2017塔吊基础专项施工方案

X X X X 北区实训楼

塔吊基础

专

项

施

工

方

案

编制人：

审核人：

审批人：

X X建设集团有限公司

Shanhe Construction Group Co.Ltd.

二零一七年五月

目录

1、编制依据 (3)

2、工程概况 (3)

3、塔吊机主要技术性能 (6)

4、塔吊选型及位置确定 (10)

5、塔吊基础施工要点 (10)

6、安全技术措施 (11)

7、塔吊基础的监测、监控 (12)

8、塔吊基础计算书 (11)

9、附图 (13)

XXXXXX技术学院北区实训楼工程塔吊基础施工方案

1、编制依据

1.1 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011；

1.2 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010；

1.3 《钢结构设计规范》GB50017-2012

1.4 《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010

1.5 《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》 JGJ/T187-2009

1.6《建筑起重机械安全监督管理规定》（建设部166号令）；

1.7《塔式起重机安全规程》（GB5144-2006）；

1.8《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号文）；

1.9《施工现场机械设备检查技术规程》（JGJ160-2016）；

1.10《建筑工程安全生产管理条例》（国务院令第393）；

1.11《建筑机械设备检查技术规程》（JGJ33-2012）；

1.12 QTZ63塔式起重机使用说明书；

1.13 XXXXXX技术学院北区实训楼工程勘察报告。

2、工程概况

2.1基本概况

工程概况

2.2工程设计概况

本工程为XXXX北区实训楼工程，用地位于XXX运河路旁。本工程包括4栋教学楼、钟楼、消防水池及地下室工程，其功能及结构体系如下：

本工程塔吊基础工程桩依据XX省地质勘察基础工程公司提供的《XXXXXX技术学院北区实训中心岩土工程详细勘察报告》设计，本工程共布置三台塔吊，各台塔吊所处场地地质条件见下图，塔吊桩基础采用天然基础。

2.3.1、1#塔吊主要覆盖1#楼，选用由中联重科股份有限公司生产的QTZ80(TC6012A-6A)的塔吊（平面定位见附图），塔吊基础地质情况见下图。

原状土样位置标贯位置及锤

图 例素填土扰动土样位置岩样位置及编

本台塔吊的基础持力层位于第○2层（卵石层），理论承载力fak=480kpa ，综合当地建筑经验综合取值fak=400kpa 。位于ZK20~21之间。 2.3.2、2#塔吊覆盖2#楼、4#楼，选用由杭州华城机械有限公司生产的QTZA63(5510)的塔吊（平面定位见附图），塔吊基础地质情况见下图。

卵石

强风化

泥质粉砂岩

f

中风化

粉质粘土

原状土样位置及编号

标贯位置及锤击数

动探试验成果

例

素填土

扰动土样位置

及编号

○

岩样位置及编号

■

7

高 程(m)(黄海高程系)

本台塔吊的基础持力层位于第④-2层中风化泥质粉砂岩，岩体基本质量等级为Ⅳ类，综合当地建筑经验综合取值fak=2000kpa 。位于ZK57~JK8附近。

3、塔吊机主要技术性能

本工程占地面积大，根据施工总体安排，目前1#、2#、4#楼即将进行施工，3#楼边坡支护施工结束后（约45天）开始施工。为尽量覆盖各栋单体工程，拟在1#楼安装一台QTZ80(TC6012A-6A)的塔吊，4#楼、3#楼各安装一台QTZA63(5510)的塔吊。使用的塔式起重机技术性能见下表所示：

QTZA63(5510)起重机技术性能表

QTZ80(TC6012A-6A)起重机技术性能表

4、塔吊选型及位置确定

根据本工程的总平面布置图、建施、结构等有关的位置和建筑物周边环境情况，及各栋楼的特点，确定塔吊平面位置、安装高度、基础形式确定如下：

4.1 塔吊平面位置的确定

本工程塔吊位置：QTZ80(TC6012A-6A)布置于1#楼，两台QTZA63(5510)分别布置于3#楼、4#楼，各栋楼塔吊位置见附图。

4.2 塔吊臂长、安装高度确定

1#楼选用一台QTZ80(TC6012A-6A)塔吊，臂长60m，3#、4#楼各选用一台QTZA63(5510)塔吊，臂长50m，塔吊初次安装高度控制在30m以内(祥见《群塔方案》)，相邻塔吊之间应保持安全距离，初装高度见附图。

4.3塔吊基础的确定

本工程塔吊均位于建筑物的外侧，塔吊基础选用天然基础。

5、塔吊基础施工要点

测量定位、放线→土方开挖→承台施工（预埋基座）→安装塔吊

5.2 塔吊施工要点

（1）现场平面布置阶段，并注意避开地下主体结构、工程桩，严格按确定的塔吊位置施工。

（2）塔吊安装前，塔基承台砼强度必须满足要求，方可安装。地下结构施工期间，适当减小塔吊的最大自由高度。

（3）塔机使用中，要经常观察钢筋混凝土承台的变形情况；经常观察地脚螺栓松动情况，随时拧紧；经常观察塔机的垂直度，发现超差及时纠正。

（4）基础施工时做好塔吊接地，接地用镀锌扁铁制作，电阻不得大于4Ω，一端同预埋标准节用角钢点焊，另一端与基础承台底板钢筋连接，底板钢筋与桩端的钢筋连接。塔吊基础的地脚螺栓、基础预埋节的预埋安装必须请塔吊安装单位现场验收确定。

（5）基础开挖清理好后，应进行自检，检查持力层是否和地勘报告一致，确认无误后请监理、地勘、安监等部门进行基础验槽，并进行签字确认。

（6）基础的钢筋绑扎后，应做隐蔽工程验收。隐蔽工程验收应包括塔机基础节的预埋件及预埋节等。验收合格后方可浇筑混凝土。

（7）基础混凝土强度等级必须符合设计要求。安装塔机时基础混凝土强度应达到80%以上设计强度，塔机运行使用时基础混凝土应达到100%设计强度。

（8）基础混凝土施工中，在基础顶面四角应做好沉降及位移观测点，并做好原始记录，塔机安装后应定期观测并记录，沉降量和倾斜率不应超过规范及塔吊说明书的规定。

6、安全技术措施

6.1、安全技术措施作为安全生产施工的基本保障，必须全力实行。在本工程施工过程中安全技术措施将贯穿施工全过程。

6.2、现场所有机械设备必须按照施工平面布置图进行布置和停放，机械设备的设置和使用必须严格遵守《施工现场机械设备安全管理规定》，现场机械有明显的安全标志和安全技术操作批示牌，具体要做到：

1）所有机械设备应经常性清洁、润滑、紧固、调整、不超负荷和带病工作；

2）机械在停用、停电时必须切断电源；

3）各分部分项工程，各分管辖地实行“谁主管、谁负责”的原则；

4）机电作业地点要有安全环境，夜间有足够照明，停机时间要有可靠的防护措施；

5）现场料场、库房的布局应合理规范，易燃易爆物品、有毒物品均应设专库保管，严格执行领用、回收制度；

6.3、本工程施工现场用电贯彻执行“安全第一，预防为主”的方针，确保在施工现场用电中的人身安全和设备安全，使施工现场供用电设施的设计、施工、运行及维护做到安全可靠。

(1）、分级配电箱、接线盒的位置选择要求：

（A）．靠近电源，便于线路的引入和引出；

（B）．保证不受水冲、水浸，不积水，地面排水坡度不小于0.5%；

（C）．避开易燃易爆危险地段和有激烈振动的场所。

(2)、电焊机

（A）．室外电焊机应设置在干燥场所，并设遮棚；

（B）．电焊机外壳必须可靠接地；电焊机的裸露导电和转动部分应装安全护罩；

（C）．电焊把钳绝缘必须良好；电焊机二次引出线长度不宜大于30m。

6.4、在施工过程中，要求各作业班组实行谁做谁清，随做随清，做到活完脚下清，工完场地清，以保证施工楼面没有多余的材料及垃圾，在现场搅拌运输砂浆、砼过程中，做到不漏、不洒、不剩。项目总经理部应派专人对各楼层进行清扫、检查，使每个已施工完的结构面清洁、无积灰，而对运入各楼层的材料要求堆放整齐，以使整个楼面整齐划一，各类材料分类堆放整齐，砂石成堆，砖成方。

6.5、进入施工现场必须戴好安全帽。

6.6、施工地段设置各种警戒标志，限制机械、人员靠近塔吊安装区域。起重机作业范围内严禁站人。

6.7、塔吊基础施工期间，专职安全员，加强巡视，对重点工序做好安全监督工作，并做好安全技术交底。

7、塔吊基础的监测、监控

1、塔基桩施工前，认真复核桩位，确保位置准确。

2、塔吊基础施工后，在基础承台上埋设沉降观测点，记录初始数据，塔吊安装完成，使用过程中安排测量员每天对塔吊基础进行沉降观测，并及时将数据统计好后，交予技术负责人及安全员；若沉降趋于稳定，可减少观测频率至每周一次。

3、塔吊使用过程中，安排测量员每天对塔吊垂直度进行观测，并及时将数据统计好后，交予技术负责人及安全员。若出现异常情况，应采取相应措施进行处理。

8、塔吊基础计算书

QTZ80塔吊天然基础的计算书（一）计算依据

1.《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008；

2.《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)；

3.《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）；

4.《XXXXXX技术学院北区实训楼工程勘察报告》；

5.《QTZ80塔式起重机使用说明书》；

6.建筑、结构设计图纸；

7.《简明钢筋混凝土结构计算手册》。

（二）参数数据信息

塔吊型号：QTZ80（TC6012A-6A）塔吊起升高度H：40.00m

塔身宽度B：1665mm 基础节埋深d：0.00m

自重G：596kN（包括平衡重）基础承台厚度hc：1.00m

最大起重荷载Q：60kN 基础承台宽度Bc：5.30m

混凝土强度等级：C35 钢筋级别：Q235A/HRB335

基础底面配筋直径：25mm

公称定起重力矩Me：800kN·m 基础所受的水平力P：80kN

标准节长度b：2.80m

主弦杆材料：角钢/方钢宽度/直径c：120mm

所处城市：XX省XXX 基本风压ω0：0.3kN/m2

地面粗糙度类别：D类密集建筑群，房屋较高，风荷载高度变化系数μz：1.27 。

地基承载力特征值f ak：2000kPa

基础宽度修正系数ηb：0.3 基础埋深修正系数ηd：1.5

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

（三）塔吊基础承载力作用力的计算

1、塔吊竖向力计算

塔吊自重：G=596kN（整机重量422+平衡重174）；

塔吊最大起重荷载：Q=60kN；

k

2、塔吊风荷载计算

依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中风荷载体型系数：

地处贵州省贵阳市，基本风压为ω0=0.3kN/m2；

查表得：风荷载高度变化系数μz=1.27；

挡风系数计算：

φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/(Bb)=[(3×1.665+2×5+(4×1.6652+52)0.5)×0.12]/(1.665×5)=0.302因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.402；

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=0.7×1.00×2.402×1.27×0.3=0.64kN/m2；

3、塔吊弯矩计算

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=0.64×0.302×1.665×100×100×0.5=1609kN·m；

M kmax＝Me＋Mω＋P×h c＝800＋1609＋80×1.4＝2521kN·m；

（四）塔吊抗倾覆稳定验算

基础抗倾覆稳定性按下式计算：

e＝M k/（F k+G k）≤Bc/3

式中 e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；

M k──作用在基础上的弯矩；

F k──作用在基础上的垂直载荷；

G k──混凝土基础重力，G k＝25×6.3×6.5×1.4=1479kN；

Bc──为基础的底面宽度；

计算得：e=2521/(656+1479)=1.18m < 6.3/3=2.2m；

基础抗倾覆稳定性满足要求！

（五）塔吊基础地基承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)第5.2条承载力计算。

计算简图:

e=1.18m > 6.3/6.3=1m

地面压应力计算：

P k＝（F k+G k）/A

P kmax＝2×(F k＋G k)/（3×a×Bc）

式中 F k──作用在基础上的垂直载荷；

G k──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－M k/（F k＋G k）＝6.3/20.5-2521/(656+1479)=3.416m。

Bc──基础底面的宽度，取Bc=6.3m；

不考虑附着基础设计值：

P k＝（656+1479）/6.32＝50.53kPa；

P kmax=2×(656+1479)/(3×3.416×6.3)= 69.6kPa；

地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.2.3条。

计算公式如下:

f a = f ak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)

f a--修正后的地基承载力特征值(kN/m2)；

f ak--地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定；取147.00kN/m2；

ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数；b──基础宽度地基承载力修正系数，取0.30；d──基础埋深地基承载力修正系数，取1.50；

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)，取6.300m；

m

d--基础埋置深度(m) 取1.4m；

f a = f ak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=147+0.3*20(6.3-3)+1.5*20(1.4-0.5) =194kPa

解得地基承载力设计值：f a=194kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为:f a=195kPa；

地基承载力特征值f a大于压力标准值P k=50.53kPa，满足要求！

地基承载力特征值1.2×f a大于偏心矩较大时的压力标准值P kmax=69.6kPa，满足要求！

（六）基础受冲切承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）第8.2.7条。

验算公式如下:

F1≤ 0.7βhp f t a m h o

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=0.97；

f t --混凝土轴心抗拉强度设计值；取 f t=1.57MPa；

h o --基础冲切破坏锥体的有效高度；取 h o=1.35m；

a m --冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；a m=(a t+a b)/2；

a m=[1.665+(1.665 +2×1.35)]/2=3.005m；

a t --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a t＝1.665m；

a b --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；a b=1.665 +2×1.35=4.365m；

P j --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 P j=101.12kPa；

A l --冲切验算时取用的部分基底面积；A l=6.50×(6.50-4.365)/2=6.939m2

F l --相应于荷载效应基本组合时作用在A l上的地基土净反力设计值。F l=P j A l；

F l=101.12×6.939=701.65kN。

允许冲切力：0.7×0.97×1.57×3005.00×1350.00=4324.62kN > F l= 701.65kN；

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

（七）承台配筋计算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）第8.2.7条。计算公式如下:

M I=a12[(2l+a')(P max+P-2G/A)+(P max-P)l]/12

式中：M I --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＝

(6.50-1.665)/2=2.418m；

P max --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

101.12kN/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＝P max ×（3×a－a l）/3×a＝101.12×(3×1.665-2.418)/(3×1.665)=52.21kPa；

G --考虑荷载分项系数的基础自重，取G=25×Bc×Bc×hc=25×6.50×6.50×

1.40=1479kN/m2；

l --基础宽度，取l=6.50m；

a --塔身宽度，取a=1.665m；

a'--截面I - I在基底的投影长度, 取a'=1.665m。

经过计算得M I=2.4182×[(2×6.50+1.665)×(101.12+52.21-2×

1479/6.502)+(101.12-52.21)×6.50]/12=666.78kN·m。

2.配筋面积计算

αs= M/(α1f c bh02)

ζ = 1-(1-2αs)1/2

γs = 1-ζ/2

A s = M/(γs h0f y)

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 o --承台的计算高度，h o=1.35m。

经过计算得：αs=666.78×106/(1.00×16.7×6.50×103×(1.35×103)2)=0.00337；

ξ=1-(1-2×0.00337)0.5=0.00337；

γs=1-0.00315/2=0.998；

A s=666.78×106/(0.998×1.35×103×300.00)=1649.67mm2。

配筋为A=5.3*3142=16652 mm 2>13650mm 2。满足要求！

QTZA63 (5510)塔吊天然基础的计算书

（一）参数信息

塔吊型号：QTZA63(5510)，自重(包括压重)，最大 起重荷载KN F 602=，塔吊额定力距M=710KN ·M ，塔吊起重高度H=15.00M ，塔身宽度B=1.5M ，基础宽度b=1.755m ，混凝土强度等级：C35，基础埋深D=0.5M ，基础最小厚度h=1.35m ，基础最小宽度M B C 5=。 （二）塔吊基础承载力计算

根据《塔式起重机混凝土基础工程技术规范》JGJ/T 187-2009，塔机在独立状态时， 作用于基础的荷载应包括塔机作用于基础顶的竖向基础荷载值（K F ）、水平荷载标准值 （VK F ）、倾覆力矩（包括塔机自重、起重荷载、风荷载引起的力矩）荷载标准值，扭矩

荷载标准值（K T ）以及基础和其上覆盖土的自重荷载标准值（K G ），见图 2。

矩形基础地基承载力计算应符合以下规定： 1、基础底面压力应符合以下要求： 1）当轴心荷载作用时：

a K f P ≤ (1)

式中：K P —荷载效应标准组合下，基底的平均竖向压力（KN ）。—荷载效应标准组合下，基底的最大竖向压力（KN ）。 a f —地基承载力。

2）当偏心荷载作用时：

max k P 2.1≤a f (2) max k P —荷载效应标准组合下，基底的平均竖向压力（KN ）。

当偏心距6

b

e ≤时

m a x k P =W H

F M bl

G F VK K K K ?+++ (3) 当偏心距e>6

b

时

m a x k P =la

G F K K 3)

(2+ (4)

2、偏心距 e 计算为：

K

K VK K G F e += (5)

水平荷载标准值主要为风荷载，根据《塔式起重机混凝土基础工程技术规范》，风荷 载基本风压按照2/2.0m KN F VK =.

式中K 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K F =1.2×563.5=676.2KN ；

K G ──基础自重与基础上面的土的自重，K G =1312.5KN ，其中有

K G ＝1.2×(25×5×5×1.35+20×5×5×0.5)=1312.5KN (6) C B ──基础底面的宽度，取C B =5M ；

W ──基础底面的抵抗矩，W=6

3C B =20.833m ； M ──倾覆力矩，包括风荷载产生的力距和最大起重力距，21008m KN M K ?= 其中

21008)202.0710(4.1m KN M K ?=?+?= （7） 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：

m G F M B a K K K C 99.15

.13122.6761008

252=+-=+-= (8)

经过计算得到：

无附着的最大压力设计值

m a x

k P =Kpa 9.12783

.201008

255.13122.676=++ (9) 无附着的最小压力设计值

min k P =

Kpa 2.3183

.201008

255.13122.676=-+ (10) 有附着的压力设计值

K p a P K 6.7925

5

.13122.676=+= (11)

偏心距较大时压力设计值

K p a la G F P K K KMAX 3.13399

.153)

5.13122.676(23)(2=??+?=+= (12)

因此根据式子(1)(2)可以得到： Kpa f a 1.111≥ (13)

（三）地基基础承载力验算

根据原位静载试验结果，得到地基承载力特征值为：2/200m KN f ak ≥。

根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007—2011第 5.2.4条。地基承载力特征值 为：

)5.0()3(-+-+=d b f f m d b ak a γηγη （14） 其中：a f —修正后的地基承载力特征值；

ak f —修正后的地基承载力特征值取200KN/2m ；

b η—基础宽度地基承载力修正系数，取 0.00； d η—基础埋深地基承载力修正系数，取 1.00；

γ —基础底面以上的土的加权平均重度，取18KN ／3m ； m γ —基础底面以下的土的重度，取18KN ／3m ；

d —基础埋置深度，取 0.5m ； 因此，可得：

2/200m KN f a = （15） 地基承载力特征值a f 大于最大压力设计值max K P =133.3KN ，满足要求！ （四）受冲切承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2011第 8.2.7条。 验算公式如下：

l F ≤0.7hp βt f m a o h （16） 式中hp β──受冲切承载力截面高度影响系数，取hp β=0.95；

t f ──混凝土轴心抗拉强度设计值，取t f ＝1.43Kpa ;

m a ──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度：m a ＝（t a ＋b a ）／２，也就是： m a ＝（t a ＋b a ）／2＝（1.755＋5）／２＝3.38m (17) o h ──承台的有效高度，取o h =1.2m

j P ──最大压力设计值，取j P =133.3Kpa t f ──实际冲切承载力：t f =j P ?l A

t f =j P l A =KN 4.10812)755.15(53.133=???

???-?? (18) 允许冲切力：

0.7hp βt f m a o h =0.7?0.95?1.43?3380?1200=3857.1KN (19)

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

（五）塔吊稳定性验算

塔吊有荷载时，计算简图如下：

塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算：

1K =15.1900)()sin ()(122

22110≥??????------+--Hn ah Qn P W P W gt b a Qv b h c G b a Q α (20) 式中1K ──塔吊有荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取 1.15；

G ──起重机自重力(包括配重，压重),G=563.5KN c ──起重机重心至旋转中心的距离,c=5.5m 0h ──起重机重心至支承平面距离,0h =7m