塔吊基础施工方案.doc

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浏阳天福打叶复烤工程
塔吊基础施工方案

1 工程概况
1.1 工程建设概况
1.2 工程设计概况
本工程共包括打叶复烤车间、成品周转库、原烟周转库三个单位工程，打叶复烤车间主车间为排架结构，1～26轴南北设置两个附房，附房为单层框架结构，为保证材料的垂直运输，加快施工进度，在南附房10～11轴位置设置一台TC5013B塔吊，该塔吊的幅度R=50m。立塔高度为20m，北附房南侧设置一台QTZ40塔吊，该塔吊幅度R＝42.5m，立塔高度为20米，基础施工前就进行塔吊安装，以满足施工的需要。具体位置见附图。
该塔吊的自由高度超过40m(即无附着时的最大安装高度)，超过建筑物最高点6m以上，能安全使用。
1.3 地质情况
场地地层结构简单，分布较连续，厚度较稳定，物理力学性质均匀，地层承载力较高。场地地层自上而下依次为填土、耕土、粉质粘土、强风化粉砂岩和中风化粉砂岩，各地层除填土、耕土层结构松散，不宜作为基础持力层外，其余地层均可作为持力层。投标时业主没有提供详细的地质勘察报告，根据业主现提供的《浏阳天福打叶复烤股份有限公司厂区建设工程岩土工程详细勘察报告》QTZ40塔吊位于33号点位置，从上到下土质依次为回填土厚度约5.2米，植物层0.6米；冲积粘质粉土厚1.6米，残积粉质粘土厚0.8米，强风化泥质粉砂岩3米，采用洛阳铲桩深11米左右。QC5013B塔吊位于57号点位置，从上到下土质依次为回填土厚度约5.26米，植物层0.7米；冲积粘质粉土厚4.5米，残积粉质粘土厚0.8米，强风化泥质粉砂岩3米，采用洛阳铲深11.3米左右。
2 塔吊基础技术要求
2.1 QC5013B塔吊
2.1.1塔吊基础施工图由塔吊生产厂家提供(见附图)。基础平面尺寸为5000×5000，基础高度为1000mm，混凝土强度等级为C30。
2.1.2 塔吊基础的重量为60t，基础的地耐力为0.16MPa。
2.1.3 塔吊基础的具体位置见附图“塔吊基础平面位置图”，塔吊基础顶部标高为-1.50m，位于基础梁底。
2.1.4 允许在垫板上加垫块，垫块的面积必须大于垫板面积的90%，每个支腿下面最多只能加两块垫块。
2.1.5 四块垫板上平面必须处于同一平面上，其平面度误差〈1/750，其中心线与水平面垂直度误差不大于1.5/1000，垫板允许嵌入混凝土内5~6mm。
2.1.6 四组地脚螺栓位置必须准确，确保基节的安装。
2.2 QTZ40型塔吊
2.2.1 塔吊基础施工图由塔吊生产厂家提供(见附图)。QTZ40型塔吊基础平面尺寸为5000×5000，基础高度为1000mm，混凝土强度等级为C30。
2.2.2 由塔吊生产厂家提供的塔吊基础技术要求：
2.2.2.1 混凝土强度≥C30，基础总重量≥40吨。
2.2.2.2 混凝土的捣制参照有关规定进行，要求基础表面平整。
2.2.2.3 四个固定支脚顶端所组成的平面与水平面的斜度不大于1/1000，以保证四个支脚与塔身标准节联接的顺利和整个塔身的垂直度。
3 施工部署
3.1 施工顺序
为保证基础施工水平及垂直运输需要，保证施工进度，须在基础施工前安装塔吊。
洛阳铲施工→土方开挖→浇筑混凝土垫层→砌筑砖胎模→绑钢筋→预埋塔吊基础节(地脚螺栓)→浇灌塔吊基础混凝土→塔吊安装→建筑物基础及主体结构施工→塔吊拆除
3.2 施工安排
3.2.1 经测量放线挖出塔吊基础土方，基坑四周根据实际情况放坡。QC5013B型塔吊基础必须在附近承台及拉梁以下，两个塔吊基础基坑顶标高为-1.5m。
3.2.2 用C15混凝土浇筑垫层厚100mm，基坑四周砌24砖胎模，内抹1:3水泥砂浆20mm厚。
3.2.3 绑扎塔吊基础钢筋、安装并固定好地脚螺栓。
3.2.4 浇灌C30混凝土并振捣密实。
3.2.5 待混凝土强度达到C30的强度值75%时，进行塔吊安装。
4 主要施工方法
4.1 洛阳铲桩施工
4.1.1 本工程采用洛阳铲施工前，首先应进行场地平整和洛阳铲定位。
4.1.2 成孔，根据地勘报告地下水的稳定水位埋深为0.1～4.1m，相当于标高50.09～58.08m，所以在成孔时会出现出土困难，为了保证洛阳铲能够到达强风化砂岩层，在成孔时采用往里管水泥吸水的方法，每根桩都应通知技术负责人进行桩孔的验收。
4.1.3 桩钢筋笼制作好后吊入桩孔进行砼浇注，砼应振捣密实。
4.2 土方开挖
4.2.1等桩身强度达到70％后进行塔吊基础土方开挖，土方采用机械开挖，人工清底的方式，按边坡坡度1:0.5分层往下挖，挖出的土应及时运走，不允许在坑边堆土，以保证边坡的稳定。
4.2.2 根据地质报告显示，地下水位埋深比塔吊基础底深,故基坑开挖时不考虑地下水的影响。
4.2.3 开挖后，在挖到距槽底50cm以内时，测量人员应配合抄出槽底50cm平线，在边坡上钉水平标高小木橛。在挖到接近槽底标高时，用尺或事先量好的50cm标准尺杆，随时以小木橛上平校核槽底标高。最后根据轴线(中心线)检查基坑尺寸，修整槽帮，清除槽底土方，修底铲平。会同监理单位、设计单位、施工单位、地质单位一起验槽，合格后方可进行垫层的施工，并按规定做好验槽记录。
4.3 钢筋工程
4.3.1 严格按施工图进行施工，钢筋的品种、规格、几何尺寸、绑扎质量等均符合设计要求及施工验收规范的规定。钢筋进场有合格证和材质证明书，并按规范要求取样复试，合格后方可使用。
4.3.2 施工顺序为：划钢筋位置线—运钢筋到使用部位—绑基础钢筋—保护层垫块
4.3.2.1 根据施工图纸上标明的钢筋间距在垫层上划出底板钢筋及梁钢筋的位置线。
4.3.2.2 在底部钢筋下每平方米见方垫40厚的垫块。
4.3.2.3 绑扎板的钢筋，然后绑扎梁钢筋。
4.3.2.4 安装塔吊地脚螺栓。地脚螺栓安装时要用固定架固定好，以免在浇筑混凝土时走位。
4.3.3 钢筋绑扎完成后监理单位、设计单位验收，作好隐蔽记录，合格后方可进行下道工序的施工。
4.3.4 基础塔节的安装：在安装地脚螺栓时应事先做一个固定架套在上面以保证位置的准确，地脚螺栓上焊接一块500×500×40的钢板。
4.4 混凝土工程
4.4.1 采用商品混凝土，混凝土强度等级为C30。
4.4.2 在混凝土的运输中，应控制混凝土运至浇灌地点后，不离析、不分层、组成成分不发生变化，并能保证施工所必须的稠度。混凝土运至浇灌地点时，应检测其稠度，所测稠度值应符合设计和施工要求。混凝土不能直接从地面往基坑倒，地面至基坑要搭设溜槽。
4.4.3 施工场内运输道路应量平坦，以减少运输时的振荡，避免造成混凝土的分层和离析。
4.4.4 浇灌混凝土时，应注意保护钢筋和基础塔节，一旦钢筋骨架发生变形或位移，应及时纠正。
4.4.5 振捣：插入式振捣器移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，一般应小于50cm，不得漏振。每振一点的延续时间，以表面呈现浮浆和不再沉落为达到要求，一般为15~30s，并且在20~30min后对其进行二次复振。在浇筑混凝土时，应经常观察，当发现混凝土有不密实等现象，应立即采取措施。避免碰撞钢筋、预埋件等，发现有变形、移位，及时处理。
4.4.6 养护：混凝土浇筑完后12小时内开始覆盖，采用浇水养护，养护时间不少于7d ，浇水次数应能保持混凝土湿润。
4.4.7 做二组试块(其中同条件试块制作一组)，标准养护检验R28强度。当混凝土强度达到C30的强度值75%时，即可进行塔吊安装。
5 计算书
5.1 TC5013B塔吊
5.1.1已知条件：
FV=500KN M倾 =1605KN.M M扭=205 KN.M
V水=65 KN
塔吊四个支座之间的中心距为L=1.465m。
5.1.2 受力分析：
5.1.2.1 塔吊基础为整板基础，详见平面图。
5.1.2.2 为满足M承＞M倾, V承＞V,须考虑在最不利情况下基梁所需承受的荷载， 即塔吊达到倾覆力矩、最大垂直荷载、最大扭矩时基础所需承受的荷载。
5.1.2.3 现取一米宽的基础分析计算受力，受力简图如下。

5.1.2.4
由VMAX=4V → V=125KN
∑MA=0 →125*1.645+1605+205=R2*1.645
R1=-725KN R2=1225KN
qmax=328.4KN/m
M max=2686.5KN/m M=－1081.5KN/m 5.1. 3 截面设计及配筋计算、复核：
5. 1.3.1 截面尺寸及混凝土强度等级
取计算截面为 b=1000 h=1000 混凝土强度等级为C30。
5. 1.3.2 纵筋配筋计算
自重 G S = 1.2×G = 1.2×1.0×2500×5×1.0=15000Kg
M g =306250KN.m
As= (M max + M g ） /fy（h0－аs’）
= (2686.5+306250) /［335×(0.97－ 0.04) ］
= 991.6mm2
实际选用钢筋量
受拉钢筋Ф20@200（ A=1570mm）
受压钢筋Ф20@200（ A=1570mm）
根据构造要求，基梁还须配6Ф12的腰筋.
5. 1.3.3 抗剪计算
根据受力分析，基础承受的最大剪力为
V=1225-328.4×1.6775=674KN
验算截面条件
hw/b=h0/1.2 =0.97/1.2=0.81 ＜ 4
V=674KN＜0.25fcbh0 = 0.25×15×1000×970=3637.5 KN
截面符合要求。
5.1.4 洛阳铲
5.1.4.1 截面尺寸及混凝土强度等级
桩的截面尺寸选为Φ350，混凝土强度等级为C20，设置13根桩。
塔吊自重F1＝500KN
砼基础重：5×5×1×2.5×1.4×9.8＝857.5KN
桩长的计算：本工程塔吊基础洛阳铲桩属于摩擦端承桩，桩长设为11.3米，
桩自重为：Gz=11.3×3.1416×0.175×0.175×2.5×1.4×9.8=33KN
单桩受压的最大值为：
N=V+ GL+ Gz
=857.5/13+500/13+33=146.125KN
根据《厂区建设工程岩土工程详细勘察报告》，塔吊位置位于57号勘探点，回填土厚度约5.26米，植物层0.7米；冲积粘质粉土厚4.5米左右，极限侧阻力30KPa/m2;残积粉质粘土厚0.8米，极限侧阻力38KPa/m2；桩至强风化泥质粉砂岩，极限端阻力1800KPa/m2。
Quk=(4.5*30+0.8*38)*0.35*3.1416+3.1416*0.175*0.175*1800
=354.8kpa> N=146.125KN
符合要求。
5.1.4.2 纵筋配筋计算
单桩所受最大压应力为
бMAX=N/A=146.125/(0.175*0.175*3.1416)
=1519.56KPa＜fc=1.0×104KPa
故按构造要求配置纵筋
桩钢筋配筋率 ρ在0.2％至0.65％ 之间 取ρ=0.4％
AS= 0.4％×3.1416×1752 = 385 mm2
取5Φ12（A=565）
5.1.4.3 抗剪计算
根据已知条件 M扭=205KN.m ，A=0.284M2可得
V桩= 17.3KN ＜0.07fcA =0.07×10×2.84×105N=199KN
因而桩按构造要求配置箍筋：
采用φ8Ⅰ级钢筋，箍筋间距S＜15d=15×20=300mm，
取 S=250mm
桩箍筋采用φ8螺旋箍@250.
另沿桩长每2米设置加劲肋一道，加劲肋采用16的圆钢。
5.2 QTZ40型塔吊基础验算
5.2.1 已知条件：
5.2.1.1 V垂=42.5t M倾=234t.m M扭=48t.m V水=6.5 t
5.2.1.2 塔吊四个支座之间的中心距为L=1.7m。
5.2.2 受力分析：
5.2.2.1 现沿塔吊支座对角线方向设2根基梁，基梁下为钢筋混凝土整体板基础，详见平面图。
5.2.2.2 为满足M承＞M倾, V承＞V,须考虑在最不利情况下基梁所需承受的荷载， 即塔吊达到倾覆力矩、最大垂直荷载、最大扭矩且倾覆力矩方向沿基梁方向时基梁所需承受的荷载。
5.2.2.3 由以上条件可知基梁的受力简图如下图。

V M 倾 V R1 R2
R1 A B R 2 q
2404 3498 2404 3498 M max

5.2.2.4
由VMAX=4V → V=10.7t
∑MA=0 →10.7*2.404+285=R2*2.404
R1=103.2t R2=－75.3t
qmax=3.6t/m
M max=223t.m M= － 41.5t.m
5.2.3 截面设计及配筋计算、复核：
5.2.3.1 基梁
(1) 截面尺寸及混凝土强度等级
取基梁截面为 b=900 h=1000 混凝土强度等级为C30。
(2) 纵筋配筋计算
基梁自重 G S = 1.2×G = 0.9×1.0×2.5×9.4×1.2=25.38t
M g =26.4 t.m
As= (M max + M g ） /fy（h0－аs’）
= (223×9.8×1000+26.4×9.8×1000 ) /［400×(0.97－ 0.04) ］
= 2530mm2
实际选用钢筋量
受拉钢筋 7Ф22（ A=2660mm ）
受压钢筋 7Ф22 （ A=2660mm ）
根据构造要求，基梁还须配8Ф12的腰筋.
(3) 抗剪计算
根据受力分析，基梁承受的最大剪力为
V=103.2-3.4×3.498+5.9×0.9×1.0×2.5×1.2=75.38t
验算截面条件
hw/b=h0/1.2 =0.97/1.2=0.81 ＜ 4
V=75.38t=738.7KN＜
0.25fcbh0 = 0.25×15×900×970=3273.75 KN
截面符合要求。
验算是否需要按计算配置箍筋
0.07 fcbh0=0.07×15×900×970=916.65KN≥V=738.7KN
因而不需按计算配置箍筋，只需按最小配筋率配筋。
ρsv,min=(nASV1/bs)min=0.02fc/fyv
= 0.02 ×15 /210 = 0.00143
箍筋采用Φ8Ⅰ级钢筋 ASV1 =50mm2
n/s =0.00143×1200/50
S =29n 当n = 4时，S =116mm
取 n = 4，S =100mm ，选用箍筋为φ8@100四肢箍.
5.2.4 洛阳铲
5.2.4.1 截面尺寸及混凝土强度等级
桩的截面尺寸选为Φ350，混凝土强度等级为C20，设置12根桩。
塔吊自重F1＝416.5KN
砼基础重：(5×5×0.3+0.7×0.9×6.8×2)×2.5×1.4×9.8
＝635.1KN
桩长的计算：本工程塔吊基础洛阳铲桩属于摩擦端承桩，桩长设为11米，
桩自重为：
Gz=11×3.1416×0.175×0.175×2.5×1.4×9.8=35KN
单桩受压的最大值为：
N=V+ GL+ Gz
=416.1/12+635.1/12+35=122.6KN
根据《厂区建设工程岩土工程详细勘察报告》，塔吊位置位于33号勘探点，回填土厚度约5.2米，植物层0.6米；冲积粘质粉土厚1.6米，极限侧阻力30KPa/m2;残积粉质粘土厚0.8米，极限侧阻力38KPa/m2；强风化泥质粉砂岩3米，极限侧阻力为60 KPa/m2，极限端阻力1800KPa/m2。
Quk=(1.6*30+0.8*38+2.8*60)*0.35*3.1416+3.1416*0.175*0.175*1800
=443.6kpa> N=122.6KN
符合要求。
5.2.4.2 纵筋配筋计算
单桩所受最大压应力为
бMAX=N/A=122.6/(0.175*0.175*3.1416)
=1325.7KPa＜fc=1.0×104KPa
故按构造要求配置纵筋
桩钢筋配筋率 ρ在0.2％至0.65％ 之间 取ρ=0.4％
AS= 0.4％×3.1416×1752 = 385 mm2
取5Φ12（A=565）
5.2.4.3 抗剪计算
根据已知条件 M扭=23.4KN.m ，A=0.284M2可得
V桩= 17.3KN ＜0.07fcA =0.07×10×2.84×105N=113.7KN
因而桩按构造要求配置箍筋：
采用φ8Ⅰ级钢筋，箍筋间距S＜15d=15×20=300mm，
取 S=250mm
桩箍筋采用φ8螺旋箍@250.
另沿桩长每2米设置加劲肋一道，加劲肋采用16的圆钢。
5.2.5板
由于洛阳铲能够承受基梁的受力，所以本基础板主要是为提高基础的整体稳定性而设计的，只需考虑承受自重引起的荷载。
(1) 板的尺寸及混凝土强度等级
取尺寸为h=300 L×L=5000×5000 混凝土强度等级为C30
(2) 板的配筋
根据构造要求及最小配筋率进行配筋：
ρmin=As/bh0=0.3％ As =300×1000×0.3％=900mm2
取板钢筋为10φ12螺纹钢（As =1130.4 mm2），故板筋为双层双向Φ12@100钢筋。
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