环境大楼塔基方案

1、环境科学大楼项目塔吊基础方案 1 目目 录录 1 1 编制依据编制依据 .1 1 2 2 工程概况工程概况 .1 1 3 3 塔吊选型塔吊选型 .2 2 3.1 塔吊选型与定位 .2 4 4 塔吊基础设计塔吊基础设计 .3 3 4.1 QTZ160 塔吊基础 .3 4.3 塔吊承台施工的相关规定.4 5 5 塔吊基础施工塔吊基础施工 .4 4 5.1 塔吊基础桩施工 .4 5.2 塔吊基础承台施工 .7 5.3 塔吊基础的验收和运行监测（项目重点关注） .8 6 6 安全注意事项安全注意事项 .8 8 7 7 塔吊基础计算书塔吊基础计算书 .9 9 7.1 塔吊基础计算.9 8 8 附图附图

2、.1515 8.1 塔吊基础平面布置图 .15 环境科学大楼项目塔吊基础方案 1 1 1 编制依据编制依据 序号名称编号 1 北京大学环境科学大楼项目施工图纸 2013.08 2 北京大学环境科学大楼项目施工组织设计 2014.03 3 建筑机械使用安全技术规程 JGJ33-2001 4 建筑桩基技术规范 JGJ94-2008 5 建筑变形测量规范 JGJ8-2007 6 PKPM 施工安全计算软件CMIS_9.2 版 7 北京市建筑起重机械安全监督管理规定京建施2008368 号 8 关于对本市建筑起重机械进行备案管理的通知京建施2008593 号 9 关于进一步加强建筑起重机械管理的通知

3、2010-04-20 10 建筑施工起重机械监督管理规定建设部令第 166 号 2 2 工程概况工程概况 序号项目内容 1 工程地址北京 2 建筑面积 总建筑面积 （m2） 20500 3 建筑层数地上5 层地下3 层 横轴编号114纵轴编号AH 4 建筑平面 横轴距离（m） 95.72 纵轴距离（m） 50.25 5 建筑高度 18m 6 结构形式基础主体屋盖 环境科学大楼项目塔吊基础方案 2 序号项目内容 筏板基础（柱帽下返） 框架剪力墙结构现浇砼 7 持力层土 质类别 第四纪沉积粘质粉土、粉质粘土，粘质粉土、砂质粉土1 层 8 地基承载 力特征值 180Kpa 3 3 塔吊选型塔吊选型

4、3.1 3.1 塔吊选型与定位塔吊选型与定位 本方案根据施工现场场地条件及周围环境情况，QTZ160（TCT701510E）塔吊的 臂长 70m，自由安装高度为 60m，增加附墙之后最大起升高度可达 200m。70m 端头处按 设计可吊 1.5T（两倍率） ，最大起吊重量为 10T。由于施工现场场地狭小，且考虑塔吊 对施工现场覆盖达到最优便于施工，故将塔吊设置于基坑中侧 7-8/E-F 轴处，塔吊基 础中心距 8 轴 3.3m，距 F 轴 4.4m，塔吊穿基础底板，地下一二三层顶板，地上位于主 体空地内（见塔吊与地上结构位置示意图） ，具体位置及其周围环境情况详见附图 1 塔 吊定位图。 QT

5、Z160 塔吊性能参数 主要技术参数主要技术参数 起重荷载标准值:Fqk=160kN（按 160 kN 设计但实际施工 最大起重量为 100 kN） ，臂长：70 米，最大起重量：10 吨 。最大自由工作高度：60 米，最大附着工作高度 200 米 整机重量整机重量独立式 28.5 吨，平衡重 19.8 吨 塔机外形尺寸塔机外形尺寸 塔顶距离地面高度为 60 米,平衡臂最大回转半径为 17.2 米,吊臂最大回转半径为 73 米。标准节为无缝钢管结构，其外 形尺寸为：长 2.0 米宽 2.0 米高 3.0 米 起升速度起升速度 20m/min80m/min（二、五倍） 变幅速度变幅速度 0-55

6、 m/min 回转速度回转速度 00.6r/min 最大工作幅度最大工作幅度 70m 工作温度工作温度 -20+40 环境科学大楼项目塔吊基础方案 3 总功率总功率 57.5KW 塔吊基础塔吊基础7.5m7.5m1.4m 4 4 塔吊基础设计塔吊基础设计 4.1 4.1 QTZ160QTZ160 塔吊基础塔吊基础 4.1.1 塔吊厂家提供基础为 7500*7500*1400 尺寸，为使塔吊基础更安全可靠，通 过 PKPM 软件实际计算，经与设计沟通塔吊基础可以利用基坑原设计抗拔桩并将抗拔桩 直径加大，故用 4 根桩径 600，桩顶标高位于-13.9m，施工桩长 11.0m（不含预留保 护桩头

7、0.50m） ，桩间距 3.6 米，桩穿过土层为粘土侧阻力特征值为 50-55kPa，桩端部 土层为卵石-圆砾层，侧阻力特征值为 120kPa ，端阻力特征值为 2500kPa。桩身混凝 土强度为 C30。桩端部土层为卵石-圆砾层。 4.1.2 桩身配筋：主筋 1216，箍筋 8250。主筋锚入塔基承台内不小于 35d 取 900mm。 4.1.3 塔吊基础承台配筋25 双向，钢筋间距 200,上下两层钢筋采用16 拉筋间 距 600 梅花布置。和排桩垂直的桩间 1m 范围内主筋加密，间距 150 ；同时配 10200 六肢箍，做成暗梁。塔吊基础承台厚 1400，承台尺寸 7500750014

8、00，承台上表面 标高-12.95m(筏板下表面标高-12.7m)，混凝土标号 C40。可根据塔吊厂家要求浇筑混 凝土时在塔基承台内预埋角钢或加强节。基础施工完毕后根据同条件养护试块试压强 度（4 天开始第一次试压若强度达不到则做 7 天强度试压）待承台混凝土强度达到 C30 开始安装塔吊。塔吊安装完毕直至承台混凝土强度达到 C40 后开始运转，塔吊运转时 间距安装完成约 25 天。 4.1.4 塔吊基础桩及承台见下图 环境科学大楼项目塔吊基础方案 4 环境科学大楼项目塔吊基础方案 5 4.3 塔吊承台施工的相关规定塔吊承台施工的相关规定 4.3.1 主脚钢底板与马凳，马凳腿与底层钢筋之间焊接

9、牢固。 4.3.2 采用 550 扁铁做两组防雷接地，接地电阻不大于 4。 4.3.3 塔吊基础浇筑混凝土时留置四组试块，三组同条件试块，一组标样试块，待 混凝土强度达到 75%方可安装，强度达到 100%后方可运行。 塔吊基础验算见第七章：塔吊基础计算书。 5 5 塔吊基础施工塔吊基础施工 5.1 5.1 塔吊基础桩施工塔吊基础桩施工 5.1.1.1 塔吊基础桩由护坡桩施工单位施工，采用与护坡桩相同施工工艺，在 护坡桩施工期间完成塔吊基础桩施工。 5.1.1.2 工艺流程（见下图）: 环境科学大楼项目塔吊基础方案 6 施工准备、平 整场地 测量放线定位 放桩位线 钻机就位 钻机钻进 成 孔

10、清 孔 下钢筋笼 下钢制导管 灌注混凝土 拆除钢护筒 桩试验 清破桩头 下一道工序 土方下挖 钻机安装 泥浆制备暂存 钢筋原材料试 验 钢筋笼制作 导管拼装 制作混凝土试 块 混凝土试块养护 试压 施工方案审批 监理工程师验 收 质量检验验收 灌注桩位复测 成孔验收 5.1.2 成孔作业 5.1.2.1 施工准备：包括测量放线、场地整平 5.1.2.2 土方下挖：土方下挖至-9 米，保证抗拔桩施工条件 5.1.2.3 抗拔桩定位放线：土方开挖至抗拔桩施工位置，开始放桩位线 5.1.2.4 成孔施工：钻机就位时，钻具中心与桩位的偏差应小于 20mm。就位钻 机必须平整、稳固，确保在施工中不发生倾

11、斜、移动。 5.1.2.5 开钻前，先用清水润通混凝土泵及泵送管线，然后泵送一定数量的砂 环境科学大楼项目塔吊基础方案 7 浆，并将所有砂浆泵出管外。封住钻头阀门，钻头下移至地面，开始钻进。 5.1.2.6 开孔时，钻具中心高，必须保证钻具垂直度。钻进过程中，根据不同 的地层调整钻进方法，同时密切注意钻具的垂直度，防止出现偏差，影响工程质量。 5.1.2.7 钢筋笼制作与吊放 5.1.2.8 钢筋笼制作 5.1.2.9 钢筋加工前进行除锈、调直。6.5 箍筋用冷拉机冷拉调直，拉伸率不 大于 2%，钢筋严格按设计图纸下料，主筋通长配置，加强筋用特制绞盘缠绕环状，焊 接成型，箍筋用螺旋箍按间距要求

12、缠绕在笼骨架上，绑扎牢固。 5.1.2.10 钢筋笼制作要求允许偏差: 5.1.2.11 主筋间距10mm； 5.1.2.12 箍筋间距20mm； 5.1.2.13 直径10mm； 5.1.2.14 长度100mm； 5.1.2.15 主筋保护层厚度符合设计要求； 5.1.2.16 钢筋笼制作完毕后自检，合格后报请监理验收，验收完毕后在钢筋笼 上挂牌标记。未经验收的钢筋笼不得安放。 5.1.2.17 钢筋笼吊装 5.1.2.18 钢筋笼采用扁担起吊法，起吊点设在钢筋笼箍筋和主筋连接处。 5.1.2.19 吊放时使用 25t 汽车吊进行起吊。 5.1.2.20 运输途中和下吊时注意不得使钢筋笼变

13、形，钢筋笼应缓慢吊放，整个 安放过程中由起重工指挥负责，下放到设计标高时即固定，请监理进行隐蔽验收。 5.1.2.21 混凝土灌注作业 5.1.2.22 混凝土采用水下 C30 强度等级混凝土，坍落度为 180220mm。混凝土 灌注前应做好一切准备工作，使用导管灌注，保证灌注混凝土连续紧凑地进行。 5.1.2.23 最小初灌量根据桩径通过计算确定，保证第一次浇筑混凝土后，导管 底端能埋入混凝土中大于 1.0 米。 5.1.2.24 混凝土灌注过程中导管应始终埋在混凝土中，严格控制导管埋入混凝 土面以下至少 23 米，导管不能提出混凝土面。 5.1.2.25 混凝土实际灌注高度应高出设计桩顶标

14、高 500mm，以保证设计标高以 下混凝土符合设计要求。 5.1.2.26 按灌注混凝土 100m3以内制取一组混凝土试块进行标养后送试验室进 行 28 天抗压强度试验。 环境科学大楼项目塔吊基础方案 8 5.2 5.2 塔吊基础承台施工塔吊基础承台施工 5.2.1 塔吊可根据塔吊租赁厂家要求采取支腿预埋固定脚支座或预埋一整节加 强节两种方式，就位时用经伟仪从两个不同方位测量垂直度，塔机预埋固定脚支座垂 直度误差不能超过千分之一。 5.2.1.1 钢筋施工 5.2.1.2 钢筋施工时，钢筋必须进行检测，合格后方可使用。垫层上表面必须 平整。 5.2.1.3 钢筋工艺流程：弹线放置下铁下排钢筋放

15、置下铁上排钢筋绑扎 钢筋放置垫块放置马登放置上铁下排钢筋放置上铁下排钢筋放置上铁上排 钢筋绑轧钢筋调整固定进行拉筋绑扎。钢筋用 22 号火烧丝绑扎，绑扣为八字 扣。 5.2.1.4 模板施工 5.2.1.5 模板工艺流程：弹线抄平支模板调整固定办预检 5.2.1.6 按照模板放线位置将模板就位并刷好脱摸剂。 5.2.1.7 模板下部用 8#铁丝拉接，模板上口及侧模用钢管做水平支撑，保证模 板的强度、刚度，稳定性。 5.2.1.8 模内清理干净。 5.2.1.9 模板不得变形、翘曲，裂缝，相邻模板表面平整度5mm，相邻模板高 差2mm。 5.2.1.10 混凝土施工 5.2.1.11 混凝土施工

16、时模内清理混凝土浇筑混凝土振捣混凝土养护，保 证混凝土全部振捣密实后，表面应用木抹子搓平。混凝土上表面必须平整。 5.2.1.12 基础两侧分别向外找坡，防止积水。 5.2.1.13 塔吊就位由吊装公司负责，但施工单位应做好配合。 5.2.1.14 基础施工完后做塔吊的防雷与接地。防雷与接地采用三角形连接，共 分两组，每组三个接地体，接地体为 505 的镀锌扁钢，接地体长 2.5m，两组接地体 的跨度为 5m，接地体与塔吊之间用 404 的镀锌角铁连接。接地电阻不大于 4 欧姆， 每组接地线的制作要求：用 3 根 L50 5 的镀锌角铁焊接在一起，再焊接在塔吊的地 脚上。 5.2.1.15 塔

17、吊电源线采用三相五线制，设备保护接零，塔吊设有专用电闸箱， 采用 200A 的空开。 5.3 5.3 塔吊基础的验收和运行监测（项目重点关注）塔吊基础的验收和运行监测（项目重点关注） 环境科学大楼项目塔吊基础方案 9 5.3.1 塔吊基础钢筋绑扎完毕后必须经项目技术质量人员及监理检查验收后方可 浇筑混凝土。在塔吊运行期间，由项目测量人员每日一次检查基坑，检查内容如下： 基坑排桩的垂直度和水平位移，检查塔吊的垂直度；观测并记录塔吊基础的沉 1 2 3 降将每日观测成果记录成台账以便及时发现安全隐患。雨后增加一次观测。 4 5 5.3.2 塔吊基础四周应混凝土硬化并做好截水沟防止雨水冲刷渗入边坡和

18、塔吊基 础的持力层。 6 6 安全注意事项安全注意事项 6.1.1.1 安全员必须对安全工作认真负责，行使好自己的职权。 6.1.1.2 工人进入施工现场前应对其进行相应的安全教育。 6.1.1.3 进入施工现场必须戴好安全帽。非工作人员禁止进入现场。 6.1.1.4 施工中所用机具，必须经检验合格，才能使用，否则不得使用。 6.1.1.5 所有电器设备的金属外壳以及电器设备连接的金属外壳构架必须采取妥善 的接地或接零保护。 6.1.1.6 夜间施工时，操作面必须配备充足的照明设备，保证振捣人员能够看清混 凝土的振捣情况。振捣手必须穿绝缘鞋戴绝缘手套。 6.1.1.7 所有施工人员非电工不能进

19、行电气设备的施工和操作，严禁随意触摸电气 设备。严禁野蛮施工、违章操作。 6.1.1.8 施工现场禁止吸烟。 6.1.1.9 绑扎钢筋过程中，注意力要集中，避免铁丝、钢筋扎手脚。 6.1.1.10 所有施工人员必须严格遵守本规程方案的要求，严禁各种违章现象出现。 6.1.1.11 现场电闸箱要搭好防雨棚，电闸箱的漏电保护装置灵敏、齐全，并设专人 随时维护供电系统的正常运转。电闸箱的管理、位置变动、电缆铺设等要求详见本工 程临时用电方案 。 6.1.1.12 雨施期间每天使用前对电气设备的安全检查，包括线路、动力电源线路， 各种箱、闸、盒的接零、接地保护是否灵敏可靠，非机电人员不得擅自动用机电设

20、备。 6.1.1.13 雨施期间，加强操作人员的自我保护意识，工长做出书面安全交底。 6.1.1.14 消防器材放置在防雨、防潮、防晒地方保存，及时检查地下消火栓，井口 位置要高于现场地坪。消火拴昼夜要设有明显标志，并配备足够的水龙带。消火拴周 围 3 米以内，不得堆放任何物品。 环境科学大楼项目塔吊基础方案 10 7 7 塔吊基础计算书塔吊基础计算书 7.1 塔吊基础计算 塔吊四桩基础的计算书塔吊四桩基础的计算书 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程(JGJ/T 187-2009)。 一一. . 参数信息参数信息 塔吊型号:QTZ200塔机自重标准值:Fk1=950.00kN 起重荷载标准值

21、:Fqk=160kN塔吊最大起重力矩:M=1860kN.m 非工作状态下塔身弯矩:M=5231kN.m塔吊计算高度:H=45m 塔身宽度:B=2m桩身混凝土等级:C30 承台混凝土等级:C40保护层厚度:H=50mm 矩形承台边长:H=7.5m承台厚度:Hc=1.4m 承台箍筋间距:S=200mm承台钢筋级别:HRB400 承台顶面埋深:D=0.0m桩直径:d=0.6m 桩间距:a=3.6m桩钢筋级别:HRB400 桩入土深度:11m桩型与工艺:泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩 计算简图如下： 二二. . 荷载计算荷载计算 1.1. 自重荷载及起重荷载自重荷载及起重荷载 1) 塔机自重标准值 Fk1=

22、950kN 环境科学大楼项目塔吊基础方案 11 2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=7.57.51.4025=1968.75kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=160kN 2.2. 风荷载计算风荷载计算 1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2) Wk=0.81.591.951.20.2=0.60kN/m2 qsk=1.20.600.352=0.50kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.5045.00=22.50kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.522.

23、5045.00=506.30kN.m 2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.45kN/m2) Wk=0.81.651.951.20.45=1.39kN/m2 qsk=1.21.390.352.00=1.17kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=1.1745.00=52.54kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.552.5445.00=1182.16kN.m 3.3. 塔机的倾覆力矩塔机的倾覆力矩 工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=5231+0.9(18

24、60+506.30)=7360.67kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=5231+1182.16=6413.16kN.m 三三. . 桩竖向力计算桩竖向力计算 非工作状态下： 环境科学大楼项目塔吊基础方案 12 Qk=(Fk+Gk)/n=(950+1968.75)/4=729.69kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(950+1968.75)/4+(6413.16+52.541.40)/5.09=2003.99kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(950+1968.75-0)/4-(6413.16+52.541

25、.40)/5.09=-544.62kN 工作状态下： Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(950+1968.75+160)/4=769.69kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvkh)/L =(950+1968.75+160)/4+(7360.67+22.501.40)/5.09=2221.87kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvkh)/L =(950+1968.75+160-0)/4-(7360.67+22.501.40)/5.09=-682.49kN 四四. . 承台受弯计算承台受弯计算 1.1. 荷载计算荷载计算 不计承台自重及其上土重，

26、第 i 桩的竖向力反力设计值： 工作状态下： 最大压力 Ni=1.35(Fk+Fqk)/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35(950+160)/4+1.35(7360.67+22.501.40)/5.09=2335.07kN 最大拔力 Ni=1.35(Fk+Fqk)/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35(950+160)/4-1.35(7360.67+22.501.40)/5.09=-1585.82kN 非工作状态下： 最大压力 Ni=1.35Fk/n+1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35950/4+1.35(6413.16+52.541.40)/5.09=2040.

27、94kN 最大拔力 Ni=1.35Fk/n-1.35(Mk+Fvkh)/L =1.35950/4-1.35(6413.16+52.541.40)/5.09=-1399.69kN 2.2. 弯矩的计算弯矩的计算 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规程第 6.4.2 条 其中 Mx,My1计算截面处 XY 方向的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi单桩相对承台中心轴的 XY 方向距离(m)； 环境科学大楼项目塔吊基础方案 13 Ni不计承台自重及其上土重，第 i 桩的竖向反力设计值(kN)。 由于工作状态下，承台正弯矩最大： Mx=My=22335.070.80=3736.11kN.m 承台最大负弯

28、矩: Mx=My=2-1585.820.80=-2537.31kN.m 3.3. 配筋计算配筋计算 根据混凝土结构设计规范GB50010-2010 第 6.2.10 条 式中 1系数，当混凝土强度不超过 C50 时，1取为 1.0,当混凝土强度等级为 C80 时，1取为 0.94,期间按线性内插法确定； fc混凝土抗压强度设计值； h0承台的计算高度； fy钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2。 底部配筋计算: s=3736.11106/(1.00019.1007500.00013502)=0.0143 =1-(1-20.0143)0.5=0.0144 s=1-0.0144/2=0.99

29、28 As=3736.11106/(0.99281350.0360.0)=7743.3mm2 顶部配筋计算: s=2537.31106/(1.00019.1007500.00013502)=0.0097 =1-(1-20.0097)0.5=0.0098 s=1-0.0098/2=0.9928 As=2537.31106/(0.99511350.0360.0)=5246.4mm2 五五. . 承台剪切计算承台剪切计算 最大剪力设计值： Vmax=2335.07kN 依据混凝土结构设计规范(GB50010-2010)的第 6.3.4 条。 我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：

30、 环境科学大楼项目塔吊基础方案 14 式中 计算截面的剪跨比,=1.500 ft混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.710N/mm2； b承台的计算宽度，b=7500mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1350mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2； S箍筋的间距，S=200mm。 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋! 六六. . 承台受冲切验算承台受冲切验算 角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不 进行承台角桩冲切承载力验算 七七. . 桩身承载力验算桩身承载力验算 桩身承载力计算依据建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)的第 5.8.2 条 根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值 N=1.352221.87=2999.52kN 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中 c基桩成桩工艺系数，取 0.75 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.3N/mm2； Aps桩身截面面积，Ap