塔吊施工方案资料.docx
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塔吊施工方案资料
哈尔滨金鼎文化广场3#楼工程
塔吊基础施工方案
哈尔滨市第五建筑工程公司
金鼎文化广场项目经理部
二零零九年七月
一、工程概况：
本工程为群力新区金鼎文化广场3#楼，位于道里区安阳路与上江街交叉处。
建筑面积4万多平方米。
该工程采用预制桩基础。
主体采用框架结构。
本工程考虑材料堆放场、加工场的布置，建筑物结构、方便施工等等因素，为完成垂直吊物任务，必须在现场安装三台塔吊。
垂直运输采用徐工集团徐州建筑工程机械厂生产的QTZ63E塔式起重机1台，及沈阳建筑机械厂生产的R50.20塔式起重机2台。
方案编制依据《塔机使用说明书》和塔吊生产厂提供基础施工方案。
二、地质情况：
第一层杂填土5-7m
第二层细砂8mFak=150Kpa
部分地区粉质粘土1mFak=130Kpa
第三层中砂8-10mFak=200Kpa
第四层粗砂Fak=300Kpa
三、塔吊的主要参数及设计参数：
a）徐工集团徐州建筑工程机械厂生产的QTZ63E型塔式起
重机为水平臂架，小车变幅，上回转。
液压顶式起重机，其臂长为55m，额定起重力距为630KN.m。
塔吊独立使用时起升高度为40m。
QTZ63E型塔吊基础荷载参数
荷载名称
单位
荷载值
基础所受垂直荷载
KN
1250
基础所受的倾覆力
KN.m
630
基础所受的扭力距
KN.m
100
水平荷载
KN
201
B）沈阳建筑机械厂生产的R50.20型塔式起重机为水平臂架，小车变幅，上回转，液压顶式起重机其臂长为50m。
最大起重力矩800KN.m。
塔吊独立使用时起升高度最大为46.35m。
R50.20型塔吊基础荷载参数：
荷载名称
单位
荷载值
基础所受的垂直荷载
KN
1600
基础所受的倾覆力矩
KN.m
800
基础所受的扭力矩
KN.m
160
水平荷载
KN
281
四、前期准备
一）塔吊入场前项目经理部前期准备
1、根据方案对塔吊在现场进行准确定位，见附图1：
三台
塔吊轴线定位图。
2、根据本方案提供的力学数据对塔吊的承桩进行科学设计
和制作，并提供承桩设计说明书。
3、塔吊专用电箱。
为了满足塔吊正常工作，塔吊必须配用
专用电箱，项目应根据塔吊的定位对塔机电箱合理布置，塔吊专用电箱距塔吊中心不得大于5米。
4、提供场地，便于塔吊部件的摆放和汽车吊的入场选
位。
准备标号为C35以上的混凝土和钢筋，见塔吊基础块
布筋图。
5、对三台塔吊基础块区域进行钎探。
6、在塔吊安装当日，项目必须满足安装提出的现场施工
条件并派专人负责联系。
7、对架空输电线或通讯线架设防护设置。
二）塔吊专业公司前期准备
1、准备三台合格塔吊。
2、安装起重臂和平衡臂时常用的牵引麻棕绳。
3、旋紧螺栓的电动扳手以及其他扳手和装拆销轴的榔头。
4、运输塔吊部件所必须的车辆。
5、所有入场安拆人员必须持证上岗。
6、必须按照项目经理部统一要求，对设备进行准备。
五、塔吊基础形式及基础详图：
塔吊基础要求地基承载力为200T。
由于现场地质条件，塔吊基础坐在地耐力为130KPa的土层上，但周围全是杂填土,为防止地表水浸泡地基,影响塔吊基础的稳定性,所以采用桩基础。
采用8根PHC-400（95）-10b。
桩直接进入中砂，然后采用6.25×6.25m承台，高度1.35m。
承台及桩受垂直荷载的验算。
验算QTZ63E型:
一、塔吊的基本参数信息
塔吊型号:
QTZ63，塔吊起升高度H=40.000m，
塔吊倾覆力矩M=630kN.m，混凝土强度等级:
C35，
塔身宽度B=2.5m，基础以上土的厚度D=1.000m，
自重F1=450.8kN，基础承台厚度Hc=1.350m，
最大起重荷载F2=60kN，基础承台宽度Bc=6.250m，
桩钢筋级别:
II级钢，桩直径=0.400m，
桩间距a=3.5m，承台箍筋间距S=120.000mm，
承台砼的保护层厚度=50mm，空心桩的空心直径:
0.20m。
二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算
塔吊自重（包括压重）F1=450.80kN，
塔吊最大起重荷载F2=60.00kN，
作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=612.96kN，
塔吊的倾覆力矩M=1.4×630.00=882.00kN。
三、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算
图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M
最不利方向进行验算。
1.桩顶竖向力的计算
依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条。
其中n──单桩个数，n=8；
F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值
F=612.96kN；
G──桩基承台的自重
G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc/4+20×Bc×Bc×D/4）=1.2
×（25×6.25×6.25×1.35+20×6.25×6.25×1.00）=2519.00kN；
Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取882.00kN.m；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离
a/2=1.75m；
Ni──单桩桩顶竖向力设计值（kN）；
经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，
最大压力：
N=（612.96+2519.00）/8+882.00×1.75/（8×
1.752）=501.5kN。
2.矩形承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条。
其中Mx1,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方向距离取
a/2-B/2=0.50m；
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值（kN），
Ni1=Ni-G/n=279.24kN/m2；
经过计算得到弯矩设计值：
Mx1=My1=2×279.24×0.50=279.24kN.m。
四、矩形承台截面主筋的计算
依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.2条受弯
构件承载力计算。
式中，αl──系数，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，
α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00；
fc──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2；
ho──承台的计算高度Hc-50.00=1300.00mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；
经过计算得：
αs=279.24×106/（1.00×16.70×6250.00×1350.002）=0.002；
ξ=1-（1-2×0.002）0.5=0.002；
γs=1-0.002/2=0.999；
Asx=Asy=279.24×106/（0.999×1300.00×300.00）=716.59mm2。
五、矩形承台斜截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》的第5.6.8条和第5.6.11条。
根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，
记为V=686.8kN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：
其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；
bo──承台计算截面处的计算宽度，bo=6250mm；
ho──承台计算截面处的计算高度，ho=1350mm；
λ──计算截面的剪跨比，λx=ax/ho，λy=ay/ho，
此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处
至x,y方向计算一排桩的桩边的水平距离，得（Bc/2-B/2）-（Bc/2-a/2）=500.00mm，
当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3，满足0.3-3.0范围；
在0.3-3.0范围内按插值法取值。
得λ=0.38；
β──剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/（λ+0.3）；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/（λ+1.5），
得β=0.18；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；
S──箍筋的间距，S=120mm。
则，1.00×686.8=6.86×105N≤0.18×300.00×6250×1350=2.28×107N；
经过计算承台满足抗剪要求！
六、桩承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》的第4.1.1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=686.8kN；
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35.90N/mm2；
A──桩的截面面积，A=9.42×104mm2。
则，1.00×686800.00=6.86×105N≤35.90×9.42×104=3.38×106N；
经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求！
七、桩竖向极限承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩基技术规范》的第5.2.2-3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=586.8kN；
单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：
其中R──最大极限承载力；
Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:
Qpk──单桩总极限端阻力标准值:
ηs,ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，
γs,νp──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，
qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；
qpk──极限端阻力标准值；
u──桩身的周长，u=1.257m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.094m2；
li──第i层土层的厚度；
各土层厚度及阻力标准值如下表:
序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）土名称
15.0052.504350.00粉土和砂土
28.0084.505100.00砂土
由于桩的入土深度为8-10m,所以桩端是在第3层土层。
单桩竖向承载力验算:
R=1.26×（5.00×52.50×1.00+3.00×84.50×1.00）/1.65+1.27×5100.00×0.094/1.65=7.61×102kN>N=501.5kN；
上式计算的R的值大于最大压力501.5kN,所以满足要求!
一、塔吊有荷载时稳定性验算
塔吊有荷载时，计算简图:
塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算:
式中 K1──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──塔吊自重力（包括配重，压重）,G=400.00（kN）；
c──塔吊重心至旋转中心的距离,c=1.50（m）；
ho──塔吊重心至支承平面距离,ho=6.00（m）；
b──塔吊旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.50（m）；
Q──最大工作荷载,Q=100.00（kN）；
g──重力加速度（m/s2）,取9.81；
v──起升速度,v=0.50（m/s）；
t──制动时间,t=20.00（s）；
a──塔吊旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=15.00（m）；
W1──作用在塔吊上的风力,W1=4.00（kN）；
W2──作用在荷载上的风力,W2=0.30（kN）；
P1──自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=8.00（m）；
P2──自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.50（m）；
h──吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=30.00m（m）；
n──塔吊的旋转速度,n=1.00（r/min）；
H──吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H＝28.00（m）；
α──塔吊的倾斜角（轨道或道路的坡度），α=2.00（度）。
经过计算得到K1=1.184；
由于K1≥1.15,所以当塔吊有荷载时，稳定安全系数满足要求!
二、塔吊无荷载时稳定性验算
塔吊无荷载时，计算简图:
塔吊无荷载时,稳定安全系数可按下式验算:
式中 K2──塔吊无荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15；
G1──后倾覆点前面塔吊各部分的重力,G1=320.00（kN）；
c1──G1至旋转中心的距离,c1=2.00（m）；
b──塔吊旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.00（m）；
h1──G1至支承平面的距离,h1=6.00（m）；
G2──使塔吊倾覆部分的重力,G2=80.00（kN）；
c2──G2至旋转中心的距离,c2=3.50（m）；
h2──G2至支承平面的距离,h2=30.00（m）；
W3──作用有塔吊上的风力,W3=5.00（kN）；
P3──W3至倾覆点的距离,P3=15.00（m）；
α──塔吊的倾斜角（轨道或道路的坡度），α=2.00（度）。
经过计算得到K2=4.351；
由于K2≥1.15,所以当塔吊无荷载时，稳定安全系数满足要求.
验算QTZ80型:
一、塔吊的基本参数信息
塔吊型号:
QT80A，塔吊起升高度H=40.000m，
塔吊倾覆力矩M=1000kN.m，混凝土强度等级:
C35，
塔身宽度B=2.5m，基础以上土的厚度D=1.350m，
自重F1=1033.9kN，基础承台厚度Hc=1.350m，
最大起重荷载F2=80kN，基础承台宽度Bc=6.000m，
桩钢筋级别:
II级钢，桩直径或者方桩边长=0.400m，
桩间距a=2m，承台箍筋间距S=120.000mm，
承台砼的保护层厚度=50mm，空心桩的空心直径:
0.20m。
二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算
塔吊自重（包括压重）F1=1033.90kN，
塔吊最大起重荷载F2=80.00kN，
作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=1336.68kN，
塔吊的倾覆力矩M=1.4×1000.00=1400.00kN。
三、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算
图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。
1.桩顶竖向力的计算
依据
G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc/4+20×Bc×Bc×D/4）=
1.2×（25×6.00×6.00×1.35+20×6.00×6.00×1.35）=2624.40kN；
经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，
最大压力：
N=（1336.68+2624.40）/8+1400.00×1.00/（4×1.002）=845kN。
2.矩形承台弯矩的计算
经过计算得到弯矩设计值：
Mx1=My1=2×684.17×-0.25=-342.09kN.m。
四、矩形承台斜截面抗剪切计算
根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，
记为V=845kN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：
其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；
bo──承台计算截面处的计算宽度，bo=6000mm；
ho──承台计算截面处的计算高度，ho=1300mm；
λ──计算截面的剪跨比，λx=ax/ho，λy=ay/ho，
此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处
至x,y方向计算一排桩的桩边的水平距离，得（Bc/2-B/2）-（Bc/2-a/2）=-250.00mm，
当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3，满足0.3-3.0范围；
在0.3-3.0范围内按插值法取值。
得λ=0.30；
β──剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/（λ+0.3）；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/（λ+1.5），
得β=0.20；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；
S──箍筋的间距，S=120mm。
则，1.00×845=0.84×106N≤0.20×300.00×6000×1300=2.61×107N；
经过计算承台已满足抗剪要求！
五、桩承载力验算
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=845kN；
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35.90N/mm2；
A──桩的截面面积，A=9.42×104mm2。
则，1.00×845000.00=0.85×106N≤35.90×9.42×104=3.38×106N；
经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求！
六.塔吊承台配筋
塔吊基础配筋见附图
七、塔吊基础施工程序
1、根据三台塔吊轴线定位图,对塔吊在现场进行定位。
2、开挖塔吊基坑，塔吊的基坑平面尺寸大小为6.25米×6.25米，塔吊基础素混凝土垫层底标高为-7.5m，垫层素混凝土标号为C15，垫层要求平整，水平度控制在0.2%，垫层混凝土强度达到70%，方可进行基础予埋工序。
根据塔吊位置，在原有土方作业面上需挖土，挖土时具体尺寸以现场为准。
3、根据钢筋布置图，在垫层上定出塔吊的准确位置
4、塔吊专业公司安放塔吊的马镫、予埋节，并用斜铁找平。
予埋节檐口水平度控制在1‰内，达到要求后将马镫、斜铁及予埋节点焊好，以免由于后面工序的操作，动摇了已经调整好的水平度。
5、现场绑扎塔吊基础钢筋，此道工序由技术质量部做好过程
控制、施工记录、质量验收。
6、现场测量人员再次测试予埋节的水平度，水平度必须控制
在规定的范围以内，作好测量记录。
7、浇注掺入超早强剂C35的塔吊基础混凝土，并捣实。
现场
在此过程中必须随时监测予埋节檐口水平度，如有变化，则随时进行调整，确保塔吊予埋节檐口水平。
混凝土不得往一个方向浇注，以免动摇预埋节。
8、塔吊基础保养，作好混凝土强度报告。
9、将接地电阻与予埋节焊接好，并将接地电阻的另一端插于土层里。
八、塔吊安装要求
（1）基础采用支脚固定式，浇筑前预埋四个主脚钢（详见下图），其标高相对误差控制在2mm之内。
（2）主脚钢底板与马凳，马凳腿与底层钢筋之间焊接牢固。
（3）做两组防雷接地，接地电阻值不大于4Ω。
提供80kW的塔机专用电源。
防雷接地做法：
用1m2的钢板立埋与基础旁边，用镀锌扁铁与塔基基础节连接。
（4）混凝土承台上砌圆井，井内净空4m，井顶面高出室外地坪0.5m。
井壁为370厚砖墙，用水泥砂浆砌筑。
每隔两米设置一道混凝土圈梁，高200㎜，宽同墙厚，C30混凝土，2
14；3
14箍筋2Ø8＠150。
井内设良好的排水措施。
（5）混凝土浇筑前对钢筋和主脚钢安装尺寸进行隐检，确认合格后进行下道工序。
（6）固定支脚安装时必须保证鱼尾板的安装尺寸150mm。
其它尺寸由固定框（模具）尺寸决定。
（二）、安装程序
1、汽车吊根据需要在现场自行选位。
塔吊安装过渡节。
注
意各塔机的顶升方向，塔吊顶升方向均朝南。
2、安装顶升套架，包括走道平台、扁担梁、油缸。
3、安装回转装置（6.6吨）.先在地面上安装好引进大梁,然
后吊装。
4、安装平衡臂，平衡臂必须分段吊装。
5、安装司机室、塔顶总成（4.261吨）。
6、连接塔机用电线路，并缓慢回转平衡臂。
7、安装起重臂总成。
起重小车的安装位置应在臂根部的
限位处（止动块）。
注意控制起重臂的重心。
#塔吊起重臂重14.59吨。
8、安装平衡重，
9、塔吊配重配置形式为6F=18.6吨。
10、调试验收，合格后顶升14标准节，至塔吊自由高度。
九、安全措施
1、所有参加作业人员都必须遵守现场施工的各项安全规范
及本工种安全操作规程。
2、拆装单位必须指定一名熟悉该类型塔吊、经验丰富的工
长现场指挥。
3、塔吊司机、塔吊拆装人员以及塔吊指挥都必须持有当地市
级劳动部门签发的特殊工种操作证。
4、塔吊司机每班作业前都必须对设备进行例行检查，塔吊的
各项安全限位必须齐全可靠。
5、塔吊拆装前，拆装队必须熟悉现场。
6、在塔吊运输过程中，注意塔吊部件严禁与现场高压线碰撞。
7、塔吊在自升过程中，要合理分工，必须派专人观察顶升套
架滚轮与标准节间距离，派专人负责销轴的连接，派专人负责液压油缸的操作等。
8、塔吊在顶升过程中严禁回转起重臂。
9、塔身标准节之间的连接销及其他任何部件之间的联接销都必须穿开口销
10、塔身垂直度偏差不大于4‰。
11、塔吊安装好后，应遵循《安装质量验收制度》、《塔吊安装后验收和交付使用制度》中要求进行空载实验和重载实验，检查各工作机构、电气控制系统均处于正常工作状态，各安全保护装置齐全、可靠。
12、严禁高空落物。
13、6.5级风以上严禁塔吊安装作业，4级风以上严禁塔吊顶升施工作业。
14、作业现场必须设置不小于20×20米的安全作业区。
15、施工机械、设备出入现场，司机注意场地周围的高压电线，严格执行《施工现场用电安全管理规定》，加强电源管理，防止发生电器火灾或人身伤亡事故。
严禁使用220伏及以上的电源。
16、操作工人进入施工现场必须统一着装，佩带齐全的安全防护用品，登高作业必须系好安全带。
17、塔吊在使用过程中严禁塔吊间、塔吊与建筑物间发生碰撞。
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