塔吊基础安全专项施工方案.docx

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塔吊基础安全专项施工方案

三、施工平面布置-1-

见附页-1-

四、编制依据-2-

五、塔吊基础计算书-2-

一、工程概况

本工程7#楼为33层框剪高层建筑

工程名称：

桓大·东方国际

建筑面积：

24565.61m2

层数：

33层

层高：

99.0米

建设地点：

重庆市璧山区青杠街道白云湖200号旁

建设单位：

重庆市桓大建设集团房地产开发有限公司

二、基本参数

1、吊塔：

吊塔型号：

QTZ63

起重工作幅度：

最小2.5m最大60m

额定起重量：

1300kg-6000kg

最大工作高度：

固定式110.0m附着式220m

塔身截面积：

1.8m×1.8m

整机功就：

39KW

2、塔基基础：

采用人工挖孔桩,桩顶标高—1.7米，桩端不设扩大头，桩端入中风化砾岩1.50m；桩混凝土等级C30,桩长7.6m；钢筋HRB400。

承台尺寸长（a）=4.00m,宽（b）=4.00m,高（h）=1.70m，桩中心与承台中心1.60m,承台面标高-70cm；承台混凝土等级C35，底面双向68φ14@200。

三、施工平面布置

见附页

四、编制依据

《塔式起重机设计规范》GB/T13752-1992

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（06版本）

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

南沙城-商务A栋工程《施工组织设计》及其建筑、结构施工图纸

QTZ6013型塔式起重机《使用说明书》

五、塔吊基础计算书

1.计算参数

（1）基本参数

采用1台QTZ63塔式起重机，塔身尺寸1.6m,基坑底标高-1.8m现场地面标高0.00m,承台面标高-700mm；采用人工挖孔桩基础.

（2）计算参数

1）塔吊基础受力情况

荷载工况

基础荷载

P（kN）

M（kN.m）

Fk

Fh

M

MZ

工作状态

950.00

30.00

1600.00

340.00

非工作状态

850.00

70.00

1800.00

0

比较塔吊的工作状态和非工作状态的受力情况，塔吊基础按非工作状态计算如图

Fk=850.00kN,Fh=70.00kN

M=1800.00+70.00×1.30=1891.00kN.m

Fk，=850.00×1.35=1147.50kN,Fh，=70.00×1.35=94.50kN

Mk=（1800.00+70.00×1.30）×1.35=2552.85kN.m

2）桩顶以下岩土力学资料

序号

地层名称

厚度L

（m）

极限侧阻力标准值qsik（kPa）

岩石饱和单轴抗压强度标准值frk（kPa）

qsik*

i

（kN/m）

抗拔系数λi

λiqsik

i

（kN/m）

1

淤泥质土

8.80

12.00

40.00

105.60

0.40

42.24

2

中砂

8.10

53.00

120.00

429.30

0.50

214.65

3

中风化砾岩

1.50

160.00

3000.00

240.00

0.50

120.00

桩长

18.40

∑qsik*Li

774.90

∑λiqsik*Li

376.89

（3）基础设计主要参数

基础桩采用4根φ800钻（冲）孔灌注桩,桩顶标高-5.35m,桩端不设扩大头，桩端入中风化砾岩1.50m；桩混凝土等级C30,fC=14.30N/mm2,EC=3.00×104N/mm2；ft=1.43N/mm2,桩长18.40m；钢筋HRB335,fy=300.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2。

承台尺寸长（a）=5.00m,宽（b）=5.00m,高（h）=1.40m，桩中心与承台中心1.60m,承台面标高-4.05m；承台混凝土等级C35，ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3。

Gk=abhγ砼=5.00×5.00×1.40×25=875.00kN

塔吊基础尺寸示意图

2.桩顶作用效应计算

（1）竖向力

1）轴心竖向力作用下

Nk=（Fk＋Gk）/n=（850.00+875.00）/4=431.25kN

2）偏心竖向力作用下

按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=1891.00kN.m，yi=1.60×20.5=2.26m

Nk=（Fk＋Gk）/n±Mxyi/Σ

yi2=（850.00+875.00）/4±（1891.00×2.26）/（2×2.262）=431.25±418.36

Nkmax=849.61kN,Nkmin=12.89kN（基桩不承受竖向拉力）。

（2）水平力

Hik=Fh/n=70.00/4=17.50kN

3.桩基竖向承载力验算

（1）单桩竖向极限承载力标准值计算

d=0.80m=800mm,hr=1.50m,hr/d=1.50/0.80=1.88,查表得：

ζr=0.89

Ap=πd2/4=3.14×0.802/4=0.50m2

Qsk=u∑qsik

i=πd∑qsia

i=3.14×0.80×774.90=1946.55kN

Qrk=ζrfrkAp=0.89×3000.00×0.50=1335.00kN，

Quk=Qsk+Qrk=1946.55+1335.00=3281.55kN

Ra=1/KQuk=1/2×3281.55=1640.78kN

（2）桩基竖向力作用下

1）轴心竖向力作用下

Nk=431.25kN＜Ra=1640.78kN,竖向承载力满足要求。

2）偏心竖向力作用下

Nkmax=849.61kN＜Ra=1.2×1640.78=1968.94kN,竖向承载力满足要求。

4.单桩水平承载力验算

（1）单桩水平承载力特征值计算

αE=Es/Ec=2.00×105/3.00×104=6.67,γm=2,ζN=0.50

ρg=0.2+（2000-800）/（2000-300）×（0.65-0.2）=0.52%

Wo=πd/32[d2＋2（ES/EC－1）ρgd02]

=（3.14×0.80/32）×[0.802+2×（6.67-1）×0.52%×（0.80-2×0.10）2]=0.05m3

Io=Wod/2=0.05×0.80/2=0.0200m4

EI=0.85ECIo=0.85×3.00×107×0.0200=510000kN.m2

查表得:

m=6.00×103kN/m4,bo=0.9（1.5d+0.5）=1.53m=1530mm

α=（mbo/ECI）0.2=（6.00×1000×1.53/510000）0.2=0.45

αL=0.45×18.40=8.28＞4,按αL=4,查表得:

υm=0.768

Nk=（Fk’＋1.2Gk）/n=（1147.50+1.2×875.00）/4=549.38kN

An=πd2/4[1＋

（Es/Ec-1）Pg]=3.14×0.802/4×（1+（6.67-1）×0.52%）=0.52m2

Rha=（0.75αγmftW0/υm）（1.25+22ρg）（1+ζNNk/γmftAn）

=（0.75×0.45×2×1.43×1000×0.05/0.768）×（1.25+22×0.52%）×[1+0.50×549.38/（2×1.43×1000×0.52）]=101.58kN

（2）桩基水平承载力计算

Hik=17.50kN＜Rha=101.58kN,水平承载力满足要求。

5.抗拔桩基承载力验算

（1）抗拔极限承载力标准值计算

Tgk=1/nu1Σλ

iqsikLi=1/4×（1.60×2+0.80）×4×376.89=1507.56kN

Tuk=ΣλiqsikuiLi=376.89×3.14×0.80=946.75kN

（2）抗拔承载力计算

Ggp=5.00×5.00×18.30×（18.80-10）/4=1006.50kN

Gp=3.14×0.402×18.40×（25-10）=138.00kN

Tgk/2+Ggp=1507.56/2+1006.50=1760.28kN

Tuk/2+Gp=946.75/2+138.00=611.38kN

由于基桩不承受竖向拉力,故基桩呈整体性和非整体性破坏的抗拔承载力满足要求。

6.抗倾覆验算

bi=5.00/2+1.60=4.10mai=5.00/2=2.50m

倾覆力矩M倾=M＋Fhh=1800+70.00×（14.154.05）=2507.00kN.m

抗倾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）ai＋2（Tuk/2+Gp）bi

=（850.00+875.00）×2.50+2×（946.75/2+138.00）×4.10=9325.78kN.m

M抗/M倾=9325.78/2507.00=3.72

抗倾覆验算3.72＞1.6,满足要求。

（1）桩身承载力验算

1）正截面受压承载力计算

按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=2552.85kN.m，yi=1.60×20.5=2.26m

Nk=（Fk‘＋1.2Gk）/n±Mxyi/Σ

yi2=（1147.50+1.2×875.00）/4±（2552.85×2.26）/（2×2.262）

=549.38±564.79

Nkmax=1114.17kN，Nkmin=-15.42kN

Ψc=0.70,ΨcfcAp=0.70×14.30×1000×0.50=5005.00kN

正截面受压承载力=5005.00kN＞Nkmax=1114.17kN,满足要求。

2）配筋计算

配筋率ρ=ρg=0.52%

As=ρAP=0.52%×0.50×106=2600mm2,采用HRB335，fy=300.00N/mm2取920

As1=9×314=2826mm2>As=2600mm2（满足要求）

3）正截面受拉承载力计算

fyAs=300×2826=847800N=847.80kN

fyAs=847.80kN＞Nkmin=15.42kN,正截面受拉承载力满足要求。

M倾/（4x1As）=2507.00×1000/（4×1.60×2826）=138.61N/mm2

M倾/（4x1As）=138.61N/mm2＜300.00N/mm2,满足要求。

（2）承台受冲切承载力验算

1）塔身边冲切承载力计算

Fι=F－1.2ΣQik=Fk，=1147.50kN，ho=1.40-0.10=1.30m=1300mm

βhp=1.0+[（2000-1400）/（2000-800）]×（0.9-1.0）=0.95

а0=1.60-0.80/2-1.70/2=0.35m,λ=а0/ho=0.35/1.30=0.27

β0=0.84/（0.27+0.2）=1.79，um=4×（1.70+1.30）=12.00m

βhpβ

0umftho=0.95×1.79×12.00×1.57×1000×1.30=41648.65kN

承台受冲切承载力=41648.65kN＞Fι=1147.50kN,满足要求。

2）角桩向上冲切力承载力计算

N1=Nk，=Fk，/n+Mxyi/Σ

yi2=1147.50/4+2552.85×2.26/（2×2.262）=851.66kN

V=2Nk，=2×851.66=1703.33kN

λ1x=λ1y=а0/ho=0.35/1.30=0.27,c1=c2=0.90+0.40=1.30m

β1x=β1y=0.56/（λ1x+0.2）=0.56/（0.27+0.2）=1.19

[β1x（c2+а1y/2）+β1y（c1+а1x/2）]βhpftho

=1.19×（1.30+0.35/2）×2×0.95×1.57×1000×1.30=6806.68kN

角桩向上冲切承载力=6806.7kN＞V=1703.33kN,满足要求。

3）承台受剪切承载力验算

Nk，=Fk，/n+Mxyi/Σ

yi2=1147.50/4+2552.85×2.26/（2×2.262）=851.66kN

V=2Nk，=2×851.66=1703.32kN

βhs=（800/ho）1/4=（800/1300）0.25=0.89,λ=а0/ho=0.35/1.30=0.27

α=1.75/（λ+1）=1.75/（0.27+1）=1.38,b0=5.00m=5000mm

βhsαftb0ho=0.89×1.38×1.57×1000×5.00×1.30=12533.78kN

承台受剪切承载力=12533.78kN＞V=1703.32kN,满足要求。

（4）承台抗弯验算

1）承台弯矩计算

Ni=Fk/n+Mxyi/Σ

yi2=1147.50/4+2552.85×2.26/（2×2.262）=851.66kN,xi=1.60m

M=ΣNixi=2×851.66×1.60=2725.31kN.m

2）承台配筋计算

承台采用HRB335，fy=300.00N/mm2

As=M/0.9fyho=2725.31×106/（0.9×300×1300）=7764mm2

取3118@164mm（钢筋间距满足要求）,As=31×254=7874mm2

承台配筋面积7874mm2＞7764mm2,满足要求。

7.计算结果

（1）基础桩

钻（冲）孔4根φ800灌注桩，桩顶标高-5.35m,桩长18.40m,桩端入中风化砾岩1.50m；桩混凝土C30,，桩身钢筋采用920，箍筋采用φ8@250mm。

（2）承台

长（a）=5.00m,宽（b）=5.00m,高（h）=1.40m;桩中心与承台中心1.60m,承台面标高-4.05m；混凝土等级C35,承台底钢筋采用双向3118@164mm。

（3）基础大样图

塔吊基础平面图

桩大样图

塔吊基础剖面图

塔

吊

基

础

安

全

专

项

施

工

方

案

重庆市桓大建设集团有限公司

2017年8月9日