4)3#塔吊基础施工方案(无桩).doc

4)3#塔吊基础施工方案(无桩)

塔吊基础方案

京文大厦（A、B栋）

3#塔吊基础施工方案

编制：

审核：

审批：

山河建设集团有限公司
2017年10月23日
目 录
一 编制依据 3
二 工程概况 3
1 工程概况 3
2 地质情况 4
三 塔吊选型 5
四 塔吊基础定位及设计 6
五 塔吊基础验算 9
1 参数信息 10
2 塔吊对承台中心作用力的计算 10
3 塔吊抗倾覆稳定验算 10
4 地基承载力验算 11
5 基础受冲切承载力验算 12
6 承台配筋计算 13
六 塔身穿地下室预留孔定位 14
七 塔吊基础施工要点 15
八 塔吊基础施工安全技术措施 15
九 沉降观测 15

15

一 编制依据
包括但不限于以下所示规范、规程等：
1、《塔式起重机安全规程》（GB5144-2012）
2、《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）
3、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）
4、《建筑施工高处作业安全技术规范》（JGJ80-2016）
5、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）
6、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）
7、《钢结构设计规范》（GB50017-2011）
8、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2015）
9、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）
10、TC6517B塔吊使用说明书
11、工程地质勘查报告
二 工程概况
1 工程概况
本工程为龙湖地产开发的京文大厦A、B栋楼，本工程分A、B栋，A栋楼为一类超高层公共建筑,其中分为A1（25F）、A2（2F）、A3（5F）、A4（8F）、A5（11F）五中不同层数，其中9F、17F为避难层，建筑高度分别为139.5m、11.60m、28.70m、45.50m、62.30m。
B栋楼为一类高层公共建筑，其中分为B1（17F）、B2（3F）、B3（5F）、B4（7F）、B5（8F）五中不同层数，建筑总高度分别为95.90m、17.20m、28.70m、39.90m、45.50m。
地下均为三层机动车库，其中负一层为升降横移机械三段式及二段式车位。A栋地下三层层高分别为6.50m、3.40m、3.40m，B栋地下三层层高分别为6.50m、3.40m、3.60m，B栋地下负三层局部为人防区。
地下车库为框架结构，地下3层，地上最高A1栋25层为剪力墙结构，建筑最高高度为139.5 m，总建筑面积约为134677.66m²。抗震设防裂度为6度，±0.000相当于绝对标高37.000m。
为满足现场的实际需要，经过对施工组织设计的优化和塔机方案的比选，本工程拟在现场设置三台塔吊四个基座，前期安装一台TC6015（编号1#塔吊）、一台TC5610（编号2#塔吊），一台TC6517（编号3#塔吊）型塔吊。后期待A5楼封顶后将TC5610拆除在A区中庭2-1#基础上安装TC5510（编号2-1#塔吊）平头塔吊，保证A1栋东面盲区的施工。
2 地质情况
在勘探揭露深度范围内，拟建场地地层依据年代成因差异自上而下可划分为三个单元层，即：第（1）单元层为人工填土层（Qml）及淤泥层（Ql）；第（2）单元层为第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）老黏性土层；第（3）单元层为志留系（S）泥岩层。自上而下描述如下：
1-1）层杂填土，杂色，结构松散，力学性质呈各向异性，工程性质差。分布于地表，作为坑壁土层，自稳性差。
（1-1a）层淤泥，灰色，呈软塑状态，强度低，工程性质不稳定，作为坑壁土层，自稳性极差，应重点进行支护。
（2-1）层粉质黏土，可塑（局部硬塑状态），中压缩性，工程力学性质较好，作为坑壁土层自稳性较好，但该层具有在遇水条件下强度急剧衰减的特性，应做好该层土的防水保湿和支护工作。
（2-2）层粉质黏土，硬塑状态，中~低压缩性，工程力学性质较好，作为坑壁土层自稳性较好，但该层具有在遇水条件下强度急剧衰减的特性，应做好该层土的防水保湿和支护工作。
（2-2a）层黏土，可塑状态，中压缩性，工程力学性质较好，作为坑壁土层自稳性较好，但该层具有在遇水条件下强度急剧衰减的特性，应做好该层土的防水保湿和支护工作。
（2-3）层黏土夹碎石，可塑~硬塑状，中压缩性，砾石含量一般在5%～25%，粒径一般在0.1～4.0cm间呈亚圆～棱角状。工程性质较好，作为坑壁土层自稳性较好，但该层具有在遇水条件下强度急剧衰减的特性，应做好该层土的防水保湿和支护工作。
（3-1）强风化泥岩，强度较高，低压缩性，局部分布且层厚较薄，工程性质良好。
（3-2）中风化泥岩，强度高，可视为不可压缩，工程性质良好，是拟建各建筑物良好的地基持力层。作为基坑侧壁土层，其稳定性良好。
(3-3) 中风化泥岩，强度高，可视为不可压缩，工程性质良好，是拟建各建筑物良好的地基持力层。
（3a）中风化泥岩，极其破碎，强度较高，工程性质良好。
（3-3b）中风化钙质泥岩，强度高，工程性质良好，可视为场地内不可压缩之刚性底板。
（3-3c）灰岩，以透镜体的方式存在于（3-3）层中，强度较高。
度分类为较完整，岩体基本质量等级分类为Ⅴ级。
3#塔吊TC6517B位于地勘单位钻孔桩B37附近，塔吊土层位置详见下图：

三 塔吊选型
根据本工程现场总平面规划设计及满足施工需求，本着经济可行的原则，提高塔吊的使用率，减少二次搬运，保证现场的安全文明施工，3#塔吊TC6517B附着于B1栋，建筑檐口高度95.90米，塔吊基础顶标高同B地块板顶标高22.75米，塔吊安装高度125米，主要技术参数如下：
TC6517B主要技术参数：

TC6517B主要技术参数：
起升高度m
自由高度
安装附着
52
125
起重力矩kN·m
1600
最大工作幅度m
65
起重量T
最大（2.5～15.6m处）
10
最小（65m处）
1.6
平衡重T
24
平衡臂长m
14.75
标准节
2.0m×2.0m×2.80m
塔基技术性能及起重特性表如下：

四 塔吊基础定位及设计
本工程总建筑高度为95.90m，故拟设塔吊高度为125m，塔吊定位需满足如下要求：
1、服务范围广，尽量满足工作面的需要，避免服务死角；
2、避开建筑物突起部分，减少对施工的影响；
3、塔身附着必须安全、方便；
4、保证塔吊在拆除时有足够的场地条件；
5、避免与墙柱位置冲突。
根据以上原则，为尽量满足施工需求，本工程1#塔吊拟设置在A1#楼西面，2#塔吊设置在A5#楼东面，3#塔吊设置在B1#北面，2-1#塔吊设置在A1#楼南面，具体定位详见下图。
根据《龙湖京文大厦（A、B栋）项目岩土工程勘察报告》提供的地质情况、塔式起重机使用说明书，塔吊基础拟选用天然基础，基础置于持力层为（3-2）中风化泥岩，承载力特征值分别为1200kPa，大于塔吊对基础土承载力的要求200kpa，3#塔吊TC6517A为天然基础承台设计尺寸为6.0m×6.0m×1.5m，承台面标高同B地块板顶标高22.75m。承台砼等级为C35，承台砼保护层厚度均为50mm，钢筋采用HRB400。
塔吊承台边采用1000mm高钢网片防护，防雷接地体采用4*40mm镀锌扁铁与桩主筋焊接。塔吊基础排水，保证积水不浸泡塔基，随积随排。
塔吊定位图：

塔吊基础定位图：

五 塔吊基础验算
本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）等编制。
1 参数信息
塔吊型号：TC6517B， 塔吊起升高度H：52.00m，
塔身宽度B：2m， 基础埋深d：1.50m，
自重G：1690kN， 基础承台厚度hc：1.50m，
最大起重荷载Q：98kN， 基础承台宽度Bc：6.00m，
混凝土强度等级：C35， 钢筋级别：HRB400，
基础底面配筋直径：25mm
地基承载力特征值fak：180kPa，
基础宽度修正系数ηb：0.5， 基础埋深修正系数ηd：1.5，
基础底面以下土重度γ：20kN/m3， 基础底面以上土加权平均重度γm：20kN/m3。
2 塔吊对承台中心作用力的计算
1、塔吊竖向力计算
塔吊自重：G=1690kN；
塔吊最大起重荷载：Q=98kN；
作用于塔吊的竖向力：Fk＝G＋Q＝1690＋98＝1788kN；(因塔吊基础内包含一个地下室承台，承台上的三层框架柱竖向力为2547.5KN，塔吊基础和地下室底板及其他承台连接为一个整体，塔吊可想象为增加的一个地下室基础框架柱进行验算)
2、塔吊弯矩计算
作用在基础上面的弯矩计算：
Mkmax＝3455kN·m；
3 塔吊抗倾覆稳定验算
基础抗倾覆稳定性按下式计算：
e＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3
式中 e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；
Mk──作用在基础上的弯矩；
Fk──作用在基础上的垂直载荷；
Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×6×6×1.5=1350kN；
Bc──为基础的底面宽度；
计算得：e=3455/(1788+1350)=1.101m < 6/3=2m；
基础抗倾覆稳定性满足要求！
4 地基承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。
计算简图:

基础底面边缘的最大压力值计算：
当偏心距e>b/6时，e=1.101m > 6/6=1m
Pkmax＝2×(Fk＋Gk)/（3×a×Bc）
式中 Fk──作用在基础上的垂直载荷；
Gk──混凝土基础重力；
a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m)，按下式计算：
a＝Bc/20.5－Mk/（Fk＋Gk）＝6/20.5-3455/(1788+1350)=3.142m。
Bc──基础底面的宽度，取Bc=6m；
不考虑附着基础设计值：
Pkmax=2×(1788+1350)/(3×3.142×6)= 110.983kPa；
地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第5.2.3条。
计算公式如下:
fa = fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)
fa--修正后的地基承载力特征值(kN/m2)；
fak--地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定；取180.000kN/m2；
ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数；
γ--基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3；
b--基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取6.000m；
γm--基础底面以下土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3；
d--基础埋置深度(m) 取1.500m；
解得地基承载力设计值：fa=240.000kPa；
实际计算取的地基承载力设计值为:fa=240.000kPa；
地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=87.167kPa，满足要求！
地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力标准值Pkmax=110.983kPa，满足要求！
5 基础受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）第8.2.7条。
验算公式如下:
F1 ≤ 0.7βhpftamho
式中 βhp --受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0.当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；取 βhp=0.94；
ft --混凝土轴心抗拉强度设计值；取 ft=1.57MPa；
ho --基础冲切破坏锥体的有效高度；取 ho=1.45m；
am --冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=(at+ab)/2；
am=[2.00+(2.00 +2×1.45)]/2=3.45m；
at --冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；取at＝2m；
ab --冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；ab=2.00 +2×1.45=4.90；
Pj --扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；取 Pj=133.18kPa；
Al --冲切验算时取用的部分基底面积；Al=6.00×(6.00-4.90)/2=3.30m2
Fl --相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。Fl=PjAl；
Fl=133.18×3.30=439.49kN。
允许冲切力：0.7×0.94×1.57×3450.00×1450.00=5167882.65N=5167.88kN > Fl= 439.49kN；
实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！
6 承台配筋计算
1.抗弯计算
依据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）第8.2.7条。计算公式如下:
MI=a12[(2l+a')(Pmax+P-2G/A)+(Pmax-P)l]/12
式中：MI --任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值；
a1 --任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离；取a1=(Bc-B)/2＝(6.00-2.00)/2=2.00m；
Pmax --相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取133.18kN/m2；
P --相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值，P＝Pmax×（3×1.899-al）/3×1.899＝133.18×(3×1.9-2)/(3×1.9)=86.425kPa；
G --考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×6.00×6.00×1.50=1822.50kN/m2；
l --基础宽度，取l=6.00m；
a --合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离，取a=1.90m；
a' --截面I - I在基底的投影长度, 取a'=2.00m。
经过计算得MI=2.002×[(2×6.00+2.00)×(133.18+86.42-2×1822.50/6.002)+(133.18-86.42)×6.00]/12=645.83kN·m。
2.配筋面积计算
αs = M/(α1fcbh02)
ζ = 1-(1-2αs)1/2
γs = 1-ζ/2
As = M/(γsh0fy)
式中，αl --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，取为0.94,期间按线性内插法确定，取αl=1.00；
fc --混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70kN/m2；
ho --承台的计算高度，ho=1.45m。
经过计算得： αs=645.83×106/(1.00×16.70×6.00×103×(1.45×103)2)=0.003；
ξ=1-(1-2×0.003)0.5=0.003；
γs=1-0.003/2=0.998；
As=645.83×106/(0.998×1.45×103×360.00)=1239.13mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:6000.00×1500.00×0.15%=13500.00mm2。
故取 As=13500.00mm2。
建议配筋值：HRB400钢筋，25@210mm。承台底面单向根数28根。实际配筋值13745.2 mm2。

六 塔身穿地下室预留孔定位

因塔吊基础面标高与B地块地下室底板顶标高一致，所以塔身需要穿越三层地下室楼板，即-2F、-1F地下室楼板及地下室顶板，施工时需要绕过塔身做预留孔，具体位置如下：

七 塔吊基础施工要点
桩基施工完成后，浇筑100mm厚C15素混凝土垫层，待垫层强度达到施工作业要求后即可绑扎承台钢筋，底筋与面筋之间布设马镫筋支撑，以免面筋因踩塌造成下绕、下陷现象。钢筋绑扎完成后，预埋塔吊基座地脚螺栓，地脚螺栓预埋要求定位准确，须用经纬仪复核校准，位置误差不得超过5mm。经复核无误，且经监理单位验收合格后方可浇筑混凝土，混凝土施工中要求砼振捣密实，不得有空穴，承台表面平整，水平误差不大于1‰。因塔吊基础混凝土浇筑属大体积混凝土，因此需加强养护工作的管理，可以采用覆盖湿麻袋，每个塔吊基础浇筑时取一组混凝土试块，待其检测强度达到设计强度90%要求后，方可安装塔吊。
八 塔吊基础施工安全技术措施
1、基坑开挖前，应对基坑周边采取加固措施和隔振措施，以确保施工安全。
2、施工机械进场要注意陡坡、陷地和防止碰撞桩、护壁、各种管线等，以免造成事故。
3、在施工前应先全面检查施工机械，发现问题及时解决，检查后要进行试运转，严禁带病作业。机械操作人员必须遵守安全技术操作要求，由专人操作，并加强机械的维护保养，保证机械各项设备和部件、零件的正常使用。
4、机械司机在在操作时要精力集中，服从指挥信号，不得随便离开岗位，并经常注意机构运转情况，发现异常情况要及时纠正。
5、施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作，电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。各孔用电必须分闸，严禁一闸多用。
6、塔基承台开挖时要注意周边桩孔，开挖时周边人工挖孔桩要暂停施工，应随时注意土壁和桩孔的变动情况,如发现有裂缝纹或部分坍塌现象,应及时采取应对措施，并及时将情况上报监理及业主。
7、对各工种施工人员必须进行安全交底。
九 沉降观测
1、每台塔机在基脚处布设4个沉降观测点，沉降观测应定期进行，一般为半月一次，垂直度的测定当塔机在独立高度以内时应半月一次，当安装附墙后，应每月观测一次。（安装附墙时就要观测垂直度状况，以便于附墙的调节）
2、当塔机出现沉降不均，垂直度偏差超过塔高的1/1000时，应对塔机进行偏差校正，在附墙未设之前，在最低节与塔机基脚螺栓间加垫钢片校正，校正过程中，用高吨位的千斤顶顶起塔身，为保证安全，塔身用大缆绳四面、揽紧，且不能将基脚螺栓拆下来，只能松动螺栓上的螺母，具体长度根据加垫钢片的厚度确定，当有多道附墙架设后，塔机的垂直度校正，在保证安全的前提下，可通过调节附墙拉杆的长度来实现。