09塔吊基础专项施工方案课案.doc

原平市采煤沉陷区综合治理轩岗镇试点工程中区施工中c标段

塔吊基础专项施工方案

编 制 人 ：
审 核 人 ：
批 准 人 ：

山西建筑工程（集团）总公司
2016年03月10日

目 录

一、工程概况 1
二、塔吊选型 1
三、塔吊位置选择 1
四、塔吊协调 2
五、塔吊的基础设计 2
六、塔吊基础施工 3
七、质量验收 3
八、安全技术措施 3

1

塔吊基础专项施工方案

一、 工程概况
本工程为原平市采煤沉陷区综合治理轩岗镇试点工程中区施工中c标段，施工内容包括2栋地上十七层地下二层住宅楼、地库（A1、A2、地库），总建筑面积50699.34平方米，计划投资约10000万元。
建筑设计概况一览表

A-1#楼
A-2#楼
车库
建筑面积
23640.69 m2
23027.46 m2
4031.19 m2
层数
地上
17F
17F
0
地下
-2F
-2F
-1F
层高

首层
3m
3m
----
标准层
3m
3m
----
地下
-1F 3.20m
-1F 3.20m
-1F 3.90m
-2F 3.90m
-2F 3.90m
----
总高

51.45m
51.45m

二、塔吊选型
根据施工需要，每一栋号安装一台塔吊，计划安装两台塔吊，二台由山西省工程机械厂生产的C5513塔式起重机，塔吊安装总高度 70m，塔吊首次安装高度25m，可利用一台16吨和一台30吨汽车吊进行安装，吊装最重部件起重臂时，工作半径9m，24m臂杆，起重量6.00吨，起吊高度20m，满足吊装要求。塔机的总体结构详见产品说明书，塔吊满足施工需要。
三、塔吊位置选择
根据施工现场的情况，安排两台C5513系列塔吊，具体机位见施工平面布置图，两台塔吊基础地面须经夯实处理，应能承受不低于0.15MPa的压力。塔吊具体位置见平面图，每台塔吊边预留一集水坑用于抽水，内浇捣混凝土，尺寸为400×400×500（深），按照基础计算和塔吊厂家使用说明采用Φ14*1150，169根Φ20*5940，148根。基础埋深为1350mm。
四、塔吊协调
因A-1#、A—2#楼及周边其他建筑同时施工，因此存在群塔协调施工的问题。相邻塔机臂在平面位置错不开的情况下,采取竖向位置错开的办法,即将相邻塔机的高度拉开一定的距离，1#楼塔吊始终比2#楼塔吊高10m，，在塔机使用过程中，必须注意相邻塔机的动态。塔吊指挥员在发出启动信号之前要观察相邻塔机臂是否在离自己的塔机臂较近的地方或正向自己的塔机臂方向移动，根据情况决定发出启动信号的时间；在塔机臂移动的过程中，塔机司机也要密切注意相邻塔机臂的移动情况，一旦发现两个塔机臂向一个方向靠近，应立即停止移动或向反方向移动塔机臂。塔机臂移动不要太快，以免发现情况后来不及采取措施。每次提升时，应先提升1#楼塔吊，最后提升2#楼塔吊。提升工作由塔吊安装公司负责，完成后项目门保存资料。施工过程中，应制定严密的作业计划，两台塔吊统一使用，保持高效率。
五、塔吊的基础设计
塔吊基础设计按提供塔吊基础图开挖地基，基础地面须经夯实处理，应能承受不低于0.15MPa的压力。在塔吊计算式按照一计算取值都满足安装塔吊要求。要确保塔吊基础安全，塔吊基础混凝土标号根据规定采用C30，钢筋砼基础总重量不小于90t。
六、塔吊基础施工
在塔吊基础施工时，应保证基坑内无积水并且挖到设计老土，经夯实达到地基承载力0.15MPa要求，按照防雷要求作好接地构造要求，由塔吊安装单位进行安装，所有安装工作必须由持证人员完成，不得无证操作。
基础施工采用钢筋必须有出厂合格证是在现场取样经过检验合格后使用，钢筋绑扎完后应通过项目部安全组、质检组自检合格后，报监理公司隐蔽工程验收合格后方能浇捣混凝土，混凝土采用商品混凝土利用混凝土车泵进行浇捣，由现场施工员负责监督浇捣。
浇捣混凝土前由安装单位安装塔吊机座，安装完成后由安装单位质量检查人员检查验收后，才能浇捣混凝土。
混凝土浇捣后要加强对混凝土的养护，保证混凝土达到标号强度。
七、质量验收
在塔吊基础施工过程中要按照验收规范要求进行质量验收并收集好各项资料报有关部门检查验收，验收前不得安装，确保使用安全，安装单位必须将安装人员操作证报项目部备案，项目部将资料报有关单位审核。
八、安全技术措施
1. 塔吊拆装作业，必须按规定的程序及工法进行，必须由持有操作证的起重人员完成，严禁无证操作。
2. 汽车吊运行及停放的场地必须坚实、平整，保证支腿牢固。
3. 拆装作业人员必须戴好安全帽，穿防滑鞋，戴好安全带。
4. 塔身垂直度偏差不大于4‰。
5. 拆、装及塔吊运行过程中所用吊索具必须符合安全要求，不得以小代大，不得使用报废的吊索具。
6. 四级以上风不允许进行顶升或降塔，五级以上风及雨雪天不允许进行拆装作业，五级以上风塔吊应停止运行。
7. 在塔吊顶升或降塔过程中，严禁回转、起升作业。
8. 在塔吊安装作业中，划出安全防护区并有明显标志，在此范围内禁止无关人员出入、逗留。
9. 塔吊司机和信号指挥人员均须持证上岗。在塔吊运行过程中，双方使用认可的信号指挥形式，如对讲机、旗语、哨音等。
10. 塔吊司机在运行过程中，严格遵守“十不吊”，保证安全运行。在停止作业时，必须保证大臂、小车及吊钩停放和起吊有一定的安全距离。
11. 塔吊维修作业时，严禁操作塔吊。
12. 塔吊运行时，塔吊之间、塔吊与附近建筑物之间必须保证一定的安全距离。
13. 塔吊司机在作业前和作业后，应对塔吊进行检查和保养，对存在的安全隐患及时排除。塔吊的各项安全限位必须齐全可靠。塔身标准节之间的连接销及其他任何部件之间的联接销都必须穿开口销。
14. 起重工、塔吊司机、信号指挥工及设备管理人员，必须永远遵照安全第一的原则，杜绝违章作业、违章指挥，确保安全生产。
15. 作业现场必须设置不小于20×20 米的安全作业区。
16. 在夜间工作时，除塔机本身备有照明处，施工现场必须备有充分的照明设备。
17. 司机室内禁止存放润滑油，油棉纱及其它易燃爆品，冬季用电炉取暖时更要注意防火。
18. 塔机必须有良好的电气接地措施，防止雷击，遇有雷雨严禁在底架附近活动（接地电阻不大于4Ω，用∠50*50*5 角钢预埋在地下并与塔身进行有效连接）。
19. 塔机应定机定人，实行专人专机负责制，非机组人员不得进入司机室和擅自操作，要处理电气事故时，必须有专职维修人员二人以上。

附件：
塔吊基础计算书 
（一）. 参数信息
塔吊型号:C5513,自重(包括压重)F1=548.70kN,最大起重荷载F2=60.00kN
塔吊倾覆力距M=1766.00kN.m,塔吊起重高度H=135.00m,塔身宽度B=2m
混凝土强度:C30,钢筋级别:Ⅲ级,承台长度Lc或宽度Bc=6m
承台厚度Hc=1.35m
基础埋深D=1.50m,保护层厚度:30mm
二. 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=548.70kN
2. 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN
作用于桩基承台顶面的竖向力 F=1.2×(F1+F2)=730.44kN
塔吊的倾覆力矩 M=1.4×1766.00=2472.40kN.m
三. 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(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2015的第5.1.1条)

其中 n──单桩个数，n=5；
F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=1.2×608.70=730.44kN；
G──桩基承台的自重，G=1.2×（25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D)=1500.00kN；
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=(730.44+1500.00)/4+2472.40×(2.40×1.414/2)/[2×(2.40×1.414/2)2]=1286.16kN
最大拔力：
N=(730.44+1500.00)/4-2472.40×(2.40×1.414/2)/[2×(2.40×1.414/2)2]=-170.94kN
2. 矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条)

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=(730.44+1500.00)/4+2472.40×(2.40/2)/[4×(2.40/2)2]=1072.69kN
Mx1=My1=2×1072.69×(1.20-0.80)=858.15kN.m
四. 矩形承台截面主筋的计算
依据《混凝土结构设计规范》(GB50011-2010)第7.2条受弯构件承载力计算。

式中 1──系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，
1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。
经过计算得承台底面配筋 s=858.15×106/(1.00×16.70×5000.00×750.002)=0.018
=1-(1-2×0.018)0.5=0.018
s=1-0.018/2=0.991
Asx= Asy=858.15×106/(0.991×750.00×300.00)=3849.51mm2。
承台顶面按构造配筋。
五. 矩形承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2014)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=1286.16kN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：

其中 0──建筑桩基重要性系数，取1.0；
──剪切系数,=0.20；
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=5000mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=750mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/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.桩承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2014)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=1286.16kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中 0──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=0.503m2。
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!
七.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》(JGJ94-2014)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=1286.16kN
桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：
最大压力:

其中R──最大极限承载力；
Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:

Qpk──单桩总极限端阻力标准值:

Qck──相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值:

qck──承台底1/2承台宽度深度范围(≤5m)内地基土极限阻力标准值；
s,p──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数；
c──承台底土阻力群桩效应系数；按下式取值：

s,p,c──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，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=2.513m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.50m2；
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) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称
1 6.27 20 875 粘性土
2 2.08 25 875 粘性土
3 5.74 50 1900 粉土或砂土
4 3.18 45 1950 粉土或砂土
由于桩的入土深度为15m,所以桩端是在第4层土层。
最大压力验算:
R=2.51×(6.27×20×.8+2.08×25×.8+5.74×50×1.2+.910000000000001×45×1.2)/1.67+1.30×1950.00×0.50/1.67+0.00×656.25/1.65=1568.85kN
上式计算的1.2R的值大于最大压力1286.16kN,所以满足要求!
八.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》(JGJ94-2014)的第5.2.7条
桩抗拔承载力应满足下列要求:

其中:

式中 Uk──基桩抗拔极限承载力标准值；
i──抗拔系数；
解得:
Ugk=12.8×(6.27×20×.7+2.08×25×.7+5.74×50×.75+.910000000000001×45×.75)/4=1184.46kN
Ggp=12.8×15×22/4=1056.00kN
Uk=2.51×(6.27×20×.7+2.08×25×.7+5.74×50×.75+.910000000000001×45×.75)=930.27kN
Gp=2.51×15×25=942.48kN
由于: 1184.46/1.67+1056.00>=170.94 满足要求!
由于: 930.27/1.67+942.48>=170.937854785478 满足要求!
九.桩式基础格构柱计算
依据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)。
1. 格构柱截面的力学特性：
格构柱的截面尺寸为0.46×0.46m；
主肢选用:16号角钢b×d×r=160×16×16mm；
缀板选用(m×m):0.36×0.36
主肢的截面力学参数为 A0=49.07cm2，Z0=4.55cm，Ix0=1175.08cm4，Iy0=1175.08cm4；

格构柱截面示意图
格构柱的y-y轴截面总惯性矩：

格构柱的x-x轴截面总惯性矩：

经过计算得到：
Ix=4×[1175.08+49.07×(46/2-4.55)2]=71510.44cm4；
Iy=4×[1175.08+49.07×(46/2-4.55)2]=71510.44cm4；

2. 格构柱的长细比计算：
格构柱主肢的长细比计算公式：

其中 H ── 格构柱的总高度，取10.70m；
I ── 格构柱的截面惯性矩，取,Ix=71510.44cm4，Iy=71510.44cm4；
A0 ── 一个主肢的截面面积，取49.07cm2。
经过计算得到x=56.06,y=56.06。
格构柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比计算公式:

其中 b ── 缀板厚度，取 b=0.36m。
h ── 缀板长度，取 h=0.12m。
a1── 格构架截面长，取 a1=0.46m。
经过计算得 i1=[(0.362+0.122)/48+5×0.462/8]0.5=0.37m。
1=10.70/0.37=29.09。
换算长细比计算公式：

经过计算得到kx=63.16,ky=63.16。
3. 格构柱的整体稳定性计算：
格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式：

其中 N ── 轴心压力的计算值(kN)；取 N=1286.16kN；
A── 格构柱横截面的毛截面面积，取4×49.07cm2；
── 轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数；
根据换算长细比 0x=63.16,0y=63.16,查《钢结构设计规范》得到x=0.79,y=0.79。
经过计算得到 X方向的强度值为82.9N/mm2，不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求!
Y方向的强度值为82.9N/mm2，不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求!

14