施工塔吊布置方案.doc

嘉定区国际汽车城核心区Ln5地块商办项目 塔吊布置方案
上海嘉定国际汽车城核心区Ln5地块商办项目
——塔吊布置施工方案
1 工程概况
工程名称：嘉定区国际汽车城核心区Ln5地块商办项目
建设单位：上海世宏置业有限公司
设计单位：上海诚建建筑规划设计有限公司
监理单位：上海市建设工程监理咨询有限公司
施工单位：宏润建设集团股份有限公司
嘉定区国际汽车城核心区Ln5地块商办项目位于上海市嘉定区安亭镇，现场东侧为上海世贸汽车贸易有限公司，南侧紧邻安驰路，西侧紧邻高泉路，北侧距离上海轨道交通11号线轻轨高架约51m。本工程项目总用地面积15422平方米。
本项目共有2栋高层综合楼，层数为13层；2栋多层商业，层数为2层；1个地下一层的地下车库（包括1个民防地下室战时二等人员掩蔽所），总建筑面积34652.97平方米，综合楼高度为64.5m。
2 编制依据
嘉定区国际汽车城核心区Ln5地块商办项目施工图；
嘉定区国际汽车城核心区Ln5地块商办项目地勘报告；
QTZ80A塔式起重机使用说明书；
建筑地基基础设计规范 GB 50007-2011；
混凝土结构工程施工规范GB 50666-2011；
建筑施工安全检查标准 JGJ 59-2011
建筑施工计算手册；
PKPM施工安全计算软件。
3 塔吊布置
3.1 塔吊选型及平面布置
根据拟建建筑物的平面形式及建筑高度，本工程共布置2台塔式起重机，型号为2台QTZ80A，工作半径为55m、50m，两台施工塔吊拟布置在综合楼南侧~轴/~轴与~轴/~轴之间，由于建筑平面的限制，保证塔机的使用安全本工程2部塔机基础均布置在地下室范围内，且在基础地板下侧，塔吊基础面标高-6.550m处，具体安装位置见塔吊平面布置图及定位图。
3.2 塔吊起升高度
本工程建筑高度最高约为75m，地下室高度5m，塔式起重机交错起升高度为75m、70m，其中两部塔机首次安装独立高度在25m、20m内，根据建筑高度，塔机附墙分别在设置标高4F（18.50m）、9F(41m)、13F（59.5m）处。
3.3 塔吊起重性能
QTZ80A塔式起重机额定起重力矩735kN.m，最大额定起重量为8吨，55m臂长处最大起重量为1.2吨；
3.4 塔吊标准节贯穿结构处理
由于塔吊基础位于基础底板以下，塔吊标准节竖穿结构底板时对标准节杆件进行止水钢板焊接处理，后期待塔吊拆除完成后，将塔吊标准节沿基础底板上表面割除，并用钢板电焊封堵杆件中孔，并做防锈防腐处理。
地下室顶板做预留口处理，预留平面尺寸2.7m×2.7m（标准节尺寸为1.7m×1.7m）。详见顶板预留口示意图。

4 QTZ80A塔式起重机基础设计计算书：
塔吊四桩基础的计算书
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)。
一. 参数信息
塔吊型号:TQ60/80
塔机自重标准值:Fk1=752.60kN
起重荷载标准值:Fqk=80.00kN
塔吊最大起重力矩:M=733.7kN.m
非工作状态下塔身弯矩:M=-356.86kN.m
塔吊计算高度:H=75m
塔身宽度:B=1.7m
桩身混凝土等级:C50
承台混凝土等级:C35
保护层厚度:H=50mm
矩形承台边长:H=5.0m
承台厚度:Hc=1.35m
承台箍筋间距:S=495mm
承台钢筋级别:HRB335
承台顶面埋深:D=1m
方桩边长:d=0.35m
桩间距:a=3.5m
桩钢筋级别:HRB400
桩入土深度:14m
桩型与工艺:预制桩
计算简图如下：

二. 荷载计算
1. 自重荷载及起重荷载
1) 塔机自重标准值
Fk1=752.6kN
2) 基础以及覆土自重标准值
Gk=5×5×(1.35×25+1×17)=1268.75kN
3) 起重荷载标准值
Fqk=80kN
2. 风荷载计算
1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2)
=0.8×0.7×1.95×1.54×0.2=0.34kN/m2
=1.2×0.34×0.35×1.7=0.24kN/m
b. 塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.24×75.00=18.01kN
c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×18.01×75.00=675.40kN.m
2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.35kN/m2)
=0.8×0.7×1.95×1.54×0.35=0.59kN/m2
=1.2×0.59×0.35×1.70=0.42kN/m
b. 塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.42×75.00=31.52kN
c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×31.52×75.00=1181.96kN.m
3. 塔机的倾覆力矩
工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=-356.86+0.9×(733.7+675.40)=911.33kN.m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=-356.86+1181.96=825.10kN.m
三. 桩竖向力计算
非工作状态下：
Qk=(Fk+Gk)/n=(752.6+1268.75)/4=505.34kN
Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L
=(752.6+1268.75)/4+(825.10+31.52×1.35)/4.95=680.66kN
Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L
=(752.6+1268.75-0)/4-(825.10+31.52×1.35)/4.95=330.02kN
工作状态下：
Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(752.6+1268.75+80)/4=525.34kN
Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L
=(752.6+1268.75+80)/4+(911.33+18.01×1.35)/4.95=714.40kN
Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L
=(752.6+1268.75+80-0)/4-(911.33+18.01×1.35)/4.95=336.28kN
四. 承台受弯计算
1. 荷载计算
不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：
工作状态下：
最大压力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L
=1.35×(752.6+80)/4+1.35×(911.33+18.01×1.35)/4.95=536.23kN
非工作状态下：
最大压力 Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L
=1.35×752.6/4+1.35×(825.10+31.52×1.35)/4.95=490.68kN
2. 弯矩的计算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4.2条

其中 Mx,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)；
Ni──不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值(kN)。
由于工作状态下，承台正弯矩最大：
Mx=My=2×536.23×0.90=965.22kN.m
3. 配筋计算
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条

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。
底部配筋计算:
αs=965.22×106/(1.000×16.700×5000.000×13002)=0.0068
=1-(1-2×0.0068)0.5=0.0069
γs=1-0.0069/2=0.9966
As=965.22×106/(0.9966×1300.0×300.0)=2483.4mm2
五. 承台剪切计算
最大剪力设计值： Vmax=536.23kN
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)的第6.3.4条。
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：

式中 λ──计算截面的剪跨比,λ=1.500
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570N/mm2；
b──承台的计算宽度，b=5000mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1300mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2；
S──箍筋的间距，S=495mm。
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!
六. 承台受冲切验算
角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩冲切承载力验算
七. 桩身承载力验算
桩身承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)的第5.8.2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=1.35×714.40=964.43kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中 Ψc──基桩成桩工艺系数，取0.85
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=23.1N/mm2；
Aps──桩身截面面积，Aps=122500mm2。
经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求由于桩的最小配筋率为1.00%，计算得最小配筋面积为1225mm2
综上所述，全部纵向钢筋面积1238mm2
八. 桩竖向承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)的第6.3.3和6.3.4条
轴心竖向力作用下，Qk=525.34kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=714.40kN
桩基竖向承载力必须满足以下两式：

单桩竖向承载力特征值按下式计算：

其中 Ra──单桩竖向承载力特征值；
qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值；
qpa──桩端端阻力特征值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=1.40m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.12m2；
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
土层厚度(m)
侧阻力特征值(kPa)
端阻力特征值(kPa)
土名称
1
4.5
20
0
粘性土
2
8.1
25
0
粘性土
3
9.3
40
900
粘性土
由于桩的入土深度为14m,所以桩端是在第3层土层。
最大压力验算:
Ra=1.40×(4.5×20+8.1×25+1.4×40)+900×0.12=598.15kN
由于: Ra = 598.15 > Qk = 525.34,最大压力验算满足要求!
由于: 1.2Ra = 717.78 > Qkmax = 714.40,最大压力验算满足要求!
塔吊计算满足要求！

塔吊稳定性验算
塔吊稳定性验算可分为有荷载时和无荷载时两种状态，取塔机自由高度25m，无附墙状态。
(一)、塔吊有荷载时稳定性验算
塔吊有荷载时，计算简图:

塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算:

式中　K1──塔吊有荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15；
G──起重机自重力(包括配重，压重),G=552.60(kN)；
c──起重机重心至旋转中心的距离,c=0.80(m)；
h0──起重机重心至支承平面距离, h0=22.00(m)；
b──起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.50(m)；
Q──最大工作荷载,Q=1.50(kN)；
g──重力加速度(m/s2),取9.81；
v──起升速度,v=1.00(m/s)；
t──制动时间,t=2(s)；
a──起重机旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=50.00(m)；
W1──作用在起重机上的风力,W1=1.00(kN)；
W2──作用在荷载上的风力,W2=1.00(kN)；
P1──自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=18.00(m)；
P2──自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=40.00(m)；
h──吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=12.00(m)；
n──起重机的旋转速度,n=11.5(r/min)；
H──吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H＝25.00(m)；
α──起重机的倾斜角(轨道或道路的坡度)，α=2.00(度)。
经过计算得到　K1=19.469
由于K1>=1.15,所以当塔吊有荷载时，稳定安全系数满足要求!

(二)、塔吊无荷载时稳定性验算

塔吊无荷载时，计算简图:

塔吊无荷载时,稳定安全系数可按下式验算:

式中　K2──塔吊无荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15；
G1──后倾覆点前面塔吊各部分的重力,G1=630.00(kN)；
c1──G1至旋转中心的距离,c1=2.50(m)；
b──起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=0.80(m)；
h1──G1至支承平面的距离,h1=25.00(m)；
G2──使起重机倾覆部分的重力,G2=80.00(kN)；
c2──G2至旋转中心的距离,c2=13.00(m)；
h2──G2至支承平面的距离,h2=13.00(m)；
W3──作用有起重机上的风力,W3=5.00(kN)；
P3──W3至倾覆点的距离,P3=18.00(m)；
α──起重机的倾斜角(轨道或道路的坡度)，α=2.00(度)。
经过计算得到　K2=1.387
由于K2>=1.15,所以当塔吊无荷载时，稳定安全系数满足要求!
塔吊计算满足要求！

5 塔吊安装
5.1 安装前准工作
5.1.1技术准备
组织相关技术人员及安装人员了解现场情况工、作业要求、塔机参数等，掌握安装过程中的技术要求和安全措施。塔吊安装施工方案由现场安装队的技术人员负责编制，并由公司塔机安拆技术、质量、安全负责人审批，并报公司技术负责人审核认可后方可实施。
现场组织所有安装人员学习、了解经相关部门审批通过的方案，加深印象并做到心中有数，以便在安装过程工作中严格按方案施工，严格遵循国家有关塔机的操作规程及规范，以及公司制定的安全技术操作规程，做到有章可循，避免违章作业，盲目施工。
对现场安装的各级工种进行安全技术交底。

5.1.2现场准备
1）现场作业区域内所涉及的场地和道路必须全面清理，松软的场地和道路必须夯实。大臂和后臂拼装地面应平整，不平整的要垫平，配件堆放地要清洁，无杂物。
2）将专用配电线路接至安装地点，电缆要埋地或架空，配备专用配电箱。3）设置作业警戒区。
4）作业区域的地面和空中要清理障碍物，需要安全防护的，要采取防护措施。
5.2 安装必须组织安装技术人员和塔吊使用单位技术人员对塔吊、基础进行验收，验收合格，双方签字后，方可进行塔吊安装作业。
5.3 密切注意天气情况，四级以上大风不得进行装拆作业。
5.4 人员、机具到位，准备工作就绪后，方可进行安拆作业。
5.5 安全注意事项
5.5.1参加装拆顶升工作人员的要求：
1）应建立相应的临时专门机构，调配配套人员指定负责人，以配合塔机装卸专业安装队，进行塔机安拆作业。
2）装拆人员应严格遵守《建筑机械使用安全技术规程》的有关规定及工作程序执行。
3）装拆作业人员必须分工明确，密切配合，坚守岗位，服从指挥，听从信号，严禁违章作业。
4）装拆作业人员必须身体健康，无妨碍高空作业的疾病与情绪。
5）装拆作业人员戴好安全帽，高空作业时必须系好安全带等劳防用品。
6）现场作业人员，应熟悉环境和施工条件，遵守现场安全规则。
7）在高空作业时，工具应放入框或工具袋内，严禁从高空投掷工具和物件。
8）装卸作业前，应准备好所需的工具设备和辅助物件
5.6 装卸作业安全须知
5.6.1必须制定装卸方案，须经技术负责人审批并向现场指挥人员及作业人员进行书面和口头安全技术交底。
5.6.2装卸作业应在塔机长或现场总指挥统一指挥下进行，并要有安全管理人员在场监护。
5.6.3检查调整好制动器，确保灵敏可靠。
5.6.4连接件要紧固，临时支撑及绑扎要牢固。
5.6.5检查钢丝绳，滑轮组，吊具等起重零件应符合安全技术要求。
5.6.6作业时塔身下面严禁有人通过和停留，在作业范围内应设置警戒线等安全标志，并有专人监护。
5.7 由于塔吊距离基坑较近，使用过程中项目部必须安排专职的测量工程师定期对塔吊进行沉降及倾斜监测，并做好监测记录，一旦发现监测数据异常，应立即向项目部汇报。塔吊基础周边土体必须保持稳定，严禁扰动。
6 安装工艺程序
6.1 整个安装工艺程序详见《塔式起重机使用说明书》并严格遵守执行，若实际作业时，说明书没有或说明书中不同的情况发生时，必须根据书面方案更改单（或技术核定单）由技术负责人审批签字方可实施。
6.2 安装底盘及基础节必须水平，严格控制各角点的标高。
6.3 在地面上将爬升架拼装成整体，并装好液压系统，将爬升架吊起，套在标准节外面，并调整滚轮与标准节间隙至3～5mm。
6.4 安装回转总成，用16个M24和8个39的高强度螺栓与塔身节相连。
6.5 安装塔帽，注意塔帽安装方向。
6.6 安装驾驶室（在地面，先将司机室各电气设备检查好）。
6.7 安装起重臂：起重臂要求地面拼装，吊臂的所有有关附件及小车均在地面安装。调试好，小车工作笼同时装好。小车停在臂根部并固定，吊臂拉杆用绳捆住，使用塔臂就位进行臂根与水平线夹角150拉杆销轴连接。
6.8 机全部安装好后，将余下的配重及时吊上就位。
7 调试
7.1 塔机组成结束后，按《塔式起重机使用说明书》进行电气结路组装，接好接地线，穿绕主吊绳并进行各动作部位方式运行，各种性能测试。
7.2 试运行完好，按GB5031-85进行吊重试验，调试力矩限位，高度限位，回转限位，小车行程限位和相应的安全装置。
7.3 调试分安装队及公司两级进行，调试中做详细记录，全部调试完毕后，由公司主管部门和有关部门进行验收。
7.4 塔吊验收合格后方可正式投入使用。
8 附图：
附图-01：塔吊平面布置图
附图-02：塔吊布置定位图
附图-03：塔吊基础配筋图
附图-04: 顶板预留口示意图

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