QTZ63塔吊基础方案.doc

陕西省西咸新区德杰综合体一期塔吊基础方案陕西省西咸新区德杰综合体一期工程塔吊基础施工方案编 写 人：审 核 人：审 批 人： 重庆中科建设（集团）有限公司2013年11月201 陕西省西咸新区德杰综合体一期塔吊基础方案目 录一、工程概况3二、编制依据4三、塔式起重机型号及定位的选择5四、塔式起重机的设计及计算9五、塔吊基础计算11六、塔式起重机基础施工20七、塔式起重机基础施工的安全技术措施26塔吊基础方案一、工程概况1、总体概况 工程名称陕西省西咸新区德杰综合体一期工程建设单位咸阳德杰实业发展有限公司地理位置咸阳市渭城区渭河左岸兰池大道（金旭路）以北监理单位陕西永明建设项目管理有限公司质量监督陕西省西咸新区建设工程质量安全监督站设计单位中煤科工集团重庆设计研究院地勘单位陕西核工业工程勘察院施工单位重庆中科建设（集团）有限责任公司合同工期 2013年11月至2015年5月（日历天）建筑面积2148362、项目规划用地面积约80亩，由高层住宅、酒店、写字楼、裙楼、地下车库等组成。高层住宅建筑层数1628层，地下车库2层，酒店及写字楼层数24层，地下车库2层。层高由50.4-88.2米，总建筑面积2148363、本工程主体结构施工时共设塔吊7台，布设位置和塔吊编号见平面布置图。1#塔吊采用中联重科股份有限公司生产的QTZ63(5613)型塔吊，该塔吊独立式起升高度为40米，附着式起升高度达220米，工作臂长56米，最大起重量6吨，额定起重力矩为56吨米，最大起重力矩为78吨米。2#、3#、5#、6#、7#塔吊采用烟台市建设机械厂生产的QTZ63(5610)型塔吊，该塔吊独立式起升高度为40米，附着式起升高度达220米，工作臂标准臂长，最大起重量6吨，额定起重力矩为53吨米，最大起重力矩为77吨米。二、编制依据 1、QTZ63（5613和5610塔式起重机使用说明书2、岩土工程勘察报告3、塔式起重机操作使用规程（ZBJ80012）；4.建筑机械使用安全技术规范（JGJ33-2001）；5.塔式起重机安全规程（GB5144-2006）；6、塔式起重机混凝土基础工程技术规程（JGJ/T 187-2009）7、建筑地基基础设计规范（DGJ08-11-2010）8、地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）9、建筑桩基础技术规范（JGJ94-2008）10、施工图纸本工程场地内地层结构自上而下依次为：素填土、黄土壮土、细砂、中砂、中砂、-1粉质粘土、粉质粘土、中粗砂。（1）、素填土：粘性土 组成，松散状态，厚度0.5m1.10m。层底高程378.49-379.06（2）、黄土壮土：褐黄色、土质较均匀，具湿陷性，以硬塑状态，厚度0.74.2m。层底高程374.77-378.92（3）、细砂：灰白色，主要以石英、长石等，级配较好，颗粒不均匀 ，稍湿，稍密。厚度1.4-6.00m。层底高程371.95-375.00（4）、中砂：灰白色，主要以石英、长石等，级配较好，颗粒不均匀 ，湿，中密。厚度1.9-6.20m。层底高程366.54-370.47（5）、中砂：灰白色，主要以石英、长石含少量圆砾等，级配较好，颗粒不均匀 ，饱和，密实。厚度6.7-10.70m。层底高程359.22-362.22（6）、-1粉质粘土：浅灰、灰黄色，厚度0.3-2.1m。（7）、粉质粘土：浅灰、灰黄色，厚度0.8-2.8m。（8）、中粗砂：灰黄色，厚度18.3-22.30m。三、塔式起重机型号及定位的选择1、塔式起重机型号的选择（1）塔式起重机（简称塔吊，下同）主要用于结构施工中的大宗物料（如：钢筋、模板等）的水平、垂直运输，根据本工程的实际情况和工期要求经综合考虑，本工程拟采用一台QTZ63(5613)和6台QTZ63(5610)型自升式塔式起重机，臂长56米。（2）QTZ63(5610)塔吊主要技术参数表机构载荷率起升机构M5回转机构M4牵引机构M3起升高度（m）倍率独立固定式固定附着式a=240.5220a=440.5110幅度（M）最大幅度56最小幅度2.5起升机构倍率a=2a=4速度（m/min）80408.884.442040起重量（T）1.533663功率（KW）5.424245.42424回转机构速度（r/min）00.65功率（KW）7.5牵引机构速度（r/min）2550功率（KW）2.23.3顶升机构速度（r/min）0.56工作压力（Mpa）25功率（KW）7.5平衡重起重臂长度（M）平衡重（T）3810.24411.65013.15614.6总功率（KW）34.8(不含顶升机构电机功率)工作温度（）-20+40（3）、本工程塔吊建筑使用高度1#楼工程结构最大高度76米，地下车库高度-10.2米，用5#塔吊计划最大安装高度98米，中间考虑设2道附墙；2#楼工程结构最大高度87米，地下车库高度-10.2米，用6#塔吊计划最大安装高度102.2米，中间考虑设3道附墙；3#楼工程结构最大高度95.2米，地下车库高度-10.2米，用7#塔吊计划最大安装高度118.6米，中间考虑设3道附墙；6#楼工程结构最大高度56米，地下车库高度-10.2米，用4#塔吊计划最大安装高度77.4米，中间考虑设2道附墙；7#楼工程结构最大高度56.2米，地下车库高度-10.2米，用3#塔吊计划最大安装高度77.4米，中间考虑设2道附墙；8#楼工程结构最大高度56米，地下车库高度-10.2米，用1#塔吊计划最大安装高度77.4米，中间考虑设2道附墙；9#楼工程结构最大高度56米，用2#塔吊计划最大安装高度81.2米，中间考虑设2道附墙；2、塔式起重机的定位选用塔式起重机定位要满足以下要求：服务范围要广，尽量满足工作面的需求，减少服务死角。尽量避开建筑物的突起部位，减少对施工的影响。塔身附着安全可靠，基础具有足够的承载力和稳定性。保证塔式起重机拆除时的场地条件。考虑到以上几点因素，结合本工程结构设计特点等情况，经研究决定：在以下位置安装塔吊塔吊承台基础位于地下车库之内，承台面标高与地下室底板底底平即为-10.4。塔机具体位置详附图。每部塔机现场没有太大的障碍物和沟、管道等不利因素，场地较为宽敞，地面组装为方便，服务范围均能覆盖各栋号施工场地，塔式起重机安装、拆除均能顺利进行。四、塔式起重机的设计及计算1、设计依据1. 本工程施工合同；2. 陕西省西咸新区德杰综合体一期岩土工程勘察报告；3. QTZ63塔式起重机使用说明书；4. 地基基础设计规范（GB50007-2002）；5. 建筑结构荷载规范（GB50009-2001）；6. 塔式起重机混凝土基础工程技术规程JGJ/T187-2009；7. 混凝土结构设计规范（GB50010-2002）；2、基础的设计方案厂家提供的说明书中要求基础混凝土强度采用C35，QTZ63(5613)型塔吊基础底面为60006000，QTZ63(5610)型塔吊基础底面为55005500的正方形。铺设混凝土基础的地基应能承受0.19MPa的压力，本工程根据陕西省核工业工程勘察院出据的陕西西咸新区德杰综合体一期地勘报告地层野外特征地层编号为层细砂层(高程371.95375.00)的承载力达0.16MPa，不能满足塔吊基础对地基承载力的要求，地勘报告地层野外特征地层编号为层中砂层(高程366.54370.47)的承载力达0.22MPa。能 塔吊基础对地基承载力的要求。经综合分析及塔吊公司要求，选取层粘土层为塔吊基础的持力层，在第层至第层之间用三七灰土进行换填处理后能满足塔吊基础的持力层的要求。因塔吊基础上表面在自然地面以下，为保证基础上表面处不积水，沿塔吊基础四周砖砌300500排水沟，并在塔吊边砖砌1000*1000*800的集水井，墙体为240墙，确保塔吊基础不积水。塔吊基础配筋及预埋件等均按使用说明书。3、塔吊的基本参数信息根据QTZ63(5613)型自升塔式起重机使用说明书，塔机在固定附着状态下，其对基础产生的荷载如下表所示。基础所受的载荷工况非工况Fk(KN)Fh (KN)M(KN.M)MK(KN.M)Fk(KN)Fh (KN)M(KN.M)MK(KN.M)50018.31335269.3464.173.915520Fk基础所受的垂直力 Fh基础所受的水平力M基础所受的倾覆力矩 MK基础所受的扭矩根据QTZ63(5610)型自升塔式起重机使用说明书，塔机在固定附着状态下，其对基础产生的荷载如下表所示。基础所受的载荷工况非工况Fk(KN)Fh (KN)M(KN.M)MK(KN.M)Fk(KN)Fh (KN)M(KN.M)MK(KN.M)50018.512252056542516050Fk基础所受的垂直力 Fh基础所受的水平力M基础所受的倾覆力矩 MK基础所受的扭矩五、塔吊基础计算 （一）参数信息塔吊型号：QTZ63(5613)，自重(包括压重)F1=500kN，最大起重荷载F2=60.00kN，塔吊倾覆力距M=1552kN.m (5610为1605kN.m) ， 塔身宽度B=1.60m，混凝土强度等级：C35，基础埋深D=0m，基础最小厚度h=1.4m(5610为1.35米)，基础最小宽度Bc=6.00m(5610为5.5米)。（二）基础最小尺寸计算基础的最小厚度取：H=1.4m(5610为1.35米)基础的最小宽度取：Bc=6.00m(5610为5.5米)（三）塔吊基础承载力计算QTZ63(5613)塔吊基础计算 适用范围：采用钢筋混凝土独立基础的塔吊基础一、计算参数：1、塔吊型号QTZ63标准节尺寸1.6m2、塔吊荷载工作状态非工作状态水平荷载H1(kN)垂直荷载F1(kN)弯矩M1(kNm)水平荷载H2(kN)垂直荷载F2(kN)弯矩M2(kNm)18.3500133573.9464.11552塔吊在非工作状态垂直荷载较小，弯矩较大，故只计算非工作状态的受力情况3、假设基础尺寸基础持力层4中砂土的重度r=19.5kN/m3基础埋深(自然地面以下)d (m)0地基承载力标准值 fk =220 kN/m2初选基础面积A=1.4F2/(fk-rd)=2.95 m2塔吊基础：长度l(m)6.00 宽度b(m)6.00 高度h(m)1.40 配重长度lp(m)2.18 配重宽度bp(m)1.12 配重高度hp(m)2.65 基础混凝土强度C253、计算简图二、计算过程：1. 修正地基承载力设计值：(本基础设计不考虑上部覆土) f = fk+br( b-3)+drm( d-0.5)=222.93 kN/m2其中：基础宽度的地基承载力修正系数b =0.3基础深度的地基承载力修正系数d =1.5基础底面以上土的加权平均重度rm =19.5kN/m32. 验算地基承载力：2.1基础参数的计算：基础底面积A=bl=36.00 m22.2基础承载力的计算：基础上的覆土不考虑基础自重G1=25blh=1260.00 kN覆土重量G2=rhp(lb-lplb)=0.00 kN配重G3=25bplphp=161.76 kN垂直荷载F2+G1+G2+G3=1885.86 kN总弯矩M =M2+H2(h+hp)=1851.30 kNm偏心矩e=M/(F2+G1+G2+G3)=0.98 meb/3=2.00 meb/6=1.00 m合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离a(m)a=b/2-e2.02 m基础底面边缘最大压力设计值Pmax (kN/m2) Pmax=2(F2+G1+G2+G3)/(3la)=103.82 kN/m2Pmax1.2f=267.51 kN/m2基础底面处的平均压力值PkPk=Pmax/2=51.91 kN/m2f3、基础抗冲切验算：塔吊的基础节和基础的交接处还必须验算受冲击承载力，危险截面为交接处向下和底面成45度的斜截面。冲击承载力Fl0.7hpftbmho=3540443 N其中：hp为受冲切承载力截面高度影响系数1.00 ft为混凝土的抗拉强度设计值查表得ft=1.27 N/mm2c 的取值：1.6mbm为冲切破坏最不利一侧计算长度bm=(c+bb)/2=2.95mbb=c+2h0=4.3mh0为截面有效高度h0=h-as=1350mmas为基础钢筋的保护层厚度as= 50mm实际冲击力为fl=PmaxA=454465 N其中：考虑冲击荷载时取用的多边形面积（图中阴影部分的面积）A=(l/2-c/2-h0)b-(l/2-c/2-h0)2=4377500mm2Flfl满足要求4、结论假设的塔吊基础尺寸能够满足安全使用要求5、配筋计算：地基净反力Pn的计算塔身边缘净反力 Pj=Pmax(1-(l-c)/6a)=66.10 kN/m2地基净反力 Pn=(Pmax+Pj-2G/A)/2=49.96 kN/m2弯矩 M=Pn（b-c)2(2l+c)/24=548.07 kNmAs =M/（0.9fyho）=1504 mm2其中：fy为钢筋的抗拉、抗压强度设计值查规范fy=300N/mm2最小配筋面积Asmin=bh=12600 mm2其中：为基础最小配筋率0.0015查表得配筋20 250双向截面积As (mm2)8358.68mm2满足要求QTZ63(5610)塔吊基础计算 适用范围：采用钢筋混凝土独立基础的塔吊基础一、计算参数：1、塔吊型号QTZ63标准节尺寸1.6m2、塔吊荷载工作状态非工作状态水平荷载H1(kN)垂直荷载F1(kN)弯矩M1(kNm)水平荷载H2(kN)垂直荷载F2(kN)弯矩M2(kNm)18.55001225654251605塔吊在非工作状态垂直荷载较小，弯矩较大，故只计算非工作状态的受力情况3、假设基础尺寸基础持力层4中砂土的重度r=19.5kN/m3基础埋深(自然地面以下)d (m)0地基承载力标准值 fk =220 kN/m2初选基础面积A=1.4F2/(fk-rd)=2.70 m2塔吊基础：长度l(m)5.50 宽度b(m)5.50 高度h(m)1.35 配重长度lp(m)2.18 配重宽度bp(m)1.12 配重高度hp(m)2.73 基础混凝土强度C253、计算简图二、计算过程：1. 修正地基承载力设计值：(本基础设计不考虑上部覆土) f = fk+br( b-3)+drm( d-0.5)=220.00 kN/m2其中：基础宽度的地基承载力修正系数b =0.3基础深度的地基承载力修正系数d =1.5基础底面以上土的加权平均重度rm =19.5kN/m32. 验算地基承载力：2.1基础参数的计算：基础底面积A=bl=30.25 m22.2基础承载力的计算：基础上的覆土不考虑基础自重G1=25blh=1020.94 kN覆土重量G2=rhp(lb-lplb)=0.00 kN配重G3=25bplphp=166.64 kN垂直荷载F2+G1+G2+G3=1612.58 kN总弯矩M =M2+H2(h+hp)=1870.20 kNm偏心矩e=M/(F2+G1+G2+G3)=1.16 meb/3=1.83 meb/6=0.92 m合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离a(m)a=b/2-e1.59 m基础底面边缘最大压力设计值Pmax (kN/m2) Pmax=2(F2+G1+G2+G3)/(3la)=122.91 kN/m2Pmax1.2f=264.00 kN/m2基础底面处的平均压力值PkPk=Pmax/2=61.46 kN/m2f3、基础抗冲切验算：塔吊的基础节和基础的交接处还必须验算受冲击承载力，危险截面为交接处向下和底面成45度的斜截面。冲击承载力Fl0.7hpftbmho=3351530 N其中：hp为受冲切承载力截面高度影响系数1.00 ft为混凝土的抗拉强度设计值查表得ft=1.27 N/mm2c 的取值：1.6mbm为冲切破坏最不利一侧计算长度bm=(c+bb)/2=2.9mbb=c+2h0=4.2mh0为截面有效高度h0=h-as=1300mmas为基础钢筋的保护层厚度as= 50mm实际冲击力为fl=PmaxA=387488 N其中：考虑冲击荷载时取用的多边形面积（图中阴影部分的面积）A=(l/2-c/2-h0)b-(l/2-c/2-h0)2=3152500mm2Flfl满足要求4、结论假设的塔吊基础尺寸能够满足安全使用要求5、配筋计算：地基净反力Pn的计算塔身边缘净反力 Pj=Pmax(1-(l-c)/6a)=72.67 kN/m2地基净反力 Pn=(Pmax+Pj-2G/A)/2=64.04 kN/m2弯矩 M=Pn（b-c)2(2l+c)/24=511.41 kNmAs =M/（0.9fyho）=1457 mm2其中：fy为钢筋的抗拉、抗压强度设计值查规范fy=300N/mm2最小配筋面积Asmin=bh=11138 mm2其中：为基础最小配筋率0.0015查表得配筋2220 250双向截面积As (mm2)8358.68mm2满足要求六、塔式起重机基础施工 1.现场概况B7#楼根据现场概况塔吊桩周边工程桩施工完毕及塔吊桩强度达到设计要求时即进行塔吊基础承台施工。承台基础底相对标高约为-6.32，自然地面相对标高约-3.32m，基础开挖深度为3m，施工现场无地下水，采用自然放坡，放坡系数为1：1.25。B7#楼塔吊基础座落在卵石层上，承台底标高与相邻筏板底标高相同及为-6.4m，自然地面标高约-3.250m基础开挖深度为3.25m。2.塔式起重机基础施工流程：塔吊基础采用预埋螺栓固定基础，挖土至设计标高，进行基础三七灰土施工100厚砼垫层施工放线、扎筋、支脚铁件预埋钢筋混凝土承台的立模浇筑混凝土待承台混凝土达到设计的强度等级75%以上后，应进度要求塔式起重安装调试。1# QTZ63（5613）型塔吊臂长56m，塔机基础做法:1）塔机安装说明书要求地基承载力为0.19MPa，本工程根据陕西省核工业工程勘察院出据的陕西西咸新区德杰综合体一期，地勘报告地层野外特征地层编号为层细砂层(高程371.95375.00)的承载力达0.16MPa，不能满足塔吊基础对地基承载力的要求，地勘报告地层野外特征地层编号为层中砂层(高程366.54370.47)的承载力达0.22MPa不满足承载力要求，需进行加强处理。处理方法为选取层砂土层为塔吊基础的持力层，在第层至第层之间用三七灰土进行换填处理后能满足塔吊基础的持力层的要求。三七灰土进行换填处理高度为1.5米，三七灰土进行换填处理后能满足承载力要求。2）基坑挖好后，对基坑用50自来水管进行水夯12小时，水夯完成后作1500厚三七灰土夯实。3) 三七灰土夯实完成后在基坑底打10cm砼垫层(混凝土强度等级:C15)。4) 砼垫层完成后放射线定位，再绑扎钢筋，安装预埋螺栓、固定调正，安装模板。5）浇筑混凝土之前要校正预埋螺栓水平高差、间距。6）浇注混凝土过程中，要注意四面均匀浇筑，均匀震捣，严禁在一侧浇筑过多。浇筑过程中要随时观测预埋螺栓的变化，发现变化要立即停止浇筑，进行调整，调整回原位后再进行浇筑作业。7）浇注混凝土之后要再次进行校正，如果发生超偏要及时进行调整。8）由于塔吊基础施工正好处于冬季施工时间，为确保基础质量对原基础砼标号提高一个等级用C35，并且应按冬季施工措施在砼内加早经济和防冻济，砼密度不小于2.4t/m3，混凝土强度达到70%方可立塔。混凝土强度不达到100%，顶升不得超过25m。4# QTZ63（5610）型塔吊臂长56m，塔机基础做法:1）塔机安装说明书要求地基承载力为0.19MPa，本工程根据陕西省核工业工程勘察院出据的陕西西咸新区德杰综合体一期，地勘报告地层野外特征地层编号为层细砂层(高程371.95375.00)的承载力达0.16MPa，不能满足塔吊基础对地基承载力的要求，地勘报告地层野外特征地层编号为层中砂层(高程366.54370.47)的承载力达0.22MPa，需进行加强处理。处理方法为选取层砂土层为塔吊基础的持力层，在第层至第层之间用三七灰土进行换填处理后能满足塔吊基础的持力层的要求。三七灰土进行换填处理高度为1.5米，三七灰土进行换填处理后能满足承载力要求。2）4# QTZ63（5610）型塔吊基础在6#楼筏板基础与车库独立基础之间，固塔吊基础下沉到筏板基础和独立以下。基坑挖好后，对基坑水夯24小时，水夯完成后作1500厚三七灰土夯实。3) 三七灰土夯实完成后在基坑底打10cm砼垫层(混凝土强度等级:C15)。4) 砼垫层完成后放射线定位，再绑扎钢筋，安装预埋螺栓、固定调正，安装模板。5）浇筑混凝土之前要校正预埋螺栓水平高差、间距。6）浇注混凝土过程中，要注意四面均匀浇筑，均匀震捣，严禁在一侧浇筑过多。浇筑过程中要随时观测预埋螺栓的变化，发现变化要立即停止浇筑，进行调整，调整回原位后再进行浇筑作业。7）浇注混凝土之后要再次进行校正，如果发生超偏要及时进行调整。8）由于塔吊基础施工正好处于冬季施工时间，为确保基础质量对原基础砼标号提高一个等级用C35，并且应按冬季施工措施在砼内加早经济和防冻济，砼密度不小于2.4t/m3，混凝土强度达到70%方可立塔。混凝土强度不达到100%，顶升不得超过25m。2#、3#、5#、6#、7# QTZ63（5610）型塔吊臂长56m，塔机基础做法:1）塔机安装说明书要求地基承载力为0.19MPa，本工程根据陕西省核工业工程勘察院出据的陕西西咸新区德杰综合体一期，地勘报告地层野外特征地层编号为层细砂层(高程371.95375.00)的承载力达0.16MPa，不能满足塔吊基础对地基承载力的要求，地勘报告地层野外特征地层编号为层中砂层(高程366.54370.47)的承载力达0.22MPa，需进行加强处理。处理方法为选取层砂土层为塔吊基础的持力层，在第层至第层之间用三七灰土进行换填处理后能满足塔吊基础的持力层的要求。三七灰土进行换填处理高度为1.5米，三七灰土进行换填处理后能满足承载力要求。2）基坑挖好后，对基坑用50自来水管进行水夯12小时，水夯完成后作1500厚三七灰土夯实。3) 三七灰土夯实完成后在基坑底打10cm砼垫层(混凝土强度等级:C15)。4) 砼垫层完成后放射线定位，再绑扎钢筋，安装预埋螺栓、固定调正，安装模板。5）浇筑混凝土之前要校正预埋螺栓水平高差、间距。6）浇注混凝土过程中，要注意四面均匀浇筑，均匀震捣，严禁在一侧浇筑过多。浇筑过程中要随时观测预埋螺栓的变化，发现变化要立即停止浇筑，进行调整，调整回原位后再进行浇筑作业。7）浇注混凝土之后要再次进行校正，如果发生超偏要及时进行调整。8）由于塔吊基础施工正好处于冬季施工时间，为确保基础质量对原基础砼标号提高一个等级用C35，并且应按冬季施工措施在砼内加早经济和防冻济，砼密度不小于2.4t/m3，混凝土强度达到70%方可立塔。混凝土强度不达到100%，顶升不得超过25m。七、塔式起重机基础施工的安全技术措施1.塔式起重机在使用过程中，要设专业人员对其基础沉降进行观测，认真做好记录。2.塔式起重机在使用过程中，配置两部对讲机供地面指挥人员与塔机操作人员进行联系，确保施工吊装过程的安全。3.塔吊承台强度需达到75%设计强度后方可进行整机组装。4.塔吊预埋螺栓为高强螺栓，其材料、等级、长度、规格等符合使用说明书要求。5.在浇捣砼前通知塔吊租赁公司预埋好地锚螺栓，在浇捣砼时租赁站派专人看护，保证不移位。6.塔吊安装均应做好防雷接及隐蔽验收交接手续。- 28 -