塔吊专项施工方案2011年12月25日修改Word下载.doc
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4、GB5144—2006《塔式起重机安全规程》；
5、GB50007—2002《建筑地基基础设计规范》。
6、GB/T5031—2008《塔式起重机》；
7、JGJ196—2010《建筑施工塔式起重机安装使用拆卸安全技术规程》；
8、DB33/T1053—2008浙江省工程建设标准《固定式塔式起重机基础设计规程》；
9、建设部建质2009（87）文件。
三、塔吊的选型与布置
本工程上部由33个单体组成，地下室面积较大。
业主对工期要求紧，根据工程实际情况，采用11台自升塔式起重机。
塔吊安装由专业的安拆队伍负责施工，具有相应资质的安拆单位，并出具搭拆专项方案，符合公司机械管理办法要求。
四、塔吊基础设计
根据工程实际情况，11台塔吊在基础土方开挖时投入使用，11台塔吊全部设置于地下室基坑内。
全部塔吊基础采用桩上格构柱承台基础，塔吊桩基础采用Φ800钻孔灌注桩，桩中心距1600mm，桩身配置13Φ18钢筋，箍筋采用螺旋箍筋Φ8@200，加强箍采用Φ12@2000，砼强度等级为C35，四肢角钢格构柱直接埋设在桩内，格构柱长6.4米与桩搭接2.0米，格构柱与桩钢筋笼电焊焊接，格构柱伸出自然地坪与塔机连接，塔吊基座采用双榀I36工字钢制作，用电焊固定在4根格构柱顶。
塔身穿越底板及顶板时，应和设计取得联系，征得设计同意后，方可实施。
工程地质参数详见下表：
层序
岩土名称
桩在此土层平均厚度（m）
土层顶绝对标高（m）
桩周土摩擦力特征值qsa（Kpa）
地基土承载力特征值fak（Kpa）
桩端阻力特征值qpa（Kpa）
①-2
粉质粘土
2.30～0.4（取1.35）
2.27～-1.52
11
70
②
淤泥质粉质粘土
10.20～6.00（取8.1）
1.67～-2.26
8
60
④
15.8～1.60（取8.7）
-5.83～-10.99
9
⑤
12.60～0.60（取6.6）
-10.42～-22.62
27
170
400
⑥-1
10.90～1.20（取6.05）
-13.45～-27.74
23
140
300
⑥-2
15.10～2.50（取8.8）
-22.29～-33.18
26
150
⑧
含粘性土角砾
12.10～0.30（取6.2）
-31.44～-41.37
45
250
1400
⑨-1
14.10～0.60（取7.35）
-33.67～-45.48
35
180
600
⑨-2
15.70～0.40（取8.05）
-37.37～-53.18
44
220
1300
⑨-3
含碎石粉质粘土
26.70～5.00（取15.85）
-42.01～-57.18
38
200
900
由于塔吊只有一种型号，采用同样的基础，所以只计算高层（23层）处的塔吊，其他的不再计算。
基本参数
1、塔吊基本参数
塔吊型号：
QTZ63；
标准节长度b：
2.5m；
塔吊自重Gt：
450.8kN；
塔吊地脚螺栓性能等级：
高强8.8级；
最大起重荷载Q：
60kN；
塔吊地脚螺栓的直径d：
36mm；
塔吊起升高度H：
75m；
塔吊地脚螺栓数目n：
16个；
塔身宽度B:
1.6m；
2、格构柱基本参数
格构柱计算长度lo：
5m；
格构柱缀件类型：
缀板；
格构柱缀件节间长度a1：
0.65m；
格构柱分肢材料类型：
L100x10；
格构柱基础缀件节间长度a2：
1.3m；
格构柱钢板缀件参数:
宽100mm，厚10mm；
格构柱截面宽度b1：
0.4m；
格构柱基础缀件材料类型：
3、基础参数
桩中心距a：
1.6m；
桩直径d：
0.8m；
桩入土深度l：
35m；
桩型与工艺：
泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩；
桩混凝土等级：
C35；
桩钢筋型号：
HRB335；
桩钢筋直径：
18mm；
钢平台宽度：
3.26m；
钢平台厚度：
0.272m；
钢平台的螺栓直径：
30mm；
钢平台的螺栓数目：
钢平台的螺栓性能等级：
4、塔吊计算状态参数
地面粗糙类别：
A类近海或湖岸区；
风荷载高度变化系数：
0.5；
主弦杆材料：
角钢/方钢；
主弦杆宽度c：
250mm；
非工作状态：
所处城市：
浙江宁波市，基本风压ω0：
0.5kN/m2；
额定起重力矩Me：
630kN·
m；
基础所受水平力P：
30kN；
塔吊倾覆力矩M：
1934.36kN·
工作状态：
0.5kN/m2，
非工作状态下荷载计算
一）、塔吊受力计算
1、塔吊竖向力计算
作用在基础上的垂直力：
N=Gt=450.80=450.80kN；
2、塔吊风荷载计算
地处浙江宁波市，基本风压ω0=0.5kN/m2；
挡风系数计算：
φ=（3B+2b+（4B2+b2）1/2c/Bb）
挡风系数Φ=0.87；
体型系数μs=1.90；
查表得：
荷载高度变化系数μz=0.50；
高度z处的风振系数取：
βz=1.0；
所以风荷载设计值为：
ω=0.7×
βz×
μs×
μz×
ω0=0.7×
1.00×
1.90×
0.50×
0.50=0.33kN/m2；
3、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：
Mω=ω×
Φ×
B×
H×
0.5=0.33×
0.87×
1.60×
75.00×
0.5=1296.20kN·
总的最大弯矩值：
Mmax=Me+Mω+P×
h=630.00+1296.20+30.00×
0.27=1934.36kN·
4、塔吊水平力计算
水平力：
Vk=ω×
Φ+P=0.50×
0.87+30.00=81.98kN；
5、每根格构柱的受力计算
作用于承台顶面的作用力：
Fk=450.80kN；
Mkmax=1934.36kN·
Vk=81.98kN；
图中x轴的方向是随时变化的，计算时应按照倾覆力矩Mmax最不利方向进行验算。
（1）、桩顶竖向力的计算
Nik=（Fk+Gk）/n±
Mxkxi/Σxj2
式中：
n－单桩个数，n=4；
Fk－作用于桩基承台顶面的竖向力标准值；
Gk－桩基承台的自重标准值；
Mxk－承台底面的弯矩标准值；
xi－单桩相对承台中心轴的X方向距离；
Nik－单桩桩顶竖向力标准值；
经计算得到单桩桩顶竖向力标准值
最大压力：
Nkmax=Fk/4+（Mkmax×
a×
2-0.5）/（2×
（a×
2-0.5）2）=450.80/4+（1934.36×
（1.60×
2-0.5）2）=967.57kN；
最小压力：
Nkmin=Fk/4-（Mkmax×
2-0.5）2）=450.80/4-（1934.36×
2-0.5）2）=-742.17kN；
需要验算桩基础抗拔力。
（2）、桩顶剪力的计算
V0=1.2Vk/4=1.2×
81.98/4=24.59kN；
二）、塔吊与承台连接的螺栓验算
1、螺栓抗剪验算
每个螺栓所受剪力：
Nvb=nvπd2fvb/4=1×
3.14×
36.002×
250/4=254.47kN；
Nv=1.2Vk/n=1.2×
81.98/16=6.15kN<
254.47kN；
螺栓抗剪强度满足要求。
2、螺栓抗拉验算
n1×
Nt=Nmin
其中：
n1－塔吊每一个角上螺栓的数量，n1=n/4；
Nt－每一颗螺栓所受的力；
Ntb=πde2ftb/4=3.14×
32.252×
400/4=326.69kN；
Nt=1.2Nkmin/n1=1.2×
742.17/4.00=222.65kN<
326.69kN；
螺栓抗拉强度满足要求。
3、螺栓同时受到剪力以及拉力时的验算
（（Nv/Nvb）2+（Nt/Ntb）2）1/2≤1
Nv、Nt－一个普通螺栓所承受的剪力和拉力；
Nvb、Ntb、Ncb－一个普通螺栓的受剪、受拉和承压承载力的设计值；
（（Nv/Nvb）2+（Nt/Ntb）2）0.5=（（6.15/254.47）2+（222.65/326.69）2）0.5=0.68；
螺栓在同时受到剪力以及杆轴方向拉力时强度满足要求。
三）、承台验算
Nv=Vk/n=81.98/16=5.12kN；
30.002×
250/（4×
1000）=176.71kN；
n1－塔吊每一个角上螺栓的数量，即：
n1=n/4；
Nt=Nmin/n1=742.17/4.00=185.54kN；
26.722×
400/（4×
1000）=224.23kN；
（（Nv/Nvb）2+（Nt/Ntb）2）0.5=（（5.12/176.71）2+（185.54/224.23）2）0.5=0.83；
四）、单肢格构柱截面验算
1、格构柱力学参数
L100x10
A=19.26cm2i=3.05cmI=179.51cm4z0=2.84cm
每个格构柱由4根角钢L100x10组成，格构柱力学参数如下：
Ix1=[I+A×
（b1/2－z0）2]×
4=[179.51+19.26×
（40.00/2-2.84）2]×
4=23403.67cm4；
An1=A×
4=19.26×
4=77.04cm2；
W1=Ix1/（b1/2-z0）=23403.67/（40.00/2-2.84）=1363.85cm3；
ix1=（Ix1/An1）0.5=（23403.67/77.04）0.5=17.43cm；
2、格构柱平面内整体强度
Nmax/An1=1161.09×
103/（77.04×
102）=150.71N/mm2<
f=300N/mm2；
格构柱平面内整体强度满足要求。
3、格构柱整体稳定性验算
L0x1=lo=5.00m；
λx1=L0x1×
102/ix1=5.00×
102/17.43=28.69；
单肢缀板节间长度：
a1=0.65m；
λ1=L1/iv=65.00/1.96=33.16；
λ0x1=（λx12+λ12）0.5=（28.692+33.162）0.5=43.85；
查表：
Φx=0.88；
Nmax/（ΦxA）=1161.09×
103/（0.88×
77.04×
102）=170.73N/mm2<
格构柱整体稳定性满足要求。
4、刚度验算
λmax=λ0x1=43.85<
[λ]=150满足；
单肢计算长度：
l01=a1=65.00cm；
单肢回转半径：
i1=3.05cm；
单肢长细比：
λ1=lo1/i1=65/3.05=21.31<
0.7λmax=0.7×
43.85=30.69；
因截面无削弱，不必验算截面强度。
分肢稳定满足要求。
五）、整体格构柱基础验算
1、格构柱基础力学参数
单肢格构柱力学参数：
Ix1=23403.67cm4An1=77.04cm2
W1=1363.85cm3ix1=17.43cm
格构柱基础是由四个单肢的格构柱组成的，整个基础的力学参数：
Ix2=[Ix1+An1×
（b2×
102/2-b1×
102/2）2]×
4=[23403.67+77.04×
102/2-0.40×
4=1202990.68cm4；
An2=An1×
4=77.04×
4=308.16cm2；
W2=Ix2/（b2/2-b1/2）=1202990.68/（1.60×
102/2）=20049.84cm3；
ix2=（Ix2/An2）0.5=（1202990.68/308.16）0.5=62.48cm；
2、格构柱基础平面内整体强度
1.2N/An+1.4Mx/（γx×
W）=540.96×
103/（308.16×
102）+2708.10×
106/（1.0×
20049.84×
103）=152.62N/mm2<
格构式基础平面内稳定满足要求。
3、格构柱基础整体稳定性验算
L0x2=lo=5.00m；
λx2=L0x2/ix2=5.00×
102/62.48=8.00；
An2=308.16cm2；
Ady2=2×
19.26=38.52cm2；
λ0x2=（λx22+40×
An2/Ady2）0.5=（8.002+40×
308.16/38.52）0.5=19.60；
φx=0.96；
NEX'
=π2EAn2/1.1λ0x22
NEX=148311.09N；
1.2N/（φxA）+1.4βmxMx/（Wlx（1-1.2φxN/NEX））≤f
1.2N/（φxA）+1.4βmxMx/（Wlx（1-1.2φxN/NEX））=-35.86N/mm2≤f=300N/mm2；
格构式基础整体稳定性满足要求。
λmax=λ0x2=19.60<
l02=a2=130.00cm；
ix1=17.43cm；
λ1=l02/ix1=130/17.43=7.46<
19.6=13.72
刚度满足要求。
六）、桩竖向极限承载力验算
单桩竖向承载力标准值按下面的公式计算：
Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAp
u──桩身的周长，u=2.513m；
Ap──桩端面积,Ap=0.503m2；
各土层厚度及阻力标准值如下表:
序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）土名称
11.3511.000.00粉质粘土
28.108.000.00淤泥质粉质粘土
38.708.000.00淤泥质粉质粘土
46.6027.00400.00粉质粘土
56.0523.00300.00粉质粘土
68.8026.00400.00粉质粘土
76.2045.001400.00含粘性土角砾
87.3535.00600.00粉质粘土
98.0544.001300.00含粘性土角砾
1015.8538.00900.00含碎石粉质粘土
由于桩的入土深度为35.00m,所以桩端是在第6层土层。
单桩竖向承载力验算:
Quk=2.513×
575.8+900×
0.503=1899.533kN；
单桩竖向承载力特征值：
R=Ra=Quk/2=1899.533/2=949.766kN；
Nk=967.574kN≤1.2R=1.2×
949.766=1139.72kN；
桩基竖向承载力满足要求！
七）、抗拔桩基承载力验算
群桩呈非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：
Tuk=Σλiqsikuili=931.878kN；
Tuk－桩基抗拔极限承载力标准值；
ui－破坏表面周长，取u=πd=2.51m；
qsik－桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；
λi－抗拔系数，砂土取0.50～0.70，粘性土、粉土取0.70～0.80，桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值；
li－第i层土层的厚度。
群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：
Tgk=（ulΣλiqsikli）/4=889.878kN；
ul－桩群外围周长，ul=4×
（1.6+0.8）=9.6m；
经过计算得到：
TUk=Σλiqsikuili＝931.88kN；
桩基抗拔承载力公式：
Nk≤Tgk/2+Ggp
Nk≤Tuk/2+Gp
其中Nk-桩基上抗拔力设计值，Nk=742.17kN；
Ggp-群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数，Ggp=1008.00kN；
Gp-基桩自重设计值，Gp=439.82kN；
Tgk/2+Ggp=889.878/2+1008=1452.939kN>
742.174kN；
Tuk/2+Gp=931.878/2+439.823=905.762kN>
桩抗拔满足要求。
八）、桩配筋计算
1、桩构造配筋计算
按照构造要求配筋。
As=πd2/4×
0.65%=3.14×
8002/4×
0.65%=3267mm2
2、桩抗压钢筋计算
经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋！
3、桩受拉钢筋计算
经过计算得到桩抗拔满足要求，只需构造配筋！
建议配筋值：
HRB335钢筋，1318。
实际配筋值3308.5mm2。
依据《建筑桩基设计规范》（JGJ94-2008），
箍筋采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200~300mm；
受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内箍筋应加密；
间距不应大于100mm；
当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密；
当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定；
当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。
工作状态下荷载计算
N=Gt+Q=450.80+60.00=510.80kN；
Mmax=1.4×
（Me+Mω+P×
h）=1.4×
（630.00+1296.20+30.00×
0.27）=1934.36kN·
0.87+30.00=81.98kN
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