塔吊基础（桩承台）设计施工方案.doc

一、工程概况本工程为淮安新世纪豪园一期工程，由新世纪集团（淮安）置业发展有限公司开发，位于淮安市健康西路南侧，本工程一期由1#、2#、3#楼组成，1#楼地上32层，地下一层为人防和车库，2#、3#楼地上19层，地下一层为自行车车库。1#楼建筑高度为115M，总长73.80M，建筑面积为55677M2；2#楼建筑高度为61.8M，总长40.6M，建筑面积为10144.04M2；3#楼建筑高度为61.8M，总长34.6M，建筑面积为8581.68M2。1#楼0.000相当于黄海高程16.55M，2#、3#楼0.000相当于黄海高程15.10M。二、塔吊布置及型号选择根据该工程的平面布置形式及工程的特点，选用两台QTZ63型自升式塔吊，1#楼处为塔吊1，最高为115M，2#、3#楼处为塔吊2，高度为66M，所以都采用附着式。臂长51.4 M，配重12t,最大起重量6t, 最大幅度起重量1.1t，平衡臂长11.31m，塔吊1位于1-61-7轴交2-D1-A轴区域内，塔吊2位于3#楼与地下车库之间,位于3#楼23轴与地下室车库3-8轴之间,及3#楼A轴与地下室3-B轴之间区域内,两部塔吊能满足本工程的起重要求。三、说 明1、计算依据如下：A、中冶集团武汉勘察研究院有限公司江苏省淮安市新世纪豪圆1#、2#、3#场地岩土工程勘察报告书B、塔式起重机最大起重高度为113MC、本方案的标高为黄海标高,所附的详图标高为相对标高,全部以 +0.00相当于黄海高程16.55M为准。 D、两台塔吊基础打桩分别参考Z12和Z28孔地质资料参数（因两部塔吊布置距原勘察Z12和Z28较近，固采用该处地质资料作为主要参考）。Z12的土力学指标如下：层 序土层名称土层标高（M）层厚（M）桩周土摩擦力特征值Qsa（Kpa）粉土9.073.275.8023粉质粘土3.27-0.934.2034粉质粘土-0.93-3.933.0021粉细砂-3.93-14.4310.5025粘土-14.43-23.539.1041该塔吊基础位于层,即粉土层中，承台底标高为黄海 7.85m。Z36的土力学指标如下：层 序土层名称土层标高（M）层厚（M）桩周土摩擦力特征值Qsa（Kpa）粉质粘土13.828.325.5020粉土8.324.024.3023粉质粘土4.02-2.586.6034粉质粘土-2.58-4.582.0021粉细砂-4.58-16.0811.5025该塔吊基础位于层,即粉质粘土层中，承台底标高为黄海 10.50m。四、塔吊基础计算根据厂家说明作用在基础上的有关依据。按JGJ-94建筑桩基技术规范。塔吊基础为桩承台基础，承台基础尺寸为：5m5m1.4m，混凝土强度等级为C30；垫层100mm厚，采用C15混凝土，钢筋采用HRB335级钢, 桩采用钻孔灌注桩，每个塔吊基础下面采用四根直径600mm的钻孔灌注桩，塔吊1的有效桩长为L=25.68m，塔吊2的有效桩长为L=25.48m，具体尺寸见附图所示。1、根据厂家说明作用在基础上的有关数据。塔吊型号吊钩高度固定方式工作方式非工作方式H1H2M1M2PH1H2M1M2PQTZ6340a27.856499651340a24.5125251373.5179643440b24.5121151366.21628434取弯矩和荷载最大的组合：弯矩M=1796KN.m垂直荷载:FV=513KN水平荷载:Fh=73.5KN2、计算承台及护墙荷载:G=5m5m1.4m2500kg/m210N/kg+0.24m5m4m2m1900kg/m310N/kg =875KN182.4KN=1057.40KN设计值为：G=1057.41.2=1268.9KN2、水平力矩Mhi=73.51.4=102.9KN.M竖向力标准值X-Y平面1）、Ni=（FvG）/nMxi/x2 =（5131268.9）/4（1898.91.6）/（41.62） =742.18KNX，-Y，平面2）、Ni=（FvG）/nMxi/y2 =（5131268.9）/4（1898.92.26）/（22.262） =865.6KNNimax=865.6KN（1）塔吊1：单桩竖向承载力标准值：Rxi=UpQsikli=3.140.64.48233.140.64.20343.140.6300213.140.610.50253.140.63.541=1346KN单桩设计值 Rxi/1.671.2=967KN865.6KN符合要求。（1）塔吊2：单桩竖向承载力标准值：Rxi=UpQsikli=3.140.62.08203.140.64.3233.140.66.6343.140.62213.140.610.5025=1261KN单桩设计值 Rxi/1.671.2=906KN865.6KN符合要求。3、基础桩顶冲切验算：容许冲切力：按照建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）N1=1x（C2a1y/2）1y（C1a1x/2）hpfth0=21x（C2a1y/2）hpfth0=20.467（12501250/2）0.951.43 1350=3297KN上式中：C1=C2=1250mmC1、C2角桩内边缘至基础外边缘的距离；a1x= a1y=1350mma1x、a1y角桩内边缘引45度冲切线与承台顶面相交点至角桩内边缘的水平距离；1x = 1y=0.56/（Aix0.2）=0.56/（a1x/h00.2）=0.56/（1350/13500.2）=0.4671x、1y冲切系数；hp=1-600/12000.1=1-0.05=0.95hp 受冲切承载力截面高度影响系数；ft=1.43N/MM2（C30混凝土抗拉强度）h0=h-100=1400-50=1350mm桩顶冲切力：（不考虑基础自重）此时：N=5131.4182.41.2=937.2KN塔吊处于工作方式时：M=（M1H1h）1.4=（125224.51.4） 1.4=1801KN.MN1=N/n+My，n /y，h=937.2/4 +18012.263/2.2632 =234.3 + 796=1030.3KN（-339.7KN）则 N1N1=3297KN所以：基础冲切力满足要求。4、基础抗弯计算1）、弯矩：单桩竖向力设计值（不考虑基础自重）Ni=N/nMxyi/yi2 =937.2/418011.6/（21.62）=797KN 沿塔吊支架计算截面的弯矩设计值Mx=My= Niyi=Nixi=2797（d/2ax2）=1594（700/2450）=1275.2KN.M 2）、配筋计算：As=M/（h0fy）=1275.2106 /（1350300）=3401mm2 根据构造要求，钢筋间距200mm，钢筋根数n=5000/2001=251=26根每根钢筋需要面积：As1=As/n=3401/26=130.8mm2选用16的螺纹钢筋（As2=201.1mm2As1mm2 ）即26 16 （As2=5228.6 mm2 As计=3401 mm2 ）即可。按照QTZ63自升式塔式起重机使用说明书第51页，基础配置3120165,As实=31314.2=9740 mm2 As计=3401mm2超过设计值,所以按该说明书配筋是足够的。5、塔吊基础抗倾覆验算非工作方式时，M最大，Mmax=（179673.51.4）1.4=2659KN.M倾覆验算不考虑垂直力分项系数及四周护墙自重，此时：N=513551.425=1388KN M=Na/20.9=13885/20.9=3123KN.MMmax=2659KN.M 所以，抗倾覆满足要求。五、塔机的安装与拆卸 第一节 安全规则及注意事项1.安全规则1.1严格遵守现行的有关法令、规章制度和安全机构规定的安全规则。1.2安装和拆卸塔机时，禁止在塔机工作区域内，特别是在塔机下逗留。1.3塔机操作者必须保持头脑清醒、身体健康，必须经专业培训，取得上岗证后，方能上机操作。2.注意事项2.1安装塔机前，必须保证所选择区域的施工现场能允许塔机在不工作时自由地随风旋转。2.2塔机应安装在理想水平的地面上，并保证其周边可能要挖掘而不至于造成沉陷。2.3不要随便改变安全装置。第二节 安装、附着1.立塔前的准备工作1.1了解现场布局和土质情况，清理周围和障碍物，在有建筑物的场所，应注意起重机的尾部与建筑物外围施工设施之间的距离不小于0.5m。1.2配好安装人员，指挥1人，起重及安装工约4人，电工2人，司机1人。1.3在正常情况下塔机安装完成时间为3-4天。2.立塔的一般规定2.1立塔使用的吊车必须垫妥；2.2禁止超负荷工作；2.3根据吊装部件，选用长度适当、质量可靠的吊具。2.4注意吊点的选择。2.5必须遵循立塔程序，各项动作应平稳准确。2.6必须安装并使用安全保护设施，如扶梯、护栏等。2.7平衡臂上未按规定装配时，严禁吊载。2.8必须根据超重臂长度正确配置平衡重。2.9刮风下雨，风力超过13m/s时严禁加节。2.10加（减）标准节时必须进行上部配平衡。2.11顶升过程中，严禁旋转起重臂开动小车或吊钩上下运动。2.12塔身顶升套架的升降应平稳，安全可靠，导轮和导轨的径向间隙为2-5mm。2.13标准节连接螺栓和螺母采用高强度螺栓和螺母，采用厚度同相同的双螺母紧固和防松，拧紧螺栓时，应在螺栓的螺纹及螺母面涂润滑油，并用专用扳手在四方对称均匀多次拧紧，最后一遍拧紧时，各个螺栓上的预紧扭矩应大致均匀，螺栓达到地预紧扭矩为890N.m。2.14标准节梯子的第一个休息小平台应设置在不超过10 m 的高度处，以后每隔6-8 m 设置一个。3.安装顺序及处形尺寸3.1安装底座节将底座节吊到基础上，四个法兰平面校水平，拧紧地脚螺栓，四个法兰盘下平面与混凝土的接触面积应大于90%。3.2顶升套架总成及爬升平台塔机出厂时，顶升套架总成组装成一个整体，其中含特殊节，2节标准节，前、后顶升滚轮，顶升油缸，横梁等零部件。将套架吊到底座节上，（注意标准节引进方向），用8-M30高强螺栓把套架内标准节与底座节连接好，然后装上爬升平台，将液压站吊至爬升平台的油缸侧。3.3回转支座总成在出厂时，已将回转机构、下支座和回转上支座等组成一个总成。安装时，将回转过渡节总成吊至顶升套架的特殊节上，用8套高强度螺栓M30连接好。3.4塔顶将塔帽总成吊至回转上支座上，塔顶由角钢组焊而成的斜锥体，上端通过拉杆使用起重臂与平衡臂保持水平，下端用4个销轴与上支座连接，为了安装起重臂拉杆和平衡臂拉杆，在塔顶上部设有工作平台。4.1注意事项4.1.1检查顶升机构的上部分是否处于平衡位置，否则应加以调整使塔身前后两边平衡。4.1.2在油缸开始运行前，必须检查顶升横梁是否处于正确位置。4.1.3在爬升、降塔过程中，吊臂不能旋转，油缸应始终处于规定压力。4.1.4只许单独动作，严禁顶升与其它动作同时进行。4.1.5注意将电缆卡松开，防止电缆拉断。4.1.6风力13m/s时禁止升（降）塔。4.1.7当顶升套与塔身标准节脱离后，禁止吊重物。若要起吊标准节，必须将顶升套与塔身标准节联拉为整体。4.1.8检查液压顶升系统是否工作正常。4.2升塔过程4.2.1升塔过程中起重臂应保持在正前方位置（塔身进标准节方向为前方），回转机构必须处于有效的制动状态。并按下述条款将塔机上部配平衡：4.2.2起吊一节标准节放置在引进架上，将四引进滚轮插入标准节下端四角的螺栓套中，转动引进滚轮，使支承板位于标准节平撑下方并卡死。然后标准节下落至四引进轮完全支承在引进架轨道上为止，取掉吊钩。4.2.3起重小车起吊一节标准节，移动到项规定的位置，观察四角滚轮间隙是否均匀，可微动起重小车至四角滚轮间隙均匀，塔身顶升部分配平衡为止。4.2.4把顶升套架的特殊节与标准节联接的螺栓全部拆除。4.2.5点动顶升油缸按钮，使油缸能上下微动，人工将油缸活塞顶升横梁两端对准放入标准顶升块圆弧槽，启动油缸伸出使顶升横梁传递给标准节顶升块。4.2.6检查外套支承杆是否转动灵活无干涉，支承杆下销轴是否取装方便检查无误后继续启动油缸使外套架作上升运动，直至外套架支承杆下的销轴略高于标准节顶升圆弧槽时停止油缸运行。4.2.7人工逆时针转动外套架支承杆，装上销轴。点动油缸使外套架向下运动至支承杆下销轴与标准节顶升块圆弧槽接触受力后停止，此进外套架上的重力由支承杆传递给标准节顶升块。4.2.8检查外套架两边支承杆销轴受力无误后，继续启动油缸收缩活塞杆，使顶升横梁上升至高于另一个标准节圆弧槽为止。此时外套架内形成1/2标准节长度空间。4.2.9把顶升横梁对准标准节顶升圆弧槽，启动油缸伸出受力后，把支承杆移开，继续顶升油缸，重复动作项，此时外套架内形成了一个标准节长度空间。4.2.10把引进小车上的标准节推入套架中心，使推入的标准节螺栓尽量与套架内原有的标准节螺栓对准。4.2.11点动油缸收缩，使套架内下降，至两标准节接触，再降套架至引进滚轮的支承板与标准节平撑完全脱离为止。转动引进滚轮，并从螺栓套中取出引进滚轮。将两标准节用8号螺栓连接好。4.2.12收缩油缸，使套架下降到特殊节与标准节顶面相接触并受力，用螺栓将标准节与特殊节连接好。以上是增加一个标准节的过程，若继续增加标准节，可在动作完成后重复-动作，直至施工要求高度，此时塔身加高全部完成。4.3降塔过程4.3.1拆除升套架特殊节与标准节之间的连接螺栓。4.3.2点动顶升油缸，使油缸上、下微动均匀正常后，操作油缸伸出，使顶升横梁两端放入下一个标准节的下两顶升槽中（图3-14）至受力为止。4.3.3将最上一节标准节与下面标准节的连接螺栓拆除。4.3.4将引进滚轮插入最上一节标准节下端的螺栓套中，转动引进滚轮使支承板位于平撑下方，并卡死。4.3.5检查支承杆是否转动灵活，有无干涉，检查无误后，继续启动油缸伸出，使套架作上升运动，使引进滚轮落在引进架轨道上。此时标准节与短立柱之间大约有60-70mm的距离,并与下一标准节脱离大约有60-70mm的距离。4.3.6将最上一标准节从套架上推出，至引进架外端。4.3.7收缩油缸至外套架支承杆下销轴下降顶升块处，以支承杆下销轴能放入标准节顶升块槽中为准。此时下降了1/2标准节长度。4.3.8放下外套支承杆，点动收缩油缸，直到支承杆下销与标准节顶升块接触为止。此时外套架的力由支承杆传递给标准节顶升块。4.3.9点动收缩油缸，将顶升横梁由标准节顶升块槽中推出，操作油缸伸出，使顶升横梁进入下一标准节的上顶升块槽中受力为止，拉出外套架中支承杆。4.3.10收缩油缸，使外套架下降与标准节相接触。点动油缸，使外套架与标准节（塔身）联接，用螺栓将标准节与外套架紧固联接。放下配平的标准节或配重到地面，再开起重小车，将引进小车上的标准节吊至地面。上述进程为降一个标准节的过程，若要连续降塔，只要重复上述过程即可。5、拆 塔拆塔时需要使用一台辅助吊车。5.1拆塔时的注意事项5.1.1拆塔作业应严格遵守安全规则，按照拆塔顺序进行，防止事故发生。5.1.2在拆塔的某些部件，如起重臂，平衡臂时应特别注意避免塔机的剩余部分失去平衡，造成倾覆事故。5.1.3应将起重臂转至套架开口一侧，并保证周围无影响拆塔操作的障碍，拆塔时风速不得大于13m/s。5.2拆塔作业5.2.1拆卸塔身（降身）按本篇第5条述方法进行降塔作业。5.2.2拆卸平衡重将平衡重部分拆卸，余下两块2.2t平衡重暂不拆。5.2.3拆除钢丝绳将吊钩降至地面，取下起重臂尖的起升钢丝绳绳夹，将起升钢丝绳绕在卷筒上，拆绳时应对钢丝绳全长进行认真检查。将起重小车开至原安装平衡起重臂的位置，加以固定，拆开变幅钢丝绳与小车的连接，并缠绕在变幅卷筒上，然后拆除变幅机构电缆和其它电缆。5.2.4拆卸起重臂5.2.4.1根据安装起重臂时的吊装点，用吊车将起重臂吊起向上翘。5.2.4.2将起升绳绕过塔顶滑轮，拉住短拉杆，拆除短拉杆与塔帽拉板的联接，将短接杆放在起重臂的上弦杆夹板中，然后用钢丝绳拉住长拉杆，拆除长拉杆与塔帽的联接，将长拉杆放在起重臂上弦杆夹板中。5.2.4.3起重臂下放至水平位置，拆除起重臂与过渡节的联接销轴，然后吊至地面。5.2.5拆卸平衡臂平衡臂的拆除包括拆除剩余的平衡重、电器柜等，方法如下：5.2.5.1拆除余下两块平衡重，拆除电器柜驾驶室联接的电缆，绕好钢丝绳。5.2.5.2将平衡臂吊起（注意吊装点与安装时相同）上翘，拆除平衡臂拉杆，然后将平衡臂放水平。拆除平衡臂与回转上支座的联接销轴。将平衡臂吊至地面，然后拆除平台及栏杆等。5.2.6拆除驾驶室拆除驾驶室及平台栏杆，吊至地面。5.2.7拆除塔帽5.2.8拆除回转支座总成。拆除下支座与顶升架顶盘的联接螺栓，将回转支座总成吊至地面。5.2.9拆除顶升套架总成5.2.9.1拆除液压管路，将液压站吊至地面5.2.9.1拆除顶升平台及栏杆，依次吊至地面。6、附着装置当所建工程的起升高度超过本塔所规定的独立高度时，在立塔前应将塔机附着的有关问题逐个解决。附着装置由四个撑杆和一套环梁等组成。四根撑杆应布置在同一水平面内。撑杆与建筑物的连接方式可根据实际情况面定。安装附着装置的套数由起升高度加以确定，每道附着装置安装后，自由起升高度不得高于36.8米，在实际安装附着装置的施工中，可以两道标准节距离之间增加一道附着装置作临时替换用。6.1附墙撑杆布置附墙撑杆的附墙点位置见附图，在最大附着高度时，塔机共有五道附着，本工程塔吊1采用五道附着，塔吊2采用两道附着，各附墙支点位置见附图。第三节 电气原理1.总电源开关选用DZ10-100/330空气开关控制塔机总电源，并对塔机电气系统的过流，过载起保护作用。2.顶升液压电机控制2.1顶升液压电机控制由顶升液压空气开关（YQM），接触器（YKM）和按钮（YSB1、YSB2）等组成。2.2塔机进行顶升作业时，合顶升流压空气开关（YQM），按顶升液压按钮（YSB2），液压电机运行后按照顶升操作规程进行顶升作业。顶升操作完毕，按顶升停止按钮（YSB1），关顶升液压空气开关（YQM）。2.2当按顶升液压自动空气开关（YQM）后，其常闭触头动作，断开（3-7）电路，使总电源接触KM断电，则起升、小车、回转机构电机不能运行，以保证塔机顶作业安全。3.总电源零位、失压、加矩及断相错相保护。3.1由总电源接触器（KM）、力矩保护接触器（KA）、紧急按钮（SB1）、总起按钮（SB3）、总停按钮（SB2）及回转、小车和起升控制开关的零位常闭触头组成。3.2各控制开关置零位时按总起按钮，总电源接触器KM通电，接通主电路和控制电源，塔机可进行小车、回转、起升运行。停车按总停按钮（SB2），总电源接触器（KM）断电，需紧急停车时按紧急按钮（SB1），迅速切断总电源。3.2当塔机力矩超限后，力矩行程开关（SQ1）或SQ2动作断开，力矩接触器（KA）辅助触点切断塔机升向上和小车向外控制电路，停止塔机增大力矩运行，这时只能反向运行到塔机允许额定力矩后，再重新按总起按钮，塔机恢复小车向外，起重向上操作。3.4当塔机供电电源断相错相时，断相错相保护器（XJ5）动作，使塔机总电源接触器（KM）断开，塔机不能运行。检查修复后方可正常运行。4.安装前准备工作电气安装前首先应检查供电电源适合塔机工作要求，严格遵守施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-88）要求。4.1供电电源选用三相五线制系统。供电电压交流380V、50HZ。塔机应有接地保护，接地电阻不大于4。保护接地与零线必须分开，并且保护接地线不得用做载流线。4.2供电线路应保证塔机主起升电机启动时，塔机总电源开关箱处的电压降不大于额定电压的10%。4.3供电变压器容量不小于100KVA。4.4检查各电机绝缘不小于10M。5.接地保护及防雷保护规定塔机电气设备的金属外壳与该电气设备连接的金属构架，必须采取可靠的接地保护。6.接零保护的规定6.1架空线路终端，总配电盘及区域配电箱与电源变压器的距离超过50M以上时，其保护零线（PE）应作重复接地，接地电阻值不应大于106.2接引至电气设备的工作零线与保护零线必须分开。保护零线上严禁装设开关或熔断器。6.3保护零线和相线的材质应相同，保护零线的最小截面应符合表6-4的规定。保护零线载面积选用表（6-4）相线截面mm2保护零线最小截面mm2S16S16S3516S35S/26.4塔机应在塔顶处安装避雷针，避雷针应用大于6mm2多芯铜线与塔机保护接地线（PE）相连，接地冲击电阻小于10。7.塔机保护接地方法塔机在安装供电前必须将塔机的钢构进行可靠听保护接地，接地电阻不大于4。将塔机附近的保护接地装置通过16mm2的BVR导线与塔机的第一标准节上的总电源开关箱处保护接地螺栓相连接（接地电阻小于4），并有防护措施。在爬升套架上部有另一保护接地螺栓，也用BVR10mm2的导线与驾驶室内小车控制起升电控箱外壳上的接地螺栓可靠连接。8.保护接地装置8.1保证接地电阻小于4，接地体应置于电阻率较低的潮湿的土壤中，8.2接地装置按有关技术要求实施。8.3塔机的保护接地和避雷针的接地要求制作。将接地电缆与第一节标准节上的专用保护接地螺栓连接并清除螺栓及螺母的涂料。接地保护的电阻不得大于4。接地装置由专人安装。9.塔机电气系统安装与调试在基本塔机组合完毕爬升作业前参照塔机电气原理图及电缆接线图中所示连接塔机各部分连线。9.1检查总电源开关：9.1.1合控制电源开关QM1检查：电压表电压显示正常，电铃按钮正常，相序保护器正常。9.1.2检查操作台总起、总停、紧急按钮工作政党检查零位保护，失压保护。9.2检查顶升液压电机控制电路及液压电机旋转方向。9.3小车运行机构。9.3.1操作小车控制开关，检查小车接触器工作程序正确与否。9.3.2合小车电机自动空气开关XQM，操作小车控制开关，检查小车电机运行方向及速度是否与控制面板一致，否则换相。检查小车电机三相电流是否平衡。9.3.3调试力矩保护小车减速（SQ3）行程开关，及小车行程限位开关（XSQ1、XSQ2）。9.4回转运行机构9.4.1操作回转电机控制开关，检查回转电机控制接触器程序正确与否。9.4.2合回转电机控制开关RQM，操作回转控制开关检查回转电机运行方向、速度是否与回转控制面板标致一致，否则换相；检查回转电机三相电流是否平衡。9.4.3调试回转减速限位开关、回转角度限位开关（RSQ1、RSQ2、RSQ3、RSQ4）。9.4.4检查回转制动器正常与否。9.5起升运行机构9.5.1操作起升电机控制开关，检查起升电机控制接触器工作程序正确是否。9.5.2合起升自动空气开关LQM，操作起升控制开关检查起升电机各档运行方向、速度是否与起升控制面板标致一致，否则换相。各档运行时，电机三相电流是否平衡，不平衡应停机检查原因。9.5.3调试起升高度限位开关（LSQ1、LSQ2、LSQ3）。9.5.4试车前，首先检查起升电机的冷却风扇的风向工作是否正确。9.5.5检查各档起升运行速度。9.5.6当起升变换倍率后，必须重新调试重量限制器和高度限位器。9.6照明及用电电源9.6.1合照明开关QM3，检查驾驶室照明，塔顶灯开关QM4及电源插座（XS1、XS2）。9.6.2检查36V安全电源插座（XS3）注：以上电气系统安装与调