塔吊基础施工方案

1/22水岸佳苑安置房D地块I标段工程塔吊基础施工方案编制人：审核人：审批人：编制单位：江苏顺通建设集团有限公司水岸佳苑项目部2012-3-52/22目录一、工程概况…………………………………………………………3（一）、工程概况…………………………………………………3（二）、工程地质、水文条件……………………………………3二、基础方案设计……………………………………………………4（一）、设计依据…………………………………………………4（二）、基础方案选择……………………………………………5（三）、基础方案设计计算………………………………………5三、基础方案的确定…………………………………………………19四、塔吊基础施工及质量要求………………………………………19（一）、施工工艺流程……………………………………………19（二）、主要施工方法及质量要求………………………………20五、安全文明施工……………………………………………………21六、附塔吊基础图……………………………………………………223/22一、工程概况（一）、工程概况水岸佳苑D块安置房位于无锡市锡山区，锡东大道与大成路交叉口东南侧。Ⅰ标段由8幢高层、多层配套用房及配电房组成。结构体系采用剪力墙结构和框架结构；基础形式为桩基与天然地基。其中D30#、D36#楼地上24F，地下1F，各安装淮安市建筑机械有限公司生产的TC5513塔吊一台，D19#、D24#、D25#、D29#、D35#楼地上18F，地下1F，每栋楼各安装QTZ40塔吊一台。其位置见现场平面图，经业主提供的市政管网布置图，该区域无地下管线。场地比较宽敞，塔机的地面组装较为方便，没有电线经过，有利于安装工作。（二）、工程地质、水文条件（详细情况见《岩土工程勘察报告》）根据江苏鑫源岩土勘察工程有限公司提供的岩土工程勘察报告，拟建场地为荒地，少部分为拆迁场地，地形较平坦。该工程基坑开挖范围内的土层依次为：一、①层素填土：结构松散，不均匀工程质量差，应清除；二、②1层粘土：可塑（局部硬塑）状态，中压缩性，土质较均匀，场地均有分布，工程性能较好，承载力较高，可作为地下车库及低层建筑的天然地基持力层；三、②2层粉质粘土：可塑状态，中压缩性，场区均有分布，工程性能良好，承载力高，是地下车库及低层建筑的天然地基良好下卧层；四、③层粉质粘土：软塑（局部可塑），中压缩性，夹层状粉土，4/22场区大多分布，工程性能一般。2.岩土工程设计参数地基承载力特征值（fak）、压缩模量（ES）见下表：土层编号土层名称物理指标抗剪强度指标综合确定fak(kpa)fak(kpa)fak(kpa)ES②1粘土2402702007.0②2粉质粘土1701801505.5③粉质粘土1201001004.0④1粉质粉土1401401405.03.地下水信息本工程场地浅层地下水属上层滞水，主要赋存于耕填土层中，主要受大气降水的入渗补给，通过蒸发排泄，动态特征表现为气候调节型。勘察测得上层滞水稳定水位标高为3.8米左右。二、基础方案设计（一）、设计依据（基础计算依据）1、业主提供的江苏鑫源岩土勘察工程有限公司《岩土工程勘察报告》；2、《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）；3、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）；4、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；5、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）；6、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；5/227、塔式起重机基础图、使用说明书；8、《建筑施工手册》第四版、中国建筑工业出版社；9、《建筑机械使用安全规程》（JGJ33-2001）；（二）、基础方案选择1、技术要求：①QTZ40塔式起重机钢筋混凝土基础总重量不得低于50T；基础图显示其钢筋混凝土固定基础为4800×4800×960㎜，地基承载力特征值大于120Kpa，混凝土强度等级不低于C35。②TC5513塔式起重机钢筋混凝土基础总重量不得低于90T；基础图显示其钢筋混凝土固定基础为5700×5700×1200㎜，地基承载力特征值不小于140Kpa，混凝土强度等级不低于C35。2、根据本工程施工现场地质情况，塔吊现浇钢筋混凝土承台基础设置底标高同主楼筏板底标高，坐落于②2层粉质粘土上。（三）、基础方案设计计算受力分析：从塔式起重设备的工作原理进行分析，该生产设备在以下方面对设备的安全使用关系相当重要：设备的基础，设备结构，设备结构材料，设备的工作性能和操作系统；在计算中重点求出设备基础的稳定性及设备抗倾覆的能力；因该工程的塔吊设备由生产厂家进行安装和施工中施工材料垂直运输操作，现只对设备基础进行计算。根据设备厂家的要求，勘察报告中及土层勘察情况。为确保底板施工前就可投入塔吊进行施工，塔吊基础先行施工，6/22并安装投入使用。本塔吊基础采用钢筋混凝土承台基础，承台混凝土强度等级C35，承台尺寸：QTZ40塔吊为4.8m×8.0m×0.96m；TC5513塔吊为5.7m×5.7m×1.2m。对塔吊基础结构进行设计与复核验算：1、QTZ40塔吊基础计算一、参数信息塔吊型号：QTG40，塔吊起升高度H：60.00m，塔身宽度B：1.6m，基础埋深d：4.00m，自重G：287.83kN，基础承台厚度hc：0.96m，最大起重荷载Q：46.6kN，基础承台宽度Bc：4.80m，混凝土强度等级：C35，钢筋级别：HRB335，基础底面配筋直径：14mm地基承载力特征值fak：140kPa，基础宽度修正系数ηb：0.15，基础埋深修正系数ηd：1.4，基础底面以下土重度γ：20kN/m3，基础底面以上土加权平均重度γm：20kN/m3。二、塔吊对交叉梁中心作用力的计算1、塔吊竖向力计算塔吊自重：G=287.83kN；塔吊最大起重荷载：Q=46.6kN；作用于塔吊的竖向力：Fk＝G＋Q＝287.83＋46.6＝334.43kN；2、塔吊弯矩计算7/22风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：Mkmax＝799.9kN·m；三、塔吊抗倾覆稳定验算基础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基础中心的距离；Mk──作用在基础上的弯矩；Fk──作用在基础上的垂直载荷；Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×4.8×4.8×0.96=552.96kN；Bc──为基础的底面宽度；计算得：e=799.9/(334.43+552.96)=0.901m4.8/3=1.6m；基础抗倾覆稳定性满足要求！四、地基承载力验算依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。计算简图:8/22混凝土基础抗倾翻稳定性计算：e=0.901m4.8/6=0.8m地面压应力计算：Pk＝（Fk+Gk）/APkmax＝2×(Fk＋Gk)/（3×a×Bc）式中Fk──作用在基础上的垂直载荷；Gk──混凝土基础重力；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/20.5－Mk/（Fk＋Gk）＝4.8/20.5-799.9/(334.43+552.96)=2.493m。Bc──基础底面的宽度，取Bc=4.8m；不考虑附着基础设计值：Pk＝（334.43＋552.96）/4.82＝38.515kPaPkmax=2×(334.43+552.96)/(3×2.493×4.8)=49.444kPa；9/22地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.2.3条。计算公式如下:fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)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140.000kN/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20.000kN/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4.800m；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20.000kN/m3；d--基础埋置深度(m)取4.000m；解得地基承载力设计值：fa=243.400kPa；实际计算取的地基承载力设计值为:fa=243.400kPa；地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=38.515kPa，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标准值Pkmax=49.444kPa，满足要求！五、基础受冲切承载力验算依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。10/22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=0.99；ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；取ft=1.57MPa；ho--基础冲切破坏锥体的有效高度；取ho=0.91m；am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=(at+ab)/2；am=[1.60+(1.60+2×0.91)]/2=2.51m；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）；取at＝1.6m；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；ab=1.60+2×0.91=3.42；Pj--扣除基础自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；取Pj=59.33kPa；Al--冲切验算时取用的部分基底面积；Al=4.80×(4.80-3.42)/2=3.31m2Fl--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。Fl=PjAl；11/22Fl=59.33×3.31=196.51kN。允许冲切力：0.7×0.99×1.57×2510.00×910.00=2485123.64N=2485.12kNFl=196.51kN；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《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。计算公式如下:MI=a12[(2l+a')(Pmax+P-2G/A)+(Pmax-P)l]/12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；取a1=(Bc-B)/2＝(4.80-1.60)/2=1.60m；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59.33kN/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，P＝Pmax×（3×a－al）/3×a＝59.33×(3×1.6-1.6)/(3×1.6)=39.555kPa；G--考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×4.80×4.80×0.96=746.50kN/m2；l--基础宽度，取l=4.80m；a--塔身宽度，取a=1.60m；12/22a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.60m。经过计算得MI=1.602×[(2×4.80+1.60)×(59.33+39.55-2×746.50/4.802)+(59.33-39.55)×4.80]/12=101.70kN·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=16.70kN/m2；h