塔吊基础施工方案（修改）

-丹麦科研教育中心塔式起重机基础施工方案PAGE第8页/共25页目录TOC\o"1-2"\h\z\u一、工程概况 2二、编制依据 2三、水文地质条件 31、场地环境 32、土层分布 33、地下水分布 4四、塔机参数 41、机型选用 42、技术参数 4五、基础定位 51、塔基平面定位 52、塔基高程定位 6六、基础计算 61、基本计算参数 62、基础最计算尺寸 63、基础承载力计算 64、地基基础承载力验算 85、基础受冲切承载力验算 86、承台配筋计算 97、边坡加固计算 11七、基础施工 131、基础施工流程 132、土方开挖 143、地基钎探 144、混凝土垫层 145、基础钢筋绑扎 146、地脚螺栓安装 177、基础模板支设 178、基础混凝土浇 189、塔吊基础边坡加固 1810、塔基井圈砌筑 19八、塔机安装 22九、塔机拆除 23十、质量标准 23十一、安全保证措施 241、基础施工安全措施 242、塔机安拆人员要求 243、塔机安拆安全措施 254、塔机使用留意事项 25

一、工程概况项目内容工程名称--丹麦科研教育中心工程建设地点北京市怀柔区怀北镇南部怀北庄建设单位科学院高校设计单位北京城建设计争辩总院有限责任公司建筑功能多层公共建筑耐火等级地上二级，地下一级建筑层数地下1层，地上5层建筑层高地下1层：5.08m、地上1层：2.7～3.2m、地上2层：4.2m、地上3层：4.2m、地上4层：5.25m、地上5层：3.1m建筑面积建筑基底占地面积2202.98m2建筑面积10895.48m2工期401日历天，方案开工日期：2014年8月25日，方案竣工日期2015年9月30日质量标准合格创优目标北京市建筑（结构）长城杯金质奖、北京市建筑（竣工）长城杯金质奖特殊要求美国LEED（LeadershipinEnergyandEnvironmentalDesign）绿色建筑认证（LEED-NC）。安全文明施工管理目标杜绝死亡、重伤事故和职业病的发生；杜绝火灾、爆炸和重大机械事故的发生；轻伤事故发生率把握在0.3%以内；确保取得“北京市绿化施工文明安全工地”和“北京市文明安全样板工地”荣誉称号。二、编制依据序号名称编号1本工程的地质勘察报告2HK7027塔机型塔式起重机使用说明书。3《建筑地基基础设计规范》GB50007-20024《混凝土结构设计规范》GB50010-20025《建设施工高处作业安全技术规程》JGJ80-916《建筑施工安全检查标准》JGJ59-997《钢结构设计规范》GB50017-20038-丹麦科教中心工程总体施工组织设计三、水文地质条件1、场地环境拟建工程场地位于北京市怀柔区怀北镇111国道东侧，怀北中学南侧。拟建场区现为荒地，地形高差变化不大，最大高差为1.94米。场地内勘探钻孔孔口处地面标高84.73～86.672m。2、土层分布依据野外勘探结果和土工试验成果，依据国家相关规范对本次所勘探地层进行划分，按沉积年月、成因年月分为人工积累层、新近冲洪积层和一般第四纪冲洪积层三大类。按土层岩性，工程性质指标，进一步分为5个大层。各层土的地层岩性及其特点自上而下依次为：a.近期人工积累层：粘质粉土的素填土①层：黄褐色，稍湿，稍密，含植物根、碎石等，局部为粘质粉土、细砂素填土；杂填土①1层：杂色，稍湿，松散，含砖块、灰渣，以建筑垃圾为主，局部为路基填料；人工积累层总厚度为0.50～2.80m。b.人工积累层以下为新近冲洪积层：本层标高82.97～85.38m以下为：粉质粘土②层：黄褐色，可塑～硬塑，湿～很湿，含云母、氧化铁、粗砂粒等。中粗砂③层：浅黄—黄褐色，中密～密实，湿～饱和，以石英、长石为主，含云母碎片、粘粒及少量砾石；细砂③1层：黄褐色，中密，湿～饱和，以石英、长石为主，含云母碎片、粘粒等；砂质粉土③2层：黄褐色，中密～密实，稍湿，含云母碎片；c.新近冲洪积层以下为第四纪冲洪积层：本层标高74.47～77.30m以下为：粉质粘土④层：褐黄色，可塑～软塑，湿～很湿，含云母、氧化铁等；砂质粉土④1层：褐黄色，密实，湿，含云母碎石；本层标高68.55～70.00m以下为：碎石⑤层：杂色，中密，饱和，含碎石含量50%～60%,一般粒径2～5cm，最大粒径8cm.级配一般，粘性土充填；本次勘察碎石⑤层未穿透，最大揭露深度3.60m。3、地下水分布第一层静止水位标高78.76m～79.97m（埋深5.20m～6.80m）,为潜水；其次层静止水位标高为69.85m~71.30m（埋深15.1m～16.0m）,为层间潜水。该两层水受大气降水和层间越流补给。四、塔机参数1、机型选用本工程选用HK7027塔机，此塔机是在引进法国技术基础上开发的一种自升式上回转水平臂塔式起重机，具有行走、固定、附着、内爬等工作形式，最大臂长70米，臂尖吊重2.7吨，最大吊重16吨，附着状态最大使用高度153.2、技术参数臂长m倍率幅度m吊重t253035404550556065707043.2-13.9168.366.775.634.784.123.593.152.802.482.2224-27.4887.246.115.254.594.063.633.262.962.706543.2-15.9169.767.936.635.654.894.283.793.373.0224-31.18887.106.135.374.764.263.853.506043.2-16.31610.028.156.825.825.044.423.913.4824-328887.296.295.514.894.383.965543.2-16.31610.088.206.865.855.074.443.9324-32.38887.336.335.544.924.415043.2-17.41610.838.837.406.325.494.8224-34.58887.876.805.965.304543.2-16.71610.358.437.056.025.2224-33.18887.536.505.704043.2-15.6169.557.766.485.5224-30.58886.956.003、安装要求依据塔机使用说明书安装手册，依据施工现场状况，塔机基础接受固定式基础形式，要求基础自然土承载力达到14.5t/㎡或以上，基础为M176型。本工程地基承载力标准值为fka=150KPa。满足要求五、基础定位1、塔基平面定位（1）塔机位于本工程西北侧，G轴向北13.70m，12轴向西41.67m，相交处为塔机基础中心点置。总平面布置如下图所示。（2）塔机基础定位图如下图所示：2、塔基高程定位塔机基础底标高为-4.80m，相当于确定标高77.8m，接受水准仪自施工现场水准点把握高程，确保定位精确     。六、基础计算1、基本计算参数塔机型号为HK7027，塔吊自重176t，塔吊自重95t，塔吊起上升度可按36.7m考虑，塔臂70m，臂端最大载重2.7t，塔吊倾覆力矩M为1450fkN.m，混凝土强度等级为C35，塔身宽度2m，自重按1016kN考虑，基础承台厚度为1.5m，最大起重荷载为160kN，基础承台宽度为7m，基础钢筋级别为II级钢筋。2、基础最计算尺寸基础的最小厚度取：1.5m，基础的最小宽度取：7m3、基础承载力计算依据《建筑地基基础设计规范》第5.2条承载力计算。计算简图当不考虑附着时的基础设计值计算公式：当考虑附着时的基础设计值计算公式：当考虑偏心矩较大时的基础设计值计算公式：式中F--塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载,F=801.60kN；G--基础自重与基础上面的土的自重：G=2205.00kN；γm--土的加权平均重度；Bc--基础底面的宽度，取Bc=7m；W--基础底面的抵制矩，W=7×7×7/6=57.17m3；M--倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=1.4×1450=2030.00kN.m；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：a=Bc/2-M/(F+G)=7.00/2-2030.00/(1411.20+2205.00)=2.94m。经过计算得到:无附着的最大压力设计值Pmax=(1411.20+2205.00)/72+2030.00/57.17=109.31kPa；无附着的最小压力设计值Pmix=(1411.20+2205.00)/72-2030.00/57.17=38.29kPa；有附着的压力设计值P=(1411.20+2205.00)/72=73.80kPa；偏心矩较大时压力设计值Pkmax=2×(1411.20+2205.00)/(3×7×2.94)=117.20kPa。4、地基基础承载力验算地基基础承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》第5.2.3条。计算公式如下:fa--修正后的地基承载力特征值(kN/m2)；fak--地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定；取250kN/m2；ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数；γ--基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20kN/m3；b--基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取6.000m；γm--基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20kN/m3；解得地基承载力设计值：fa=316.00kPa；实际计算取的地基承载力设计值为:fa=150kPa；地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=109.31kPa，满足要求！地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力设计值Pkmax=117.20kPa，满足要求。故工作时的地基承载力满足要求，则非工作时的地基承载力也满足要求。5、基础受冲切承载力验算依据《建筑地基基础设计规范》第8.2.8条。算公式如下:aF式中：βhp--受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0.当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；ho--基础冲切破坏锥体的有效高度；am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；at--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；ab--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的基础有效高度。pj--扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；Al--冲切验算时取用的部分基底面积Fl--相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。则，βhp--受冲切承载力截面高度影响系数，取βhp=0.95；ft--混凝土轴心抗拉强度设计值，取ft=1.57MPa；am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:am=[2+(2+2×1.5)]/2=3.50m；ho--承台的有效高度，取ho=1.5-0.05=1.45m；Pj--最大压力设计值，取Pj=117.20KPa；Fl--实际冲切承载力：Fl=117.20×(7.00+5.00)×((7.00-5.00)/2)/2=703.18kN。其中7为基础宽度，5.00=塔身宽度+2h；允许冲切力：0.7×0.95×1.57×3500.00×1450.00=5298.55kN；实际冲切力小于允许冲切力设计值，所以能满足要求.6、承台配筋计算（1）抗弯计算依据《建筑地基基础设计规范》第8.2.7条。计算公式如下:式中：MI--任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值；a1--任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离；当墙体材料为混凝土时，取a1=b即取a1=(7-2)/2=2.50m；Pmax--相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取117.20kN/m2；P--相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值；a=2P=117.20×(3×2.00-2.50)/(3×2.00)=68.37kPa；G--考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重，取2205.00kN/m2；l--基础宽度，取l=7m；a--塔身宽度，取a=2m；a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=2m。经过计算得MI=2.502×[(2×7+2)×(117.20+68.37-2×2205.00/72)+(117.20-68.37)×7]/12=974.39kN.m。（2）配筋面积计算依据《建筑地基基础设计规范》第8.7.2条。公式如下:式中，αl--当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，取为0.94,期间按线性内插法确定，取αl=1.00；fc--混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70kN/m2；ho--承台的计算高度，ho=1.45m。经过计算得：αs=974.39×106/(1.00×16.70×7000.00×(1450.00)2)=0.004；ξ=1-(1-2×0.00)0.5=0.004；γs=1-0.00/2=0.998；As=974.39×106/(1.00×1.45×300.00)=2244.42mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:7×1000×1.5×1000×0.15%=15750.00mm2。故取As=15750.00mm2。7、边坡加固计算（1）基底压力计算由六章3节可得到：Pmax=117.20KN/㎡（2）挡墙荷载计算地下水压力：10KN/㎡土侧压：假定浮容重10KN/m³，Ka=0.5则为三角形荷载。最大侧压：0.5x30=15KN/㎡吊车侧压：依据集中原理，吊车基础下30度角范围内为承压范围。由于基础距边坡1m，故挡墙下1÷tan30土层受压：挡墙侧压：89.73×sin30。=44.87kPa，（4）计算模型由于场地限制，仅有800mm左右空间，故接受锚杆式挡土墙，浇筑12m长，800mm厚，2.15m高实体混凝土，在土下1.73m（-6.610处）处设锚杆，锚杆间距2m。取倾覆安全系数1.6，如此针对于支撑点取弯矩有：M=2.15×0.8×25×0.4×12+1.03×6N=1.6×(40×得出锚杆水平拉力：N=139.54KN，考虑动力荷载取1.3倍放大系数有N=180.66KN受力简图如下：（5）锚杆计算钻孔的孔径为φ150mm，土层锚杆的倾角α=15°1)选择钢拉杆的截面尺寸锚杆拉力：180.66KN则有N=180.66/cos15°=187.03KN考虑安全系数K=2.2，且选用直径32mm的III级钢，依据规范抗拉强度取为300MPa，则有N=2.2x187.03/（804.2x300/1000)=1.71N=2.2×187.03/(804.2×300/1000)取为2根2)锚固长度由于锚固土层为中粗砂和粉质粘土，依据规范，稍密中砂的土体与锚固体极限摩阻力标准值为54~74Kpa；粉质粘土为硬塑状态，土体与锚固体极限摩阻力标准值65~73Kpa。因地下状况较为简单，且中粗砂层较薄，故取土体与锚固体极限摩阻力标准值近似为60KPa锚固长度有：L=2.2x187.03/（3.1416x0.15x60）=14.55m近似取为15m。锚杆钢筋图如下：七、基础施工1、基础施工流程基坑土方开挖→塔吊基础精确定位→塔吊基础范围土方挖至设计标高→钎探、清槽→塔吊基础范围内底板垫层施工→塔吊基础钢筋绑扎→塔吊基础模板支设→基础混凝土浇注2、土方开挖（1）本工程接受小松PC300型挖掘机进行机械开挖，土方机械开挖至标高-4.60m时，基底设计标高上预留200mm厚自然土层。钎探完成后，用平锹清槽至设计标高-4.80m，挖出的土方用于基坑回填。（2）机械挖方时应由专人负责指挥，防止土方超挖。当挖至基础持力层时马上浇注垫层混凝土，基础持力层不得长时间暴露。（3）清槽至标高后测量人员进行定位放线，并会同有关人员对塔机基面轴线、位置进行复核，确保定位精确     。（4）土方开挖过程中，不得破坏原有的基坑护坡，不得扰动土方，确保边坡稳定。（5）项目部测量班组将塔机中心位置、塔机基础轮廓线测设。定位线测设完毕，必需经项目经理部验线，无误后作为塔机基础施工依据。3、地基钎探（1）塔机基础土方开控至-4.60m标高后，组织进行塔机基础地基钎探。（2）钎探点按1.5m间距梅花型布置，经确认地基满足承载力要求后，再进行人工清槽至槽底标高-4.80m。4、混凝土垫层（1）基础垫层混凝土接受100厚C15混凝土，每侧出塔机基础边100mm。（2）垫层面层三遍抹压密实，表面压光。5、基础钢筋绑扎（1）塔机基础钢筋绑扎流程：布置南北向底板下铁分布筋→布置东西向底板下铁分布筋→架设马凳→安装塔机铁脚→安装一节标准节于铁脚之上→布置南北向底板上铁钢筋→布置东西向底板上铁钢筋→测量组用激光水准仪定标高校正位置。（2）依据北京宏远建筑机械租赁有限公司供应塔机安装要求，塔机基础几何尺寸及配筋如下图所示：（4）依据北京宏远建筑机械租赁有限公司供应塔机安装要求，马凳制作如下图所示：6、地脚螺栓安装（1）预埋塔机地脚螺栓必需由专业施工人员作业，浇筑混凝土前必需经有关人员进行隐蔽验收，验收合格后才能浇筑混凝土。（2）塔机下铁钢筋绑扎完毕，然后安装塔机铁脚。并安装一节标准节于铁脚之上。铁脚安装固定中，由测量组用激光水准仪定标高，四个铁脚标高必需全都，保证标准节垂直度在允许偏差范围之内。7、基础模板支设（1）塔机基础模板接受多层板碎拼，模板支设必需保证位置精确     、支设坚固，几何尺寸、刚度符合要求。（2）模板必需支设严密，不得漏浆。（3）模板支设完毕后，劳务分包单位报请项目部质量检查员验收合格后，预备混凝土浇筑。8、基础混凝土浇（1）接受商品混凝土，强度等级为C35，混凝土振捣严格按底板混凝土浇筑要求进行，确保整个塔机基础混凝土密实性。（2）浇混凝土浇注时接受平铺法，每层厚度不超过500mm，随浇注随振捣，振捣时应亲密留意避开碰撞钢筋和预埋塔机地脚螺栓。9、塔吊基础边坡加固（1）塔吊边坡加固前如下图所示：（2）按边坡加固计算确定锚杆后，用洛阳铲在塔吊基础边坡-5.85标高处，沿与水平线成15的角度向边坡打15m深，大小为150mm洞，将两根C32钢筋插入后，灌水泥浆。两根钢筋焊成如下形式：（3）挡土墙浇筑C20素混凝土，将锚筋弯钩锚入挡土墙中，混凝土爱护层厚为40mm，具体见下图所示：10、塔基井圈砌筑（1）塔基井圈接受标准灰砂砖，M5水泥砂浆砌筑。几何外形为圆形。塔基井圈立面图塔基井圈剖面图塔基井圈平面图 构造柱与井圈墙体咬合（2）考虑距施工临时道路较近，设置构造柱、圈梁。如下图所示：八、塔机安装（1）塔机由具有资质的专业厂家进行安装，编制专项安拆方案。（2）在塔吊安装前，必需由试验室出示混凝土同条件试块试验报告，当同条件试块达到75%强度后，方可进行塔吊安装。（3）安装必需严格执行塔机拆立的有关规定；（4）安装人员必需经过特地培训，取得塔机安装上岗证，生疏塔机的机械性能；（5）塔机安装调试完毕后，安装单位必需报项目部技术、安全部门检查、验收合格后，塔机方可投入使用。九、塔机拆除1、塔机由具有资质的专业厂家进行拆除，编制专项安拆方案。2、在主体封顶后、并将电梯等设备、屋面施工材料吊到屋顶后拆除塔机。3、施工现场用电应严格依据用电安全管理规定，加强电源管理，支配电工检查，防止发生电器火灾，现场电器设备，要求有防漏电措施。4、拆除挨次应依据原厂规定说明执行，严禁蛮干，拆下的零部件严禁往下扔，防止砸伤人。拆下的材料要摆放平稳并准时运消灭场。5、当天不能完全拆除时，要对未拆除设备进行紧固，防止风大或其它因素发生倾翻、伤人。6、风力五级以上禁止拆除，安装作业，光线阴暗严禁操作。7、塔机拆除、安装作业时严禁交叉作业。8、塔机必需做好防雷接地工作，在日常施工中，留意塔机接地电阻检测数据。9、塔机安装完毕，使用期间由测量组进行塔机沉降观测及塔身倾斜度观测，并做好记录。十、质量标准1、必需保证角钢接口平面与基座平面的150±5的尺寸.2、支脚主角钢须垂直于基座水平面,允许公差为≤1/1000。3、基座表面要求平整，平面度公差在2m×2m平面内小于3mm。4、留意正确接地，接地阻值≤4Ω。5、固定支脚四周的钢筋不能切短数量不得削减。6、将一节标准节与预埋支腿用销轴联接，用汽车吊放在固定框架上。用精伟仪测量标准节的垂直度或用水平仪测量机加面的水平度，不合适时用调整丝杠稍加调整，保证1/1000的垂直度。7、依据钢筋混凝土的浇灌规程完成浇灌，混凝土为C35在浇灌过程中必需用精伟仪从两个方向进行监测。混凝土的强度达到设计90%以上强度时方可进入整机组装。8、施工中严格执行质量体系的要求及相关的施工规范,各道工序要严格依据质量体系文件要求严格进行把握，遵守国标施工验收规范.9、依据建筑安装工程质量检验评定标准的验收程序验收项目，进行质量过程把握,做好自检和申报验收,并交验各种资料,填报各种质量表格。10、依据建设单位和工程监理要求的验收程序验收项目，进行质量过程把握，做好自检和申请验收，并交验各种资料，填报各种质量表格。11、各种原材料要有材质检验合格证。十一、安全保证措施1、基础施工安全措施（1）严格执行各项安全操作规程，施工前交任务必需要有安全交底，加强对进场职工进行安全施工教育，提高他们的自保、互保意识，充分发挥安全网、安全帽、安全带的作用。同时，坚持班前安全活动，以提高工地全体职工的安全意识，从而自觉执行我公司制订的各项安全规章制度。（2）加强安全生产宣扬教育工作。特殊工种必需持证上岗。各工种的工人须经安全培训和考试及格后方准进行施工作业。进入施工现场必需戴安全帽，施工人员不得穿高跟鞋和拖鞋开工，工作前和工作时间不准饮酒。（3）设专职安全员负责整个现场的安全检查工作，实行逐级安全交底制度，把施工安全作为头等大事来抓。（4）搬运钢筋时，要留意前后方向有无碰撞危急或被钩挂料物，特殊是避开碰撞四周