塔吊格构柱基础专项方案

1、一、编制依据 2二、工程概况 2三、地基土特征 4四、基础初步确定 6五、塔吊基础荷载 6六、塔吊基础计算 6七、基础计算结果 13八、塔吊基础施工及安装塔吊 14九、施工安全措施 15十、格构柱的监测与塔吊纠偏措施 16附图：1、塔吊平面布置图2、塔吊基础位置对应地质勘探钻孔位置图勘察孔位柱状图3、塔吊说明书中主要参数4、塔吊定位图5、塔吊基础详图6、格构式塔吊剖面图7、塔身标准节与格构柱节点连接图苏泊尔紫桂苑工程塔吊基础施工方案一、编制依据1、本工程施工图2、本工程基坑围护施工图3、本工程岩土工程勘察报告4、塔吊使用说明书5、塔式起重机混凝土基础工程技术规程JGJ/T187-20096、建

2、筑地基基础设计规范GB50007-20027、建筑机械使用安全技术规程JGJ33-20018、建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006版)9、混凝土结构设计规范GB50010-201010、建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程JGJ196- 201011、住建部建质2009 (87)号文件二、工程概况苏泊尔紫桂苑工程位于浙江省玉环坎门镇。本工程由一层地下车库、地上 15幢高层、1幢多层商业用房祖征。总建筑面积166846m2,其中地上建筑面积为122296 m2,地下建筑面积为44550 m2。各单体建筑物结构形式、层次、建筑高度、建筑面积等如下表：建筑物基础形式主体结构层

3、次建筑高度建筑面积备注1#5#楼/剪力墙22层67.21m122296m26#、 9#楼/剪力墙16层49.81 m7#、 8#楼/剪力墙18层55.21m10#娄/框架3层12.33m11#、 12#楼/剪力墙13层40.81m13#、 14#楼/剪力墙15层46.81m15#、 16#楼/剪力墙13层40.81m地卜室钻孔灌注桩全埋式框男1层/44550m2根据建设工期和建筑物规模，拟在本工程 2龈、3赧、5#楼、6龈、7#楼、8#楼、12#楼、15龈位置分别设置一台QTZ6邢吊（基础位置详下表），共设置八台塔 吊，塔吊型号为浙江虎霸建设机械有限公司生产的QTZ6邢式起重机，工作半径55m

4、58m安装高度（吊车高度）不超过95nl安装方式采用附着式安装，基础拟采 用钻孔灌注桩作为塔吊基础，位于地下室基坑中。塔吊基础桩与塔身采用钢构柱连接,塔吊在基础土方开寸S前先行安装使用，随着基坑开挖，对钢格构柱进行水平支撑、 斜撑的焊接加固。塔吊基础定位及施工现场塔吊布置图详见附图，塔吊编号同上述对应楼号。本工程相对标高土 0.000相当于黄海标高4.900m （7#®、8龈为5.600m）,地下室底板面结构标高-0.300m下室顶板面结构标高为3.55m （黄海高程）.根据地下室结构标高可确定：2#楼塔吊基础钻孔灌注桩桩顶标高为3#楼塔吊基础钻孔灌注桩桩顶标高为5#楼塔吊基础钻孔灌

5、注桩桩顶标高为6#楼塔吊基础钻孔灌注桩桩顶标高为7#楼塔吊基础钻孔灌注桩桩顶标高为8#楼塔吊基础钻孔灌注桩桩顶标高为13#楼塔吊基础钻孔灌注桩桩顶标高为15#楼塔吊基础钻孔灌注桩桩顶标高为（黄海高程），底板厚度400mm垫层厚度为100mm 地23m（黄海高程），- 1.7m（黄海高程），- 1.8m（黄海高程），- 1.8m（黄海高程），- 1.7m（黄海高程），- 4.2m（黄海高程），- 1.4m（黄海高程），- 1.4m（黄海高程）。桩顶伸入构造承台100mm构造承台的尺寸为（长X宽X高：4000X 4000X 400mm）格构柱下部锚入桩内不小于 3m格构柱顶部标高为4.050m（黄

6、海高程）。本方案所述标高未注明均为黄海高程。三、地基土特征根据浙江省工程勘察院针对本工程所出的岩土工程勘察报告，分析塔吊位置对应的周围钻孔各土层情况，确定塔吊基础计算所依据的钻孔号。塔吊基础所对应的孔号特性如下表(钻孔桩设计桩顶以下)：岩土名称地基土 承载力 特征值 f ak(kpa)混凝土灌注桩塔吊位置对应孔号：土层厚度 (m)桩端阻力 特征值qpa(kPa)桩侧阻力 特征值Qsia(kPa)2#Z283#Z225#Z186#Z632(粉质黏土)填土65123淤泥夹粉砂5071.481.171淤泥45517.817.5818.2816.502黏土8089.601黏土180214.24.603

7、.102.502黏土1101115.114.105.6014.803含黏性土角砾200275.33.901黏土190500233.006.407.002黏土120260147.714.104.503含黏性土角砾220700291黏土200550244.61.405.5011.202黏土130320163.39.803.403含黏性土角砾240700302.000.601黏土210650253.75.503.002黏土140300182.005.204.003含黏性土角砾250900323.02.001.704.701黏土220700275.65.703.803.302黏土150350191.8

8、0含黏性土砾砂250800302.222.122.022.13功效桩长：7480.275.274.2岩土名称地基土 承载力 特征值 f ak(kpa)混凝土灌注桩塔吊位置对应孔号：土层厚度 (m)桩端阻力 特征值qpa(kPa)桩侧阻力 特征值Qsia (kPa)7#Z698#Z7313# Z12615# Z1122(粉质黏土)填土65123淤泥夹粉砂5070.080.281淤泥45518.7017.7915.3416.502黏土8081黏土180212.007.502黏土1101116.0016.003.6010.003含黏性土角砾200271黏土190500234.0011.902.002

9、黏土1202601410.008.5016.608.003含黏性土角砾220700291.101.506.801黏土200550243.904.502黏土130320163.906.0012.502.603含黏性土角砾240700302.200.501黏土210650255.304.905.302黏土140300183.107.753含黏性土角砾250900322.202.305.201.351黏土220700278.202.202黏土150350195.504.35含黏性土砾砂250800302.122.512.062.07功效桩长：75.57274.275四、基础初步确定1、根据工程地质勘

10、察报告和工程桩的设计，初步确定塔吊基础为 4根800钻 孔灌注桩，桩心距1.6米，桩身碎强度C3Q桩顶标高如前文所述，桩端进入 8号 土层（含黏性土砾砂层）不小于2m各塔吊基础的桩长见上表。2、在桩顶处设置构造承台（长X宽X高：4000X4000X400mm）桩顶进入构造 承台100mm 构造承台内配1415政层双向钢筋，碎强度等级 C353、钢构柱截面尺寸为460X 460mm主肢采用角钢L140X 14,缀板为400X 250X 10700钢格构柱外侧每隔2米设置一道外侧竖向剪刀撑、水平连接杆件、内部水平剪刀撑杆件，所有连接杆件及剪刀撑采用 L140*14O钢格柱直接埋设 在桩内，与桩搭接

11、长度不得小于3米,格构柱与桩钢筋笼主筋电焊焊接，格构柱伸出地下室顶板，钢格柱顶标高高出地下室顶板面 0.5m,钢格柱上部焊接承重钢板与塔 机基础节连接。各塔吊格构柱长度：2#喽9.45m、3#8.85m； 5#8.75m； 6#8.75m； 7#8.85m； 8#11.35m； 13#8.55m； 15#8.55m=五、塔吊基础荷载1、根据浙江虎霸建设机械有限公司提供的 QTZ6邢吊使用说明书，基础所受最 大荷载如下：固定 方式工作工况非工作工况H1H2M1M2M3PH1H2M1M2M3Pa27.8564996170513a24.512526751373.51796434b22.5121167

12、51366.21628434H1, H2, P的单位为KN M1, M2,M3I勺单位为KN.m六、塔吊基础计算（一）单桩竖向承载力特征值计算纥=Q住+。姑=*21%乩+力工4#:Ra=3.14*0.8*(1.48*7+17.8*5+4.2*21+15.1*11+5.3*27+7.7*14+4.6*24+3.3* 16+3.7*25+3*32+5.6*27+2.22*30)+800*3.14*0.82/4=3351KN,折减系数取 0.8,贝URa=2680 KN#:Ra=3.14*0.8*(17.58*5+4.6*21+14.1*11+3*23+14.1*14+1.4*24+9.8*16+

13、2*30+2*18+2*32+5.7*27+1.8*19+2.12*30)+800*3.14*0.82/4=3436KN,折减系数取0.8 ,贝U Ra=2748 KN#:Ra=3.14*0.8*(18.28*5+9.6*8+3.1*21+5.6*11+6.4*23+4.5*14+5.5*24+3.4* 6+0.6*30+5.5*25+5.2*18+1.7*32+3.8*27+2.02*30)+800*3.14*0.82/4=3311KN,折减系数取0.8 ,贝U Ra=2648 KN#:Ra=3.14*0.8*(1.17*7+16.5*5+2.5*21+14.8*11+3.9*27+7*23

14、+11.2*24+3*25+ 4*18+4.7*32+3.3*27+2.13*30)+800*3.14*0.82/4=3646KN,折减系数取 0.8 ,贝URa=2916KN#:Ra=3.14*0.8*(0.08*7+18.7*5+4*23+16*11+1.1*29+10*14+3.9*24+3.9*16+5.3 *25+2.2*32+8.2*27+2.12*30)+800*3.14*0.82/4=3360KN,折减系数取 0.8 ,贝URa=2688 KN#:Ra=3.14*0.8*(17.79*5+2*21+16*11+8.5*14+4.5*24+6*16+2.2*30+4.9*25+2

15、* 32+3.1*18+2.3*32+2.2*27+2.51*30)+800*3.14*0.82/4=3282KN,折减系数取 0.8,则 Ra=2625 KN3#:Ra=3.14*0.8*(15.34*5+11.9*23+3.6*11+16.6*14+1.5*29+6*16+2.2*30+4.9 *25+2*32+3.1*18+2.3*32+2.2*27+2.51*30)+800*3.14*0.82/4=3613KN,折减系数取0.8 ,贝U Ra=2890 KN15#:Ra=3.14*0.8*(0.28*7+16.5*5+7.5*21+10*11+2*23+8*14+6.8*29+2.6*

16、16+0*30+5.3*25+7.75*18+1.35*32+4.35*19+2.07*30)+800*3.14*0.82/4=3475KN,折减系数取 0.8 ,则 Ra=2780 KN说明：8#塔吊桩基承载力最小，后续验算均以8蚓吊验算为基准。其竖向承载力为2625KN抗拔力为2304 KN(二)基桩的桩顶作用效应计算(1)工作工况量 Fk Gk 513 160 680 =338.25knk Ra n4Fk Gk Mk Fvkh kmax n 513+L60+680 1254 24.5 5.5 1.672=338.25 +613=951.5KN < 1.2Ra、 Fk Gk Mk F

17、vkh kmaxn 513+L60+680 1254 24.5 5.5 1.672=338.25+613=-274.5KN（2）非工作工况上 Fk Gk 434 160 680=318.5KN<Ra n4Qk maxFk Gk Mk Fvkh n 434+160+680 1794 73.5 5.5 1.6形=318.5 +972.5=1291KN< 1.2RaQkmaxFk Gk Mk Fvkh n 434+160+680 1794 73.5 5.5 1.672=318.5-972.5=-654KN（三）桩的抗拔承载力计算R a=（i E 入 i qsik Ui l i +GR a

18、> X iqsikUil i=2304KN无论在工作工况还是在非工作工况下，其Q k= Qkmin < R a（四）桩身承载力计算Q 巾 cfcAps 0.9fy/AS取 Q=y Qkmax=1.35Qkmax其中巾 cfcAps =0.6*14.3*10 3*3.14*0.8 2/4=4310.6KN本工程塔吊基础桩，无论在塔吊工作工况下还是在非工作工况下，Q巾cfcAps 0.9fy/AS大于桩身承受的最大压力，符合要求。故只需构造配筋，按最 小配筋率0.65%考虑，桩身配筋量为0.65%*3.14*8002/4=3266mrm,考虑桩身主筋12（|）16,箍筋为小620饰网筋

19、笼通长布置，其他配筋要求详见附图。（五）承台计算1、承台弯矩计算Mx Niyi My Nixi.本工程塔吊基础承台中，yi、xi=0 ；Mx My=0(2)承台截面主筋计算依据混凝土结构设计规范(GB50010第7.2条受弯构保承载力计算M A M% 力帅;F凤£由于据(1)计算，M=0故承台底面、顶面配筋as=0,As=0(3)受剪计算考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力应满足下面公式：根据上述“2、基桩的桩顶作用效应”中的计算，在塔吊基桩工作与非工作工况下，取角桩最大竖向力Qkmax 1291KN (在上述情况中最大值)，考虑对称性，取V=2582KN其中：上为计算截面的剪跨

20、比，；1=4;ft为混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570N/mr2;b为承台计算截面处的计算宽度，b=4000mmh0为承台计算截面处的计算高度，h0=300mmf y为钢筋受拉强度设计值，fy=300.000N/mm；S为箍筋的间距，S=150mm经过计算，箍筋的最小配筋面积 Asv=(2582*1000-0.350*1.570*4000*300)*150/(300.000*300)=3204mm2确定配筋为 1415叶下双向配筋，可满足要求。(4)承台受冲切验算角桩轴线位于塔身栓的冲切破坏锥体内，且承台高度符合构造要求，故可不进 行承台受角桩冲切的承载力验算。(六)桩式基础格构柱计算

21、依据钢结构设计规范(GB50017-2003)计算：1、格构柱截面的力学特性：格构柱的截面尺寸为0.46*0.46m ;主肢选用:14号角钢b*d*r=140*14*14mm；缀板选用(m*m): 0.40*0.25*0.01主肢的截面力学参数为Ao=37.57 cm2, Z0=3.98cm, I x0=668.81cmf, I y0=668.81cm4;Y格构柱截面示息图格构柱的y-y轴截面总惯性矩： 4 = 41河 + 4(5 _ Z。)'bl格构柱的x-x轴截面总惯性矩：经过计算得到：I x=4*668.81+43.30*(46/2-3.98)2= 65332cr44;I y=4

22、*668.81+43.30*(46/2-3.98)2= 65332cm4;2、格构柱的长细比计算：格构柱主肢的长细比计算公式：其中H 格构柱的总高度，取11.350m；I 格构柱的截面惯性矩，取，I x=65332cr4i, Iy=65332cm；A 一个主肢的截面面积，取37.57cm20经过计算得到 Zx=54.44, X y=54.44 0格构柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比计算公式：其中b缀板厚度，取 b=0.01moh 缀板长度，取h=0.40moa1 格构架截面长，取 a二0.46m。经过计算得 i 1=(0.01 2+0.402)/48+5*0.46 2/8 0.5=0.30m；

23、18入 1 =2/0.30=6.67<40。换算长细比计算公式：；,max经过计算得到 Nmax=54.85, ”y=54.85。入 1 =2/0.30=6.67<40 且，<0.51 max=27.4303、格构柱的整体稳定性计算：格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式:其中N 轴心压力的计算值（kN）;取N=1291kNA 格构柱横截面的毛截面面积，取 4*37.57cm2;步 轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数；根据换算长细比 0 0x=54.44,10y=54.44,查钢结构设计规范得到/x=0.84, y=0.84。经过计算X方向的强度值为102.27N/mm

24、2不大于设计强度215N/mm则以满足要求！Y方向的强度值为102.27N/mm2不大于设计强度215N/mm20f以满足要求！4、缀板计算按构造要求取缀板尺寸缀板高度：d> 2b1/3=2*370/3=247 取 d=250缀板厚度：t >b1/40=370/40=9.25 取 t=10缀板间距：l1 <2b1 =2*370=740 取 l1=700取缀板为 400*250*1070026.21i 7070I 43.3 3.16格构式钢柱分肢线刚度：321 25两缀板刚度之和12 3770/6.2=11.3 >6,缀板刚度满足要求5、缀板与柱肢焊缝计算V 缀板剪力：M

25、o 缀板弯矩：43.8KNVl 143800 700447665000N?mmVo Vj-43.8 70 41.4KN缀板受力：2b12 37取缀板端与柱肢连接角焊缝Lw250 10 240mm,两端转角焊接，取hf 8mm，焊缝承受T引起的沿焊缝方向的剪应力T/e Lw以及M引起的与焊缝垂直的正应力fxLw,计算时偏安全地只取竖直焊缝。焊缝的端部应力最大：（注：he 0.7hf） 2f V04140030.8 N/mmhe Lw 0.7 8 2402f 6M06 7665000 143 N/mmhTTw 0.7 8 2402焊缝强度验算：2160N/mm满足强度要求。5、转换钢板与格构柱连接

26、可靠性、转换钢板整体抗弯验算:格构柱的截面尺寸为0.46*0.46m ;主肢选用：16 号角钢 b*d*r=160*14*16mm； A0=43.30cm24cm厚转换钢板受力计算:A可承受压力:N=A0*fc=43.30*100*4*215/1000=3724KN >Nmax=1.35Qkmax=1.35*1291=1743KNB、可承受弯矩：截面抵抗矩：W=BH3/6=460*406=4906666mm3由塔吊压力或拉力产生的弯矩计算：M乏Nmax*a=1291KN*1.35轴固螺杆相对主肢轴心偏位距离之和取0.5m=1743KN*0.5=872KN.M<981.3332KN.

27、Mf=M/W=872*1000*1000/4906666=177.7N/mm2<215N/mm2G焊缝计算：不含加劲板的连接强度。N=0.75ft*Lw=0.75*160*460*4*8=1766kN>|-654|KN七、基础计算结果1、根据塔吊基础验算，可确定本工程塔吊基础桩基采用4根800钻孔灌注桩,桩心距1.6米，桩身碎强度C3Q桩顶标高如前文所述，桩端进入 8号土层（含黏 性土砾砂层）不小于2m3各塔吊基础的桩长见上表。2、在桩顶处设置构造承台（长X宽X高：4000X4000X400mm）桩顶进入构造 承台100mrm构造承台内配1415政层双向钢筋，碎强度等级 C353、

28、钢构柱截面尺寸为460*460mm主肢采用角钢L140*14,缀板为 400*250*10700钢格柱顶标高定位相对标高-1.30m,上部焊接承重钢板与塔机基 础节连接。钢格构柱直接埋设在混凝土桩内，与桩钢筋笼8根主筋帮条电焊焊接，钢筋笼与 格构柱电焊搭接长度不少于3米；搭接处桩钢筋笼增设增强箍筋，每1米增加14 加强箍一道 6螺旋箍100匀布，且钢筋笼通长布置。钢格构柱与塔身基础节连接的转换承重钢板 40厚，Q235钢，截面尺寸 600*600mm2锚固螺栓M3山角钢电焊连接，连接焊缝为双面焊，长度 250mm焊 缝高度10mm40厚转换 承重钢板加劲板加劲板缀板C-C剖面4- 30钢构柱分

29、肢钢构柱分肢M30螺栓双面焊接当挖土方时，在塔吊基础部位，必须分层开挖。在钢格构柱外侧每隔2米设置一道垂直剪刀撑杆件、内部水平剪刀撑杆件、外侧连接杆件，与格构柱的连接采用电焊连接，必须跟随挖土深度每2m焊一次；所有连接杆件采用L140*14O外侧垂直剪刀撑内部水平剪刀撑（杆件1）内部水平剪刀撑（杆件2）内部水平剪刀撑杆件 1与杆件2上下叠放钢格构柱加固撑杆平面示意八、塔吊基础施工及安装塔吊1、在塔吊基础方案完成并审批后，放线定位埋设护筒，桩机钻孔、成孔并清孔， 安放钢筋笼和钢格构柱，钢格构柱与柱主筋焊接，焊接长度不小于3ml浇筑桩混凝土，混凝土浇至自然地面平。2、待桩碎强度达到设计要求后，制作

30、安装钢格构柱转换承重钢板，转换承重钢 板与塔吊基础节配套；转换承重钢板板厚 40mm与钢格才柱采用M30螺栓连接。3、钢格构柱顶面用水准仪找平，气割割平，在每根主肢角钢上焊接1根M30螺栓，电焊焊接长度250mm四根钢格构柱共计16颗M30螺栓，焊接完成后，安放40 厚转换承重钢板，每块板用4颗M3喇栓，双螺母紧固，然后用水准仪测量转换承 重钢板水平度，确保水平度控制在规范要求的 L/1000以内；最后将转换承重钢板与 钢格柱角钢电焊焊接，并增设三角板作加劲板，转换承重钢板、钢格柱角钢与缀板、 加劲板之间均双面满焊。4、将塔吊基础节吊置力转换承重面板上，划线找孔，采用电磁吸力台钻打孔， 固定塔

31、吊基础节，用水准仪测量基础节安装水平度，确定达到塔吊安装要求后，即 可安装塔吊。5、安装塔吊：先安装三节标准节，将两节标准节与顶升套架总成合成一个整体， 将该整体吊入底盘上，对准连接孔，用特制螺栓与基础节连接好、拧紧；再将回转 总成吊入顶升套架上，拧紧螺母及防松螺母；然后将塔帽吊到回转总成上部的回转 塔身上，用特制的销轴将塔帽与回转总成上部的过渡节连接，并穿好开口销；将驾 驶室吊到回转上支承右侧的挑当梁上，对准耳扳用螺栓联接，并在驾驶室上部拉2根斜杆用螺栓连接；最后安装平衡臂、起重臂、平衡重块、起重吊购。塔机安装完 毕，检查塔身重直度，试机，开动各个传动机构，检查钢丝绳是否处于正常工作状态。6

32、、安装塔吊前需确定塔吊最有利的安装拆卸方位，便于后期拆卸，提高施工安 全性。塔吊安装完毕，经集团公司、政府有关监督部门验收后方可挂牌使用。7、地下室开挖后，随着挖土深度对地下的钢格构柱进行分层加固，每下挖 2米, 凿除桩身混凝土，对四根钢格构柱进行水平撑、斜撑的电焊连接。8、当土方开挖至构造承台底标高后，施工钢筋碎构造承台，固定 4根碎桩，碎 强度等级C3s9、塔机防雷接地采用专用的接地线，接地电阻不大于 4Q,塔吊接地线与钢格 构柱用小12圆钢焊接，并通过钢格构柱同塔吊桩基钢筋的焊接形成一个接地网，确 保塔吊防雷安全。10、塔身与碎结构防水处理办法因塔吊基础钢格构柱穿过地下室底板和顶板，在钢格构柱穿地下室底板和顶板 处用4mmi钢板作为止水片，焊接在钢格构柱身上，位置在底板的中间，焊接必须 牢固、密封、位置正确（底板和顶板的1/2处），碎浇捣密实。九、施工安全措施1、在钢格构柱、塔吊基础桩施工和塔吊安装前，必须向各操作人员进行详细安 全、技术交底，施工人员分