塔吊基础专项施工方案.docx

塔吊基础施工方案目 录第1章工程概况2第2章塔吊布置7第3章1#塔吊基基础设计8第4章2#塔吊基础设计14第5章3#塔吊基础设计18第6章4#塔吊基础设计22第7章塔吊基础施工28附件：中联重科建筑起重机械分公司研究院函29附图：塔吊平面布置图29第1章 工程概况1.1 工程简介项目地处南海广东金融高新技术服务区b区a-02地块，项目总规划用地面积33625.8平方米，设计开发建筑面积22万平米。地上总建筑面积14.2万平方米，地下总建筑面积7.8万平方米。本工程为一类高层建筑，由35层主办公楼（超高层），22层副办公楼（soho公寓）及4层商业裙房组成。工程名称：中凯文化广场建设地点：南海广东金融高新技术服务区建设单位：广东中凯文化商务港投资开发有限设计单位：广东省建筑设计研究院监理单位：广东宏茂建设监理有限公司施工单位：汕头市潮阳建筑工程总公司1.2 场地工程地质和水文地质条件1.2.1工程地质填土：全场分布。灰色,灰黄色,以砂及粘性土为主,湿,局部含碎石及混凝土块，结构松散。层厚2.30m7.50m，平均4.08m，层底标高-8.12-1.34m。本层做标贯36次，n（修正值，下同）=1.98.6击。平均5.1击，标准差1.7，变异系数0.34，标准值4.7击。填土时间大于5年。淤泥质土: 深灰色，饱和，软塑，局部流塑；局部为淤泥质粉砂。全场地47个钻孔见本层，层厚1.007.50m，平均3.19m。层底标高-12.92-2.62m。本层做标贯60次，n（修正值，下同）=1.705.7击。平均3.3击，标准差1.0，变异系数0.30，标准值3.1击。其承载力特征值fak105kpa。本层取土工样9件，8件为淤泥质土。压缩系数a1-2=0.221.12mpa-1，平均0.53 mpa-1，属高压缩性土。凝聚力c=4.220.5kpa，平均6.8kpa，摩擦角=3.816.3，其主要物理力学性质指标详见表3.1；建议其承载力特征值取70kpa。粉细砂：灰色，石英质,棱角形,颗粒级配一般,饱和松散稍密，局部夹中粗砂。全场地76个钻孔均见本层，层厚2.1018.10m，平均9.30m。层底标高-25.80-5.22m。本层做标贯239次，n（修正值，下同）=2.623.1击。平均9.3击，标准差3.9，变异系数0.42，标准值8.9击。本层取土工样33件，压缩系数a1-2=0.030.25mpa-1，平均0.13 mpa-1，属低压缩性土。凝聚力c=3.511.8kpa，平均7.5kpa，摩擦角=19.341.4，其主要物理力学性质指标详见表3.1；建议其承载力特征值取160kpa。粉质粘土: 灰色,褐黄色,湿,可塑；局部夹粉土。全场地仅4个钻孔见本层，层厚1.705.40m，平均4.15m。层底标高-17.49-10.02m。本层做标贯6次，n（修正值，下同）=5.912.2击。平均8.5击，标准差2.5，变异系数0.29，标准值6.5击。其主要物理力学性质指标详见表3.1；建议其承载力特征值取150kpa。粗砂：灰黄色,饱和,密实,含砾石。全场地仅14个钻孔见本层，层厚1.507.00m，平均3.49m。层底标高-23.29-13.54m。本层做标贯16次，n（修正值，下同）=11.120.6击。平均15.7击，标准差3.2，变异系数0.21，标准值14.3击。其主要物理力学性质指标详见表3.1；其主要物理力学性质指标详见表3.1。推荐承载力特征值fak为200kpa。残积土：紫红色,湿,风化呈硬塑土状。全场地38个钻孔见本层，层厚1.107.20m，平均2.93m。层底标高-25.83-10.08m。本层做标贯36次，n（修正值，下同）=7.432.0击。平均14.2击，标准差4.6，变异系数0.33，标准值13.0击。本层取土工样19件，压缩系数a1-2=0.170.38mpa-1，平均0.28 mpa-1，属中压缩性土层。凝聚力c=2.940.0kpa，平均23.3kpa，摩擦角=6.122.9，其主要物理力学性质指标详见表3.1；建议其承载力特征值取250kpa。2.2.2基岩(e)强风化泥质粉砂岩: 紫红色,岩芯呈半岩半土状,碎块状,岩质软,局部夹少量中风化岩。本层属极软岩，岩体破碎，综合评定岩体质量级别为级。岩体易软化，岩芯取出后3小时内表面产生裂纹，12天后产生崩解。全场地76个钻孔均见本层，层厚1.209.60m，平均3.93m。层底标高-33.03-10.72m。本层做标贯39次，n（修正值，下同）=26.942.3击。平均35.1击，标准差3.0，变异系数0.09，标准值34.3击。推荐承载力特征值fak为500kpa。中风化泥质粉砂岩：紫红色,泥质胶结,砂状结构,层状构造,岩芯呈短柱状,碎块状,岩质较硬；局部夹较多强风化岩。本层属软岩，岩体较破碎，综合评定岩体质量级别为级。岩体易软化，芯取出后日晒3小时内表面产生裂纹，2天后产生崩解。全场地75个钻孔见本层，层厚2.1020.70m，平均9.29m。层底标高-39.96-17.53m。本层取岩样10件，fak=3.711.6mpa。平均值fm=7.09mpa，标准差2.94，变异系数0.41，统计修正系数0.76，标准值5.37mpa，其承载力特征值fak=5.370.4=2.14mpa（折减系数取0.40）。推荐承载力特征值fak为2000kpa。强风化泥质粉砂岩: 紫红色,岩芯呈碎块状,岩质软,夹较多中风化岩碎块,易软化。极软岩，岩体破碎，综合评定岩体质量级别为级。全场地75个钻孔见本层，层厚1.106.90m，平均2.83m。层底标高-41.36-22.03m。本层推荐承载力特征值fak为650kpa。中风化泥岩：紫红色,泥质胶结,砂状结构,层状构造,岩芯呈短中柱状,碎块状,岩质较硬；局部夹强风化岩。全场地76个钻孔均见本层，层厚1.3018.30m，平均8.66m。层底标高-49.80-32.51m。本层取岩样7件，fak=4.716.7mpa。平均值fm=9.24mpa，标准差3.78，变异系数0.41，统计修正系数0.70，标准值6.45mpa，其承载力特征值fak=6.450.4=2.58mpa（折减系数取0.40）。推荐承载力特征值fak为2400kpa。微风化泥岩: 紫红色,泥质胶结,砂状结构,层状构造,岩芯呈短中柱状,局部碎块状,岩质坚硬；局部夹中风化岩。全场地76个钻孔均见本层，层厚1.409.80m，平均5.12m。层底标高-56.90-35.21m。本层取岩样32件，fak=5.327.2mpa。平均值fm=10.12mpa，标准差4.93，变异系数0.49，统计修正系数0.85，标准值8.61mpa，其承载力特征值fak=8.610.4=3.44mpa（折减系数取0.40）。推荐承载力特征值fak为3300kpa。1.2.2水文地质拟建场地地下水有两层，一层是赋存于第四系冲积砂层中的孔隙水，其补给主要靠大气降水渗透补给和含水层的侧向补给，地下水水位的升降主要随降雨量的大小而变化；另一层是赋存于泥岩,砂岩中的裂隙水,与大气降雨关系不大，主要通过周边河流、沟溪的补给。地下水环境类型属类。地下水位受大气降雨影响较大，降雨期间，地下水位显著上升。勘察期间，地下水稳定水位埋深在1.553.11m之间，平均2.00m ；由水位高于基础，设计和施工时应考虑地下水的影响，采取必要的抗浮措施。1.3 主要编制依据1. 塔式起重机安装使用说明； 2. 结构设计图；3. 建筑地基基础设计规范(gb50007-2011)；4. 混凝土结构设计规范（gb50010-2010）5. 建筑桩基技术规范（jgj94-2008）；6. 混凝土结构工程施工质量验收规范（gb50204-2011）；7. 建筑机械安全使用技术规程（jgj33-2001）。8. 塔式起重机混凝土基础工程技术规程（jgj/t 187-2009)9. qtz80（tc6012-6）塔式起重机使用说明书10. qtz80（tc6510-6）塔式起重机使用说明书第2章 塔吊布置2.1 塔吊布置原则根据场区面积、形状及塔吊臂长确定塔吊数量，且要求塔吊位置尽可能避开，并确保能满足车站结构施工过程中的材料吊装及完工后材料退场需求。本工程选用塔吊；1#塔吊，臂长65米，qtz80（tc6510-6），独立高度40.5米，安装高度180米，单桩基础；2#塔吊臂长53米，qtz80（tc6510-6），独立高度40.5米，安装高度120米，天然基础；3#塔吊臂长60米，qtz80（tc6012-6），独立高度40.5米，安装高度46米，天然基础；4#塔吊臂长60米，qtz80（tc6012-6），独立高度40.5米，安装高度50米，单桩基础。覆盖大部分建筑，西南角位置需汽车吊配合垂直运输。2.2 塔吊平面布置（详见塔吊平面布置图 所示）2.3 塔吊基础形式 按各个塔吊地质情况，塔吊承台底面位于强风化岩（或更坚硬岩质时），采用天然基础；当塔吊承台底面位于砂层时，考虑地下水丰富，流动性高，砂层不稳定，采用灌注桩单桩基础，直径d1400mm；2.4塔吊计算荷载高度 塔机在独立状态时，所承受的风荷载等水平荷载及倾覆力矩、扭矩对基础的作用效应最大；附着状态（安装附墙装置后）时，塔机虽然增加了标准节自重，但对基础设计起控制作用的各种水平荷载及倾覆力矩、扭矩等主要由附墙装置承担，故附着状态可不计算。第3章 1#塔吊基基础设计 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(jgj/t 187-2009)。一. 参数信息塔吊型号: (qtz80)tc6510-6塔机自重标准值:fk1=615.50kn起重荷载标准值:fqk=60kn塔吊最大起重力矩:m=800.00kn.m非工作状态下塔身弯矩:m=2149.4kn.m塔吊计算高度:h=43m塔身宽度:b=1.8m桩身混凝土等级:c35桩钢筋级别:hrb400桩直径: d=1.4m桩入土深度: 13m保护层厚度:70mm承台混凝土等级:c35矩形承台边长:5.0m承台厚度:hc=1.5m承台顶面埋深:d=0.00m承台顶面标高:-12.65m地下水位标高:-13.15m二. 荷载计算1. 自重荷载及起重荷载1) 塔机自重标准值 fk1=615.5kn2) 基础以及覆土自重标准值 gk=551.5025=937.5kn 承台受浮力：flk=551.0010=250kn3) 起重荷载标准值 fqk=60kn2. 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) wk=0.81.591.951.320.2=0.65kn/m2 qsk=1.20.650.351.8=0.50kn/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 fvk=qskh=0.5043.00=21.29knc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 msk=0.5fvkh=0.521.2943.00=457.67kn.m2) 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) wk=0.81.651.951.320.45=1.53kn/m2 qsk=1.21.530.351.8=1.16kn/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值 fvk=qskh=1.1643.00=49.70knc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 msk=0.5fvkh=0.549.7043=1068.62kn.m3. 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=2149.4+0.9(800+457.67)=3281.30kn.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 mk=2149.4+1068.62=3218.02kn.m三. 承台计算 承台尺寸:5000mm5000mm1500mm 单桩承台的承台弯矩两个方向都为0(kn.m)，所以承台只需采用构造配筋，不需要进行抗剪和其它的验算！由于最小配筋率为0.15%,参考塔吊基础说明书施工，上下层钢筋采用双向25200间距，架立筋为12600，纵横向梅花形布置，钢筋采用三级钢。四. 桩身最大弯矩计算计算简图：1. 按照m法计算桩身最大弯矩：计算依据建筑桩基技术规范(jgj94-2008)，并参考桩基础的设计方法与施工技术。(1) 计算桩的水平变形系数(1/m): 其中 m地基土水平抗力系数； b0桩的计算宽度，b0=2.16m。 e抗弯弹性模量，e=0.67ec=21105.00n/mm2； i截面惯性矩，i=0.19m4；经计算得到桩的水平变形系数:=0.341/m(2) 计算 dv: dv=49.70/(0.343281.30)=0.04(3) 由 dv查表得：km=1.01(4) 计算 mmax: 经计算得到桩的最大弯矩值: mmax=3281.301.01=3311.24kn.m。由 dv查表得：最大弯矩深度 z=0.26/0.34=0.78m。五.桩配筋计算依据混凝土结构设计规范(gb50010-2010)第e.0.4条。沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载力计算：偏心受压构件应符合下例规定： 式中 as全部纵向钢筋的截面面积； r圆形截面的半径，取 r=0.70m； rs纵向钢筋重心所在圆周的半径，取 rs=0.63m； e0轴向压力对截面重心的偏心矩: e0=mmax/f=3311.24/747.5=4.43m； ea附加偏心矩，应取20mm和偏心放学截面最大尺寸的1/30两者中的较大者，ea=46.67mm； 对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2的比值，取 =0.51； t纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当0.625时，取 t=0： 由上两式计算结果：只需构造配筋！配筋参考附件：“中联重科建筑起重机械分公司研究院函”。六.桩竖向承载力验算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(jgj/t 187-2009)的第6.3.3和6.3.4条轴心竖向力作用下，qk=747.50kn桩基竖向承载力必须满足以下两式： 单桩竖向承载力特征值按下式计算： 其中 ra单桩竖向承载力特征值； qsik第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值； qpa桩端端阻力特征值，按下表取值； u桩身的周长，u=4.40m； ap桩端面积,取ap=1.54m2； li第i层土层的厚度,取值如下表； 厚度及侧阻力标准值表如下:序号土层厚度(m)侧阻力特征值(kpa)端阻力特征值(kpa)土名称1918160砂层2480500强风化泥质岩由于桩的入土深度为12m,所以桩端是在第2层土层。最大压力验算: ra=4.40(918+480)+5001.542891kn由于：ra = 2891 qk = 747.50, 且符合“中联重科建筑起重机械分公司研究院函”2891kn要求，所以满足要求!塔吊计算满足要求！第4章 2#塔吊基础设计依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(jgj/t 187-2009)。一. 参数信息塔吊型号:(qtz80)tc6510-6塔机自重标准值:fk1=615.5kn起重荷载标准值:fqk=60kn塔吊最大起重力矩:m=800.00kn.m塔吊计算高度:h=43m塔身宽度:b=1.8m非工作状态下弯矩:m=2419.4kn.m承台混凝土等级:c35钢筋级别:hrb400地基承载力特征值:300kpa承台宽度:bc=5.5m承台厚度:h=1.5m基础埋深:d=0.00m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=615.5kn2) 基础以及覆土自重标准值gk=5.55.51.525=1134.375kn3) 起重荷载标准值fqk=60kn三. 地基承载力计算根据（qtz80）tc6510-6说明书p1.1-5第1.4.1参数计算：工作状态下，塔吊的倾覆力矩计算 e（1549.6+21.91.5）/(641.4+1134.375)=0.895.5/3=1.83工作状态地基承载力满足要求!非工作状态下，塔吊的倾覆力矩计算 e（2149.4+89.51.5）/(565.9+1134.38)=1.345.5/3=1.83工作状态地基承载力满足要求! 四. 地基基础承载力验算根据（qtz80）tc6012-6说明书p4-36第5.2计算 =2(565.9+1134.38)/3*5.5*(5.5/2-1.34)=146.2300kpa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=1.85m； a截面i-i在基底的投影长度,取 a=1.80m。 p截面i-i处的基底反力；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：abc/20.5mk/（fkgk）5.5/20.5-（2149.4+89.51.5）/(565.9+1134.38)=2.20m。 a1 -任意截面i-i至基底边缘最大反力处的距离；取a1=(bc-b)/2(5.5-1.8)/2=1.85m； p=146.2(32.2-1.85)/(32.2)=105.22kn/m2；m=1.852(25.5+1.8)(1.35146.2+1.35105.22-21.351134.38/5.52)+(1.35146.2-1.35105.22)5.5/12=956.25kn.m2. 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 1系数，当混凝土强度不超过c50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为c80时， 1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: s=956.25106/(1.0016.705.5010314502)=0.0050 =1-(1-20.0036)0.5=0.005 s=1-0.005/2=0.9975 as=956.25106/(0.99751450360.00)=1836.5mm2。由于最小配筋率为0.15%,参考塔吊基础说明书施工，上下层钢筋采用 双向3025，架立筋为12600，纵横向梅花形布置，钢筋采用三级钢。第5章 3#塔吊基础设计依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(jgj/t 187-2009)。一. 参数信息塔吊型号:(qtz80)tc6012-6塔机自重标准值:fk1=398.30kn起重荷载标准值:fqk=60kn塔吊最大起重力矩:m=800.00kn.m塔吊计算高度:h=43m塔身宽度:b=1.8m非工作状态下弯矩:m=1670.8kn.m承台混凝土等级:c35钢筋级别:hrb400地基承载力特征值:300kpa承台宽度:bc=5.5m承台厚度:h=1.5m基础埋深:d=0.00m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=398.3kn2) 基础以及覆土自重标准值gk=5.55.51.525=1134.375kn3) 起重荷载标准值fqk=60kn三. 地基承载力计算根据（qtz80）tc6012-6说明书p4-35第5.1.1计算式及说明书p2-21表6.1（1）参数计算：工作状态下，塔吊的倾覆力矩计算 e（1539.5+19.71.5）/(593.9+1134.38)=0.915.5/3=1.83工作状态地基承载力满足要求!非工作状态下，塔吊的倾覆力矩计算 e（1670.8+80.41.5）/(483.5+1134.38)=1.115.5/3=1.83工作状态地基承载力满足要求! 四. 地基基础承载力验算根据（qtz80）tc6012-6说明书p4-36第5.2计算 =2(483.5+1134.38)/3*5.5*(5.5/2-1.11)=119.60.625时，取 t=0： 由上两式计算结果：只需构造配筋！配筋参考附件：“中联重科建筑起重机械分公司研究院函”。六.桩竖向承载力验算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(jgj/t 187-2009)的第6.3.3和6.3.4条轴心竖向力作用下，qk=747.50kn桩基竖向承载力必须满足以下两式： 单桩竖向承载