中船长兴工程塔吊基础施工方案最新.docx

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中船长兴工程塔吊基础施工方案最新

目录

1．工程概况2

2．设计依据2

3．塔吊平面布置2

4．塔吊桩基础设计计算2

4.1主楼QTZ-80塔吊桩基础设计计算2

4.2辅楼4A4BQTZ-40塔吊桩基础设计计算7

4.3.辅楼1A1BQTZ-40塔吊桩基础设计计算10

5塔吊安装12

5.1塔机使用前的准备工作：

12

5.2塔机的安装14

6.塔吊的拆除16

6.1拆卸前的准备工作16

6.2塔机的拆卸18

7安全措施20

1．工程概况

中船崇明县长兴乡南岸中船长兴造船基地一期工程，位于上海崇明县长兴乡南岸。

本工程由主楼，辅楼（1A、1B）、（4A、4B）组成。

地下建筑面积9128M2，地上建筑面积42125M2。

主楼地下一层地上（二十四）层，建筑高度（107.3m），辅楼（1A、1B）、（4A、4B）地下一层地上四层，建筑高度（23.495m）。

根据《施工组织总设计》规划，拟在主楼区域（主楼、辅楼1A1B）设置一台QTZ80（55m）型和一台QTZ40（55m）型塔式起重机，辅楼4A4B各设置一台QTZ40（55m）型塔式起重机，并在基础施工前就位，以解决基坑内水平、垂直运输需要。

2．设计依据

1.塔吊使用说明书。

2.中船勘察设计研究院提供的岩土工程地质勘察报告书。

3.中船第九设计研究院设计的工程施工图纸。

4.《建筑桩技术规范》（JGJ94－94）。

3．塔吊平面布置

根据设计总平面图，QTZ-80塔吊位于主楼

轴旁之间，基础承台中心距主楼

轴线为3.00m；与建筑物最外边线的平行，距基础承台中心5m，以主楼的梁为附墙点。

辅楼1A1B塔吊基础承台中心距（1-L）轴5.0m，距（1-10）轴西侧2m。

辅楼4A4B塔吊基础承台中心在（IV-10）轴上，基础承台中心距（IV-G）轴南侧13m。

4．塔吊桩基础设计计算

4.1主楼QTZ-80塔吊桩基础设计计算

4.1.1参数信息

QTZ-80塔吊承台底标高为-6.60m,桩顶标高为－6.50m，采用Φ500PHC桩，四根长度为30M桩,桩间距a=4.40m.承台尺寸为5.6*5.6*1.35，承台箍筋间距S=510mm,保护层厚度50mm,配筋见附图。

基础埋深D=0.00m。

QTZ-80塔吊自重（包括压重）F1=600kN，最大起重荷载F2=80.00kN。

塔吊倾覆力矩M=1904kN.m，塔吊的起重高度H=120m，塔身宽度B=1.6m.

4.1.2塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算

（1）塔吊自重（包括压重）F1=600kN

（2）塔吊最大起重荷载F2=80.00kN

作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=816kN

塔吊的倾覆力矩M=1.4×1904.00=2665.6kN.m

4.1.3矩形承台弯矩的计算

计算简图：

图中x轴方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。

（1）桩顶竖向力的计算（依据《建筑桩技术规范》JGJ94—94的第5.1.1条）

其中n——单桩个数，n=4；

F——作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.2×680=816kN；

G——桩基承台的自重，G=1.2×（25.0×5.6×5.6×1.35+20.0×5.6×5.6×0.00）=1270.08kN；

Mx,My——承台底面的弯矩设计值（kN.m）；

xi,yi——单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；

Ni——单桩桩顶竖向力设计值（kN）。

经计算得到单桩桩顶竖向力设计值：

最大压力：

N=（816+1270.08）/4+2665.6×（4.40×1.414/2）/[2×（4.4×1.414/2）2]=949.83kN

最大拔力：

N=（816+1270.08）/4－2665.6×（4.40/2）/[4×（4.40/2）2]=218.61kN

（2）矩形承台弯矩的计算（依据《建筑桩技术规范》JGJ94—94的第

5.6.1条）Mx1=∑Ni1yiMy1=∑Ni1xi

其中Mx1,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）；

Ni1——扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值（kN），Ni1=NI－G/n。

经过计算得到弯矩设计值：

N=（816+1270.08）/4+2665.6×（4.40/2）/[4×（4.40/2）2]=824.43kN

Mx1=My1=2×（824.43－1270.08/4）×（2.2－0.60）=1622.11kN.m

4.1.4矩形承台的计算

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）第7.2条受弯构件承载力计算。

αs=M/α1fcbh02

ξ=1－√1—2αs

rs=1－ξ/2

As=M/rsh0fy

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=300N/mm2。

经过计算得αs=1622.11×106/（1.00×16.70×5600×1300.002）=0.0103

ξ=1－（1-2×0.0103）0.5=0.0104

rs=1－0.0104/2=0.995

Asx=Asy=1622.11×106/（0.995×1300.00×300）=4180.16mm2

4.1.5．矩形承台截面抗剪切的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94－94）的第5.6.8条和第5.6.11条。

根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力，考虑对称性，记为V=949.83N我们考虑承台配筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：

roV≤βfcb0h0+1.25fy（Asv/s）h0

其中ro——建筑桩基重要性系数，取1.0；

β——剪切系数，β=0.19；

fc——混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；

b0——承台计算截面处的计算宽度，b0=5600；

fy——钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

s——箍筋的间距，s=510mm。

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！

4.1.6．桩承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94－94）的第4.1.1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=949.83kN

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

roN≤fcA

其中ro——建筑桩基重要性系数，取1.0；

fc——混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；

A——桩的截面面积，A=0.126m2。

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求，只需构造配筋！

4.1..7．桩竖向极限承载力验算及桩长计算

桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94－94）的第5.2.2－3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=570.55kN.

桩竖向极限承载力验算应满足下面公式：

R=ηsＱsk/rs+ηpQpk/rp

其中R——最大极限承载力；

Ｑsk——单桩总极限侧阻力标准值；

Ｑsk=ｕ∑qskli

Ｑpk——单桩总极限端阻力标准值；

Ｑpk=qpkAp

ηs,ηp——分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻抗力群桩效应系数；

rs,rp——分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻抗力分项系数；

qsk——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；

qpk——极限端阻力标准值，按下表取值；

ｕ——桩身的周长，ｕ=1.57m；

Ap——桩端面积，取Ap=0.13m2；

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

土厚度（m）

上侧阻力标准值（kpa）

土端阻力标准值（kpa）

土名称

1

2.9

30

灰色粘质粉土夹淤泥质粉土粘土

2

6.4

40

2000

灰色砂质粉土

3

5.4

35

灰色游泥质粘土

4

6.3

40

灰色粘土

5

3.9

45

800

灰色粉质粘土

6

4.2

55

1500

灰色粉质粘土

7

11.3

60

1500

灰色砂质粉土

由于桩的入土深度为30m，所以桩端是在第五层（3-1t）土层。

最大压力验算：

R=1.57×（2.9×30×1.00+6.4×40×1.00+5.4×35×1.00+6.3×40×1.00+3.9×45×1.00+4.2×55×1.00）/1.65+1.06×1500×0.13/1.65=1258.04kN

上式计算的R的值大于最大压力949.83kN，所以满足要求！

4.1.8．桩抗拔承载力验算

桩抗拔承载力验算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94－94）的第5.2.7条桩抗拔承载力应满足下列要求：

roN≤Ugk/rs+Ggp

roN≤Uk/rs+Gp

其中：

Uk=∑λiqsikuili

Ugk=1/n×uι∑λiqsikli

式中Uk——基桩抗拔极限承载力标准值；

λi——抗拔系数；

解得：

Ugk=14×（2.9×30×0.75+6.4×40×0.75+5.4×35×75+6.3×40×0.75+3.9×45×0.75+4.2×55×0.75）/4=3125kN

Ggp=14×30×22/4=2310kN

Uk=1.57×（2.9×30×0.75+6.4×40×0.75+5.4×35×0.75+6.3×40×0.75+3.9×45×0.75+4.2×55×0.75）=1401.82kN

Gp=1.57×30×25=1177.5kN

由于：

3125/1.65+2310≥11.59

由于：

1401.82/1.65+1177.5≥11.59

所以采用4根30mΦ500PHC桩能够满足。

4.2辅楼4A4BQTZ-40塔吊桩基础设计计算

4.2.1.参数信息

辅楼4A4BQTZ-40桩顶相对标高为－3.5m采用Φ400PHC桩，四根长度为25M桩,桩间距a=4.40m.承台尺寸为5.6*5.6*1.35M，承台箍筋间距S=480mm,保护层厚度：

50mm,配筋见附图。

基础埋深D=0.00m。

QTZ-40塔吊自重（包括压重）F1=450kN，最大起重荷载F2=30.00kN。

塔吊倾覆力矩M=1344kN.m，塔吊的起重高度H=30m，塔身宽度B=1.46m.

4.2.2.塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算

F1=450kN，F2=30.00kN

作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=576kN

塔吊的倾覆力矩M=1.4×1344=1881.6kN.m

4.2.3.矩形承台弯距的计算

设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。

（1）桩顶竖向力的计算

n=4；F=1.2×450=540kN；

G=1.2×（25.0×5.6×5.6×1.35+20.0×5.6×5.6×0.00）=1270.08kN；

最大压力：

N=（540+1270.08）/4+1881.6×（4.4×1.414/2）/[2×（4.4×1.414/2）2]=754.86kN

最大拔力：

N=（540+1270.08）/4－1881.6×（4.4/2）/[4×（4.4/2）2]=238.7kN

（2）矩形承台弯矩的计算

N=（540+1270.08）/4+1881.6×（4.4/2）/[4×（4.4/2）2]=666.34kN

Mx1=My1=2×（540+1270.08）×（2.2－0.6）=2896.13kN.m

4.2.4.矩形承台的计算

αs=540×106/（1.00×16.70×5600×13002）=0.0034

ξ=1－（1-2×0.0034）0.5=0.0035

rs=1－0.0035/2=0.998

Asx=Asy=540×106/（0.998×1300×300）=1387.39mm2

4.2.5.矩形承台截面抗剪切的计算

计算跟上面QTZ-80一样，承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！

4.2.6．桩承载力验算

计算跟上面QTZ-80一样，经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求，只需构造配筋！

4.2.7．桩竖向极限承载力验算及桩长计算

桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94－94）的第5.2.2－3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=590.03kN。

按下表取值；

ｕ——桩身的周长，ｕ=1.256m；

Ap——桩端面积，取Ap=0.09m2；

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：

（以下为辅楼4A4B塔吊基础）

序号

土厚度（m）

上侧阻力标准值（kpa）

土端阻力标准值（kpa）

土名称

1

2.9

35

灰色粘质粉土

2

2.9

30

灰色粘质粉土夹淤泥质粉土粘土

3

6.4

40

2000

灰色砂质粉土

4

5.4

35

灰色游泥质粘土

5

6.3

40

灰色粘土

6

3.9

45

800

灰色粉质粘土

由于桩的入土深度为25m，所以桩端是在第五层（1-2）土层。

最大压力验算：

R=1.256×（2.9×35×1.10+2.9×30×1.10+6.4×40×1.10+5.4×35×1.10+6.3×40×1.10+1.1×45×1.10）/1.65+1.20×2000×0.09/1.65=913.8kN

上式计算的R的值大于最大压力754.86kN，所以满足要求！

4.2.8．桩抗拔承载力验算

Ugk=13.6×（2.9×35×0.75+2.9×30×0.75+6.4×40×0.75+5.4×35×0.75+6.3×40×0.75+1.1×45×0.75）/4=2384.25kN

Ggp=13.6×25×22/4=1870kN

Uk=1.256×（2.9×35×0.75+2.9×30×0.75+6.4×35×0.75+5.4×35×0.75+6.3×40×0.75+1.1×45×0.75）=880.77kN

Gp=1.256×25×25=785kN

由于：

2384.25/1.65+1870≥88.66

由于：

880.77/1.65+785≥88.66

所以采用4根25mΦ400PHC管桩能够满足。

4.3.辅楼1A1BQTZ-40塔吊桩基础设计计算

4.3.1．参数信息

辅楼1A1B的QTZ-40塔吊承台底面相对标高－6.50m，采用Φ400PHC桩，四根长度为25M桩,桩间距a=4.40m.承台尺寸为5.6*5.6*1.35M，承台箍筋间距S=480mm,保护层厚度：

50mm,配筋见附图。

基础埋深D=0.00m。

QTZ-40塔吊自重（包括压重）F1=450kN，最大起重荷载F2=30.00kN。

塔吊倾覆力矩M=1344kN.m，塔吊的起重高度H=30m，塔身宽度B=1.46m.

4.3.2．塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算

塔吊自重（包括压重）F1=450kN

塔吊最大起重荷载F2=30.00kN

作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=576kN

塔吊的倾覆力矩M=1.4×1344=1881.6kN.m

4.3.3矩形承台弯矩的计算

设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。

（1）桩顶竖向力的计算

其中n=4；F=1.2×264.50=317.40kN；G=1.2×（25.0×4.5×4.5×1.00+20.0×4.5×4.5×0.00）=607.50kN；

最大压力：

N=（540+1270.08）/4+1881.6×（4.4×1.414/2）/[2×（4.4×1.414/2）2]=745.86kN

最大拔力：

N=（540+1270.08）/4－1881.6×（4.4/2）/[4×（3.00/2）2]=238.7kN

（2）矩形承台弯矩的计算

N=（540+1270.08）/4+1881.6×（4.4/2）/[4×（4.4/2）2]=666.34kN

Mx1=My1=2×（540+1270.08）×（2.2－0.6）=2896.13kN.m

4.3.4矩形承台的计算

αs=540×106/（1.00×16.70×5600×13002）=0.0034

ξ=1－（1-2×0.0034）0.5=0.0035

rs=1－0.0035/2=0.998

Asx=Asy=540×106/（0.998×1300×300）=1387.39mm2

4.3.5．矩形承台截面抗剪切的计算

计算跟上面QTZ-80一样，承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！

4.3.6．桩承载力验算

计算跟上面QTZ-80一样，经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求，只需构造配筋！

4.3.7．桩竖向极限承载力验算及桩长计算

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=590.03kN

ｕ——桩身的周长，ｕ=1.256m；

Ap——桩端面积，取Ap=0.09m2；

li——第i层土层的厚度，取值如下表；

序号

土厚度（m）

上侧阻力标准值（kpa）

土端阻力标准值（kpa）

土名称

1

2.9

30

灰色粘质粉土夹淤泥质粉土粘土

2

6.4

40

2000

灰色砂质粉土

3

5.4

35

灰色游泥质粘土

4

6.3

40

灰色粘土

5

3.9

45

800

灰色粉质粘土

6

4.2

55

1500

灰色粉质粘土

7

11.3

60

1500

灰色砂质粉土

由于桩的入土深度为25m，所以桩端是在第五层1-1土层。

最大压力验算：

R=1.256×（2.9×30×1.10+6.4×40×1.10+5.4×35×1.10+6.3×40×1.10+3.9×45×1.10）/1.65+1.20×1500×0.09/1.65=901.6kN

上式计算的R的值大于最大压力754.86kN，所以满足要求！

5.2.8．桩抗拔承载力验算

Ugk=13.6×（2.9×30×0.75+6.4×40×0.75+5.4×35×0.75+6.3×40×0.75+3.9×45×0.75）/4=2446.73kN

Ggp=13.6×25×22/4=1870kN

Uk=1.256×（2.9×30×0.75+6.4×40×0.75+5.4×35×0.75+6.3×40×0.75+3.9×45×0.75）=903.85kN

Gp=1.256×25×25=785kN

由于：

2446.73/1.65+1870≥88.66

由于：

903.85/1.65+785≥88.66

所以采用4根25mΦ400PHC管桩能够满足。

5塔吊安装

塔吊须在土方开挖前安装完毕。

5.1塔机使用前的准备工作：

5.1.1施工现场准备

（1）基础施工：

土体开挖前先进行井点降水地下水位在承台底50CM后先进行塔吊基础部位的土方开挖，并施工基础承台，塔吊基础管桩内采用微膨胀C30砼灌芯长度为1.5米，主筋为11Φ22锚入承台40d，箍筋为φ8@150；承台砼强度达到要求后再进行塔吊吊装。

（2）施工塔机基础承台时，从管桩钢筋笼上焊40*4的扁铁，对角引出到基础承台并露出大底板30cm,以便做塔机接地。

（3）为满足塔机安装及正常使用，配备符合安全要求的专用二级配电箱，并距塔机中心不大于5m，塔机正常工作需用电容量为：

50kw。

（4）场区道路：

施工项目部必须将进厂道路清理干净并把场区道路到基础边的道路填平压实，以保证25吨汽车吊进厂和停车作业。

基坑边上的场地清理干净、压实填平,四个支腿下面垫上路机箱。

5.1.2施工技术准备

项目技术人员必须提前进行现场实地勘测，仔细地考虑在安装及今后拆卸中可能碰到的问题，确保施工顺利安全的进行。

5.1.3安装前塔机的检查、维护

做好保养、检查，清理安装部件，做好装运准备。

5.1.4设备、机具的准备

根据塔机安装需要，必备的施工设备、机具及安全防护用品如下：

（1）施工机械

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

备注

1

汽车式起重机

25t

台

1

（2）工具及索具

序号

机具名称

规格型号

单位

数量

备注

1

链条葫芦

1t

只

1

2

重型套筒

套

1

3

活动扳手

8-18

套（件）

1

4

梅花扳手

4-32

套

1

5

大锤

6-12P

套

1

6

万用电表

只

1

7

接地摇表

套

1

8

电工常用工具

套

1

9

吊起重臂钢丝绳

16mφ17.5mm

根

4

10

吊平衡臂钢丝绳

12mφ17.5mm

根

2

11

铁丝/麻绳

8﹟/φ20mm

Kg/m

8/30

12

各种规格吊卡具

1t、2.1t、3.2t

只

各4个

对所使用的汽车吊、索具、吊具进行全面的安全检查，确认完好无损方可使用。

5.1.5塔机基础的验收：

（1）当砼强度达到90%以上，并取得安全质检部门验收后方可安装。

在制作基础砼承台时，根据塔吊基础图纸绑扎配筋，必须做好控制记录和质量验收。

安放预埋件与钢筋绑扎同步进行，预埋件与基础砼承台钢筋主筋必须焊接牢固。

避免振动跑偏。

确保固定底脚四个角水平度在1/1000以内。

（2）在塔机进场安装前，须做好以下有关基础资料：

◆砼基础的强度报告，（要求达到90%以上）；

◆砼基础隐蔽工程验收资料；（钢筋原材质保书、钢筋绑扎施工验收单）；

◆基础地耐力报告；

◆基础制作技术方案（几何尺寸、制作工艺、施工图、变更计算书等）；

◆预埋件水平度测量报告；

（3）与使用单位施工项目部安全、质检部门进行塔机基础验收，各方在验收表上签字认定并报施工监理签字后，方可进行安装作业。

5.2塔机的安装

5.2.1工艺流程

（1）汽车吊就位：

a）根据现场情况，按选定的位置对25吨汽车吊定位，检查就位稳定坚实。

b）地面拼装塔机各部件。

（2）安装工序

a）锚固底脚的安装

将锚固底脚吊装在已预埋在基础内的螺栓上安装,用水准仪找正，四个角顶面水平必须保证在1/1000以内。

b）安装加强节和顶升套架装置（重量是5.4T，25T汽车吊中心到塔吊中心23M，臂长51m，额定起重量9.1t，满足起重要求。

）

◆地面组装油缸，顶升横梁；

◆将3节加强节安装在基础锚固脚上，用螺栓固定；

◆吊装拼装好的顶升套架安装套入加强节。

c）安装回转支座总成、驾驶室（重量是4.8T，25T汽车吊中心到塔吊中心23M，臂长55m，额定起重量9.1t，满足起重要求。

）

◆在地面上组装两根引进导轨、回转塔身和回转机构平台；将回转支座吊起装在内塔身上，导轨应位于顶升引