塔吊基础施工方案-QTZ63

可发科技〔宿迁〕厂区一期工程H区塔吊根底施工方案审批:宿迁华夏建设〔集团〕工程二零一五年四月目录一、编制依据3二、工程概况31、根本概况32、地质、水文资料3三、塔吊选型及技术性能指标41、塔吊选型42、QTZ63塔吊、QTZ40塔吊技术参数4四、土方开挖及塔基施工71、土方开挖72、塔吊根底施工7五、塔吊的变形观察7六、接地装置7七、QTZ63塔吊根底配筋验算〔平面布置见总平图〕7八、QTZ40塔吊根底配筋验算12厂房塔吊根底施工方案一、编制依据1、《建筑机械使用平安技术规程》JGJ33-20232、《施工现场临时用电平安技术规程》JGJ46-20053、《QTZ63塔式起重机使用说明书》、《QTZ40塔式起重机使用说明书》4、工程现有图纸5、地质勘探报告。二、工程概况1、根本概况可发科技(宿迁)厂区一期新建工程(H区)位于玄武湖西路以南、民便河以北、莫干山路以东、五指山路以西，场地占地面积131278.89㎡,总建筑面积261031.73㎡平方米。本工程共由12栋单体厂房,11栋附属用房组成。本工程建设单位是可发科技(宿迁),监理单位是宿迁市建设工程监理咨询中心,总承包单位是宿迁华夏建设(集团)工程,工程开工日期为2023年3月21日.为了加快施工进度,提高垂直运输效率,本工程拟选用18台QTZ63塔吊,二台QTZ40塔吊.2、地质、水文资料地耐力允许值：根据勘探报告各层土的平均厚度见地勘报告,地基承载力见下表三、塔吊选型及技术性能指标1、塔吊选型由于本工程厂房南北向较长(160m长),东西向为48m,但楼层高度不高.结合现场实际情况以及本工程工期要求为平行施工，本工程设置18台QTZ63塔式起重机。考虑到塔吊的利用率，本工程选用臂长为55m长，高度根据楼层高度不同分别设置高度在28m-35m。2、QTZ63塔吊、QTZ40塔吊技术参数2.1、QTZ63塔机为水平起重臂、小车变幅，该机的特色有：.性能参数及技术指标国内领先，最大工作幅度55m，最大起重量为6t。2.2.2.该机有地下浇注根底固定式、底架固定独立式、外墙附着等工作方式，适用各种不同的施工对象，独立式的起升高度为28m，附着式的起升高度为120m。该机主要特点如下：2.1.3、塔机的自身加节采用液压顶升,使塔身能随着建筑物高度的升高而升高，塔机的起重性能在各种高度下保持不变。2.1.4、刚性双拉杆悬挂大幅度起重臂，起重臂刚度好，自重轻，断面小，风阻小，外形美观，长度有几种变化，满足不同施工要求；2.1.5、平安装置具有起高限制器、变幅小车行程限位器、力矩限制器、起重量限制器装置等平安保护装置，可保证工作平安可靠。2.2、QTZ63塔吊主要技术参数2.3、QTZ40塔吊主要技术参数部件单位参数公称起重力矩KN.mKN.M400最大起重量T4最大幅度下的额定起重量T0.902工作幅度M3~42起升高度独立式M28附着式M120起升速度倍率24起升速度M/min70357.53517.53.75最大起重量T122244转速R/min0.375/0.75变速M/min38/19起升速度M/min0.6重量平衡重T6.4整机重量T18.8最大回转半径M42.94后臂回转半径M10.733最大工作风速M/s20爬升风速≤M/s13工作环境温度℃-20~+40四、土方开挖及塔基施工1、土方开挖本工程根底开挖过程中，进行塔吊位置确定，考虑到基坑的开挖深度以及放坡要求,因此各栋楼塔吊根底中心距承台外边线距离确保在5m范围以外，位置详见总平面布置图。2、塔吊根底施工2.1、楼塔吊根底根据塔吊根底图施工,塔基上外表要求平整，其最大误差5mm。2.2、塔吊根底周边预留集水坑，并做好排水沟，便于根底排水工作。五、塔吊的变形观察塔吊在安装完及安装后每星期进行一次垂直度观测，并做好垂直度观测记录；在每次大风或连续大雨后应对塔吊的垂直度、根底标高等作全面观测，发现问题及时与工程技术部及平安部联系解决。六、接地装置塔机避雷针的接地和保护接地采用-40*3镀锌扁铁，利用φ48钢管打入地下〔埋深至少3米〕，扁铁与钢管及塔身的连接采用焊接，要求塔吊的接地电阻不得大于4。七、QTZ63塔吊根底配筋验算〔平面布置见总平图〕塔机荷载塔机竖向荷载简图一、参数信息塔吊型号：QTZ63，塔吊起升高度H：30.00m，塔身宽度B：2.5m，根底埋深d：2.00m，自重G：450.8kN，根底承台厚度hc：1.40m，最大起重荷载Q：60kN，根底承台宽度Bc：5.50m，混凝土强度等级：C40，钢筋级别：HPB235，根底底面配筋直径：18mm额定起重力矩Me：630kN·m，根底所受的水平力P：30kN，标准节长度b：2.8m，主弦杆材料：角钢/方钢,宽度/直径c：120mm，所处城市：江苏徐州市，根本风压ω0：0.35kN/m2，地面粗糙度类别：B类田野乡村，风荷载高度变化系数μz：1.42。二、塔吊对承台中心作用力的计算1、塔吊竖向力计算塔吊自重：G=450.8kN；塔吊最大起重荷载：Q=60kN；作用于塔吊的竖向力：Fk＝G＋Q＝450.8＋60＝510.8kN；2、塔吊风荷载计算依据《建筑结构荷载标准》〔GB50009-2001〕中风荷载体型系数：地处江苏徐州市，根本风压为ω0=0.35kN/m2；查表得：风荷载高度变化系数μz=1.42；挡风系数计算：φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/(Bb)=[(3×2.5+2×2.8+(4×2.52+2.82)0.5)×0.12]/(2.5×2.8)=0.323；因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.354；高度z处的风振系数取：βz=1.0；所以风荷载设计值为：ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×2.354×1.42×0.35=0.819kN/m2；3、塔吊弯矩计算风荷载对塔吊根底产生的弯矩计算：Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=0.819×0.323×2.5×30×30×0.5=297.604kN·m；Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝630＋297.604＋30×1.4＝969.6kN·m；三、塔吊抗倾覆稳定验算根底抗倾覆稳定性按下式计算：e＝Mk/〔Fk+Gk〕≤Bc/3式中e──偏心距，即地面反力的合力至根底中心的距离；Mk──作用在根底上的弯矩；Fk──作用在根底上的垂直载荷；Gk──混凝土根底重力，Gk＝25×5.5×5.5×1.4=1058.75kN；Bc──为根底的底面宽度；计算得：e=969.6/(510.8+1058.75)=0.618m<5.5/3=1.833m；根底抗倾覆稳定性满足要求！四、地基承载力验算依据《建筑地基根底设计标准》(GB50007-2023)第5.2条承载力计算。计算简图:根底底面边缘的最大压力值计算：当偏心距e<b/6时，e=0.618m<5.5/6=0.917mPkmax＝(Fk+Gk)/A+Mk/W式中：Fk──塔吊作用于根底的竖向力，它包括塔吊自重和最大起重荷载,Fk＝510.8kN；Gk──根底自重，Gk＝1058.75kN；Bc──根底底面的宽度，取Bc=5.5m；Mk──倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，Mk＝969.6kN·m；W──根底底面的抵抗矩，W=0.118Bc3=0.118×5.53=19.632m3；不考虑附着根底设计值：Pkmax=(510.8+1058.75)/5.52+969.6/19.632=101.274kPa；；实际计算取的地基承载力设计值为:fa=100.000kPa；地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=51.886kPa，满足要求！地基承载力特征值1.2×fa大于无附着时的压力标准值Pkmax=101.274kPa，满足要求！五、根底受冲切承载力验算依据《建筑地基根底设计标准》〔GB50007-2023〕第8.2.8条。验算公式如下:F1≤0.7βhpftamho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；取βhp=0.95；ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；取ft=1.71MPa；ho--根底冲切破坏锥体的有效高度；取ho=1.35m；am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=(at+ab)/2；am=[2.50+(2.50+2×1.35)]/2=3.85m；at--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与根底交接处的受冲切承载力时，取柱宽〔即塔身宽度〕；取at＝2.5m；ab--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在根底底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在根底底面以内，计算柱与根底交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍根底有效高度；ab=2.50+2×1.35=5.20；Pj--扣除根底自重后相应于荷载效应根本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压根底可取根底边缘处最大地基土单位面积净反力；取Pj=121.53kPa；Al--冲切验算时取用的局部基底面积；Al=5.50×(5.50-5.20)/2=0.83m2Fl--相应于荷载效应根本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。Fl=PjAl；Fl=121.53×0.83=100.26kN。允许冲切力：0.7×0.95×1.71×3850.00×1350.00=5910337.13N=5910.34kN>Fl=100.26kN；实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！六、承台配筋计算1.抗弯计算依据《建筑地基根底设计标准》〔GB50007-2023〕第8.2.11条。计算公式如下:式中：MI--任意截面I-I处相应于荷载效应根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；取a1=(Bc-B)/2＝(5.50-2.50)/2=1.50m；Pmax--相应于荷载效应根本组合时的根底底面边缘最大地基反力设计值，取121.53kN/m2；P--相应于荷载效应根本组合时在任意截面I-I处根底底面地基反力设计值，[BcPmax-a1(Pmax-1.2×Pmin)]/Bc＝[5.5×121.529－1.5×(121.529－1.2×2.498)]/5.5=89.202kPa；G--考虑荷载分项系数的根底自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×5.50×5.50×1.40=1429.31kN/m2；l--根底宽度，取l=5.50m；a--合力作用点至根底底面最大压力边缘的距离，取a=2.13m；a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=2.50m。经过计算得MI=1.502×[(2×5.50+2.50)×(121.53+89.20-2×1429.31/5.502)+(121.53-89.20)×5.50]/12=327.55kN·m。2.配筋面积计算αs=M/(α1fcbh02)ζ=1-(1-2αs)1/2γs=1-ζ/2As=M/(γsh0fy)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=19.10kN/m2；ho--承台的计算高度，ho=1.35m。经过计算得：αs=327.55×106/(1.00×19.10×5.50×103×(1.35×103)2)=0.002；ξ=1-(1-2×0.002)0.5=0.002；γs=1-0.002/2=0.999；As=327.55×106/(0.999×1.35×103×210.00)=1156.36mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:5500.00×1400.00×0.15%=11550.00mm2。故取As=11550.00mm2。建议配筋值：HPB235钢筋，18@160mm。承台底面单向根数46根。实际配筋值11707mm2。八、QTZ40塔吊根底配筋验算十字梁式根底计算书计算依据：1、《塔式起重机混凝土根底工程技术规程》JGJ/T187-20232、《混凝土结构设计标准》GB50010-20233、《建筑地基根底设计标准》GB50007-2023一、塔机属性塔机型号QTZ40塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)28塔机独立状态的计算高度H(m)31塔身桁架结构方钢管塔身桁架结构宽度B(m)1.6二、塔机荷载1、塔机传递至根底荷载标准值工作状态塔机自重标准值Fk1(kN)401.4起重荷载标准值Fqk(kN)40竖向荷载标准值Fk(kN)441.4水平荷载标准值Fvk(kN)18.927倾覆力矩标准值Mk(kN·m)674.077非工作状态竖向荷载标准值Fk'(kN)401.4水平荷载标准值Fvk'(kN)45.246倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)615.9292、塔机传递至根底荷载设计值工作状态塔机自重设计值F1(kN)1.35Fk1＝1.35×401.4＝541.89起重荷载设计值FQ(kN)1.35FQk＝1.35×40＝54竖向荷载设计值F(kN)541.89+54＝595.89水平荷载设计值Fv(kN)1.35Fvk＝1.35×18.927＝25.551倾覆力矩设计值M(kN·m)1.35Mk＝1.35×674.077＝910.004非工作状态竖向荷载设计值F'(kN)1.35Fk'＝1.35×401.4＝541.89水平荷载设计值Fv'(kN)1.35Fvk'＝1.35×45.246＝61.082倾覆力矩设计值M'(kN·m)1.35Mk＝1.35×615.929＝831.504三、根底验算根底布置十字梁长b(m)6.2十字梁宽l(m)1.4加腋局部宽度a(m)1根底梁高度h(m)1.25根底参数根底混凝土强度等级C35根底混凝土自重γC(kN/m3)25根底上部覆土厚度h'(m)0根底上部覆土的重度γ'(kN/m3)19根底混凝土保护层厚度δ(mm)40地基属性地基承载力特征值fak(kPa)100根底埋深的地基承载力修正系数ηd1.6根底底面以下的土的重度γ(kN/m)20根底底面以上土的加权平均重度γm(kN/m3)19.3根底埋置深度d(m)1.5修正后的地基承载力特征值fa(kPa)130.88软弱下卧层软弱下卧层顶面处修正后的地基承载力特征值faz(kPa)222.64地基变形根底倾斜方向一端沉降量S1(mm)30根底倾斜方向另一端沉降量S2(mm)20根底倾斜方向的基底宽度b'(mm)20000根底布置图〔见总平面布置图〕根底底面积：A=2bl-l2+2a2=2×6.2×1.4-1.42+2×12=17.4m2根底中一条形根底底面积：A0=bl+2(a+l)a=6.2×1.4+2×(1+1.4)×1=13.48m2根底及其上土的自重荷载标准值：Gk=AhγC=17.4×1.25×25=543.75kN根底及其上土的自重荷载设计值：G=1.35Gk=1.35×543.75=734.062kN1、偏心距验算条形根底的竖向荷载标准值：Fk''=(Fk+Gk)A0/A=(441.4+543.75)×13.48/17.4=763.208kNF''=(F+G)A0/A=(595.89+734.062)×13.48/17.4=1030.331kNe=(Mk+FVk·h)/Fk''=(674.077+18.927×1.25)/763.208=0.914m≤b/4=6.2/4=1.55m满足要求！2、根底偏心荷载作用应力(1)、荷载效应标准组合时，根底底面边缘压力值e=0.914m≤b/6=6.2/6=1.033mI=lb3/12+2×al3/12+4×[a4/36+a2/2(a/3+l/2)2]=1.4×6.23/12+2×1×1.43/12+4×[14/36+12/2×(1/3+1.4/2)2]=30.509根底底面抵抗矩：W=I/(b/2)=30.509/(6.2/2)=9.842m3Pkmin=Fk''/A0-(Mk+FVk·h)/W=763.208/13.48-(674.077+18.927×1.25)/9.842=-14.279kPaPkmax=Fk''/A0+(Mk+FVk·h)/W=763.208/13.48+(674.077+18.927×1.25)/9.842=127.514kPa(2)、荷载效应根本组合时，根底底面边缘压力值Pmin=F''/A0-(M+FV·h)/W=1030.331/13.48-(910.004+25.551×1.25)/9.842=-19.276kPaPmax=F''/A0+(M+FV·h)/W=1030.331/13.48+(910.004+25.551×1.25)/9.842=172.145kPa3、根底轴心荷载作用应力Pk=(Fk+Gk)/A=(441.4+543.75)/17.4=56.618kN/m24、根底底面压应力验算(1)、修正后地基承载力特征值fa=fak+ηdγm(d-0.5)=100+1.6×19.3×(1.5-0.5)=130.88kPa(2)、轴心作用时地基承载力验算Pk=56.618kPa≤fa=130.88kPa满足要求！(3)、偏心作用时地基承载力验算Pkmax=127.514kPa≤1.2fa=1.2×130.88=157.056kPa满足要求！5、根底抗剪验算根底有效高度：h0=H-δ-D/2=1250-40-16/2=1202mm塔身边缘至根底底边缘最大反力处距离：a1=(b-20.5B)/2=(6.2-20.5×1.6)/2=1.969m塔身边缘处根底底面地基反力标准值：假设Pkmin=0,偏心平安Pk1=Pkmax-a1(Pkmax-Pkmin)/b=127.514-1.969×(127.514-0)/6.2=87.026kPa根底自重在根底底面产生的压力标准值：PkG=Gk/A=543.75/17.4=31.25kPa根底底平均压力设计值：P=γ((Pkmax+Pk1)/2-PkG)=1.35×((127.514+87.026)/2-31.25)=102.627kPa根底所受剪力：V=pa1l=102.627×1.969×1.4=282.849kNh0/l=1202/1400=0.859≤40.25βcfclh0=0.25×1×16.7×1400×1202/1000=7025.69kN≥V=282.849kN满足要求！6、软弱下卧层验算根底底面处土的自重压力值：pc=dγm=1.5×19.3=28.95kPa下卧层顶面处附加压力值：pz=lb(Pk-pc)/(2(b+2ztanθ)2)=1.4×6.2×(73.082-28.95)/(2×(6.2+2×2×tan20°)2)=3.268kPa软弱下卧层顶面处土的自重压力值：pcz=zγ=2×20=40kPa软弱下卧层顶面处修正后地基承载力特征值faz=222.64kPa作用在软弱下卧层顶面处总压力：pz+pcz=3.268+40=43.268kPa≤faz=222.64kPa满足要求！7、地基变形验算倾斜率：tanθ=|S1-S2|/b'=|30-20|/20000=0.0005≤0.001满足要求！四、根底配筋验算根底底部配筋HRB33510Φ