塔吊基础及附墙.doc

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海立集团长阳路2555号综合改造项目塔吊基础、附墙施工方案

1、工程概况

海立集团长阳路2555号综合改造项目位于上海市杨浦区长阳路2555号。

工程总建筑面积为26208平方米，地下建筑面积6723平方米（地下室共2层）。

本工程1至3层为商贸展示裙房，4至14层为办公楼，总高度58.25米。

结构体系为框架剪力墙结构。

，根据施工现场实际情况，确定在基坑东面的围护桩外安装一台中联TC6015A-10塔吊供施工使用，塔吊基础中心线离拟建建筑物外边A轴线的垂直距离为5.76米，塔吊基础中心线离拟建建筑物附墙位置的B轴线的垂直距离为10.76米，塔吊在南北方向的位置确在定拟建建筑物的5轴~6轴之间，塔吊安装高度为75m，起重臂长为60m.。

1.2编制依据

施工提供的相关图纸

现行国家、行业及地方施工技术规范有关规定。

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）

《建筑桩基技术规程》（JGJ94-2008）

《钢结构设计规范》（GB50017）

《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

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

《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）

《塔式起重机安全规程》（GB5144-2006）

«塔式起重机操作使用规程»（JG/T100）

«建筑施工高处作业安全技术规范»（JGJ80）

«建筑施工安全检查标准»（JGJ59）

«建筑机械使用安全技术规程»（JGJ33）

«施工现场的安全控制»（DBJ-08-903）

TC6015A塔吊使用说明书（长沙中联重工科技发展股份有限公司）

2、塔吊基础设置及基础方案

2.1塔吊基础设置

根据现场实际情况，塔吊承台采用混凝土灌注桩与混凝土承台结合的形式，混凝土标号为C35，塔吊四桩间距为4400mm×2900mm，桩直径为800mm，混凝土灌注桩基深度为38650mm，混凝土灌注桩配筋按海立总部大楼塔吊基础施工方案图（图2、图3）进行配筋，承台深度范围100mm宽度与基坑围护桩间采用塑料泡沫板与围护桩进行隔离，塔吊承台尺寸为6000mm×4500mm×1400mm,的矩形承台，经计算该承台满足塔吊的抗倾覆力矩。

塔吊基础方案见后附塔吊基础方案图。

2.2塔吊基础计算书

2.2.1设计依据：

一、设计依据：

1、上海市民防地基勘察院提供的<<长阳路2555号初勘报告>>（编号：

2010-K-2-379）

2、长沙中联重科塔吊TC6015A-10技术参数。

荷载

工况

Fh（KN）

（水平力）

Fv（KN）

（竖向力）

M（KN·m）

（弯矩）

Mn（KN·m）

（扭矩）

工作工况

31.05

760.6

3085

385

非工作工况

116.9

680.3

3830

0.0

二、桩基设计

依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008第5.1.5条规定：

单桩竖向极限承载力标准值

依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008第5.4.6条规定：

桩基的抗拔极限承载力标准值

计算过程如下表

桩侧极限摩阻力标准值fs和桩端极限端阻力标准值fp表

800管桩承载力计算表格

孔点号

孔

土层参数

抗拔桩承载力系数λ

层号

土层名称

土层厚度（m）

qs（kpa标准值）

灌注桩

qk（kpa标准值）

灌注桩

杂填土

1.4

-

-

②

灰黄色粘土

0.9

15

0.7

③夹

灰色砂质粉土

3

15

0.7

③

灰色淤泥质

粉质粘土

4

15

0.7

④

灰色淤泥质粘土

8.1

15

0.7

⑤1-1

灰色粘土

3.1

30

0.7

⑤1-2

灰色粉质粘土

3.9

35

0.7

⑥

暗绿色粉质粘土

4.5

55

0.7

⑦1

草黄色砂质粉土

8.1

70

1700

0.7

⑦2

灰色粉砂

6

85

2500

0.6

⑧1

灰色粘土

16

50

⑧2-1

灰色粉砂、粉质粘土互层

4.1

60

⑧2-2

灰色粉质粘土

3.9

55

⑨1

灰色细砂

夹粘性土

85

2700

∅800灌注桩（承压）

（KN）

（KN）

0.503

4506

1257

单桩承载力极限值

5763

特征值2880

设计值3600

注：

1、上表各土层的fs、fp除以安全系数2即为相应的特征值。

2、当钻孔灌注桩桩径大于Φ850时，上表数据宜根据桩基规范适当折减。

3、以上数据未考虑液化折减问题

根据以上表格计算，

可以得出单桩的竖向承载力特征值Ra=2880KN。

对于桩基的抗拔极限承载力特征值，依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008第5.4.6条规定：

桩基的抗拔极限承载力标准值

=1577KN

考虑到桩自身的重力G=

计算出抗拔极限承载力特征值

依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008第5.8.7条规定，钢筋混凝土轴心抗拔桩的正截面受拉承载力应符合下式规定：

本桩基中四根桩纵向主筋配筋为12∅20的三级钢，

取两个计算结果的较小者，桩基的抗拔极限承载力特征值T=1357KN

三、桩顶竖向力的计算

依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008第5.1.1条规定：

偏心竖向力作用下

水平力

3.1在工作工况下桩基础的验算

在工作工况作用下，Fh=31.05KN，Fv=760.6KN，M=3085KN·m，扭矩Mn不予考虑（塔吊扭矩及水平推力依靠塔吊基础与土体的摩擦力及侧面阻力平衡）。

3.1.1弯矩为绕x轴方向时

竖向力

故,

水平力

3.1.2弯矩为绕y轴方向时

竖向力

故,

水平力

3.1.3弯矩为绕w轴方向时

根据分解，可以求出,,

竖向力

故,

水平力

3.2在非工作工况下桩基础的验算

在非工作工况作用下，Fh=116.9KN，Fv=680.3KN，M=3830KN·m，Mn=0。

3.2.1弯矩为绕x轴方向时

竖向力

故,

水平力

3.2.2弯矩为绕y轴方向时

竖向力

故,

水平力

3.2.3弯矩为绕w轴方向时

根据分解，可以求出,,

竖向力

故,

水平力

3.3计算结果

将计算结果汇总，整理如下表

工况

弯矩方向

工作工况轴力

（KN）

非工作工况轴力

（KN）

绕X轴

N1

965.8

1086.6

N2

965.8

1086.6

N3

-113

-274.2

N4

-113

-274.2

绕Y轴

N1

70.9

-42.2

N2

781.9

854.8

N3

70.9

-42.2

N4

781.9

854.8

绕W轴

N1

-218.5

-386.9

N2

208.1

151.1

N3

644.7

701.7

N4

1071.3

1239.7

根据以上表格，桩基承受的最大压力N=1239.7KN，最大拉力T=386.9KN

而单桩的竖向承载力特征值Ra=2880KN。

桩基的抗拔极限承载力特征值T=1357KN。

故均满足要求！

四、承台验算

依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008第5.9.6条规定：

桩基承台厚度应满足柱（墙）对承台的冲切和基桩对承台的冲切承载力要求。

4.1承台抗冲切验算

4.1.1柱对承台的冲切

依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008第5.9.7条规定：

对于柱下矩形独立承台受柱冲切的承载力可以按照下列公式计算：

均应满足0.25~1.0的要求。

为不计承台及其上土重，在荷载标准效应组合下作用于冲切破坏锥上的冲切力设计值

计算出,取0.25

柱在工作工况作用下，竖向力最大为

取

柱对承台的冲切满足要求！

4.1.2桩基对承台的冲切

依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008第5.9.8条规定：

对位于柱（墙）冲切破坏锥体以外的基桩，四桩以上（含四桩）承台受角桩冲切的承载力可按下列公式计算：

均应满足0.25~1.0的要求。

为不计承台及其上土重，在荷载标准效应组合下作用下角桩（含复合基桩）反力设计值。

计算出,取0.25

有对桩基的验算可得，在非工作工况，弯矩为W方向时，桩4的反力最大。

取

取

柱对承台的冲切满足要求！

4.2承台抗弯验算

依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008第5.9.2条规定：

柱下独立桩基承台的正截面弯矩计算截面取在柱边和承台变阶处，可以按照下列公式计算：

为不计承台及其上土重，在荷载效应基本组合下的第i基桩或符合基桩竖向反力设计值。

将列表如下:

工况

弯矩方向

工作工况轴力

（KN）

非工作工况轴力

（KN）

绕X轴

N1

983.2

1156.7

N2

983.2

1156.7

N3

-527.2

-748.7

N4

-527.2

-748.7

绕Y轴

N1

-270

-423.9

N2

725.9

831.9

N3

-270

-423.9

N4

725.9

831.9

绕W轴

N1

-549.9

-753.278

N2

-245.2

-368.9

N3

701.6

825.2

N4

1006.3

1209.6

可以算出在工作工况作用下，外部弯矩绕x轴时Mx最大，

在非工作工况作用下，外部弯矩绕y轴时My最大，为1996.6KN·m

依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第7.1.4条规定：

计算出

实际配筋25∅22，，

配筋率满足要求！

实际配筋33∅22，

配筋率满足要求！

4.3承台抗剪验算

依据《建筑桩基础技术规范》JGJ97-2008第5.9.9条规定：

承台斜截面受剪承载力可按下列公式计算

均应满足0.25~3的要求。

1-1截面向最大剪力V=1156.7×2=2313.4KN，

取为0.25

1-1截面剪力满足要求！

2-2截面最大剪力V=831.9×2=1663.8KN，

2-2截面剪力满足要求！

4．4承台剪切计算

最大剪力设计值：

Vmax=2765.23kN

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=300N/mm2；

S──箍筋的间距，S=250mm。

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!

4.5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

4.6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=1.35×2225.50=3004.43kN

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=16.7N/mm2；

Aps──桩身截面面积，Aps=502655mm2。

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=-2128.33kN

经过计算得到受拉钢筋截面面积As=7094.432mm2。

由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为1005mm2

3、TC6015A塔机主要参数

5.1许用参数

最大起升高度

独立自由高度

额定力矩

最大起重量

起重臂长度

220m

60m

125t.m

10t

60m

本工程选用参数

安装初始高度

独立自由高度

额定力矩

最大起重量

起重臂长度

14.801m

60m

125t.m

10t

60m

5.2塔机安装类型：

外附式。

5.3最大起重量为10t；起重臂长度60m处，额定起重量为1.5t。

5.4塔机起重臂铰点安装高度为14.801m。

5.5本工程选用：

最大独立自由高度≤60m。

（从塔机基础面计算）

5.6起重臂长度60m时，平衡重：

2*3t+4*1.95t+3*1.65t=18.75t。

5.7塔机总功率为63.9kw。

4、吊装的主要参数

4.1TC6015A塔机部件的重量、尺寸

4.1.1起重臂重7.704t，外形（长×宽×高）60600×1380×1200mm，重心位置距根部铰点约21.6m处（经地面试吊后确定重心位置，并需做好明显标记）。

4.1.2平衡臂重6.214t，外形（长×宽×高）13100×2865×1277mm。

4.1.3回转支承重4.4t，外形（长×宽×高）4193×4193×2251mm。

4.1.4爬升套架重4.5t，外形（长×宽×高）2404×2404×6480mm。

4.1.5固定基节MQQ重1.343t，外形（长×宽×高）2000×2000×2800mm。

标准节MQQ重1.353t，外形（长×宽×高）2000×2000×2800mm。

标准节MQ重1.245t，外形（长×宽×高）2000×2000×2800mm。

4.1.6塔顶重1.7t，外形（长×宽×高）1380×1380×6660mm。

4.2安装TC6015A塔机起重设备50t汽车吊的主要参数

4.2.1吊装起重臂时，起升高度为31m，回转半径为8m，起重力为12t。

4.2.2吊装平衡臂时，起升高度为32m，回转半径为7m，起重力为13t。

4.2.3吊装回转支承座时，起升高度为30m，回转半径为11m,起重力为9.2t。

4.2.4吊装塔顶时，起升高度为30m，回转半径为11m，起重力为9.2t。

4.2.5吊装平衡重时，起升高度为31m，回转半径为8m，起重力为12t。

部件名称

重量t

汽车吊起重能力t

负荷率

固定基节MQQ

1.343

9.2

14.6%

回转支承座

4.4

9.2

47.9%

爬升套架

4.5

9.2

49%

塔顶

1.856

9.2

20.2%

平衡臂

6.214

13

47.8%

起重臂

7.704

12

64.2%

平衡重

3

12

25%

4.2.6汽车吊整机重量为40t（50t汽车吊），施工时四支腿间距为6.6×6m,单只支腿对地面压力为30t（最不利工况）,在支腿下铺设4-5×1m的路基箱（用200mm黄砂找平）或道木，受载地面压力为6t/m2,项目部确保地面承载能力。

（包括50t汽车吊行驶路线及停泊和工作位置）

4.3安装时所需工具

4.3.1吊索直径为Φ21.5mm的钢丝绳，绳索：

棉纱绳。

4.3.2仪器：

风速仪、经纬仪、水平仪。

4.3.3其它工具：

卸夹、扳手、4″保险钢丝绳等。

5、安装准备

5.1TC6015A塔吊对基础载荷：

工作状态：

垂直正压力为760.6KN,倾覆力矩为3085KN.m

扭矩Md=38.5KN.m,水平力H=31.05KN

非工作状态：

垂直正压力为680.3KN,倾覆力矩为3830KN.m

扭矩Md=0KN.m,水平力H=116.9KN

为了确保塔机基础承载力符合使用的要求，确保塔机在使用过程中的安全，请土建部门对塔机基础承载力进行计算，基础砼不低于C35级。

塔机基础选用钻孔灌注桩+砼承台形式。

基础设计详见土建部门施工方案。

5.2场地清理

施工前扫除内通道上的障碍物，保证具备应有的安装作业空间，作业上空无高压电线电缆。

5.3按公司的“装拆前零部件检查制度”做好安装准备工作。

由土建部门按要求进行基础制作并按公司的“塔机安装隐蔽工程验收制度”进行基础验收，当试块报告砼强度达到80%及并提供基础隐蔽工程验收合格证明予我司后，方可进行塔机安装。

6、施工人员配置

工种

数量

备注

安装作业负责

1名

具备特殊工种操作证

现场安全监护

1名

电工

1名

安装作业人员

5名

7、加强监督监测、落实责任人

组织安装作业队伍配备现场指挥协调1名，安全监护1名，安装电工1名，塔机安装作业人员若干名。

现场指挥协调职责——全面负责施工过程中的对内对外接口管理，是安装作业的总负责人。

安全监护——负责安装过程中的安全工作，对塔机安装过程中进行监督，杜绝违章作业。

安装作业人员、电工——严格安装程序作业，听从指挥信号，正确佩戴安全防护用具，服从指挥及安全监护的命令。

按要求进行基础制作并按公司的“塔机安装隐蔽工程验收制度”进行基础验收，当试块报告砼强度达到80%及并提供基础隐蔽工程验收合格证明予我司后，方可进行塔机安装。

8、塔吊的顶升和附墙

8.1塔吊升降节方法参照该塔吊使用说明书上要求执行。

8.2塔吊升降节作业过程中，必须有专人指挥，专人照看电源，专人操作液压系统，专人拆装螺栓。

操纵室内只准一人操作，必须听从指挥信号。

8.3顶升前应预先放松电缆，其长度宜大于顶升总高度，并应紧固好电缆卷筒。

8.4塔吊升降节时，必须调整好顶升套架滚轮与塔身标准节的间隙，并按规定使塔吊起重臂和平衡臂处于平衡状态，并将回转机构制动住。

8.5附着技术要求及附着计算书（附着见塔机附墙布置图,附墙件由塔吊生产厂家提供成品）：

8.5.1附着杆计算书

塔机使用说明书中提供以下数据：

附墙杆受力为垂直力=182kN水平力=135kN合力为226.7kN

由于L1杆长度为16017mm，L2杆长度为14325mm，L3杆长度为14813mm，L4杆长度为12974mm

故只需计算L1杆（最长杆件）受力即可选择截面

选用400*400mm格构柱L63*6拼方

一.截面特性

L63*6：

A=7.29cm2q=5.72kg/mI0=27.12cm4W=15.26cm3y0=1.78cm

格构柱:

I=4Ix+4A*（20-1.42）2=4*27.12+4*7.29*（20-1.78）2=9788.6cm4

i=（I/A）1/2=（9788.6/4/7.29）1/2=18.32cm

W=I/14=9788.6/20=489.41cm3

取缀板重量系数为1.6,则L1杆重量为16.017*5.72*4*1.6=586.4kg

L2杆重量为14.325*5.72*4*1.6=524.5kg

L3杆重量为14.813*5.72*4*1.6=542.3kg

L4杆重量为12.974*5.72*4*1.6=475kg

二.受弯杆件

Ma=q*L2/8=（4*5.72）*1.6*9.8*16.0172/8=11504.7N.m

三.长细比

λ=L/i=16017/183.2=87.5＜150

查表,得

Φ=0.638

四.整体强度计算

N/Φ*A+Ma/（r*W）=226.7*1000/（0.638*4*7.29*100）+11504.7*1000/

（1.2*489.41*1000）=141.5N/mm2<215N/mm2

五.整体稳定性计算

Nex=π2*E*A/λ2=π2*2.1*106*9.8*4*7.29*100/87.52=6769001065N

N/Φ*A+BmxMx/W1x（1-Φx*N/Nex）=226.7*1000/（0.638*4*7.29*100）+

1*11504.7*1000/[489.41*1000*（1-0.638*226.7*1000/6769001065）]=

145.4N/mm2<215N/mm2

六.单肢稳定性计算

L=500mmi=1.93cm

λ1=L1/i=500/19.3=25.91<40且λ1<0.7*λ=0.7*87.5=61.25

所以可不计算分肢稳定性

八.挠度计算

V=5qL4/384EI=5*（4*5.72）*1.6*9.8*16.0174*109/（384*2.06*100000*9788.6*10000）=15.3mm

所以满足要求.

九.缀条计算

cosa=cos45=0.707

V=A*f/85*（fy/235）1/2=4*7.29*100*215/85=7376N

N=V/（n*cosa）=7376/（4*0.707）=2609N

ι=N/A=2609/（6*50）=8.7N/mm2<125N/mm2

十.焊缝计算

取焊缝高度为4mm，三边围焊，取焊缝长度L为100mm

F=160*4*0.7*（100-10）=40320N>2609N

封面板连接处焊缝高度为6mm,贴角焊，要求封面板连接处焊缝长度不得少于500mm

F=160*6*0.7*（500-40）=309120N=309kN>226.7kN

所以满足要求。

采用-L63*63*6等边角钢拼方，角钢外包尺寸为400*400mm，缀板选用-380*50*5mm，焊缝高度为4mm

8.6根据使用说明书提供：

附墙杆对建筑结构的作用力:

水平剪力135KN，垂直拉压力182KN，建筑结构受载请土建部门验算,结构中的预埋件由土建埋设，必须满足受载要求，确保安全。

8.6.1预埋件计算书

查使用说明书，TC6015A塔机附墙杆对预埋件载荷为：

V（剪切力）=135KNN（垂直拉、压力）=182KNfy=300N/mm2fc=9.6N/mm2

取安全系数1.4则V（剪切力）=189KNN（垂直拉、压力）=254.8KN

AS=V/（aravfy）+N/（0.8abfy）

ar=0.85

av=（4-0.08*d）（fc/fy）1/2

=0.429

ab=0.6+0.25t/d=0.6+0.25*20/20=0.85

AS=189*1000/（0.85*0.429*300）+254.8*1000/（0.8*0.85*

300）

=2977mm2

取16-Φ20钢筋（Ⅱ级）与预