塔吊基础设计方案完整.docx

武汉永清商务综合区A1A2A3区地库及裙楼塔吊基础设计方案 编制： 审核： 审批： 中建八局武汉永清区商务综合区A1A2A3区 地库及裙楼项目总承包工程项目经理部2011年12月目 录塔吊基础设计方案- 1 -第一章 编制说明及依据- 1 -1.1 编制说明- 1 -1.2 编制依据- 1 -第二章 工程概况- 1 -第三章 相关设计参数（塔吊、桩基）- 2 -3.1 塔吊基础的设计参数- 2 -3.2 桩基设计参数- 2 -第四章 设计验算过程- 3 -4.1 D1100型塔吊使用钢管桩+H型钢的钢结构组合基础计算书- 3 -一. 参数信息- 3 -二. 荷载计算- 4 -三. 塔吊基础钢平台整体稳定性验算- 6 -四. 柱下桩的竖向承载力和抗拔承载力验算- 7 -4.2 TC7050型塔吊使用钢管桩+H型钢的钢结构组合基础计算书- 8 -一. 参数信息- 8 -二. 荷载计算- 9 -三. 塔吊基础钢平台整体稳定性验算- 11 -四. 柱下桩的竖向承载力和抗拔承载力验算- 12 -4.3 TC7030型塔吊使用钢管桩+H型钢的钢结构组合基础计算书- 13 -一. 参数信息- 13 -二. 荷载计算- 14 -三. 塔吊基础钢平台整体稳定性验算- 16 -四. 柱下桩的竖向承载力和抗拔承载力验算- 17 -4.4 TC7013型塔吊使用钢管桩+H型钢的钢结构组合基础计算书- 18 -一. 参数信息- 18 -二. 荷载计算- 19 -三. 塔吊基础钢平台整体稳定性验算- 21 -四. 柱下桩的竖向承载力和抗拔承载力验算- 22 -第五章 塔吊基础钻孔灌注桩及钢柱施工方案- 23 -5.1桩基工程概况- 23 -5.2施工部署- 23 -5.3施工准备- 23 -5.4成孔机械及泥浆制备选择- 26 -5.5钻孔灌注桩施工方法- 26 -5.6支撑钢柱施工- 34 -5.7 钻孔灌注桩施工进度管理计划- 35 -5.6钻孔灌注桩施工质量计划- 35 -5.7 钻孔灌注桩安全及环境管理计划- 43 -5.8钻孔灌注桩其他管理计划- 43 -第六章桩基后压浆施工方案- 45 -6.1桩基后压浆概况- 45 -6.2施工准备- 45 -6.3施工方法- 46 -6.4 后压浆进度管理计划- 48 -6.5 后压浆施工质量管理计划- 48 -6.6 后压浆安全及环境管理计划- 48 -6.7后压浆施工其他管理计划- 49 -第七章 塔吊桩细部处理方式- 50 -7.1 塔吊桩与基础底板的节点处理- 50 -7.2 桩底部穿底板钢筋连接节点处理- 51 -7.3 钢管桩穿楼板处加固节点处理- 52 -附图： 附图一 塔吊组合基础钢格构柱部分施工图 附图二 塔吊桩混凝土灌注桩设计施工图 附图三 塔吊与地上建筑位置关系图附图四 塔吊与桩基位置关系图 附图五 塔吊与逆作结构位置关系图附图六人行道防护布置图塔吊基础设计方案第一章 编制说明及依据1.1 编制说明根据本工程地下室逆作施工的特点，我单位拟将现场布置的塔吊基础均设计为桩基础形式，从而保证在首层结构施工中即可使用塔吊来解决垂直运输的问题。1.2 编制依据本工程的编制依据详细内容见表1.2-1。表1.2-1 编制依据序号名称内 容1合同图纸武汉市永清片综合发展项目（A1A2A3地块）地上裙房部分结构平面布置图（图号E3-03-01A3/E301）武汉市永清片综合发展项目（A1A2A3地块）桩基定位图(图号E1-01-01)武汉市永清片综合发展项目（A1A2A3地块）逆作施工阶段首层结构平面布置图（图号29A,30A）2法律法规塔式起重机设计规范（GB/T13752-1992）地基基础设计规范（GB50007-2002）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）钢结构设计规范（GB50017-2003）建筑施工安全检查标准（JGJ59-99）钢结构设计手册(第三版)建筑结构静力计算手册(第二版)D1100型、TC7050型塔吊使用说明书第二章 工程概况本工程位于武汉市江汉区永清街，由3栋塔楼及连体地下室组成，地上9层地下3层，其中裙楼部分地下采用逆作法施工，基坑面积39800，地上部分为8层。 本工程将布置6台固定塔式起重机，自由高度为70m，均不设置附墙，塔吊选型及其基础形式见下表2-1所示：表2-1 塔吊选型塔吊编号塔吊选型最远端起重（t）布置位置基础选型1#D110014基坑内格构式钢结构桩基础2#TC70505基坑内格构式钢结构桩基础3#TC70131.3基坑内格构式钢结构桩基础4#TC70133.9基坑内格构式钢结构桩基础5#TC70303基坑内格构式钢结构桩基础6#TC70303基坑内格构式钢结构桩基础第三章 相关设计参数（塔吊、桩基）3.1 塔吊基础的设计参数本工程塔吊基础为格构柱式钢结构（或钢管柱式钢结构）与H型钢承台+钻孔灌注桩的联合基础，在设计验收中出于偏安全的考虑，将以D1100型和TC7050型为设计施工的算例进行分析，具体设计参数见表3.1-1所示：表3.1-1 塔吊基本信息参数序号塔吊型号具体参数1QTC110001、生产厂家：南京中昇2、标准节宽度（中心线）：4m*4m3、塔吊高度：68m4、基础受力情况：状态弯矩M(kNm)水平力Fh(kN)垂直力PV(kN)扭矩T(kNm)工况12654.086.54016.21502.0非工况7336.3294.73085.902TC70501、生产厂家：长沙中联2、标准节宽度（中心线）：2.305m*2.305m3、塔吊高度：73m4、基础受力情况：状态弯矩M(kNm)水平力Fh(kN)垂直力PV(kN)扭矩T(kNm)工况624043.71954797非工况6950206170003.2 桩基设计参数表3.2-1 混凝土灌注桩设计基本信息直径桩长入岩深度桩身强度抗压承载力抗拔承载力部位1200mm约40m进入中风化0.6mC453600kN1500 kNTC7030TC70131200mm约40m进入中风化2mC4512000kN3000 kNTC70501200mm约40m进入中风化2mC4512000kN3000 kND1100桩身设计资料均按照本工程的工程桩设计，具体配筋见桩基施工图纸第四章 设计验算过程4.1 D1100型塔吊使用钢管桩+H型钢的钢结构组合基础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)，钢结构设计规范GB50017-2003。一. 参数信息塔吊型号: D1100 塔吊自重标准值:Fk1=3085.90kN 起重荷载标准值:Fqk=931.00kN 塔吊最大起重力矩:M=10745.00kN.m 塔吊计算高度: H=68m 塔身宽度: B=4.00m 非工作状态下塔身弯矩:M1=7336.3kN.m 桩混凝土等级: C45 保护层厚度: 50mm 桩直径: d=1.200m 桩间距: a=5.200m 桩钢筋级别: HRB235 桩入土深度: 40.00m 桩型与工艺: 泥浆护壁钻孔灌注桩 图4.1-1 下部桩基础示意承台H型钢尺寸：HW400mm400mm13mm21mm Q235B，如图4.2-2所示。图4.1-2 H型钢承台（断面显示）钢管桩尺寸：按圆形薄壁柱进行考虑，直径630mm，壁厚16mm（计算壁厚14mm）；钢管桩之间使用直径273mm，壁厚12mm（计算壁厚10mm）进行焊接连接；钢管桩的总高度，取16.00m；上部焊接16mm厚的钢板，Q235B，整个塔吊底部的模型示意如图4.2-3所示。 图4.1-3 塔吊钢平台整体模型（钢管桩）二. 荷载计算1. 自重荷载及起重荷载1) 塔吊自重标准值：Fk1=3085.9kN2) 起重荷载标准值：Fqk=931kN3) 塔吊钢平台的自重：按Q235B考虑，容重：7700kN/m32. 风荷载计算1) 工作状态下塔吊塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔吊所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2) =0.82.091.79.690.2=0.41kN/m2 =1.20.410.354=0.69kN/mb. 塔吊所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.6968.00=47.18kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.547.1868.00=1604.23kN.m2) 非工作状态下塔吊塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔吊所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.35kN/m2) =0.82.161.79.690.35=0.75kN/m2 =1.20.750.354.00=1.25kN/mb. 塔吊所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=1.2568.00=85.34kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.585.3468.00=2901.42kN.m3. 塔吊的倾覆力矩 工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=7336.3+0.9(10745+1604.23)=18450.60kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=7336.3+2901.42=10237.72kN.m将工作状态和非工作状态下的D1100型塔吊基础承受的荷载列表总结如表4.1-1所示：整个模型的示意结合受力如图4.1-4和图4.1-5所示。表4.1-1 D1100型塔吊基基承担荷载统计工况塔吊最大高度基础承受的荷载垂直力水平力对角线，风荷载倾覆力矩工作状态68m5706.92kN47.18kN18450.60kN.m非工作状态4775.92 kN85.34kN10237.72kN.m图4.1-4 塔吊加载大小、方向示意（工作状态，对角线施加弯矩）图4.1-5 塔吊加载大小、方向示意（非工作状态，对角线施加弯矩）三. 塔吊基础钢平台整体稳定性验算使用有限元方法，将工作状态和非工作状态下的D1100型塔吊基础钢平台的整体稳定性进行验算，应力分布和变形分布如下图4.1-6和图4.1-7所示，相应的节点反力如表4.2-2所示，钢管桩和格构柱的受力对比如表4.1-3所示。表4.1-2 D1100型塔吊基础钢平台基底反力工况节点的竖向反力（kN）对角线节点近端右侧节点左侧节点对角线节点远端工作状态4130.046（最大）1513.1451513.145-1042.067（上拔力）非工作状态2861.529（最大）1283.9421283.942-246.145（上拔力）表4.1-3 D1100型塔吊基础钢平台两种方式的对比工作状态节点的竖向反力（kN）对角线节点近端右侧节点左侧节点对角线节点远端格构柱4087.767（最大）1501.6121501.612-1083.390（上拔力）钢管桩4130.046（最大）1513.1451513.145-1042.067（上拔力）根据图4.1-6，在工作状态下的最大应力为147MPa，根据Q235B的钢材许用应力 s=235MPa，安全系数Fs=1.34，则计算强度应满足小于等于2351.34=175MPa为稳定控制条件，显然，工作状态下的最大应力147.0MPa175MPa，满足整体稳定控制条件。 图4.1-6 工作状态下的整体模型变形(左)与应力（右）分布（最大沉降9.928mm，最大组合应力为147.0MPa） 图4.1-7 非工作状态下的整体模型变形(左)与应力（右）分布（最大沉降6.692mm，最大组合应力为103.4MPa）四. 柱下桩的竖向承载力和抗拔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D1100型塔吊在工作状态下，轴心竖向力Qk=1513.15kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=4130.05kN桩基竖向承载力（压力）必须满足以下两式： 由于: Ra = 12000 Qk =1513.15kN,所以，满足要求!由于: 1.2Ra = 14400 Qkmax =4130.05kN，所以，抗压满足要求!4.2 TC7050型塔吊使用钢管桩+H型钢的钢结构组合基础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)，钢结构设计规范GB50017-2003。一. 参数信息 塔吊型号: TC7050 塔机自重标准值:Fk1=1700.00kN 起重荷载标准值:Fqk=254.00kN 塔吊最大起重力矩:M=5617.00kN.m 塔吊计算高度: H=73m 塔身宽度: B=2.31m 非工作状态下塔身弯矩:M1=6950kN.m 桩混凝土等级: C45 保护层厚度: 50mm 桩直径: d=1.200m 桩间距: a=3.500m 桩钢筋级别: HPB335 桩入土深度: 40.00m 桩型与工艺: 泥浆护壁钻孔灌注桩，图4.2-1 下部桩基础示意承台H型钢尺寸：HW400mm400mm13mm21mm Q235B，如图4.2-2所示。图4.2-2 H型钢承台（断面显示）钢管桩尺寸：按圆形薄壁柱进行考虑，直径630mm，壁厚16mm（计算壁厚14mm）；钢管桩之间使用直径273mm，壁厚12mm（计算壁厚10mm）进行焊接连接；钢管桩的总高度，取16.00m；上部焊接16mm厚的钢板，Q235B，整个塔吊底部的模型示意如图4.3-3所示。 图4.2-3 塔吊钢平台整体模型（钢管桩）二. 荷载计算1. 自重荷载及起重荷载1) 塔吊自重标准值：Fk1=1700kN2) 起重荷载标准值：Fqk=254kN3) 塔吊钢平台的自重：按Q235B考虑，容重：7700kN/m32. 风荷载计算1) 工作状态下塔吊塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔吊所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2) =0.82.091.79.690.2=0.41kN/m2 =1.20.410.352.31=0.40kN/mb. 塔吊所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.4073.00=29.25kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.529.2573.00=1067.69kN.m2) 非工作状态下塔吊塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔吊所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.35kN/m2) =0.82.161.79.690.35=0.75kN/m2 =1.20.750.352.31=0.72kN/mb. 塔吊所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.7273.00=52.91kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.552.9173.00=1931.04kN.m3. 塔吊的倾覆力矩 工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=6950+0.9(5617+1067.69)=12966.22kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=6950+1931.04=8881.04kN.m将工作状态和非工作状态下的TC7050型塔吊基础承受的荷载列表总结如表4.2-1所示：整个模型的示意结合受力如图4.2-4和图4.2-5所示。表4.2-1 TC7050型塔吊基基承担荷载统计工况塔吊最大高度基础承受的荷载垂直力水平力对角线，风荷载倾覆力矩工作状态73m2764kN29.25kN12966.22kN.m非工作状态2510kN52.91kN8881.04kN.m图4.2-4 塔吊加载大小、方向示意（工作状态，对角线施加弯矩）图4.2-5 塔吊加载大小、方向示意（非工作状态，对角线施加弯矩）三. 塔吊基础钢平台整体稳定性验算使用有限元方法，将工作状态和非工作状态下的TC7050型塔吊基础钢平台的整体稳定性进行验算，应力分布和变形分布如下图4.2-6和图4.2-7所示，相应的节点反力如表4.2-2所示。表4.2-2 TC7050型塔吊基础钢平台基底反力工况节点的竖向反力（kN）对角线节点近端右侧节点左侧节点对角线节点远端工作状态3450.647（最大）752.306.752.306.-1867.777（上拔力）非工作状态2645.603（最大）690.419690.419-1192.961（上拔力）根据图4.2-6，在工作状态下的最大应力为126.61MPa，根据Q235B的钢材许用应力 s=235MPa，安全系数Fs=1.34，则计算强度应满足小于等于2351.34=175MPa为稳定控制条件，显然，工作状态下的最大应力126.61MPa175MPa，满足整体稳定控制条件。 图4.2-6 工作状态下的整体模型变形(左)与应力（右）分布（最大沉降8.200mm，最大组合应力为126.61MPa） 图4.2-7 非工作状态下的整体模型变形(左)与应力（右）分布（最大沉降6.134mm，最大组合应力为98.00MPa）四. 柱下桩的竖向承载力和抗拔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TC7050型塔吊在工作状态下，轴心竖向力Qk=752.306kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=3450.647kN桩基竖向承载力（压力）必须满足以下两式： 由于: Ra = 12000 Qk =752.306kN,所以，满足要求!由于: 1.2Ra = 14400 Qkmax =3450.647kN，所以，抗压满足要求!依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)的第6.3.5条偏向竖向力（上拔力）作用下，Qkmin=-1867.777kN由于: Ra =3000 Qkmin =1867.777kN，所以，钢管桩的抗拔承载力满足要求!4.3 TC7030型塔吊使用钢管桩+H型钢的钢结构组合基础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)，钢结构设计规范GB50017-2003。一. 参数信息 塔吊型号: TC7030 塔机自重标准值:Fk1=1004.00kN 起重荷载标准值:Fqk=120.00kN 塔吊最大起重力矩:M=3116.00kN.m塔吊计算高度: H=51.7m 塔身宽度: B=2.00m 非工作状态下塔身弯矩:M1=4092kN.m 桩混凝土等级: C45保护层厚度: 50mm 桩直径: d=1.200m 桩间距: a=3.100m 桩钢筋级别: HPB335 桩入土深度: 40.00m 桩型与工艺: 泥浆护壁钻孔灌注桩，图4.3-1 下部桩基础示意承台H型钢尺寸：HW400mm400mm13mm21mm Q235B，如图4.3-2所示。图4.3-2 H型钢承台（断面显示）钢管桩尺寸：按圆形薄壁柱进行考虑，直径630mm，壁厚16mm（计算壁厚14mm）；钢管桩之间使用直径273mm，壁厚12mm（计算壁厚10mm）进行焊接连接；钢管桩的总高度，取16.00m；上部焊接16mm厚的钢板，Q235B，整个塔吊底部的模型示意如图4.3-3所示。 图4.3-3 塔吊钢平台整体模型（钢管桩）二. 荷载计算1. 自重荷载及起重荷载1) 塔吊自重标准值：Fk1=1004kN2) 起重荷载标准值：Fqk=120kN3) 塔吊钢平台的自重：按Q235B考虑，容重：7700kN/m32. 风荷载计算1) 工作状态下塔吊塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔吊所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2) =0.82.091.79.690.2=0.41kN/m2 =1.20.410.352=0.35kN/mb. 塔吊所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.3551.7=17.94kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.517.9451.7=463.66kN.m2) 非工作状态下塔吊塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔吊所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.35kN/m2) =0.82.161.79.690.35=0.75kN/m2 =1.20.750.352=0.63kN/mb. 塔吊所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.6351.7=32.44kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.532.4451.7=838.58kN.m3. 塔吊的倾覆力矩 工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=4092+0.9(3116+463.66)=7313.69kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=4092+838.58=4930.58kN.m将工作状态和非工作状态下的TC7030型塔吊基础承受的荷载列表总结如表4.3-1所示：整个模型的示意结合受力如图4.3-4和图4.3-5所示。表4.3-1 TC7030型塔吊基基承担荷载统计工况塔吊最大高度基础承受的荷载垂直力水平力对角线，风荷载倾覆力矩工作状态73m1764kN17.94kN7313.69kN.m非工作状态1644kN32.44kN4930.58kN.m图4.3-4 塔吊加载大小、方向示意（工作状态，对角线施加弯矩）图4.3-5 塔吊加载大小、方向示意（非工作状态，对角线施加弯矩）三. 塔吊基础钢平台整体稳定性验算使用有限元方法，将工作状态和非工作状态下的TC7030型塔吊基础钢平台的整体稳定性进行验算，应力分布和变形分布如下图4.3-6和图4.3-7所示，相应的节点反力如表4.3-2所示。表4.3-2 TC7030型塔吊基础钢平台基底反力工况节点的竖向反力（kN）对角线节点近端 右侧节点 左侧节点对角线节点远端工作状态2221.782（最大）503.582503.582-1158.741（上拔力）非工作状态1708.234（最大）474.403474.403-706.832（上拔力）根据图4.3-6，在工作状态下的最大应力为82.49MPa，根据Q235B的钢材许用应力 s=235MPa，安全系数Fs=1.34，则计算强度应满足小于等于2351.34=175MPa为稳定控制条件，显然，工作状态下的最大应力82.49MPa175MPa，满足整体稳定控制条件。 图4.3-6 工作状态下的整体模型变形(左)与应力（右）分布（最大沉降5.213mm，最大组合应力为82.49MPa） 图4.3-7 非工作状态下的整体模型变形(左)与应力（右）分布（最大沉降3.893mm，最大组合应力为63.93MPa）四. 柱下桩的竖向承载力和抗拔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TC7030型塔吊在工作状态下，轴心竖向力Qk=503.582kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=2221.782kN桩基竖向承载力（压力）必须满足以下两式： 由于: Ra = 12000 Qk =503.582kN,所以，满足要求!由于: 1.2Ra = 14400 Qkmax =2221.782kN，所以，抗压满足要求!依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)的第6.3.5条偏向竖向力（上拔力）作用下，Qkmin=-1158.741kN由于: Ra =3000 Qkmin =1158.741kN，所以，钢管桩的抗拔承载力满足要求!4.4 TC7013型塔吊使用钢管桩+H型钢的钢结构组合基础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)，钢结构设计规范GB50017-2003。一. 参数信息 塔吊型号: TC7013 塔机自重标准值:Fk1=893.80kN 起重荷载标准值:Fqk=100.00kN 塔吊最大起重力矩:M=1670.00kN.m塔吊计算高度: H=70m 塔身宽度: B=2.00m 非工作状态下塔身弯矩:M1=5535.7kN.m 桩混凝土等级: C45 保护层厚度: 50mm 桩直径: d=1.200m 桩间距: a=3.100m 桩钢筋级别: HRB235 桩入土深度: 40.00m 桩型与工艺:泥浆护壁钻孔灌注桩图4.4-1 下部桩基础示意承台H型钢尺寸：HW400mm400mm13mm21mm Q235B，如图4.4-2所示。图4.4-2 H型钢承台（断面显示）钢管桩尺寸：按圆形薄壁柱进行考虑，直径630mm，壁厚16mm（计算壁厚14mm）；钢管桩之间使用直径273mm，壁厚12mm（计算壁厚10mm）进行焊接连接；钢管桩的总高度，取17.5m；上部焊接16mm厚的钢板，Q235B，整个塔吊底部的模型示意如图4.4-3所示。 图4.4-3 塔吊钢平台整体模型（钢管桩）二. 荷载计算1. 自重荷载及起重荷载1) 塔吊自重标准值：Fk1=893.8kN2) 起重荷载标准值：Fqk=100kN3) 塔吊钢平台的自重：按Q235B考虑，容重：7700kN/m32. 风荷载计算1) 工作状态下塔吊塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔吊所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2) =0.82.091.79.690.2=0.41kN/m2 =1.20.410.352=0.35kN/mb. 塔吊所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.3570=24.29kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.524.2970.00=849.99kN.m2) 非工作状态下塔吊塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔吊所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.35kN/m2) =0.82.161.79.690.35=0.75kN/m2 =1.20.750.352=0.63kN/mb. 塔吊所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.6370=43.92kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.543.9270=1537.30kN.m3. 塔吊的倾覆力矩 工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=5535.7+0.9(1670+849.99)=7803.69kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=5535.7+1537.30=7073.00kN.m将工作状态和非工作状态下的TC7013型塔吊基础承受的荷载列表总结如表4.4-1所示：整个模型的示意结合受力如图4.4-4和图4.4-5所示。表4.4-1 TC7013型塔吊基基承担荷载统计工况塔吊最大高度基础承受的荷载垂直力水平力对角线，风荷载倾覆力矩工作状态70m1633.8kN24.29kN7803.69kN.m非工作状态1353.8kN43.92kN7073.00kN.m图4.4-4 塔吊加载大小、方向示意（工作状态，对角线施加弯矩）图4.4-5 塔吊加载大小、方向示意（非工作状态，对角线施加弯矩）三. 塔吊基础钢平台整体稳定性验算使用有限元方法，将工作状态和非工作状态下的TC7013型塔吊基础钢平台的整体稳定性进行验算，应力分布和变形分布如下图4.4-6和图4.4-7所示，相应的节点反力如表4.4-2所示。表4.4-2 TC7013型塔吊基础钢平台基底反力工况节点的竖向反力（kN）对角线节点近端右侧节点左侧节点对角线节点远端工作状态2250.206（最大）525.230525.230-1344.115（上拔力）非工作状态2096.604（最大）450.096450.096-1320.245（上拔力）根据图4.4-6，在工作状态下的最大应力为88.25MPa，根据Q235B的钢材许用应力 s=235MPa，安全系数Fs=1.34，则计算强度应满足小于等于2351.34=175MPa为稳定控制条件，显然，工作状态下的最大应力88.25MPa175MPa，满足整体稳定控制条件。 图4.4-6 工作状态下的整体模型变形(左)与应力（右）分布（最大沉降5.952mm，最大组合应力为88.25MPa） 图4.4-7 非工作状态下的整体模型变形(左)与应力（右）分布（最大沉降5.440mm，最大组合应力为82.95MPa）四. 柱下桩的竖向承载力和抗拔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TC7013型塔吊在工作状态下，轴心竖向力Qk=525.23kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=2250.21kN桩基竖向承载力（压力）必须满足以下两式： 由于: Ra = 12000 Qk =525.23kN,所以，满足要求!由于: 1.2Ra = 14400 Qkmax =2250.21kN，所以，抗压满足要求!依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)的第6.3.5条偏向竖向力（上拔力）作用下，Qkmin=-1344.12kN由于: Ra =3000 Qkmin =1344.121kN，所以，钢管桩的抗拔承载力满足要求!第五章 塔吊基础钻孔灌注桩及钢柱施工方案5.1桩基工程概况见本文第二章内容及其它设计图纸。5.2施工部署 按照业主交付场地的顺序，进行施工，计划投入2台钻机5.3施工准备5.3.1技术准备（1）根据招标文件及招标图纸，了解场地水文地质情况。（2）组织各部门有关人员认真学习本工程施工图，如图纸的说明是否完整、齐全、清楚，不同图纸之间图示尺寸、坐标、标高是否有矛盾。做好图纸会审工作，了解设计要求、施工内容、图纸中的特殊要求等。（3）根据本工程设计桩身参数及地勘报告选取合理的成桩工艺，并据此确定施工机械及配套机具的相关技术性能资料，制定施工机具需用计划。（4）进行技术交底工作。首先由项目总工依据施工规范和设计要求，对项目工长、质检、安全进行方案交底，再由工长负责向班组长交底，最后由班组长负责向每名参与施工的工人交底。交底内容主要是施工工艺、质量标准、安全技术措施，使参与施工的每个人清楚各项工序操作要领，明确任务，做好分工协作。5.3.2现场准备（1）配合甲方积极完善水准点、控制点、现场的交接工作。根据测绘院提供的工程定位基线及水准点，完成施工现场建筑物的测量定位控制点布置、现场高程引测基准点，并报有关单位复验。（2）施工前认真核对图纸尺寸与现场实际情况是否相符。（3）完成施工现场泥浆循环系统和钢筋笼制作平台设置工作。（4）完成临水、临电、临时道路、临时设施的设置工作。5.3.3物资准备（1）物资进场前，与常年和公司合作的各类有实力、诚信度高的材料供应商进行沟通，确保购置到质量好、服务好、价格合理的各类材料（钢筋、混凝土、水泥等），必要时组织监理、业主进行实地考察；（2）依据设计图纸要求的材料品种、规格计算材料需用量，编制材料需用计划。落实材料货源，合理、及时进场。材料进场后，由项目总工程师牵头，专业工程师参加对进场实体材料进行验收。项目物资部及时向监理工程师呈报材料进场合格证，材料供应商资质证明等。（3）材料进场后，根据施工平面布置图及雨季施工要求，合理进行布置和堆放。（4）购进商品混凝土、钢材必须由天津市认可的正规厂家生产，品种、规格符合设计要求，“三证”（认证标志、质保书、许可证）齐全。对于所选用的水泥、钢筋等原材料作好检查和复试工作，同时做好各项见证试验，编制试验计划。主要施工材料取样要求见表5.3-1。表5.3-1主要施工材料取样要求名称取样单位取样数量取样方法试验项目钢筋同一厂家，同一规格，同时进货的一批（60以下）45cm长3个试件，35cm长一个试件在每批中的四根钢筋上取拉伸、冷弯、化学成份分析水泥同一厂家同一批号200以下取30kg从水泥堆四周、上下及中间共抽取20袋，各取1.5kg凝结时间、安定性、胶砂强度商品砼单桩混凝土量小于25m3及桩径小于1m的桩，每个灌注台班留置一组试块一组三块100100100龄期28天抗压强度单桩混凝土量不小于25m3及桩径不小于的桩，每根桩留置一组试块一组三块100100100龄期28天抗压强度（）进场钢筋需有出厂证明或合格证，每捆钢筋标牌与合格证必须证物相符，经现场钢筋外观、型号、直径等检查后方可卸货。卸货时应注意保留标牌，按规格分别堆放整齐，防止污染和锈蚀。5.3.4劳动力准备表5.32 桩基施工劳动力计划工作内容工种名称设备数量（台）班数每机每班人数（人）小计（人）工程钻机成孔、灌注操作工2348钢筋笼加工电焊工2套焊台348钢筋工3套焊台412钢筋笼吊装吊车司机333其他挖掘机司机232电工131杂工4344后勤1311合计灌注桩施工为38人5.3.5机械设备准备(1)根据本工程工程桩成孔深、送桩深的特点，确定施工所需要的各种施工机械类别、型号。(2)组织桩机及配套机具进场组装调试，并完成施工前机械检验工作。所用机械设备均做到在进场前检修完好，完好率100，按时进场。本工程计划采用的主要施工设备见表5.3-3。表5.3-3桩基施工机械设备计划序号机械或设备名称型号规格数量额定功率生产能力备注1.工程钻机GPS18270良好钻成孔2.汽车吊25T2良好钢筋笼吊装3.4.挖掘机小松2001良好现场道路整修5.全站仪索佳1良好测量使用6.水准仪S31良好测量使用7.搅浆机HJ20014良好泥浆搅拌8.泥浆泵3PNL型222良好泥浆泵送9.杆泵23良好泥浆循环10.泥浆测试仪2良好泥浆指标测试11.钢筋弯曲机GW40D2良好钢筋加工使用12.钢筋调直机LGT6/1423良好钢筋加工使用13.电焊机BX500438良好钢筋加工使用14.钢筋切割机GJ51322良好钢筋加工使用15.直螺纹套丝机2良好钢筋连接16.运浆车1良好泥浆运输5.4成孔机械及泥浆制备选择5.4.1钻孔机械设备特点及选择钻孔灌注桩常用成孔机械主要有工程钻机，其基本特点如下：工程钻机又叫转盘式钻孔桩机，其特征是机械动力在地面上，工作时电机带动转盘，转盘带动钻杆，钻杆又带动钻头转动来完成钻孔。由于其转速较慢，成孔速度慢，垂直度较易控制，能够很好地控制桩位的偏移。且工程钻机施工产生的泥浆采用罐车运走，避免污染场内及场外环境。根据本工程特点及工期要求，计划投入2台GPS18型工程钻机施工灌注桩，5.4.2泥浆制备及清孔循环工艺选择(1)泥浆制备工艺本工程灌注桩最大成孔深度约为50米，利于保证孔壁稳定性，计划采用膨润土造浆，以保证成孔质量。(2) 钻孔、清孔泥浆循环工艺采用泥浆正循环工艺。5.5钻孔