景城御领嘉园项目塔吊基础施工方案68.docx
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景城御领嘉园项目塔吊基础施工方案68
景城·御领嘉园项目
塔吊基础施工方案
景城·御领嘉园项目经理部
二〇一五年五月
1编制目的及依据
1.1编制目的
我单位承接的景城御领嘉园项目工程按照施工安排，计划近期安装塔吊，特编制此塔吊基础施工方案，以指导现场施工。
为了景城御领嘉园项目工程施工需要，本着经济合理、方便使用等原则作了较详细的分析，确定本工程现场内塔吊配置3台徐工QTZ63承担本工程地下室和上部结构施工期间水平和垂直运输。
1.2相关技术文件
1、中南勘察设计院（湖北）有限责任公司提供的《工程地质岩土工程勘察报告书》；
2、本工程建筑、结构图纸；
3、QTZ63塔式起重机使用说明书。
1.3施工规范
1、建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）；
2、混凝土结构设计规范（GB50010-2010）；
3、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T_187-2009）；
4、国家和行业现行的相关施工及工程质量验收规范。
1.4相关部门管理规定
1、武汉市建筑工程文明施工管理办法；
2、我单位质量管理体系文件。
1.5现场实际情况
目前土方开挖实际方格网及土质情况。
2工程概况
2.1项目概况
工程名称
景城御领嘉园
项目地点
丁字桥41号
建设单位
湖北长力源地产开发投资有限公司
设计单位
珠海市建筑设计院武汉分院
建设规模
总建筑面积约73188平方米
拟建景城御领嘉园项目，位于武昌丁字桥路41号，湖北省食品药品监督检验研究院东南，拟建建筑物由共有拟建建筑物4栋（1～34层），总建筑面积约73188平方米。
2.2建筑及结构概况
工程概况如下：
插表21拟建建筑物性质一览表
建筑物名称及安全等级
结构类型
层数（层）/高（m）
基础埋置深度（m）
地面设计标高（m）
基础柱荷重（kN）
拟采用基础形式和是否采用变形设计
1-3号楼
剪力墙结构
34/99.0
6.5
26.00
16500
桩基
商业楼
框架结构
3/15.6
6.5
26.0
7000
桩基
地下室
框剪结构
1/
6.5
26.0
桩基
2.3工程地质概况
地貌单元为长江Ⅲ级阶地陇岗地带。
依钻探结果，在勘探深度范围内，场区地层共分7大层：
（1）杂填土（Qml）；
（2）粉质粘土（Q4al+pl）；（3）粉质粘土（Q4al+pl）；（4）粉质粘土（Q4al+pl）；（5）粘土（Q3al+pl）；（6）碎石土（Q3al+pl）；（7）-1强风化泥岩（S）。
（7）-2中风化泥岩（S）。
插表22场地内地基岩土描述表
地层
编号
名称
埋深（m）
厚度（m）
空间分布
岩性描述
工程性质
（1）
杂填土Qml
0.6~6.4
均有分布
杂、灰黄~黄褐色，湿，主要成分为碎石、砖渣、水泥块、粘性土（部分为淤泥质土）等。
主要为新近拆除旧建筑物堆填物，不均匀。
结构松散，
均匀性差
（2）
粉质粘土Q4al+pl
1.4~6.4
0.6~3.8
部分分布
灰色～褐灰色，软塑，湿，含少量腐植物、Fe、Mn氧化物，土质较均匀。
承载力低,
中等偏高压缩性
（3）
粉质粘土Q4al+pl
1.9~7.3
0.9~5.2
部分分布
褐灰~褐黄色，湿，可塑，含少量Fe、Mn氧化物及高岭土，土质较均匀。
承载力一般,
中等压缩性
（4）
粉质粘土
Q4al+pl
1.6~7.8
0.6~4.9
部分分布
黄色~褐黄色，可～硬塑,以可塑为主，湿，含Fe、Mn氧化物及高岭土,少量结核，土质较均匀。
承载力较高
中等压缩性
（5）
粘土Q3al+pl
0.6~9.5
1.0~6.6
部分缺失
黄色~褐黄色，硬塑,，湿，含Fe、Mn氧化物及高岭土,少量结核，土质较均匀。
承载力高
中等偏低压缩性
（6）
碎石土Q3al+pl
5.0~11.0
1.3~11.0
均有分布
黄褐色~褐黄色，密实，稍湿，粒径为0.5～8cm，最大约80cm，含量30～60%左右，次棱～次园状，成分为石英砂岩、燧石等，间夹薄层粘性土，局部混细砂，土质较不均匀。
承载力高
低压缩性
（7）-1
风化泥岩S
15.0~19.5
0.5~7.7
均有分布
褐黄、褐红色，风化不均匀，局部风化成土状，部分为碎块状，裂隙发育，裂隙被Fe、Mn氧化物浸染。
承载力高
极低压缩性
（7）-2
中风化泥岩S
17.7~23.7
最大揭露厚度16.9m
均有分布
褐黄、褐红、绿黄色，岩芯呈短柱状、块状、碎块，裂隙较发育，裂隙被Fe、Mn氧化物浸染，取芯率一般70～90%，RQD一般60-～80%，为极软岩，岩体较破碎，基本质量等级为Ⅴ类。
承载力高
不可压缩
3塔吊设备选型及布置
3.1塔吊选型及平面布置原则
1.塔吊尽量覆盖整个施工区域，减少盲区；
2.尽量考虑塔吊最大起重量及卸料点起重量能满足施工要求，如不能满足采用吊车卸料；
3.保证每台塔吊的工作效率，既不闲置又能满足施工吊次要求；
4.充分考虑塔吊安装和拆除所需空间，满足塔吊安拆的要求；
5.充分考虑到塔吊在高度和平面位置上的避让，同时考虑到和周围高层建筑之间的避让，满足设备安全运行的要求；
6.经济性对比分析，在满足施工需要的前提下优化配置方案，节约成本。
3.2塔吊选型
为了景城御领嘉园项目工程施工需要，本着经济合理、方便使用等原则作了较详细的分析，确定本工程现场内塔吊配置3台徐工QTZ63承担本工程地下室和上部结构施工期间水平和垂直运输。
1、选型特点
1）结构施工盲区较小，覆盖率大
2）各塔吊运输能力可满足施工需要，且不浪费；
2、塔吊性能参数
1）QTZ63塔吊性能参数
见下图
3.3塔吊布置
本工程在基础施工阶段布置1#、2#、3#塔吊，塔吊平面布置图如下：
插图31塔吊平面布置示意图
4塔吊基础设计
4.1塔吊基础设计
根据塔吊平面布置，塔吊基础简要信息如下表所示
4.2承台基础做法及详图
插表41TC5610承台基础参数
项
参数
承台尺寸
4.5m×4.5m×1.4m
混凝土强度等级
C40
配筋
详见塔吊使用说明书
保护层厚度
50mm
5塔吊基础施工方案
5.1塔吊基础施工流程
土方开挖→素土夯实、平整→垫层混凝土浇筑→砖胎膜砌筑→承台底层钢筋绑扎→塔吊支脚安装→承台面层钢筋绑扎→塔吊支脚垂直度复核→混凝土浇筑及养护
5.2基础承台施工方法
（1）本工程地质条件较好，塔吊基础开挖按基坑支护设计坡比开挖并采取加固措施（详见基坑支护设计），3基础承台土方开挖采用小挖机垂直开挖，人工辅助清底至设计标高，确保基底平整；塔吊基坑的放线应严格按照厂家提供确定的塔吊基础平面位置和塔吊基础施工图纸上确定的尺寸进行，基坑在开挖过程中要注意坑底标高的控制。
（2）垫层施工之前应清理基坑内的杂物，整平后浇筑100厚C15混凝土垫层；
（3）垫层施工完毕后砌筑240mm厚砖胎膜并抹灰；
（4）塔吊支脚的安装放置应连同第一节标准节进行，待调至垂直后方与承台内钢筋焊接牢固；
（5）严格按照塔吊基础说明书及计算书确定的配筋方式进行配筋，不必超筋，不得少筋，绑扎时注意间距及钢筋的规格、钢筋间距、锚固长度应符合设计图纸及规范要求。
钢筋保护层厚度要保证。
承台钢筋在遇到塔吊支角时可避开绑扎，但不允许将钢筋截断；
（6）在塔吊支角安装完成后，浇注混凝土前应再次复核塔吊支角的垂直度，满足塔吊安装要求后再准备浇注承台混凝土。
（7）砼浇筑前把基坑内的垃圾和杂物清理干净。
混凝土采用连续分层浇筑。
浇筑混凝土时应随时监测塔吊支脚的垂尺度，混凝土的振捣采用对称振捣的方法，杜绝振动泵碰到塔吊支脚。
塔吊的安装要基础混凝土强度达到80％后方可进行。
塔吊均位于基坑边坡处，此处边坡坡度较大，为防止边坡垮塌造成塔吊安全隐患，对该区域边坡进行加固处理，详见本工程基坑支护设计。
5.3注意事项
1、施工前检查地基是否有软弱土层存在，如有则应做换填处理。
2、测量员按控制轴线引测塔吊基础位置线、控制线及预埋件定位线，按线进行施工。
3、钢筋按图进行下料，施工并及时办理验收手续。
4、预埋件位置的基础钢筋不得切断或减少。
5、塔吊预埋件安装时应采用两台经纬仪、一台水准仪控制位置，即经纬仪双方向控制预埋件位置，用水准仪四角控制标高，水平应控制能达到1‰的要求，位置确定后与钢筋骨架焊接固定好。
6、混凝土浇筑过程中振捣棒不得扰动钢筋及预埋件，同时经纬仪及水准仪应随时控制预埋件位置及标高是否准确，并随时调整。
7、其它要求：
施工前搭设相应的防护设施防止施工中的杂物、砼浆对塔吊基础的损伤和侵蚀，并做好防水措施，塔吊基础周围不得有积水。
6质量保证措施
1、塔吊的混凝土基础应验收合格后，方可使用。
2、按塔机说明书，核对基础施工质量关键部位。
3、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。
4、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。
5、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。
6、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。
7、钢筋、水泥、砂石集料应具有出厂合格证或试验报告。
8、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。
9、塔吊基础施工后，四周应排水良好，以保证基底土质承载力。
10、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。
7安全生产保证措施
7.1人身安全
加强安全教育，组织职工学习安全生产知识和各种规章制度，安全操作规程。
凡进入现场人员必须戴安全帽，不得穿拖鞋或赤脚进入施工现场。
机械所用电缆均要采取安全措施，避免车辆碾压，防止人员触电。
设备装吊或钻机位移时，应按负荷选择索具。
严禁吊钩吊人，起吊物体不准在吊物下站人，更不得在物体上站人。
抬运重物时，必须统一口号，同时起落，以免碰人。
机台上的泥要及时清除，以免滑倒碰伤。
钻孔要盖好，防止人员掉入。
7.2施工安全
施工时必须专人操作，精神集中，并做到“三看”、“二听”、“一及时”。
即看电流表、看进度、看孔壁情况；听机器运转、听孔内震动声；发现异常情况要及时处理。
7.3机械设备安全
现场所用设备布局合理、安装牢稳、周正、清洁，符合规范要求。
定期对使用设备维护保养，保证不带病运转，设备完好率达到规定标准。
严格按照过程进行操作，发现故障及时处理，不得硬行运转，以免损坏或降低设备使用寿命。
施工中遇地下障碍物，必须请甲方清除后方可继续施工。
电器设备要采用防雨、防水措施，以免因雨、水损坏绝缘。
8文明施工措施
施工前，组织文明施工知识培训，制定文明施工细则，使参与施工的职工遵纪守法，举止文明。
施工中的场容场貌、料具管理、环境控制、综合治理等方面有专人负责，采取“标准明确，责任到人”的管理目标责任制，将文明施工落实到实处。
现场场地狭小，对生产生活设施、道路、管线、电力线路、临时停车场等进行布置和动态管理，加强施工机械、材料、设备的管理和使用，做到场地整齐有序，文明施工。
在施工区内设置必须的安全信号装置，及时补充或更换失效的信号装置。
泥浆池周边设置警戒线，待施工完成后，及时将泥浆池进行处理，以便对后续施工造成影响。
场地规划要保证运输道路的畅通，排水有组织。
各施工车辆在施工前后做到停放有序，在每天完工前进行场地清理干净。
建立卫生清洁责任制，划分卫生责任区，指定责任人。
在现场和临时设施内设置足够的卫生设施，定期清扫处理。
生活生产垃圾按环保法规进行无污染处理。
所有车辆进入施工现场后禁止鸣笛。
夜间施工照明只照射现场施工区，不得对准周边建筑。
9塔吊基础计算书
9.1塔吊计算说明
本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：
《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）等编制。
本工程三台塔吊均属于QZT63系列，基础持力层、特征值、基础尺寸也一样，可以归并在一起计算。
9.2QTZ系列塔吊计算
一.参数信息
塔吊型号:
QTZ63
塔机自重标准值:
Fk1=800.80kN
起重荷载标准值:
Fqk=60.00kN
塔吊最大起重力矩:
M=630.00kN.m
非工作状态下塔身弯矩:
M=-200.0kN.m
塔吊计算高度:
H=120m
塔身宽度:
B=1.6m
桩身混凝土等级:
C40
承台混凝土等级:
C40
保护层厚度:
H=50mm
矩形承台边长:
H=4.5m
承台厚度:
Hc=1.4m
承台箍筋间距:
S=200mm
承台钢筋级别:
HPB235
承台顶面埋深:
D=0.0m
桩直径:
d=0.7m
桩间距:
a=2.5m
桩钢筋级别:
HPB235
桩入土深度:
18m
桩型与工艺:
大直径灌注桩（清底干净）
计算简图如下：
二.荷载计算
1.自重荷载及起重荷载
1）塔机自重标准值
Fk1=800.8kN
2）基础以及覆土自重标准值
Gk=4.5×4.5×1.40×25=708.75kN
3）起重荷载标准值
Fqk=60kN
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）
Wk=0.8×1.49×1.6×1.73×0.2=0.66kN/m2
qsk=1.2×0.66×0.35×1.6=0.44kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.44×120.00=53.21kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×53.21×120.00=3192.82kN.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
a.塔机所受风均布线荷载标准值（本地区Wo=0.35kN/m2）
Wk=0.8×1.52×1.6×1.73×0.35=1.18kN/m2
qsk=1.2×1.18×0.35×1.60=0.79kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.79×120.00=95.00kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×95.00×120.00=5699.93kN.m
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=-200+0.9×（630+3192.82）=3240.54kN.m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=-200+5699.93=5499.93kN.m
三.桩竖向力计算
非工作状态下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（800.8+708.75）/4=377.39kN
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=（800.8+708.75）/4+（5499.93+95.00×1.40）/3.54=1970.86kN
Qkmin=（Fk+Gk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L
=（800.8+708.75-0）/4-（5499.93+95.00×1.40）/3.54=-1216.09kN
工作状态下：
Qk=（Fk+Gk+Fqk）/n=（800.8+708.75+60）/4=392.39kN
Qkmax=（Fk+Gk+Fqk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=（800.8+708.75+60）/4+（3240.54+53.21×1.40）/3.54=1330.16kN
Qkmin=（Fk+Gk+Fqk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L
=（800.8+708.75+60-0）/4-（3240.54+53.21×1.40）/3.54=-545.39kN
四.承台受弯计算
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×（800.8+60）/4+1.35×（3240.54+53.21×1.40）/3.54=1556.52kN
最大拔力Ni=1.35×（Fk+Fqk）/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×（800.8+60）/4-1.35×（3240.54+53.21×1.40）/3.54=-975.48kN
非工作状态下：
最大压力Ni=1.35×Fk/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×800.8/4+1.35×（5499.93+95.00×1.40）/3.54=2421.46kN
最大拔力Ni=1.35×Fk/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×800.8/4-1.35×（5499.93+95.00×1.40）/3.54=-1880.92kN
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）。
由于非工作状态下，承台正弯矩最大：
Mx=My=2×2421.46×0.45=2179.31kN.m
承台最大负弯矩:
Mx=My=2×-1880.92×0.45=-1692.83kN.m
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=210N/mm2。
底部配筋计算:
αs=2179.31×106/（1.000×19.100×4500.000×13502）=0.0139
=1-（1-2×0.0139）0.5=0.0140
γs=1-0.0140/2=0.9930
As=2179.31×106/（0.9930×1350.0×210.0）=7741.4mm2
顶部配筋计算:
αs=1692.83×106/（1.000×19.100×4500.000×13502）=0.0108
=1-（1-2×0.0108）0.5=0.0109
γs=1-0.0109/2=0.9946
As=1692.83×106/（0.9946×1350.0×210.0）=6003.8mm2
五.承台剪切计算
最大剪力设计值：
Vmax=2421.46kN
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=1.710N/mm2；
b──承台的计算宽度，b=4500mm；
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=210N/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!
六.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
七.桩身承载力验算
桩身承载力计算依据《建筑桩基技术规范》（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=1.35×1970.86=2660.66kN
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0.75
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=19.1N/mm2；
Aps──桩身截面面积，Aps=384845mm2。
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=-1641.72kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积As=7817.694mm2。
由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为770mm2
综上所述，全部纵向钢筋面积7818mm2
八.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=392.39kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=1970.86kN
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=2.20m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.38m2；
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）
1
1.2
0
0
2
4.3
42
450
3
13
45
550
由于桩的入土深度为18m,所以桩端是在第3层土层。
最大压力验算:
Ra=2.20×（1.2×0+4.3×42+12.5×45）+550×0.38=1845.83kN
由于:
Ra=1845.83>Qk=392.39,最大压力验算满足要求!
由于:
1.2Ra=2214.99>Qkmax=1970.86,最大压力验算满足要求!
九.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
偏心竖向力作用下，Qkmin=-1216.09kN
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=2.20×（0.750×1.2×0+0.750×4.3×42+0.750×12.5×45）=1266.306kN
Gp=0.385×（18×25-12.9×10）=123.535kN
由于:
1266.31+123.54>=1216.09，抗拔承载力满足要求!
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