塔吊基础施工方案.doc

塔吊基础安全专项施工方案 塔吊基础施工方案工程名称：机场开发区西区三期房地产项目标段施工总包工程建设单位：深圳机场地产公司监理单位：深圳市合创建设工程顾问有限公司。施工单位：深圳市越众（集团）股份有限公司方案编制：深圳市越众（集团）股份有限公司编 制 人： 审 核 人： 日 期： 目 录一、工程概况 1二、编制依据 2三、塔吊型号的选用 2四、塔吊基础位置的确定 2五、塔吊基础设计方案： 2六、验算及复核： 3七、塔吊基础施工 19八、安全、文明施工措施和要求： 20九、附件 20一、 工程概况本项目为住宅楼工程,位于深圳市宝安区西乡街道107国道西侧，航城路北侧。本项目由深圳市机场开发区房地产有限公司开发建设。本工程高层住宅为二类建筑，建筑结构安全等级为二级，设计耐火等级为一级，防水等级为二级，抗震设防烈度为度。总建筑面积172176.10平方米；为12栋高层住宅（编 号为718栋）及1个满铺地下室；718栋一层局部为架空绿化，二层及以上为住宅。79栋为25层住宅，高度为74.09；1017栋为31层住宅，高度为90.85；18栋为30层住宅，高度为88米。-5.25标高层和地下一层为机动车库，地面部分沿街设有商业及公共配套用房（商业层高为4.76.0米）设备用房设于地下一层。地下设有人防工程，人防地下室实际建筑面积为13649.18m。二 、编制依据 1、塔式起重机设计规范gb/t13752-1992； 2、建筑地基基础设计规范gb50007-2011； 3、建筑结构荷载规范gb50009-2012； 4、混凝土结构设计规范gb50010-2010；5、建筑桩基技术规范jgj97-2008； 6、 本项目建筑、结构施工图纸。三、塔吊型号的选用：本项目为12栋高层住宅，根据本项目的建筑高度及作业面要求和使用需要，共设置6台塔吊（以下称为1#6#塔）， 其中1#3#塔吊型号为：tc6013-6；4#6#塔吊型号为：tc6513-6。中联重科建筑起重机械分公司生产。四、塔吊基础位置的确定：经过综合考虑该本项目所需塔吊最合理的作业面（覆盖范围），附墙技术要求，吊臂无障碍覆盖范围，塔吊基础位置避开该工程地下室承台基础，以及安装和拆除等各方面的问题，确定每台塔吊基础位置。其中1#、2#、3#和5#、6#塔吊基础在地下室内，4#塔吊基础在地下室以外。具体位置详塔吊平面位置图及塔吊基础定位图（附图12）。五、塔吊基础设计方案： 1、根据地质勘察资料以及桩基施工情况，1#、2#、3#和5#、6#塔吊基础统一按tc6513-6型号设计（tc6013-6型号的基础可按tc6513-6型号设置），4#塔吊基础采用天然基础设计。2、1#、2#、3#和5#、6#塔吊基础选用矩形板式桩基础，尺寸为：4.5m4.5m1.45m，基础顶面标高平地下室底板结构面标高，承台混凝土标号c35p6，承台底面主筋纵横向各22140（hrb400），承台顶面主筋纵横向各22200（hrb400），上层主筋混凝土保护层厚度50mm，下层主筋混凝土保护层厚度130mm。桩型为：高强预应力混凝土管桩（phc400桩），桩端持力层为强风化花岗岩，单桩竖向承载力特征值ra：1300kn，桩端入持力层深大于1m,贯入度达到控制标准。桩长约812m。3、4#塔吊基础采用矩形板式基础（天然基础）设计，尺寸为：5.6m5.6m1.35m，基础位置在13#楼地下室挡土墙外侧，基础顶面标高平地下室挡土墙外侧的基坑（现状）土面标高。承台混凝土标号c35，承台底面主筋纵横向各20150（hrb400），承台顶面主筋纵横向各20200（hrb400），上下层主筋混凝土保护层厚度均为50mm。六、验算及复核（一）、矩形板式桩基础计算书:1、塔机属性塔机型号tc6513塔机独立状态的最大起吊高度h0(m)46塔机独立状态的计算高度h(m)48.15塔身桁架结构方钢管塔身桁架结构宽度b(m)1.82、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)251起重臂自重g1(kn)37.4起重臂重心至塔身中心距离rg1(m)22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)11.5最小起重荷载qmin(kn)13最大吊物幅度rqmin(m)65最大起重力矩m2(knm)max6011.5，1365845平衡臂自重g3(kn)19.8平衡臂重心至塔身中心距离rg3(m)6.3平衡块自重g4(kn)185平衡块重心至塔身中心距离rg4(m)11.8 2)、风荷载标准值k(kn/m2)工程所在地广东 深圳市基本风压0(kn/m2)工作状态0.2非工作状态0.75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z工作状态1.59非工作状态1.59风压等效高度变化系数z1.37风荷载体型系数s工作状态1.95非工作状态1.95风向系数1.2塔身前后片桁架的平均充实率00.35风荷载标准值k(kn/m2)工作状态0.81.21.591.951.370.20.82非工作状态0.81.21.591.951.370.753.06 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)251+37.4+3.8+19.8+185497起重荷载标准值fqk(kn)60竖向荷载标准值fk(kn)497+60557水平荷载标准值fvk(kn)0.820.351.848.1524.87倾覆力矩标准值mk(knm)37.422+3.865-19.86.3-18511.8+0.9(845+0.524.8748.15)61.43非工作状态竖向荷载标准值fk(kn)fk1497水平荷载标准值fvk(kn)3.060.351.848.1592.82倾覆力矩标准值mk(knm)37.422-19.86.3-18511.8+0.592.8248.15749.7 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)1.2fk11.2497596.4起重荷载设计值fq(kn)1.4fqk1.46084竖向荷载设计值f(kn)596.4+84680.4水平荷载设计值fv(kn)1.4fvk1.424.8734.82倾覆力矩设计值m(knm)1.2(37.422+3.865-19.86.3-18511.8)+1.40.9(845+0.524.8748.15)333.59非工作状态竖向荷载设计值f(kn)1.2fk1.2497596.4水平荷载设计值fv(kn)1.4fvk1.492.82129.95倾覆力矩设计值m(knm)1.2(37.422-19.86.3-18511.8)+1.40.592.8248.151346.573、桩顶作用效应计算承台布置桩数n4承台高度h(m)1.45承台长l(m)4.5承台宽b(m)4.5承台长向桩心距al(m)3.6承台宽向桩心距ab(m)3.6桩直径d(m)0.4承台参数承台混凝土等级c35承台混凝土自重c(kn/m3)25承台上部覆土厚度h(m)0承台上部覆土的重度(kn/m3)19承台混凝土保护层厚度(mm)50配置暗梁否矩形桩式基础布置图 承台及其上土的自重荷载标准值： gk=bl(hc+h)=4.54.5(1.4525+019)=734.06kn 承台及其上土的自重荷载设计值：g=1.2gk=1.2734.06=880.88kn 桩对角线距离：l=(ab2+al2)0.5=(3.62+3.62)0.5=5.09m 1)、荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下：qk=(fk+gk)/n=(497+734.06)/4=307.77kn 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： qkmax=(fk+gk)/n+(mk+fvkh)/l =(497+734.06)/4+(749.7+92.821.45)/5.09=481.46kn qkmin=(fk+gk)/n-(mk+fvkh)/l =(497+734.06)/4-(749.7+92.821.45)/5.09=134.07kn 2)、荷载效应基本组合 荷载效应基本组合偏心竖向力作用下： qmax=(f+g)/n+(m+fvh)/l =(596.4+880.88)/4+(1346.57+129.951.45)/5.09=670.82kn qmin=(f+g)/n-(m+fvh)/l =(596.4+880.88)/4-(1346.57+129.951.45)/5.09=67.82kn4、桩承载力验算桩参数桩混凝土强度等级c60桩基成桩工艺系数c0.85桩混凝土自重z(kn/m3)25桩混凝土保护层厚度(mm)35桩入土深度lt(m)12桩配筋自定义桩身承载力设计值是桩身承载力设计值1300地基属性是否考虑承台效应是承台效应系数c0.1土名称土层厚度li(m)侧阻力特征值qsia(kpa)端阻力特征值qpa(kpa)抗拔系数承载力特征值fak(kpa)淤泥质土4.52514000.770中砂8.54836000.7150强风化岩16060000.7200 1)、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长：u=d=3.140.4=1.26m 桩端面积：ap=d2/4=3.140.42/4=0.13m2 承载力计算深度：min(b/2,5)=min(4.5/2,5)=2.25m fak=(2.2570)/2.25=157.5/2.25=70kpa 承台底净面积：ac=(bl-nap)/n=(4.54.5-40.13)/4=4.94m2 复合桩基竖向承载力特征值： ra=uqsiali+qpaap+cfakac=1.26(325+8.548+0.560)+60000.13+0.1704.94=1433.19kn qk=307.77knra=1433.19kn qkmax=481.46kn1.2ra=1.21433.19=1719.83kn 满足要求！ 2)、桩基竖向抗拔承载力计算 qkmin=134.07kn0 不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算！ 3)、桩身承载力计算 纵向预应力钢筋截面面积：aps=nd2/4=83.14102/4=628mm2 (1)、轴心受压桩桩身承载力 荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：q=qmax=670.82kn 桩身结构竖向承载力设计值：r=1300kn 满足要求！ (2)、轴心受拔桩桩身承载力 qkmin=134.07kn0 不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算！5、承台计算承台配筋承台底部长向配筋hrb400 22140承台底部短向配筋rrb400 22140承台顶部长向配筋hrb400 22200承台顶部短向配筋hrb400 22200 1)、荷载计算 承台有效高度：h0=1450-50-22/2=1389mm m=(qmax+qmin)l/2=(670.82+(67.82)5.09/2=1880.26knm x方向：mx=mab/l=1880.263.6/5.09=1329.55knm y方向：my=mal/l=1880.263.6/5.09=1329.55knm 2)、受剪切计算 v=f/n+m/l=596.4/4 + 1346.57/5.09=413.59kn 受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(800/1389)1/4=0.87 塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-b-d)/2=(3.6-1.8-0.4)/2=0.7m a1l=(al-b-d)/2=(3.6-1.8-0.4)/2=0.7m 剪跨比：b=a1b/h0=700/1389=0.5，取b=0.5； l= a1l/h0=700/1389=0.5，取l=0.5； 承台剪切系数：b=1.75/(b+1)=1.75/(0.5+1)=1.16 l=1.75/(l+1)=1.75/(0.5+1)=1.16 hsbftbh0=0.871.161.571034.51.39=9947.48kn hslftlh0=0.871.161.571034.51.39=9947.48kn v=413.59knmin(hsbftbh0， hslftlh0)=9947.48kn 满足要求！ 3)、受冲切计算 塔吊对承台底的冲切范围：b+2h0=1.8+21.39=4.58m ab=3.6mb+2h0=4.58m，al=3.6mb+2h0=4.58m 角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！ 4)、承台配筋计算 (1)、承台底面长向配筋面积 s1= my/(1fcbh02)=1329.55106/(1.0316.7450013892)=0.009 1=1-(1-2s1)0.5=1-(1-20.009)0.5=0.009 s1=1-1/2=1-0.009/2=0.996 as1=my/(s1h0fy1)=1329.55106/(0.9961389360)=2671mm2 最小配筋率：=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,451.57/360)=max(0.2,0.2)=0.2% 梁底需要配筋：a1=max(as1, bh0)=max(2671,0.00245001389)=12502mm2 承台底长向实际配筋：as1=12599mm2a1=12502mm2 满足要求！ (2)、承台底面短向配筋面积 s2= mx/(2fcbh02)=1329.55106/(1.0316.7450013892)=0.009 2=1-(1-2s2)0.5=1-(1-20.009)0.5=0.009 s2=1-2/2=1-0.009/2=0.996 as2=mx/(s2h0fy1)=1329.55106/(0.9961389360)=2671mm2 最小配筋率：=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,451.57/360)=max(0.2,0.2)=0.2% 梁底需要配筋：a2=max(9674, lh0)=max(9674,0.00245001389)=12502mm2 承台底短向实际配筋：as2=12599mm2a2=12502mm2 满足要求！ (3)、承台顶面长向配筋面积 承台顶长向实际配筋：as3=8934mm20.5as1=0.512599=6300mm2 满足要求！ (4)、承台顶面短向配筋面积 承台顶长向实际配筋：as4=8934mm20.5as2=0.512599=6300mm2 满足要求！ (5)、承台竖向连接筋配筋面积 承台竖向连接筋为双向10500。6、配筋示意图（二）、矩形板式基础计算书1、塔机属性塔机型号tc6513塔机独立状态的最大起吊高度h0(m)46塔机独立状态的计算高度h(m)48.15塔身桁架结构方钢管塔身桁架结构宽度b(m)1.82、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)251起重臂自重g1(kn)37.4起重臂重心至塔身中心距离rg1(m)22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)11.5最小起重荷载qmin(kn)13最大吊物幅度rqmin(m)65最大起重力矩m2(knm)max6011.5，1365845平衡臂自重g3(kn)19.8平衡臂重心至塔身中心距离rg3(m)6.3平衡块自重g4(kn)185平衡块重心至塔身中心距离rg4(m)11.8 2）、风荷载标准值k(kn/m2)工程所在地广东 深圳市基本风压0(kn/m2)工作状态0.2非工作状态0.75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z工作状态1.77非工作状态1.77风压等效高度变化系数z0.98风荷载体型系数s工作状态1.95非工作状态1.95风向系数1.2塔身前后片桁架的平均充实率00.35风荷载标准值k(kn/m2)工作状态0.81.21.771.950.980.20.65非工作状态0.81.21.771.950.980.752.43 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)251+37.4+3.8+19.8+185497起重荷载标准值fqk(kn)60竖向荷载标准值fk(kn)497+60557水平荷载标准值fvk(kn)0.650.351.848.1519.72倾覆力矩标准值mk(knm)37.422+3.865-19.86.3-18511.8+0.9(845+0.519.7248.15)50.16非工作状态竖向荷载标准值fk(kn)fk1497水平荷载标准值fvk(kn)2.430.351.848.1573.71倾覆力矩标准值mk(knm)37.422-19.86.3-18511.8+0.573.7148.15289.63 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)1.2fk11.2497596.4起重荷载设计值fq(kn)1.4fqk1.46084竖向荷载设计值f(kn)596.4+84680.4水平荷载设计值fv(kn)1.4fvk1.419.7227.61倾覆力矩设计值m(knm)1.2(37.422+3.865-19.86.3-18511.8)+1.40.9(845+0.519.7248.15)177.37非工作状态竖向荷载设计值f(kn)1.2fk1.2497596.4水平荷载设计值fv(kn)1.4fvk1.473.71103.19倾覆力矩设计值m(knm)1.2(37.422-19.86.3-18511.8)+1.40.573.7148.15702.473、基础验算矩形板式基础布置图基础布置基础长l(m)5.6基础宽b(m)5.6基础高度h(m)1.35基础参数基础混凝土强度等级c35基础混凝土自重c(kn/m3)25基础上部覆土厚度h(m)0基础上部覆土的重度(kn/m3)19基础混凝土保护层厚度(mm)40地基参数地基承载力特征值fak(kpa)150基础宽度的地基承载力修正系数b3基础埋深的地基承载力修正系数d4.4基础底面以下的土的重度(kn/m3)20基础底面以上土的加权平均重度m(kn/m3)19基础埋置深度d(m)1.45修正后的地基承载力特征值fa(kpa)385.42地基变形基础倾斜方向一端沉降量s1(mm)20基础倾斜方向另一端沉降量s2(mm)20基础倾斜方向的基底宽度b(mm)5600 基础及其上土的自重荷载标准值： gk=blhc=5.65.61.3525=1058.4kn 基础及其上土的自重荷载设计值：g=1.2gk=1.21058.4=1270.08kn 荷载效应标准组合时，平行基础边长方向受力： mk=g1rg1-g3rg3-g4rg4+0.5fvkh/1.2 =37.422-19.86.3-18511.8+0.573.7148.15/1.2 =-6.13knm fvk=fvk/1.2=73.71/1.2=61.42kn 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)+1.40.5fvkh/1.2 =1.2(37.422-19.86.3-18511.8)+1.40.573.7148.15/1.2 =288.4knm fv=fv/1.2=103.19/1.2=85.99kn 基础长宽比：l/b=5.6/5.6=11.1，基础计算形式为方形基础。 wx=lb2/6=5.65.62/6=29.27m3 wy=bl2/6=5.65.62/6=29.27m3 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=289.635.6/(5.62+5.62)0.5=204.8knm mky=mkl/(b2+l2)0.5=289.635.6/(5.62+5.62)0.5=204.8knm 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 =(497+1058.4)/31.36-204.8/29.27-204.8/29.27=35.6kpa0 偏心荷载合力作用点在核心区内。 2）、基础底面压力计算 pkmin=35.6kpa pkmax=(fk+gk)/a+mkx/wx+mky/wy =(497+1058.4)/31.36+204.8/29.27+204.8/29.27=63.59kpa 3）、基础轴心荷载作用应力 pk=(fk+gk)/(lb)=(497+1058.4)/(5.65.6)=49.6kn/m2 4）、基础底面压力验算 (1)、修正后地基承载力特征值 fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5) =150.00+3.0020.00(5.60-3)+4.4019.00(1.45-0.5)=385.42kpa (2)、轴心作用时地基承载力验算 pk=49.6kpafa=385.42kpa 满足要求！ (3)、偏心作用时地基承载力验算 pkmax=63.59kpa1.2fa=1.2385.42=462.5kpa 满足要求！ 5）、基础抗剪验算 基础有效高度：h0=h-=1350-(40+20/2)=1300mm x轴方向净反力： pxmin=(fk/a-(mk+fvkh)/wx)=1.35(497.000/31.360-(-6.133+61.4251.350)/29.269)=17.853kn/m2 pxmax=(fk/a+(mk+fvkh)/wx)=1.35(497.000/31.360+(-6.133+61.4251.350)/29.269)=24.937kn/m2 p1x=pxmax-(b-b)/2)(pxmax-pxmin)/b=24.937-(5.600-1.800)/2)(24.937-17.853)/5.600=22.534kn/m2 y轴方向净反力： pymin=(fk/a-(mk+fvkh)/wy)=1.35(497.000/31.360-(-6.133+61.4251.350)/29.269)=17.853kn/m2 pymax=(fk/a+(mk+fvkh)/wy)=1.35(497.000/31.360+(-6.133+61.4251.350)/29.269)=24.937kn/m2 p1y=pymax-(l-b)/2)(pymax-pymin)/l=24.937-(5.600-1.800)/2)(24.937-17.853)/5.600=22.534kn/m2 基底平均压力设计值： px=(pxmax+p1x)/2=(24.94+22.53)/2=23.74kn/m2 py=(pymax+p1y)/2=(24.94+22.53)/2=23.74kpa 基础所受剪力： vx=|px|(b-b)l/2=23.74(5.6-1.8)5.6/2=252.54kn vy=|py|(l-b)b/2=23.74(5.6-1.8)5.6/2=252.54kn x轴方向抗剪： h0/l=1300/5600=0.234 0.25cfclh0=0.25116.756001300=30394knvx=252.54kn 满足要求！ y轴方向抗剪： h0/b=1300/5600=0.234 0.25cfcbh0=0.25116.756001300=30394knvy=252.54kn 满足要求！ 6）、地基变形验算 倾斜率：tan=|s1-s2|/b=|20-20|/5600=00.001 满足要求！4、基础配筋验算基础底部长向配筋hrb400 20150基础底部短向配筋hrb400 20150基础顶部长向配筋hrb400 20200基础顶部短向配筋hrb400 20200 1）、基础弯距计算 基础x向弯矩： m=(b-b)2pxl/8=(5.6-1.8)223.745.6/8=239.92knm 基础y向弯矩： m=(l-b)2pyb/8=(5.6-1.8)223.745.6/8=239.92knm 2）、基础配筋计算 (1)、底面长向配筋面积 s1=|m|/(1fcbh02)=239.92106/(116.7560013002)=0.002 1=1-(1-2s1)0.5=1-(1-20.002)0.5=0.002 s1=1-1/2=1-0.002/2=0.999 as1=|m|/(s1h0fy1)=239.92106/(0.9991300360)=513mm2 基础底需要配筋：a1=max(513，bh0)=max(513，0.001556001300)=10920mm2 基础底长向实际配筋：as1=12037mm2a1=10920mm2 满足要求！ (2)、底面短向配筋面积 s2=|m|/(1fclh02)=239.92106/(116.7560013002)=0.002 2=1-(1-2s2)0.5=1-(1-20.002)0.5=0.002 s2=1-2/2=1-0.002/2=0.999 as2=|m|/(s2h0fy2