塔吊专项施工方案抗倾覆.docx

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塔吊专项施工方案抗倾覆

一、工程概述

（一）、编制依据

1、桂东苑1#-10#幢楼工程施工图纸（包括建筑图、结构图）；

2、广东省建设工程安全生产现行法律法规文件选编；

3、建设工程安全生产法律法规；

4、广东省建筑施工施工企业管理人员安全生产考核补充资料；

5、建设工程安全生产技术；

6、建设工程安全生产管理；

7、QTZ80A（5513）型自升塔式起重机《使用说明书》

8、主要使用的规范目录

GB1499-98《钢筋混凝土用热扎带肋钢筋》

JGJ18-96《钢筋焊接及验收规程》

GB50164-92《混凝土质量控制标准》

JGJ/52-92《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》

JGJ53-92《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》

GB175-99《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》

JGJ46-2005《施工现场临时用电安全技术规范》

JGJ33-86《建筑机械使用安全技术规程》

JGJ80-91《建筑施工高处作业安全技术规范》

GB50194-93《建设工程施工现场供用电安全技术规范》

JGJ33-86《建筑机械使用安全技术规程》

JGJ59-99《建筑施工安全检查标准》

（二）、工程概况：

由佛山市南海区桂城街石石肯村民委员会投资建设的桂东苑1#-10#楼，为广东南海建筑设计院有限公司设计。

位于桂城D13街区石石肯“北合围”地段，由广东华典建筑工程有限公司承建。

本工程主体为地上十二层，框架剪力墙结构，首层为平台花园，二层以上为住宅，结构总高度约49.2米，为五幢楼，每幢楼每层面积约为450平方米。

工程所处场地东面为高压走廊，临近5#楼的一侧为110KV，与拟建建筑物5#楼最近水平距离为15m，西面为某花园别墅小区，与拟建建筑物5#楼最近水平距离为20m，南面为一排污水沟，与拟建建筑物水平距离比较远，北面为一河涌，与拟建建筑物水平距离最近为30m，根据现场各幢楼的布置情况拟采用1#、2#、3#、4#四台塔吊辅助施工作业。

其中1#塔吊覆盖范围为1#-2#幢楼，2#塔吊覆盖范围为3#-5#幢楼，3#塔吊覆盖范围为6#-7#幢楼，4#塔吊覆盖范围为8#-10#幢楼。

（二）、本工程计划塔吊设计概况

塔吊安装位置：

1#-4#塔吊详见施工现场总平面图位置；塔吊选用南海市平洲业豪机械制造有限公司生产的QTZ80A（5513）型的塔吊式起重机。

本塔机起重臂长55m，平衡臂长12.435m,自由高度41.5m，最大起重量为6t,最小起重量为1.3t,按附着式安装,最大起升高度为150m,总功率为68.1KW，塔身由数节标准节组成，塔身底架规格为1.665m×1.665m,高2.8m,底部二个标准节为1.665m×1.665m×2.8m,主弦杆壁厚为12mm。

本工地经计算采用塔身净高为56m。

另外、110KV高压线至2#塔吊中心的最近水平距离为60.1m，离2#塔吊的起重臂端部最近水平距离为60.1-55=5.1m≥4.0m（外电防护安全距离）。

塔吊各项参数如下表所示：

项目

型号

生产厂家

工作半径（m）

起升高度

起重量（t）

平衡臂长

（m）

起升

速度

（m/min）

变幅

速度

（m/min）

附着式（m）

最大起重量

最大幅度起重量

性能参数

QTZ80A

广东业豪机械制造有限公司

55

56

６

1.3

12.435

10/40/８0

9/25/

50

3、塔吊基础的设计：

采用4根φ400锤击贯入法施工的PHC预应力混凝土管桩基础，采用4500（长）×4500（宽）×1450（高）的承台，C30砼，配筋双层双向为φ20@200。

层间支撑钢筋采用φ16@1000，具体计算书及桩位图见附图。

二、塔吊的安装

（一）安装前的准备工作

1、根据现场以及市政布线情况布局,清理周围障碍物;

2、准备枕木、杉木、木楔，足量的铁丝、钢丝绳、绳扣等常用工具，以及吊装的起重机;

（二）安装步骤

1、先做好基础，且砼强度达到90%以上才进行组装，用16个M24和8个M36双帽高强度螺栓将塔身基节与基础拧紧固定，然后装一个厚壁塔身标准节，再重复紧固一次地脚螺栓；

2、将爬升架、上下支座、回转支承、平台在地面上拼装成整体，然后将这一套部件吊起安装在塔身节上，用16个M24和8个M36高强度螺栓将下支座与爬升架和塔身节相连，并安装好液压系统;

3、吊装塔帽、平衡拉杆、平衡臂、起重臂与起重拉杆的安装;

4、起重臂与起重拉杆的安装详见如下：

a、超重拉杆设在起重臂第二节和第六节上。

b、按顺序组合吊臂长度，用相应销轴把它们装配在一起，把第一节和第二节臂连接后，安上小车和吊篮，并把小车和吊篮固定在吊臂根部，把吊臂停靠在1米高左右的支架上，使小车和吊篮离开地面；

c、按顺序组合吊臂拉杆长度，用相应销轴把它们装配在一起，固定在吊臂上弦杆的相应架上；

d、检查吊臂上的电路是否完善，并穿绕小车牵引钢丝绳；

e、用汽车起重机将吊臂轴承平稳提升，提升过程中必须保持吊臂处于水平位置，使吊臂能够顺利地安装到上支座的吊臂铰关上（吊臂其重心在距臂根的23米处）

f、在吊臂与上支座连接完毕，继续提升吊臂，使吊臂头部稍稍抬起，并用起升机构钢丝绳通过塔顶和吊臂拉杆上的滑轮拉起拉杆，使拉杆的连接板能够用销轴连接到塔顶的相应拉板上；然后，再调整垫长拉杆的高度位置，使长拉杆的连接板能够用销轴连接到塔顶的相应垫板位；

g、松驰起升机构钢丝绳，把吊臂缓慢放下，使拉杆处于拉紧状态，并根据要求检查吊臂是否上翘1/1000，否则更换一组拉杆的连接板，直到满足上翘1/1000的要求，最后，松脱滑轮组的起升钢丝绳；

5、在地面上，先将司机室的各电气设备检查以后，将司机室吊起至上支座的上平面，然后，用销轴将司机室与上支座连接好，并将司机室的最外角用一钢丝绳悬挂于塔顶上；

6、吊装平衡重：

将已备好的平衡重吊在平衡重的安装位置（约12.95m）；

7、穿绕起升钢丝绳，将起升钢丝绳引出经排绳装置经塔顶导向滑轮后，再绕过在上支座的起重限制滑轮，再引向小车滑轮与吊钩滑轮穿绕，最后，将绳端固定在臂头防扭机构上；

8、塔身标准节先安装加强标准节，再安装其它标准节；

9、在地面上先将四个引进滑轮固定在塔身标准节的四个角上，然后吊起标准节并安放在外框架上，调整小车至约28米位置，使得塔吊的上部重心落在顶升油缸梁的位置上，然后，将爬升架下支座用16个M24高强度螺栓连接，最后卸下塔身与下支座的8个M36的连接螺丝；

10、将顶外横梁顶在塔身的踏步上，开动油压系统顶升油缸，利用顶升油缸和爬升架的轮流支承实现爬升工作，经过两次顶升，即能安装一个标准节，利用引进滚滑轮在外伸框架流动，对准标准节的螺栓连接孔，缩回油缸放下顶升部分，用8个M36高强度螺栓将上下塔身连接牢固。

如需加几节，重复以上部骤即可；

11、注意事项：

在顶升过程中，一定要锁定ZQA按钮，经防回转机构回转；

12、附着架安装位置：

第一附着架为24米，第二附着架为15米，第三附着架为15米；最上端自由高度为27m；

（三）立塔的一般规定及注意事项

1、起重设备

（1）起重设备应根据安装场地具体情况选用大于16吨的汽车式起重机或其它起重设备。

（2）使用辅助吊车时必须保证安全，因此必须做到：

吊车必须垫妥。

禁止超负荷工作。

根据吊装部件选用长度适当，质量可靠的吊具。

注意吊点的选择。

2、立塔的一般规定

（1）必须遵循立塔程序。

（2）必须安装安全保护设施。

如：

扶梯、护拦等。

（3）平衡臂上未装足平衡时，严禁吊载。

（4）风力超过4级时严禁塔机进行安装作业。

（5）安装过程中必须用螺栓将下接盘、标准节和套架连接起来，并拧紧螺母。

（6）必须按规定配置正确的平衡重重量。

（7）加节前起重臂方向和套架开口方向必须一致。

（8）标准节起升（或下降）时必须尽可能靠近塔身。

（9）顶升安装标准节过程中，严禁旋转起重臂，开动小车或使吊钩上下运动。

以上规定同样使用于拆塔减节。

3、安装注意事项

（1）检查连接螺栓是否拧紧。

（2）塔机各部件所有的螺栓材质和规格不同，决不可混用。

（3）平衡臂、起重臂拉杆安装前应检查接头是否连接牢靠，拉杆是否有损伤现象。

（4）起吊平衡臂或起重臂安装时，一定要把吊绳与安装起重机吊钩用钢丝绳夹或卸扣固牢，防止钢丝绳夹角过大时钢丝绳脱钩。

（5）收紧小车的钢丝绳，以小车在载重情况下不打滑为宜。

（6）当塔机在未安装平衡臂和起重臂之前，应进行回转试运转。

（7）调整高度限位器碰块位置，使吊钩轮上限位置处于离小车滑轮之间的距离（空间尺寸）在大于1000mm时，起升运动应停止。

（8）力矩限制器、重量限制器、幅度限位器、各电器限位器等装置均应按规定安装和调整。

（9）塔式起重机的主体结构，电动机底座和所有电气设备的金属外壳，导线的金属护管等都应良好可靠地接地。

（10）标准节安装不得换方位，否则爬升用踏步方向装错，无法进行爬升。

（11）起重臂由9节组装而成，必须按出厂规定的标记或标牌顺序组装，切不可相更换。

（12）起重臂相互联结用的上弦销和下弦销均是专用特制零件，不得代换。

（13）整机安装完毕后，应检查塔身的垂直度要求，允差为4H/1000（H为从地面到起重臂根部铰点的高度）。

4、顶升过程应注意的事项

液压顶升和拆卸时，必须严格遵守安全操作规程，应特别注意：

（1）塔机上部顶升部分的重量必须保持平衡。

（2）顶升或拆除时遇到卡阻或异常现象，必须停机检查，故障未排除不得继续顶升或拆卸。

（3）再次顶升之前，顶升横梁两端的耳轴必须可靠地落入标准节踏步的缺口内，方能进行顶升，防止塔机倾覆。

（4）液压装置拆除时，必须保持各元件和整个系统不受污染，高、低压管不得接错。

（5）顶升或拆卸完毕后，用收回液压缸活塞杆，使横梁两端耳轴置入踏步的缺口内，使液压缸和顶升横梁均不受力。

（6）顶升过程中，若下接盘与新加标准节及新加标准节与塔身未紧固连接螺栓时，严禁作回转及其它运转动作，风速在4级以上，必须停止顶升工作，并将全部连接螺栓连接好。

（7）在顶升接高三个标准后，必须装下部底盘处的四根斜撑，并均匀拉紧，在继续进行顶升。

（塔机使用无斜撑基础时不作此项工作）

（8）当塔机使用高度超过起升高度40.8米以后，应按要求将塔身与建筑物附着连接。

当塔机每次顶升接高达规定的高度，必须将下接盘与标准节间连接紧固。

三、塔吊的拆除：

拆塔作业应严格遵守规则，按照拆塔顺序（即立塔的逆过程）进行，防止事故发生，特别在拆卸塔机的某些部件，如起重臂、平衡臂等时，应避免塔机的剩余部分失支平衡，造成塔机倾覆事故。

（一）拆塔前的准备工作

1、保证拆卸区域无影响拆塔操作的障碍物。

2、起重臂转至套架开口一侧。

（二）拆塔作业

拆塔时，必须严格按照塔机安装和顶升加节的逆过程正确无误的进行，具体程序如下：

1、拆卸塔身：

首先是塔机顶升前应使各平衡物处于规定位置，然后按升塔的逆过程逐步拆卸。

2、拆卸平衡重：

按安装平衡重的相反步骤拆卸平衡重（即留下两块平衡重不拆下）。

3、拆除起重钢丝绳

将吊钩滑轮组降至地面，取下起重臂端部钢丝绳的绳卡，将起升钢丝绳缠绕在起升卷筒上，拆绳时应对钢绳全长进行认真检查。

4、固定变幅小车：

将变幅小车开至臂根部加以固定，拆开变幅钢丝绳小车的连接，并缠绕在变幅卷筒上。

5、拆卸起重臂

（1）根据安装起重臂所述的吊装点用吊车将起重臂吊起。

（2）利用手动葫芦将起重臂拉杆从塔尖处拆开，并松下放在起重臂上弦杆托架上固定好。

（3）将起重臂缓缓下降至水平，取掉起重臂与过渡节的连接销销轴。

（4）将起重臂放下搁在已有垫木的地现上。

如果吊车的起重能力不够，可用以下方法拆卸：

先吊起起重臂端部，拆卸拉杆系统后将端部下放地面。

然后吊起起重臂根部，拆除连接销轴，将根部下放地面。

四、安全措施及操作规程

（一）起重机的操作人员必须经过培训，了解机械的构造和使用，必须熟知机械的保养和安全操作规程，非安装、维护人员未经许可不得攀登塔机；

（二）起重机正常工作气温为＋40。

C～－20。

C，风速低于20m/s；

（三）在第一次起吊前，必须进行空载、静载、动载试验，其静载试验吊重为额定载重的125%，动载试验吊重为额定静载的110%；

（四）夜间工作时，除塔机本身具有照明外，施工现场必须备有充分的照明设备；

（五）司机室内禁止存放润滑油，油棉纱及其它易燃、易爆物品，冬季用电炉取暖时更要注意防火；

（六）起重机必须有良好的电气接地措施，防止雷击，遇有雷雨严禁在底架附近走动；

（七）塔机实行专人、专机负责制，非机组人员不得进入司机室和擅自操作，在处理电气事故，必须有专职维修人员二人以上；

（八）在进行顶升工作过程中，必须有专人指挥，专人照管电源，人操作液压系统和专人紧固螺栓，非有关操作人员，不得登上爬升架的操作平台，更不能擅自启动泵阀开关及其它电气设备；

（九）顶升作业应在白天进行，若遇特殊情况，需在夜间作业时，必须备有充足的照明设备；

（十）风速低于13m/s时方可进行顶升作业，如在作业过程中突然遇到风速加大，必须停止作业，并紧固连接螺栓，使上下塔身连成一体；

（十一）顶升前必须放松电缆，使电缆放松长度大于总的爬外高度，并作好电缆卷筒的紧固工作；

（十二）在顶升过程中，应将回转部分紧紧刹住，严禁回转及其它作业；

（十三）司机必须在得到指挥信号后，方可进行操作，操作前必须鸣笛；操作时要精神集中。

（十四）由于两台塔吊的工作范围有交叉，为防止发生故障，所以两台吊机的吊臂高度错开5米，引进机构（小车）行程限制在45米，以防止与相邻吊机发生碰撞。

（十五）塔吊在安装或拆除过程中必须有现场专职安全员进行跟踪管理。

（十六）塔吊安装完毕后，报有关安监部门验收，验收合格后方可使用。

五、塔吊的维护

（一）日常保养应每班进行；

（二）塔机工作1000小时后，对机械、电气系统进行小修；

（三）塔机工作4000小时后，对机械、电气系统进行中修；

（四）塔机工作8000小时后，对机械、电气系统进行大修。

六、特殊事项

（一）1#与2#、1#与3#塔吊都能相交，必须设置防碰幢措施，也就是再整个工程施工过程中要求各塔吊高程2#≥3#≥1#,都要高于5.6m以上（两个标准节为5.6m），同时要求3#塔吊应设置旋转限位措施，在与1#\2#塔吊覆盖相交区域限制3#塔吊的运转。

同样出于安全考虑，1#塔吊应限制不得在相邻花园区域内旋转。

（二）2#塔吊基础必须定位准确，如果其位置设置不能满足4m的外电防护安全距离，应改为起重臂为50m的塔吊。

七、关于QTZ80（5513）型塔吊基础承载力计算

（参《建筑施工计算手册》/江正荣编著.-北京：

中国建筑工业出版社.2001.7）

（一）根据塔吊使用说明书提供资料

基础须承受的垂直力F=P1max＝97.1T,水平力H2max=4.5T,MmaxX=196.7T.m，MmaxY=30.5T.m,安全系数2。

（二）承台截面、砼强度、钢筋直径的选择

初选桩承台截面尺寸为4.5m×4.5m×1.45m,采用C30砼捣制,承台顶部标高平或略低于地下室底板面,承台侧面需要预留筋同板筋，作为后浇带处理，同时按要求做防水接槎预留，承台底部捣100厚C10垫层,4根采用锤击贯入法施工的PHC预应力混凝土管桩，直径为400，桩中心纵横向间距为3.0m,桩顶伸入承台100mm。

（三）承台配筋计算

X轴、Y轴承台尺寸及桩距等均相同,故X轴、Y轴方向配筋一样；由设计图纸知道，φ400预制混凝土管桩单桩设计承载力为1200KN。

Mx＝∑Ni×Yi=93.04×1.25×2=232.6T.m

上式中Ni=Nmax=93.04t,见（七）计算桩顶竖向荷载设计值

As＝Mx/（0.9fyh0）=2326000000÷（0.9×310×1365）=6107.6mm2

nx＝ny＝6107.6mm2/314.2mm2＝19.4（条），取Φ20@200,上、下纵、横配置；上、下层钢筋间设Φ16@1000梅花型支撑钢筋。

（四）承台冲切验算

（1）塔身抗冲切验算：

作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值：

F1=P1max＝97.1T=971KN

塔身下矩形独立承台受塔身冲切的承载力按下列公式计算：

γsaf.F1≤2×｛aox×（bc＋aoy）＋aoy×（hc＋aox）｝×ft×ho

圆桩换算桩截面边宽bp=0.8D=0.8×400=320㎜

x方向上自塔身边到最近桩边的水平距离：

aox=aoy=（2500－1665）/2－320/2=258mm

λox=λoy=aox/ho=258/1365=0.188＜0.2,取λox=0.2,

α0x=α0y=0.72/（λ+0.2）=1.8

2×｛aox×（bc＋aoy）＋aoy×（hc＋aox）｝×ft×ho

=2×｛1.8×（1.665＋0.258）＋1.8×（1.665＋0.258）｝×1500×1.365=28348.87KN＞γsaf.F1=1.0×971=971KN（满足要求）

（2）角桩抗冲切验算：

作用于角桩顶的竖向压力设计值：

N1=Nmax=93.04t=930.4KN（N1=Nmax=93.04T,见（七）计算桩顶竖向荷载设计值）

c1=c2=1000＋320/2=1160mm

λ1x=λox=aox/h0=0.238/1.365=0.188λ1y=λoy=0.2

a1x=0.48/（λ1x＋0.2）=0.48/（0.2＋0.2）=1.2

a1y=0.48/（λ1y＋0.2）=0.48/（0.2＋0.2）=1.2

｛a1x（c2＋a1y/2）＋a1y（c1＋a1x/2）｝×ft×ho

=｛1.2×（1.160＋0.238/2）＋1.2×（1.16＋0.238/2）｝×1500×1.365=6285.0KN＞γsaf.N1=1.0×930.4=930.4KN（满足要求）

（五）承台局部受压承载力计算

承台的局部受压承载力按下列公式计算：

γo×F1≤0.95×β×fc×A1

塔身下局部受压承载力计算：

局部荷载设计值：

F1=P1max＝97.1T=971000N

混凝土局部受压面积A1=bc×hc=1665×1665=2772225mm2

承台在塔身下局部受压时的计算底面积按下列公式计算：

Ab=（bx＋2×c）×（by＋2×c）

c=Min｛b,bx,by｝=Min｛4500,1665,1665｝=1665mm

Ab=（1665＋2×1665）×（1665＋2×1665）

β=Sqr（Ab/A1）=9.000

0.95×β×fc×A1=0.95×9.000×15×2772225=355537KN

≥γo×F1=1.0×971=971KN,满足要求。

桩局部受压承载力计算：

局部荷载设计值：

F1=93.04KN=93040N（712KN见（七）计算桩顶竖向荷载设计值）

混凝土局部受压面积A1=90981.5mm2

矩形承台在角桩局部受压时的计算底面积按下列公式计算：

Ab=（bp＋2×c）2

圆桩bp=0.8d=320mm㎜

c=Min｛Sc,bp｝=Min｛238,320｝=238mm

Ab=（bp＋2×c）2=（320＋2×238）2=633616mm2

β=Sqr（Ab/A1）=Sqr（633616/90981.5）=6.96

0.95×β×fc×A1=0.95×6.96×15×90981.5=9023.5KN

≥γo×F1=1.0×930.4=930.4KN,满足要求。

（六）承台抗剪计算

承台截面为4.5m×4.5m×1.45m,则X轴、Y轴方向的b、h0均一样,因此按任一方向计算均一致,b＝4.5m,h0＝1.365m,C30砼fc＝15Mpa

Qh0＝βfc×b×h0＝0.185×15000×4.500×1.365×10－1＝1704.5T

该截面所受到的剪力:

γsaf.2N1＝1.0×（93.04×2）＝186.08T

即:

Qh0＝1704.5t＞γsaf.2N1＝186.08T故安全

（七）计算桩顶竖向荷载设计

桩顶平均竖向力设计值:

N=（F＋G）/n=（97.1＋1.2×4.5×4.5×1.45×2.5）/4=46.3T

Nmax=N＋MmaxX.yi/∑y2i＋Mmaxy.xi/∑x2i＋H.h.xi/∑x2i

=46.3＋196.7×1.25÷（4×1.25×1.25）＋30.5×1.25÷（4×1.25×1.25）＋4.5×1.45×1.25÷（4×1.25×1.25）

=93.04T

Nmin=N－MmaxX.yi/∑y2i－Mmaxy.xi/∑x2i－H.h.xi/∑x2i

=46.3－196.7×1.25÷（4×1.5×1.25）－30.5×1.25÷（4×1.25×1.25）－4.5×1.45×1.25÷（4×1.25×1.25）=-0.44T

参照地质报告，管桩自重与桩土摩擦力之和远大于-0.44T。

本基础桩在主楼基础桩施工时同时施工，收锤标准也按主楼标准，因此每桩单桩竖向承载力为120T＞93.04T，符合要求。

注：

1#、2#塔吊型号一样，基础设计也一样。

（八）QTZ80A型塔吊基础抗倾覆验算:

可能发生倾覆是以桩最大受力的桩为支点。

由于桩与承台由四条φ14钢筋锚固，承载力比较小，忽略其有利影响。

（1）4.5m×4.5m×1.45m砼基础的抗倾覆力矩

4.5×4.5×1.45×2.5×2.25=165.16T.m

（2）塔身自重的抗倾覆力矩

97.1×2.25=218.48T.m

（3）受拉桩产生的力矩

由于桩与承台由四条φ14钢筋锚固

桩长定为24m，φ400预制桩，密度为0.218T/m，桩自重为24*0.218=5.23T，负摩擦力为-0.44T，则总和为4.79T。

而二级钢4φ14的最大拉力为14.46T。

所以取值4.79T验算。

4.79*2*3.5=33.53T.m

则抗倾覆力矩为：

M1=165.16+218.48+33.53=417.17T.m

（4）受压桩产生的力矩

93.04*1=93.04T.m

（5）水平力产生的力矩

4.5×1.45=6.525T.m

塔吊运转过程中产生的最大力矩

M2=197.1+6.525+93.04=296.67T.m

由M1=417.17T.m>M2=296.67T.m,故塔吊抗倾覆满足要求。

附塔吊基础图、施工平面布置图