塔吊自然基础专项施工方案.docx

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塔吊自然基础专项施工方案

一、工程概况

1.1　基本概况

工程名称：

建设单位：

设计单位：

勘察单位：

监理单位：

施工单位：

本工程位于江苏省无锡市南长区南湖大道与鸿运路交叉口东北侧。

总建筑面积81653㎡，其中地上建筑面积64216㎡，地下建筑面积17437㎡。

地下车库部分为一层地下室。

1.2　建筑概况

本工程±0.000相当于黄海高程5.80m，（室内外高差450mm）；

楼号

建筑层数地下/地上

建筑高度m

建筑最高点m

结构

类型

地上建

筑面积

地下建筑

面积

总建筑

面积

标准层

层高M

11#楼

1F/18F

55.05

61.70

剪力墙

6952.15

410.4

7362.55

2.9

12#楼

1F/24F

75.30

82.90

剪力墙

9190.75

447.37

9638.12

2.9

26、27#楼

1F/25F

75.35

82.90

剪力墙

9562.63

448.04

10010.67

2.9

13、15-17#楼

2F/7F

24.80

27.70

框架

3344.31

495.76

3840.07

3

18#楼

2F/7F

24.80

27.70

框架

5029.95

743..82

5773.77

3

商业-6

2-3F

13.65

20.35

框架

6016.97

6016.97

商业-8

2F

9.30

框架

591.45

591.45

商业-9

2F

10.20

框架

198.03

198.03

商业-10

2F

12.50

框架

1803.24

1803.24

地库

地下一层车库，层高为3.90M，地面标高-5.50M，地库建筑面积约为13700平米。

1.3工程地质概况

根据工程地质勘察报告，开挖深度或桩基影响范围内的土层分布大致为：

1层杂填土：

杂色、松散,平均厚度0.85m。

2层粉质黏土:

灰黄色,可～硬塑,厚度:

平均4.41m;

3-1层粉质黏土:

灰黄色，可塑状，有光泽，干强度中等，韧性中等。

厚度:

平均3.41m;

3-2层粉土：

灰色，湿,稍密，厚度平均1.79m;

4层粉质黏土夹粉土：

灰黄色,可塑,厚度平均3.14m;

5-1层粉质黏土:

青灰色-灰黄色,可塑～硬塑状,厚度:

平均3.84m;

5-2层黏土:

灰黄色,硬塑,厚度:

平均4.08m;

6层粉质黏土夹粉土:

灰色,软塑～可塑,厚度:

平均4.86m;

7-1层粉砂:

灰色,饱和,中密-密实，含云母碎屑，无光泽反应，干强度低，厚度:

平均8.23m;

7-2层粉质黏土:

灰色,软～可塑,干强度中等,韧性中等,无摇震反应。

厚度:

平均2.04m;

8-1层粉质黏土:

灰色,可～硬塑,韧性中等,干强度中等,无摇振反应。

厚度:

平均3.26m;

二、编制依据

（1）江苏鑫源岩土勘察工程有限公司提供的地质勘察报告。

（2）江苏徐州建机工程机械有限公司QTZ80型塔式起重机使用说明书。

（3）建筑、结构施工图纸。

（4）基坑支护施工图纸。

（5）《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009

（6）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）2011版；

（7）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2011）；

（8）《塔式起重机安全规程》（GB5144-2006）

（9）《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001

（10）《钢筋焊接与验收规程》JGJ18-2012

（11）《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012

（12）《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2012

（13）《建设施工高处作业安全技术规程》JGJ80-91

（14）《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011

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

三、施工组织机构

为了确保塔机安全，在塔机基础施工及安拆过程中，项目部各职能有关部门将密切配合租赁安装管理专业分包单位，积极组织、协调，项目部各职能机构框图如下：

项目经理

陈瑞勇

项目工程师

李晓江

项目副经理

孙洪来

材料员

王有富

资料员

潘姗

预算员

蔡红梅

质量员

徐海兵

安全员

沈坤翔

安全员

许中心

安全员

王其

施工员

蔡汉西

架子班

塔吊安装队

钢筋班

木工班

泥工班

备注：

项目管理人员、特种工名单及资格证书一并提交监理单位审核、存档备案。

四、塔吊基础设计

4.1布置原则

◆尽可能满足覆盖工作面的原则。

◆满足最大材料和构件重量的吊运要求。

◆便于安装及拆除的要求。

◆必须满足钢结构吊装的要求。

◆地下室内塔机尽量布置在结构受力合理，便于留洞及处理的部位。

4.2塔吊选型及布置

综合整体布局，并保证满足高层住宅楼、商铺裙房、地下一层车库结构主体阶段的施工垂直运输需要以及基本覆盖整个施工场地的原则，拟选用3台附着自升式塔吊作为基坑工程、住宅高层结构工程阶段的垂直运输机械。

塔吊具体位置见附图：

塔吊平面布置图及塔吊定位图。

1台塔吊布置在地下室基坑内，2台塔吊布置在地下室基坑外（12#楼及26#楼侧），基础采用自然土承载基础承台，

地库外塔吊（1#、2#塔吊）基础承台面标高-5.35，地库内塔吊（3#）基础承台面标高-6.35，即控制在地库承台砼底-100mm。

各建筑与塔吊情况详下表：

塔吊

编号

楼号安装塔吊工作幅度

幅度内建筑

最高层数

幅度内建筑

高度M

幅度内建筑最高点M

塔吊最终高度M

1#

12#楼塔吊57M

25F

75.30

82.90

附顶70

+23≈93M

建筑顶余10.1M

2#

27#楼塔吊57M

25F

75.30

82.90

附顶75.6

+23≈98.6M

建筑顶余15.7M

3#

17#楼塔吊57M

7F

27.70

27.70

40M

建筑顶余12.20M

注：

安装高度以建筑标高±0.000算起，±0.00以下均不计。

4.3塔身穿过基础底板、主体结构的处理

塔吊基础承台面比地库结构承台垫层底低100mm，考虑塔吊基础工作时不影响结构底板造成反力，故塔吊基础面铺设100mm厚挤塑泡沫板，同时筏板于1.6m×1.6m塔身部位预留2.5m×2.5m的洞口，同时要求筏板中设置止水钢板。

待以后塔吊拆除后，孔洞处应先清理干净，钢筋采用绑条焊接后，孔洞处砼应采用原结构混凝土等级强度高一级的膨胀砼进行封堵。

塔身垂直向上穿过地下室顶板，塔身穿地库结构顶板，根据现在精心布置已避免遇顶板结构梁，故只需留设预留设置顶板孔后浇带。

因塔吊塔身截面尺寸为1.6m×1.6m，拟预留2.0m×2.0m的洞口，具体尺寸现场可适当调整，以利于结构影响最小为妥。

预留后浇洞口按设计结构构造要求增设梁板附加筋，并预留出足够长度的梁板钢筋。

钢筋接头相互错开，且错开长度不小于500mm。

具体后浇砼的部位梁板增设的附加钢筋可参见附图。

塔吊拆除后方可进行预留孔洞的施工，孔洞处应先清理干净，梁钢筋采用机械连接或绑条焊接，板钢筋采用绑扎搭接，孔洞处砼应采用原结构混凝土等级强度高一级的膨胀砼。

4.4塔式起重机的设立要求

有关各塔吊的按拆时间及安装设置要求详见表：

各楼号塔式起重机表搭设要求表

塔吊号

楼号

塔吊

型号

幅度

服务

区域

安装位置

最大初装高度

最大高度

拆除设备

拆除时间

1#

12#

QTZ80

57m

11、12#地库

基坑外

40m

93m

50T

汽车吊

主楼外架拆除

2#

26#

QTZ80

57m

26、27#地库

基坑外

35m

98.6m

50T

汽车吊

主楼外架拆除

3#

地库

QTZ80

57m

13-18#地库

基坑内

40m

40m

50T

汽车吊

主楼外架拆除

注：

初装高度以塔基基础面算起，不超过最大初装高度值，保证大臂交叉的塔吊高差始终相差大于5M。

4.5选用塔吊的主要性能QTZ-80塔机

塔吊型号

QTZ80型（5710FZ-6）

生产厂家

徐州建机工程机械有限公司

机构工作级别

起升机构

M5

回转机构

M4

牵引机构

M3

起长高度m

独立式

附着式

40

140

最大起重量t

6

工作幅度m

最小幅度

2.5

最大幅度

55

起升

机构

倍率

2

4

起重量t

3

3

1.5

6

6

3

速度m/min

8.5

40

80

4.2

20

40

电机功率kw

24/24/5.4

回转

机构

回转速度r/min

0.60

电机功率KW

2×3.7

牵引

机构

牵引速度m/min

44/22

电机功率kw

3.3/2.2

顶升

机构

顶升速度m/min

0.5

电机功率kw

5.5

工作压力MPa

25

总功率kw

45.7（不含顶升机构电机）

平衡重t

57m

52m

47m

15.04

13.62

12.58

工作温度℃

-20～+40℃

工况

垂直力

（KN）

最大起重矩（KN.m）

非工作状态下的塔身弯矩（KN.m）

最大起重量（KN）

根据厂家最新提供的参数

470

800

-365

60

4.6地基土力学性质

根据工程地质勘察报告，本工程三台塔吊基础涉及的勘察孔：

1#塔吊为C19勘察孔；2#塔吊为C12勘察孔；3#塔吊为C5勘察孔；

各塔吊涉及勘察孔土层深度（m）如下：

层号

塔吊/勘察孔

土层名称

1#塔吊

/C19

2#塔吊

/C12

3#塔吊

/C5

\

场地高程绝对标高

土层标高

土层标高

土层标高

\

自然高程

3.82

3.84

3.69

1

杂填土

3.32

3.04

2.89

2

粉质黏土

-1.58

-1.56

-1.71

3-1

粉质黏土

-4.78

-3.66

-5.11

3-2

粉土

-7.38

-6.26

-6.61

4

粉质黏土夹粉土

-9.38

-9.56

-9.91

5-1

粉质黏土

-13.38

-13.76

-14.21

5-2

粉质黏土

-18.38

-18.46

-19.11

6

粉质黏土夹粉土

-25.58

-25.56

-26.21

勘察孔涉及地基土物理力学指标如下:

层号

土层名称

抗拔系数

λi

地基承载力特征值（kPa）

土层参数

土层厚度（m）

土重度（KN/M3）

1

杂填土

70

0.8

19.5

2

粉质黏土

0.75

200

4.6

19.5

3-1

粉质黏土

0.70

140

2.1

19.2

3-2

粉土

0.70

130

2.6

18.8

4

粉质黏土夹粉土

0.70

100

3.3

18.4

5-1

粉质黏土

0.75

200

4.2

19.5

5-2

粉质黏土

0.80

230

6

粉质黏土夹粉土

0.70

160

4.7塔吊基础设计

各楼号塔式起重机基础形式和标高

楼号

塔吊

型号

基础形式

塔吊基础与结构基础高差关系

承台面绝对（相对）标高

塔吊承台尺寸

1#

QTZ80

天然地基基础

承台1.30m厚

基础承台底-100mm

-1.35

（-7.15）

6.0M*6.0M*1.30M

2#

QTZ80

天然地基基础

承台1.30m厚

基础承台底-100mm

-1.55

（-7.35）

6.0M*6.0M*1.30M

3#

QTZ80

天然地基基础

承台1.30m厚

基础承台底-100mm

-1.35

（-7.15）

6.0M*6.0M*1.30M

塔吊承台基础砼强度C35；

配筋：

底面配筋：

C20@160双向，顶面配筋：

C20@300双向

锚固15d,构造筋Φ12@200。

五、塔吊基础施工要点

5.1钢筋混凝土承台基础

尺寸：

6.0*6.0*1.30；基础标号：

C35混凝土；垫层：

100厚C15；配筋详见附图

5.2.1施工顺序

放线→挖塔基土方→浇筑混凝土垫层→放塔吊预埋节位置线→绑扎塔基下层钢筋→安装预埋节身→绑扎塔基上层钢筋→浇筑混凝土→振捣→养护→安装塔吊。

5.2.2土方施工

（1）严格按照图纸要求，进行塔基的定位放线、槽上下口线以及标高控制线。

（2）边坡按1：

1放坡，不得扰动桩基土；可以根据实际土质情况，采取直壁或放缓坡度开挖，但必须先撑后挖。

（3）土方开挖到位后，应进行钎探。

（4）钎探完成后，应通知有关单位进行验槽。

5.2.3垫层施工

在塔吊基槽底部浇筑100mm厚素混凝土垫层。

垫层表面处理：

一次压光抹平，达到找平层的标准。

5.2.4钢筋工程

（1）所用钢筋的原厂材质证明必须齐全，应有出厂合格证、材质检验单，钢筋进场后及时进行复试，按试验要求经复试合格后方可使用。

（2）钢筋需提前做好钢筋翻样，所有加工严格按钢筋翻样图纸执行。

钢筋成型加工时，要认真核对下料单，确保钢筋半成品的规格、尺寸、数量准确，符合设计及规范的要求。

（3）上下层钢筋之间要布置马凳，控制上下层钢筋间距。

5.2.5厂家提供固定地下支脚的安装

（1）绑扎上层钢筋前，支设钢管架，并在钢管架上放置可调丝杠。

钢管的规格为φ48，钢管架支设要牢固，尺寸准确。

（2）调整固定地下支脚的标高，且要求附加钢筋与承台上下钢筋绑焊牢固。

（3）用测量仪器检查固定地下支脚两个方向的垂直度，控制在1/1000以内，经测量检查各项要求合格后，并经塔吊提供厂家验收后，方可进行塔基承台混凝土浇筑。

5.2.6模板工程

采用九夹板和木方支设塔吊基础模板，安装模板时要确保模板及其支撑体系的强度、刚度和稳定性。

5.2.7混凝土工程

（1）塔吊基础采用商品混凝土，混凝土强度为C30。

（2）浇筑混凝土时注意不可冲击固定支脚，并做一组同条件试块和一组标养试块,浇注过程中应注意控制塔基上皮标高,固定支脚按电气要求正确接地。

5.2塔基施工注意事项

（1）塔基施工完毕，并达到设计强度的80%后，会同塔吊公司办理验收手续。

（2）塔基施工完毕塔机安装前，应采用素土将基础周边分层填充密实。

（3）试压同条件试块，其混凝土强度达到30Mpa以上后，方可安装塔吊。

（4）安装前要对塔吊专业队进行技术安全交底。

六、塔吊基础施工质量保证措施

承台施工质量保证措施

（1）承台底标高、尺寸严格按照设计标高放样确定；

（2）砼浇捣前对钢筋进行隐蔽验收；

（3）与塔机生产厂家联系，正确预埋预埋件；

（4）承台砼强度等级为C35。

并留置同条件试块。

试块强度达到设计强度80%后方可安装塔吊。

七、塔吊使用安全技术措施

（1）塔吊安拆方案由具有相应资质的专业施工单位编制并负责实施。

（2）定期对塔吊基础进行沉降观测和倾斜测量。

（3）施工中严格贯彻“安全第一，预防为主”的方针，所有参加施工的特殊工种人员必须持证上岗，严格遵守本工种操作规程，严禁违章指挥，违章操作，保证施工中的安全。

（4）现场使用的电焊机和其它电气设备必须作绝缘检测并由专职电工接线，做好防雨防潮工作，操作人员必须严格使用安全防护用品。

（5）严格执行《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91安全防护标准，认真落实各级安全生产责任制。

（6）所有参加作业人员进入现场必须戴安全帽并严格使用“三防”用品。

高处安装和焊接必须佩带安全带，并搭设可靠的工作台和有效的防护。

（7）雨雪天气严禁露天操作电气和焊接，五级及以上大风禁止高处作业，严禁酒后作业，夜晚作业应有充足的照明。

（8）现场吊装要有专业信号工负责指挥，所有吊具、索具、钢丝绳等要随时检查，确保达到安全技术要求，上下传递物件严禁抛掷，作业面上不准摆放任何物品，防止坠落伤人。

（9）现场安装人员要配合安检部门，作好对作业人员检查和安全防护用品使用监督工作，严格执行各项安全管理制度，按期完成生产任务，确保施工安全。

（10）在塔吊安装前，必须向操作人员进行安全、技术交底。

（11）对所有的起重工具如索具、夹具等进行全面检查并计算、验算后方可使用。

（12）塔吊安装后必须经主管部门检查验收合格后，挂牌后方可使用。

（13）塔吊司机须持有效操作证上岗。

（14）严格执行“十个不准吊”。

（15）经常对塔吊进行保养维修，特别是对五限位（超高、变幅、超重、力矩、升空室）上保险；吊钩、钢丝绳、滚筒要经常检查并准备配件。

（16）处于地下室内塔吊，须预留孔洞，孔洞的围护采用钢管搭设进行临边围护。

八、塔吊基础计算书

天然基础计算书

由于3台塔吊的基础设计统一，地质情况基本一致，故按最高的2#塔吊（QTZ-80）计算。

地基基础承载力计算按塔吊100m高度计算，抗倾覆按塔吊45m高度计算。

计算依据：

《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）

《地基基础设计规范》（GB50007-2011）

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）

《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）

一、参数信息

1.塔吊参数

塔吊型号

徐州建机QTZ80（5710FZ-6）

塔吊自重（kN）

401.40

起重荷载（kN）

60.00

塔身宽度（m）

1.6

塔机计算高度（m）

45

2.承台参数

基础承台长（m）

6

基础承台宽（m）

6

基础承台厚（m）

1.3

回填土高（m）

0

回填土重度（kN/m3）

0

混凝土强度等级

C35

承台钢筋级别

HRB335

钢筋直径（mm）

20

保护层厚度（mm）

40

承台埋置深度（m）

1.5

地下水位深度（m）

10

3.地基参数

地基承载力特征值（kPa）

240

基础宽度修正系数

0.3

基础埋深修正系数

1.6

４.土层参数

序号

土类型

土厚度（m）

土重度（kN/m3）

1

杂填土

0.8

19.5

2

粘性土

4.6

19.5

3

粘性土

2.1

19.2

4

粉土

2.6

18.8

5

粉土

3.3

18.4

6

粉土

4.2

19.5

二、塔吊抗倾覆稳定性验算

1.自重荷载以及起重荷载

1）塔机自重标准值：

Fkl=G0+G1+G2+G3+G4=251+37.4+3.8+19.8+89.4=401.40kN

2）起重荷载标准值：

Fqk=60.00kN

3）竖向荷载标准值：

Fk=Fk1+Fqk=401.40+60.00=461.40kN

4）基础及其上土自重标准值：

Gk=G11+G21=1170.00+0.00=1170.00kN

2.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

①塔基所受风均布线荷载标准值（ω0=0.20kN/m2）

qsk=0.8×α×βz×μS×μZ×ω0×α0×B×H/H

=0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.20×0.35×1.6

=0.44kN/m

②塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk·H=0.44×43=18.92kN

③基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk·H=0.5×18.92×43=406.82kN·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

①塔机所受风线荷载标准值（无锡市ω0′=0.75kN/m2）

qsk′=0.8×α×βz×μs×μz×ω0′×α0×B×H/H

=0.8×1.2×1.69×1.95×1.32×0.75×0.35×1.6

=1.75kN/m

②塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk′=qsk′·H=1.75×43=75.42kN

③基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk′=0.5Fvk′·H=0.5×75.42×43=1621.52kN·m

3.基础顶面倾覆力矩计算

1）工作状态下塔机倾覆力矩标准值

Mk=M1+M2+M3+M4+0.9（M5+Msk）

=（37.4×22）+（3.8×11.5）+（-19.8×6.3）+（-89.4×11.8）+0.9×（max（60×11.5，10×57）+406.82）

=673.98kN·m

2）非工作状态下塔机倾覆力矩标准值

Mk′=M1+M3+M4+Msk′

=（37.4×22）+（-19.8×6.3）+（-89.4×11.8）+1621.52

=1264.66kN·m

比较上述两种工况的计算，可知塔机在非工作状态时对基础传递的倾覆力矩最大，故应按非工作状态的荷载组合进行地基基础设计。

4.塔机抗倾覆稳定性验算

e=（Mk+Fkv·hc）/（Fk1+Gk）

=（1264.66+75.42×1.3）/（401.40+1170.00）

=0.87m≤0.21bc

基础抗倾覆稳定性满足要求！

三、塔吊地基承载力验算

1.基础底面压应力计算

e=0.87m≤bc/6=6/6=1.00m

Pk=（Fkl+Gk）/（bclc）=（401.40+1170.00）/（6×6）=43.65kPa

Wx=lcbc2/6=6×62/6=36.00m3

Wy=bclc2/6=6×62/6=36.00m3

Mkx=（Mk+Fkv·hc）bc/（bc2+lc2）1/2

=（1264.66+75.42×1.3）×6/（62+62）1/2

=963.58kN·m

Mky=（Mk+Fkv·hc）lc/（bc2+lc2）1/2

=（1264.66+75.42×1.3）×6/（62+62）1/2

=963.58kN·m

Pkmin=（Fk1+Gk）/（bclc）-Mkx/Wx-Mky/Wy

=（401.40+1170.00）/（6×6）-963.58/36.00-963.58/36.00

=-9.88kPa

el=eb=0.707e=0.707×0.87=0.61m

b′=bc/2-eb=6/2-0.61=2.39m

l′=lc/2-el=6/2-0.61=2.39m

b′l′=2.39×2.39=5.70m2≥0.125bl=0.125×6×6=4.50m2

Pkmax=（Fk1+Gk）/3b′l′=（401.40+1170.00）/（3×2.39×2.39）=91.94kPa

2.基础底面压应力验算

γ=[（0.80×19.50）+（0.70×19.50）]/1.5=19