塔吊专项施工方案预应力管桩.docx
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塔吊专项施工方案预应力管桩
第一章编制依据
1、席勒天津医疗设备新建厂房项目施工总承包工程施工图纸
2、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）
3、《TC6012塔式起重机使用说明书》
4、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
5、《地基与基础施工及验收规范》（GB50202-2002）
6、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）
7、《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）（2011年版）
8、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
9、《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）
10、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
11、席勒（天津）医疗设备有限责任公司新建厂房岩土工程勘察报告（详细勘察阶段）》工号：
KC2013E422
12、施工现场场地情况。
13、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）。
14、PMPM施工软件（CMIS_2012版11月26日）。
第二章工程概况
本项目为席勒天津医疗设备新建厂房项目施工总承包工程，由席勒（天津）医疗设备有限责任公司投资兴建，建设地点位于天津市空港经济区内。
总用地面积25690.20㎡，建筑面积26707.06㎡。
其中地下48.20㎡、地上26658.86㎡。
研发车间为钢筋混凝土框架结构，地上5层。
研发车间为单层钢结构。
门卫及消防泵房为钢筋混凝土框架结构，地上一层，地下一层。
第三章塔吊的布置原则
3.1根据该工程的施工特点和进度要求，最大限度的满足垂直运输的要求和服务半径，确保主体结构施工时材料及周转材料的运输。
3.2不影响后续工程及满足安全规范的要求。
3.3满足塔吊安装和拆卸的工作面要求，保证塔吊拆卸的可行性。
3.4塔吊基础为永久性基础，待塔吊拆除后不进行其他处理，直接进行回填土施工，即塔吊基础的放置不能影响建筑、结构、水电管线和室外管网的行走路线。
第四章塔吊的布置和选型
4.1塔吊的数量及位置选择
根据工期要求，为满足施工的垂直运输任务，在L型研发车间区域外的适当位置设置1台TC6012塔式起重机，60m臂长。
设置于J轴线南侧18m与4轴线东侧18m相交处。
塔吊的具体布置见平面布置图。
4.2塔吊型号确定
最重材料为成捆的钢筋，一般重量为2—3吨，混凝土料斗按装料0.8m3连料斗按3吨计，吊装最大载重量严格按着起重性能表进行吊装。
最大回转半径60m，主楼檐口高度为23.60m，长宽为91.10m*91.10m，根据这些参数要求设置塔吊为35m高度。
塔机基本技术参数如下表：
TC6012塔吊型号性能参数
第五章塔吊基础设计
5.1基础概况
席勒（天津）医疗设备有限责任公司新建厂房岩土工程勘察报告（详细勘察阶段）》工号：
KC2013E422，塔基的基础采用桩基础，J轴线南侧18m与4轴线东侧18m相交处。
位于6号取土试样钻孔附近。
比较3-3’、7-7’可知，该区域的地质状况基本相同，因此取6号勘探点的土质情况进行塔吊基础设计。
勘探点平面布置图
6号勘探点地质柱状图6-1
6号勘探点地质柱状图6-2
5.2塔吊基础设计
5.2.1参数信息
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）。
塔吊型号:
TC6012
塔机自重标准值:
Fk1=450.00kN
起重荷载标准值:
Fqk=60kN
塔吊最大起重力矩:
M=1014kN.m
非工作状态下塔身弯矩:
M=2026.47kN.m
塔吊计算高度:
H=35m
塔身宽度:
B=2m
桩身混凝土等级:
C80
承台混凝土等级:
C35
保护层厚度:
H=50mm
矩形承台边长:
H=5.5m
承台厚度:
Hc=1.4m
承台箍筋间距:
S=200mm
承台钢筋级别:
HRB400
承台顶面埋深:
D=1.2m
桩直径:
d=0.5m
桩间距:
a=4.4m
桩钢筋级别:
HRB400
桩入土深度:
20m
桩型与工艺:
预制桩
桩空心直径:
0.28m
计算简图如下：
5.2.2荷载计算
5.2.2.1自重荷载及起重荷载
1）塔机自重标准值
Fk1=450kN
2）基础以及覆土自重标准值
Gk=5.5×5.5×（1.40×25+1.2×17）=1675.85kN
承台受浮力：
Flk=5.5×5.5×1.10×10=332.75kN
3）起重荷载标准值Fqk=60kN
5.2.2.2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
a.塔机所受风均布线荷载标准值（Wo=0.2kN/m2）
=0.8×1.59×1.95×1.245×0.2=0.62kN/m2
=1.2×0.62×0.35×2=0.52kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.52×35.00=18.16kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×18.16×35.00=317.77kN.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
a.塔机所受风均布线荷载标准值（本地区Wo=0.50kN/m2）
=0.8×1.66×1.95×1.245×0.50=1.61kN/m2
=1.2×1.61×0.35×2.00=1.35kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=1.35×35.00=47.39kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×47.39×35.00=829.39kN.m
5.2.2.3塔机的倾覆力矩
工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=2026.47+0.9×（1014+317.77）=3225.06kN.m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=2026.47+829.39=2855.86kN.m
5.2.3桩竖向力计算
非工作状态下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（450+1675.85）/4=531.46kN
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=（450+1675.85）/4+（2855.86+47.39×1.40）/6.22=1001.15kN
Qkmin=（Fk+Gk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L
=（450+1675.85-332.75）/4-（2855.86+47.39×1.40）/6.22=-21.41kN
工作状态下：
Qk=（Fk+Gk+Fqk）/n=（450+1675.85+60）/4=546.46kN
Qkmax=（Fk+Gk+Fqk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=（450+1675.85+60）/4+（3225.06+18.16×1.40）/6.22=1068.91kN
Qkmin=（Fk+Gk+Fqk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L
=（450+1675.85+60-332.75）/4-（3225.06+18.16×1.40）/6.22=-59.18kN
5.2.4承台受弯计算
5.2.4.1荷载计算
不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：
工作状态下：
最大压力Ni=1.35×（Fk+Fqk）/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×（450+60）/4+1.35×（3225.06+18.16×1.40）/6.22=877.43kN
最大拔力Ni=1.35×（Fk+Fqk）/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×（450+60）/4-1.35×（3225.06+18.16×1.40）/6.22=-533.18kN
非工作状态下：
最大压力Ni=1.35×Fk/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×450/4+1.35×（2855.86+47.39×1.40）/6.22=785.95kN
最大拔力Ni=1.35×Fk/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×450/4-1.35×（2855.86+47.39×1.40）/6.22=-482.20kN
5.2.4.2弯矩的计算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4.2条
其中Mx,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（m）；
Ni──不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值（kN）。
由于工作状态下，承台正弯矩最大：
Mx=My=2×877.43×1.20=2105.84kN.m
承台最大负弯矩:
Mx=My=2×-533.18×1.20=-1279.64kN.m
5.2.4.3配筋计算
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条
式中α1──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,期间按线性内插法确定；
fc──混凝土抗压强度设计值；
h0──承台的计算高度；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2。
底部配筋计算:
αs=2105.84×106/（1.000×16.700×5500.000×13502）=0.0126
=1-（1-2×0.0126）0.5=0.0127
γs=1-0.0127/2=0.9937
As=2105.84×106/（0.9937×1350.0×360.0）=4360.6mm2
顶部配筋计算:
αs=1279.64×106/（1.000×16.700×5500.000×13502）=0.0076
=1-（1-2×0.0076）0.5=0.0077
γs=1-0.0077/2=0.9937
As=1279.64×106/（0.9962×1350.0×360.0）=2643.1mm2
5.2.5承台剪切计算
最大剪力设计值：
Vmax=877.43kN
依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）的第6.3.4条。
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：
式中λ──计算截面的剪跨比,λ=1.500
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570N/mm2；
b──承台的计算宽度，b=5500mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1350mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2；
S──箍筋的间距，S=200mm。
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!
承台配筋图
5.2.6承台受冲切验算
角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩冲切承载力验算
5.2.7桩身承载力验算
桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.8.2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=1.35×1068.91=1443.03kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中Ψc──基桩成桩工艺系数，取0.85
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35.9N/mm2；
Aps──桩身截面面积，Aps=134774mm2。
桩身受拉计算，依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.8.7条
受拉承载力计算，最大拉力N=1.35×Qkmin=-79.89kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积As=221.909mm2。
由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为270mm2
综上所述，全部纵向钢筋面积270mm2
5.2.8桩竖向承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）的第6.3.3和6.3.4条
轴心竖向力作用下，Qk=546.46kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=1068.91kN.m
桩基竖向承载力必须满足以下两式：
单桩竖向承载力特征值按下式计算：
其中Ra──单桩竖向承载力特征值；
qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值；
qpa──桩端端阻力特征值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=1.57m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.20m2；
li──第i层土层的厚度,取值如下表；
厚度及侧阻力标准值表如下:
序号
土层厚度（m）
侧阻力特征值（kPa）
端阻力特征值（kPa）
土名称
1
2.5
0
0
粘性土
2
0.5
30
0
粉土或砂土
3
8.3
22
0
粉土或砂土
4
2.7
34
0
粘性土
5
1.7
32
0
粘性土
6
1.9
45
0
粘性土
7
3.6
52
2000
粉土或砂土
由于桩的入土深度为20m,所以桩端是在第7层土层。
最大压力验算:
Ra=1.57×（2.5×0+0.5×30+8.3×22+2.7×34+1.7×32+1.9×45+2.4×52）+2000×0.20=1263.08kN
由于:
Ra=1263.08>Qk=546.46,最大压力验算满足要求!
由于:
1.2Ra=1515.69>Qkmax=1068.91,最大压力验算满足要求!
5.2.9桩的抗拔承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）的第6.3.5条
偏向竖向力作用下，Qkmin=-59.18kN.m
桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式：
式中Gp──桩身的重力标准值，水下部分按浮重度计；
λi──抗拔系数；
Ra=1.57×（0.750×2.5×0+0.700×0.5×30+0.700×8.3×22+0.750×2.7×34+0.750×1.7×32+0.750×1.9×45+0.700×2.4×52）=660.764kN
Gp=0.196×（20×25-20×10）=58.905kN
由于:
660.76+58.90>=59.18，抗拔承载力满足要求!
塔吊计算满足要求！
第六章塔吊基础施工技术措施及质量验收
1、混凝土强度等级采用C30；
2、基础表面平整度允许偏差1/1000；本工程基础桩采用高强预应力混凝土管桩，其施工工艺及质量控制要点详见《桩基工程专项施工方案》，桩顶标高-2.6m。
3、埋设件埋设参照一下程序施工：
①将16件10.9级高强度螺栓及垫板与预埋螺栓定位框装配在一起。
②为了便于施工，当钢筋捆扎到一定程度时，将装配好的预埋螺栓和预埋螺栓定位框整体吊入钢筋网内。
③再将8件Φ30的钢筋将预埋螺栓连接。
④吊起装配好的预埋螺栓和预埋螺栓定位框整体，浇筑混凝土。
在预埋螺栓定位框上加工找水平，保证预埋后定位框中心线与水平面的垂直度小于1.5/1000。
⑤固定支腿周围混凝土充填率必须达到95%以上。
⑥预埋螺栓定位如下图所示：
4、起重机的混凝土基础应验收合格后，方可使用。
5、起重机的金属结构、及所有电气设备的金属外壳，应有可靠的接地装置，接地电阻不大于4Ω。
6、按塔机说明书，核对基础施工质量关键部位。
7、检测塔机基础的几何位置尺寸误差，应在允许范围内，测定水平误差大小，以便准备垫铁。
8、机脚螺丝应严格按说明书要求的平面尺寸设置，允许偏差不得大于5mm。
9、基础砼浇筑完毕后应浇水养护，达到砼设计强度方可进行上部结构的安装作业。
如提前安装必须有同条件养护砼试块试验报告，强度达到安装说明书要求。
10、塔吊基础砼浇筑后应按规定制作试块，基础内钢筋必须经质检部门、监理部门验收合格方可浇筑砼，并应作好、隐检记录。
以备作塔吊验收资料。
11、钢筋、水泥、砂石集料应具有出厂合格证或试验报告。
12、塔吊基础底部土质应良好，开挖经质检部门验槽，符合设计要求及地质报告概述方可施工。
13、塔吊基础施工后，四周应排水良好，以保证基底土质承载力。
14、塔机的避雷装置宜在基础施工时首先预埋好，塔机的避雷针可用横截面不小于16mm2的绝缘铜电缆或横截面30mm×3.5mm表面经电镀的金属条直接与基础底板钢筋焊接相连，接地件至少插入地面以下1.5m。
15、塔吊基础的桩施工严格按本工程桩基工程施工方案进行施工质量控制。
16、基础塔吊砼拆模后应在四角设置沉降观测点，并完成初始高程测设，在上部结构安装前再测一次，以后在上部结构安装后每半月测设一次，发现沉降过大、过快、不均匀沉降等异常情况应立即停止使用，并汇报公司工程技术部门分析处理后，方可决定可断续使用或不能使用。
第七章塔吊安装与拆卸
TC6012固定式起重机有独立固定式和底架固定式两种安装方式。
TC6012固定式起重机的安装，最适宜的吊装机械是汽车起重机或轮胎起重机，吊装灵活，机动性大，需要一台25吨汽车吊吊运。
7.1独立固定式
独立固定式塔机的最大安装高度为14米多（距地面）。
最大安装重量为6.3吨，最大安装重量的重心高度为7米（距地面）。
7.1.1安装前的准备工作
7.1.1.1了解现场布局和土质情况，清理障碍物
7.1.1.2根据建筑物的布局决定基础的铺设位置，按砼基础图上所规定的技术要求进行基础设置。
注意，地基必须夯实到有承受0.2MPa的载荷。
7.1.1.3准备吊装机械以及足量的铁丝、杉木、旧钢丝绳、绳扣等常用工具。
7.1.2安装步骤
独立固定式工作时，起升高度为35m，自下而上的组成为：
砼基础，7节标准节Ⅱ，9节标准节Ⅰ，下支座和上面回转部分。
7.1.2.1先将两节标准节Ⅱ用8个M30×2高强度螺栓联接为一体（螺栓的预紧力矩为2.5KN.m），然后吊装在砼基础上面，并用8个M30×2的高强度螺栓紧固好（图7-1）。
安装时注意有踏步的两根主弦要平行于建筑物（图7-2）。
图7-1
图7-2
7.1.2.2在地面上将爬升架拼装成整体，并装好液压系统，然后将爬升架吊起，套在二节标准节外面（值得注意的是，爬升架的外伸框架要与建筑物方向平行，以便施工完成后拆塔），并使套架上的爬爪搁在标准节Ⅱ的最下一个踏步上（图7-3）（套架上有油缸的一面对准塔身上有踏步的一面套入）。
图7-3
7.1.2.3在地面上先将上、下支座以及回转机构、回转支承、平台等装为一体，然后将这一套部件吊起安装在塔身上。
用4个φ35的销轴和8个M30×2的高强度螺栓将下支座分别与爬升架和塔身节相连（见图4-4）。
图4-4
注意：
回转支承与上、下支座的联接螺栓一定要拧紧，预紧力矩为640kN.m。
安装回转支承时，其滚道淬火软带（外部标记“S”或堵塞孔处）应放置在紧靠回转机构一侧。
7.1.2.4在地面上将塔顶与平衡臂拉杆的第一节用销轴连好，然后吊起，用4个销轴与上支座联接（见图4-5）。
安装塔顶时要注意区分塔顶哪边是与起重臂相连，此边回转限位器和司机室处于同一侧。
图4-5
7.1.2.5在平地上拼装好平衡臂，并将卷扬机构、配电箱等装在平衡臂上，接好各部分所需的电线，然后，将平衡臂吊起来与上支座用销轴固接完毕后，再抬起平衡臂与水平线成一角度至平衡臂拉杆的安装位置，装好平衡臂拉杆后，再将吊车卸载（见图7-6）。
图7-6
7.1.2.6吊起重2.71吨的平衡重一块，放在平衡臂最根部的一块配重处（见图7-7及7-8所示）。
图7-7
图7-8
图示状态为55米臂长配置图，去除最尾部的一块（1.23t）则为50米臂长配置图
7.1.2.7在地面上，先将司机室的各电气设备检查好以后，将司机室吊起至上支座的上面，然后，用销轴将司机室与上支座连接好。
7.1.2.8起重臂与起重臂拉杆的安装：
7.1.2.8.1起重臂节的配置次序不得混乱。
7.1.2.8.2按照图3-4组合吊臂长度，用相应销轴把它们装配在一起，把第Ⅰ节臂和第Ⅱ节臂连接后，装上小车，并把小车固定在吊臂根部，把吊臂搁置在1米高左右的支架上，使小车离开地面（见图7-9），装上小车牵引机构。
所有销轴都要装上开口销，并将开口销充分打开。
7.1.2.8.3按照图7-10组合吊臂拉杆，用销轴把它们连接起来，置在吊臂上弦杆上的拉杆架内。
7.1.2.8.4检查吊臂上的电路是否完善，并穿绕小车牵引钢丝绳。
其余有关要求见图7-9。
7.1.2.8.5用汽车起重机将吊臂总成平稳提升，提升中必须保持吊臂处于水平位置，使得吊臂能够顺利地安装到上支座的吊臂铰点上。
7.1.2.8.6在吊臂连接完毕后，继续提升吊臂，使吊臂头部稍微抬起，详见图4-9。
7.1.2.8.7这时按图7-11C穿绕起升绳，开动起升机构接起拉杆，先使短拉杆的连接板能够用销轴联接到塔顶相应的拉板上。
然后再开动起升机构调整长拉杆的高度位置，使得长拉杆的连接板也能够用销轴联接到塔顶相应的拉板上（详见图7-11a.b）。
图7-9
图7-10
图7-11
注意：
这时汽车吊使吊臂头部稍微抬起，当开动起升机构，起升绳拉起起重臂拉杆，起重臂拉杆并不受力，否则起升机构负不起这么大的载荷。
7.1.2.8.8把吊臂缓慢放下，使拉杆处于拉紧状态。
7.1.2.9吊装平衡重：
根据所使用的臂架长度，按规定安装不同重量的平衡重（60臂，平衡重15吨），然后在各平衡重块之间用板联接成串。
7.1.2.10穿绕起升钢丝绳:
将起升钢丝绳引经塔顶导向滑轮后，绕过在起重臂根部上的起重量限制器滑轮，再引向小车滑轮与吊钩滑轮穿绕，最后，将绳端固定在臂头上（见图3-12）。
7.1.2.11把小车升至最根部使小车与吊臂碰块撞牢,转动小车上带有棘轮的小储绳卷筒，把牵引绳尽力拉紧。
7.1.3塔身标准节的安装方法及顺序（见图4-12、图4-13）。
7.1.3.1塔身标准节主弦杆的规格φ127X14，在安装标准节时，依次从下到上安装塔身标准节。
独立固定时，共16节标准节。
7.1.3.2将起重臂旋转至引入塔身标准节的方向（起重臂位于爬升架上外伸框架的正上方）。
7.1.3.3放松电缆长度略大于总的爬升高度。
7.1.3.4在地面上先将四个引进滚轮固定在塔身标准节下部横腹杆的四个角上。
然后吊起标准节并安放在外伸框架上（图7-12）。
吊起一个标准节调整小车的位置（图7-13），使得塔吊的上部重心落在顶升油缸梁的位置上。
实际操作中，观察到爬升架上四周12个导轮基本上与塔身标准节主弦杆脱开时，即为理想位置）。
然后，将爬升架与下支座用4个φ35的轴连接好，最后卸下塔身与下支座的8个M30×2的连接螺栓（只能在这时卸）。
7.1.3.5开动液压系统，将顶升横梁顶在塔身就近一个踏步上，再开动液压系统使活塞杆伸出约1.25m，稍缩活塞杆，使爬爪搁在塔身的踏步上（图7-13图7-3）。
然后，油缸全部缩回，重新使顶升横梁顶在塔身上的一个踏步上，全部伸出油缸。
此时塔身上方恰好能有装入一个标准节的空间。
利用引进滚轮在外伸框架滚动，人力把标准节引至塔身的正上方。
对准标准节的螺栓连接孔，稍缩油缸至上下标准节接触时，用8个M30×2高强度螺栓将上下塔身标准节连接牢靠，予紧力矩为2.5KN.m，卸下引进滚轮，调整油缸的伸缩长度，将下支座与塔身连接牢固，即完成一节标准节的加节工作。
若连续加几节标准节，则可按照以上
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