.00kN/m2；
ξb──基础宽度地基承载力修正系数，取0.30；
ξd──基础埋深地基承载力修正系数，取1.50；
γ──基础底面以下土的重度，取20.00kN/m3；
γm──基础底面以上土的重度，取20.00kN/m3；
b──基础底面宽度，取5.60m；(注：小于3m时按3m取值，大于6m时按6m取值，其他按实际取值。)
d──基础埋深度,取3.00m。
解得修正后的地基承载力特征值 fa=290.60kPa
实际计算取的地基承载力特征值为:fa=290.60kPa
轴心荷载作用：由于 fa≥Pk=82.36kPa，所以满足要求！
偏心荷载作用：由于1.2×fa≥Pkmax=139.21kPa，所以满足要求！
五. 承台配筋计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011第8.2条。
1. 抗弯计算，计算公式如下:

式中 a1──截面I-I至基底边缘的距离，取 a1=2.00m；
a'──截面I-I在基底的投影长度,取 a'=1.60m。
P──截面I-I处的基底反力；

工作状态下：
P=(5.6-2.00)×(117.65-47.07)/5.6+47.07=92.45kN/m2；
M=2.002×[(2×5.6+1.6)×(1.35×117.65+1.35×92.45-2×1.35×1778.11/5.62)+(1.35×117.65-1.35×92.45)×5.6]/12
=620.51kN.m
非工作状态下：
P=(5.6-2.00)×(139.21-20.42)/5.6+20.42=96.78kN/m2；
M=2.002×[(2×5.6+1.6)×(1.35×139.21+1.35×96.78-2×1.35×1778.112/5.62)+(1.35×139.21-1.35×96.78)×5.6]/12
=823.96kN.m
2. 配筋面积计算,公式如下:
依据《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010

式中 α1──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，
α1取为0.94,期间按线性内插法确定；
fc──混凝土抗压强度设计值；
h0──承台的计算高度。
经过计算得:
αs=823.96×106/(1.00×21.10×5.60×103×13002)=0.004
η=1-(1-2×0.004)0.5=0.004
γs=1-0.004/2=0.998
As=823.96×106/(0.998×1300×360.00)=1764.25mm2。
实际选用钢筋为：钢筋直径20.0mm，钢筋间距为150mm,
实际配筋面积为As0 = 3.14×202/4 × Int(5600/150)=11624mm2
实际配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求!

推荐参考配筋方案为：钢筋直径为20.0mm，钢筋间距为200mm，配筋面积为8796mm2

六. 地基变形计算
规范规定：当地基主要受力层的承载力特征值(fak)不小于130kPa或小于130kPa但有地区经验，且黏性土的状态不低于可塑（液性指数IL不大于0.75）、砂土的密实度不低于稍密时，可不进行塔机基础的天然地基变形验算，其他塔机基础的天然地基均应进行变形验算。
塔吊计算满足要求！

七、塔吊基础施工
①基本准备：
a、塔机专用电箱：为满足塔吊正常工作，塔机必须配用专用电箱，项目部根据塔吊的定位对塔机电箱合理定位。
b、提供场地，便于塔机部件的摆放和汽车吊的入场选位。
c、钢材的准备（根据塔机基础配筋图备料）。
②地基勘探：
对塔机基础附近的地下部分进行钎探，查明地底下是否有不实结构（如防空洞、化粪池等）以及地下物质、运输管道（如煤气管道、水管等）。
③基础施工：
a、地基资料
塔吊基础施工时，应在塔吊平面定位图标示位置上开挖塔吊基础基坑，QTZ100塔吊基础尺寸为5.60m×5.60m×1.35m，基底标高为-7.53m，基底土质：***楼地基承载力特征值，根据地勘报告3-3钻孔剖面数据，基础坐落于第二层粉砂层计算时选用第二层粉砂层地基承载力特征值200Kpa进行计算。为了增加塔吊基础所处区域的地基承载力，基础垫层以下用300mm厚碎石换填，伸出垫层100mm宽，夯填度不得大于0.90，以提高塔吊基础的稳定。
b、垫层、防水施工
现场施工塔机基础素混凝土垫层， QTZ100塔吊基础垫层尺寸5.70m×5.70m×0.1m，垫层混凝土强度等级为C15，要求平整度控制在5mm，垫层混凝土强度达到70%以上后进行防水处理，防水做法与图纸设计的主楼基础筏板防水做法相同，刷基层处理剂一道，4mm厚SBS改性沥青防水卷材，再浇筑C20细石砼保护层（防水卷材+保护层=8cm），待保护层强度达到70%后方可进行钢筋绑扎及塔吊基座予埋等工序施工。且在基础施工完毕后在基础周边上翻50cm防水材料，对基础进行防水保护，保证塔吊基础不受地下水浸泡。塔吊基础施工采用砖胎膜，用灰砂砖砌筑240mm厚1.35m高砖胎膜，等强度达到后基坑侧面与砖胎膜之间空隙用土分层填满并夯实，保证塔吊基础的稳定。
c、钢筋施工
考虑到上层钢筋的稳定用HRB400直径20钢筋作为支撑钢筋1500*1500设置一根，长度1250mm，与上下层钢筋绑扎并点焊，保证上层钢筋稳定。垫层混凝土强度达到要求后，安装塔吊底座予埋件并找平，塔吊底座予埋件水平度控制在1‰内，达到要求后。将塔吊底座予埋件焊好，以免由于后面工序的施工，动摇了已经调整好的水平度。将接地线（扁钢）与予埋件焊好，并将接地线另一端插入土层里，绑扎塔机基础钢筋，车库抗水板钢筋与塔吊基础钢筋连接选择在塔吊施工时提前预留钢筋。此道工序施工，质量管理部门必须做好过程控制、施工记录、质量验收。钢筋的绑扎质量必须符合规范要求。
d、模板支设及基础排水措施
1、基础四周采用砖胎模的加固体系进行支护。
2、在塔吊基础上砌筑800mm高120mm厚防水挡墙（做法见附图），防止水进入塔吊基础，雨季时有水进入及时用排水泵排入车库集水坑，防止基础不被水浸泡。
e、混凝土浇筑
混凝土浇筑前,再次测试予埋件的平整度、垂直度、中心线，直到安装位置控制在规定的范围以内，作好测量记录。浇注混凝土并振实，项目部在此过程中必须随时监测予埋件位置，如有变化则随时进行调整，确保塔吊予埋件位置准确无误。
f、塔吊接地
基础作好后，按要求两组地线，用三根长1.5～1.8m的钢管组成1.2m的等边三角形垂直打入地下，用-40×4mm的镀锌扁钢将三根钢管焊接连在一起，用螺栓连接在塔吊底座上，地线接地电阻不大于4Ω。
g、养护
混凝土施工后加强养护工作，当混凝土强度达到设计要求100%或以上时方能安装塔机。
八、安全注意事项
1、全体施工作业人员必须持证上岗，未取证人员一律不得参与。
2、全体施工作业人员必须听从总指挥的统一指挥。
3、总指挥必须听从技术人员的指导，接受安全监督人员的安全监督。
4、作业人员必须佩带安全帽，上高人员必须穿防滑鞋，危险部位作业必须系好安全带。
5、所有作业吊车必须严格遵守安全操作规程。
6、拆装期间一律禁止饮酒。
7、工作要集中精力，不得随意开玩笑和打闹。
8、上下交叉作业时，要注意工具和零部件放置必须安全可靠，防止坠落伤人。
九、塔吊基础后浇带留设、**塔吊基础定位（总定位见附图）

**楼塔吊基础定位（塔吊基础基底标高-7.53m）