塔吊基础方案终稿.doc

1#塔吊基础施工方案
一、编制依据
1、本工程有关设计施工图纸、厂家提供的塔吊使用说明书
2、本工程现场实际情况
3、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
4、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJT187-2009）
6、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）（2006年版）
7、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）
二、工程概况
工程名称：住宅楼（自编号E区M-1～M-6栋）及其地下室（自编号05地下室）
建设单位：广州白云国际机场综合开发有限公司
设计单位：广东省建科建筑设计院
监理单位：广州兴华建设监理有限公司
施工单位：湛江市粤西建筑工程公司
本工程位于广州市花都区梯面镇民安村，由六栋建筑结构类似的长方型楼群组成，地下2层，地上主体结构各11层，人防地下室设在地下第2层，建筑结构高度33.6m,总建筑面积27340.28m2;其中地下室11218.67m2、地上16121.61m2。本工程框架结构构件抗震等级为四级，抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度六度，本工程结构安全等级二级，耐火等级一级，地基基础设计等级为丙级，设计年限为50年。建筑高度最高高度为38.1米，本工程设计标高±0.000相当于绝对标高80.30米（广州市城建系统高程）。塔吊自编号： 1 ＃，塔吊安装最终高度： 40.5米。1#塔吊设置于 M-4栋北侧 （具体位置详见塔吊平面布置示意图）
三、塔吊选型、技术参数
本工程选用一台塔吊为QTZ80

四、地质条件
1#塔吊位置靠近地质勘察孔号C67号孔；故号C67孔是作为钻（冲）孔灌注桩的依据。本方案钻孔桩以5层强风化岩为桩基础桩端持力层。
层号
岩土名称
层底标高
土层厚度
地基土承载力特征值
水下钻（冲）孔灌注桩
侧阻力特征值特征值
端阻力特征值
m
m
fak
qsa
qpa
kPa
kPa
kPa
1
强风化花岗岩
55.29
16.5
350
50
\
2
微风化花岗岩
49.29
6.00
6000
Frk=60.0Mpa

五、塔吊基础施工做法
钻（冲）孔灌注桩 → 桩基承台开挖→浇垫层→绑扎钢筋→预埋地脚螺栓→浇筑基础混凝土→混凝土保养
1、基础施工前按塔机基础设计及施工方案做好准备工作，必要时塔机基础的基坑采取支护及降排水措施。
2、基础的钢筋绑扎和预埋件安装后（预埋地脚螺栓定位尺寸和位置详见塔吊说明书），按设计要求检查验收，合格后方可浇捣混凝土，浇捣中不得碰撞、移位钢筋或预埋件，混凝土浇筑合格后及时保湿养护。基础四周应回填土方并夯实。
3、安装塔机时基础混凝土达到80%以上设计强度，塔机运行使用时基础混凝土达到100%设计强度。
4、基础混凝土施工中，在基础顶面四角作好沉降及位移观测点，并作好原始记录，塔机安装后定期观测并记录，沉降量和倾斜量不超过规范要求。
5、基础的防雷接地按现行行业标准《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33的规定执行。塔机避雷针的接地和保护拉地要求必须按规范规定操作。接地装置还应符合下列要求：塔帽顶端安装避雷针，针尖高于塔吊顶端不低于1m，联接处涂清油漆涂料。接地保护装置的电缆可与任何一根主弦杆的螺栓连接，并清除螺栓螺母的涂料。与地基铆固联接的标准件不能作接地的避雷器用，在塔机基础外设φ20镀锌圆钢伸入土层作为避雷针接地装置。入土深度不小于1.5m。接地保护避雷器的电阻≤4欧姆。即使可以用其它安全保护装置，如高敏度的差动继电器（自动断路器），按规定也必须安装这种接地保护装置。接地装置应由专人安装，因为接地电阻率视时间和当地条件的不同有很大的变化，而且测定电阻时要高效精密的仪器。安装完成后应定期检查接地线及电阻。
六、检查验收
1、地基土检查验收
(1) 塔机基础的基坑开挖后按现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的规定进行验槽，检验坑底标高、长度和宽度、坑底平整度及地基土性是否符合设计要求，地质条件是否符合岩土工程勘察报告。
(2) 基础土方开挖工程质量检验标准符合现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的规定。
(3) 地基加固工程在正式施工前进行试验段施工，并论证设定的施工参数及加固效果。为验证加固效果所进行的荷载试验，其最大加载压力不小于设计要求压力值的2倍。
(4) 经地基处理后的复合地基的承载力达到设计要求的标准。检验方法按现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79的规定执行。
(5) 地基土的检验符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202的有关规定，必要时检验塔机基础下的复合地基。
2、基础检查验收
(1) 基础的钢筋绑扎后，作隐蔽工程验收。隐蔽工程包括塔机基础节的预埋件或预埋节等。验收合格后方浇筑混凝土。
(2) 基础混凝土的强度等级符合设计要求。用于检查结构构件混凝土强度的试件，在混凝土的浇筑地点随机抽取。取样与试件留置符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的有关规定。
(3) 基础结构的外观质量没有严重缺陷，不宜有一般缺陷，对已出现的严重缺陷或一般缺陷采用相关处理方案进行处理，重新验收合格后安装塔机。
(4) 基础的尺寸允许偏差符合下表规定：
项目
允许偏差(mm)
检验方法
标高
±20
水准仪或拉线、钢尺检查
平面外形尺寸(长度、宽度、高度)
±20
钢尺检查
表面平整度
10、L/1000
水准仪或拉线、钢尺检查
洞穴尺寸
±20
钢尺检查
预埋锚栓
标高(顶部)
±20
水准仪或拉线、钢尺检查
中心距
±2
钢尺检查
注：表中L为矩形或十字形基础的长边。
(5) 基础工程验收符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定。
七、监测监控
塔吊基础沉降观测半月一次。垂直度在塔吊自由高度时半月一次测定，当架设附墙后，每月一次（在安装附墙时必测）。
当塔机基础出现沉降，垂直度偏差超过规定范围时，须进行偏差校正，在附墙未设之前，在最低节与塔吊机脚螺栓间加垫钢片校正，校正过程用高吨位千斤顶顶起塔身，顶塔身之前，塔身用大缆绳四面缆紧，在确保安全的前提下才能起顶塔身当附墙安装后，则通过调节附墙杆长度，加设附墙的方法进行垂直度校正。

八、计算书
1.计算参数
（1）基本参数
采用1台QTZ80塔式起重机，塔身尺寸1.70m,基坑底标高-8.60m；现场地面标高-9.90m,承台面标高-8.50m；采用钻(冲)孔桩基础，地下水位-30.00m。
（2）计算参数
1）塔吊基础受力情况
荷载工况
基础荷载
P(kN)
M(kN.m)
Fk
Fh
M
MZ
工作状态
541.60
23.80
1936.00
332.00
非工作状态
475.30
93.50
2562.30
0

比较塔吊的工作状态和非工作状态的受力情况，塔吊基础按非工作状态计算如图
Fk=475.30kN,Fh=93.50kN
M=2562.30+93.50×1.30=2683.85kN.m
Fk，=475.30×1.35=641.66kN,Fh，=93.50×1.35=126.23kN
Mk=(2562.30+93.50×1.30)×1.35=3623.20kN.m
2）桩顶以下岩土力学资料
序号
地层名称
厚度L
(m)
极限侧阻力标准值qsik(kPa)
岩石饱和单轴抗压强度标准值frk(kPa)
qsik*i
(kN/m)
抗拔系数λi
λiqsiki
(kN/m)
2
微风化花岗岩
6.00
160.00
60000.00
960.00
0.50
480.00

桩长
6.00

∑qsik*Li
960.00
∑λiqsik*Li
480.00
（3）基础设计主要参数
基础桩采用4根φ1000钻(冲)孔灌注桩,桩顶标高-9.80m,桩端不设扩大头，桩端入微风化花岗岩 6.00m；桩混凝土等级C30,fC=14.30N/mm2 ,EC=3.00×104N/mm2；ft=1.43N/mm2 ,桩长6.00m；钢筋HRB335,fy=300.00N/mm2, Es=2.00×105N/mm2。
承台尺寸长(a)=5.60m,宽(b)=5.60m,高(h)=1.40m，桩中心与承台中心2.50m,承台面标高-8.50m；承台混凝土等级C35，ft=1.57N/mm2 ,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3。
Gk=abhγ砼=5.60×5.60×1.40×25=1097.60kN

塔吊基础尺寸示意图
2.桩顶作用效应计算
（1）竖向力
1）轴心竖向力作用下
Nk=(Fk＋Gk)/n=(475.30+1097.60)/4=393.23kN
2）偏心竖向力作用下
按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=2683.85kN.m，yi=2.50×20.5=3.54m
Nk =(Fk＋Gk)/n±Mxyi/Σyi2=(475.30+1097.60)/4±(2683.85×3.54)/(2×3.542)=393.23±379.07
Nkmax=772.30kN, Nkmin=14.16kN (基桩不承受竖向拉力)。
(2)水平力
Hik=Fh/n=93.50/4=23.38kN
3.桩基竖向承载力验算
（1）单桩竖向极限承载力标准值计算
d=1.00m=1000mm,hr=6.00m,hr/d=6.00/1.00=6.00,查表得：ζr=1.04
Ap=πd2/4=3.14×1.002/4=0.79m2
Qsk=u∑qsiki=πd∑qsiai=3.14×1.00×960.00=3014.40kN
Qrk=ζrfrkAp=1.04×60000.00×0.79=49296.00kN，Quk=Qsk+Qrk=3014.40+49296.00=52310.40kN
Ra=1/KQuk=1/2×52310.40=26155.20kN
(2)桩基竖向力作用下
1）轴心竖向力作用下
Nk=393.23kN＜Ra=26155.20kN,竖向承载力满足要求。
2）偏心竖向力作用下
Nkmax=772.30kN＜Ra=1.2×26155.20=31386.24kN,竖向承载力满足要求。
4.单桩水平承载力验算
（1）单桩水平承载力特征值计算
αE=Es/Ec=2.00×105/3.00×104=6.67,γm=2,ζN=0.50
ρg=0.2+(2000-1000)/(2000-300)×(0.65-0.2)=0.46%
Wo=πd/32[d2＋2(ES/EC－1)ρgd02]
=(3.14×1.00/32)×[1.002+2×(6.67-1)×0.46%×(1.00-2×0.10)2]=0.10m3
Io=Wod/2=0.10×1.00/2=0.0500m4
EI=0.85ECIo=0.85×3.00×107×0.0500=1275000kN.m2
查表得:m=6.00×103kN/m4 ,bo =0.9(1.5d+0.5)=1.80m=1800mm
α=(mbo/ ECI)0.2=(6.00×1000×1.80/1275000)0.2=0.39
αL=0.39×6.00=2.34＜4,按αL=2.34,查表得:υm=0.586
Nk=(Fk’＋1.2Gk)/n=(641.66+1.2×1097.60)/4=489.70kN
An=πd2/4[1＋(Es/Ec-1)Pg]=3.14×1.002/4×(1+(6.67-1)×0.46%)=0.81m2
Rha=（0.75αγmftW0/υm)(1.25+22ρg)(1+ζNNk/γmftAn)
=(0.75×0.39×2×1.43×1000×0.10/0.586)×(1.25+22×0.46%)×[1+0.50×489.70/(2×143×1000×0.81)]=213.28kN
（2）桩基水平承载力计算
Hik=23.38kN＜Rha=213.28kN,水平承载力满足要求。
5.抗拔桩基承载力验算
（1）抗拔极限承载力标准值计算
Tgk=1/nu1ΣλiqsikLi=1/4×(2.50×2+1.00)×4×480.00=2880.00kN
Tuk=ΣλiqsikuiLi=480.00×3.14×1.00=1507.20kN
(2)抗拔承载力计算
Ggp=Ggp1＋Ggp2=5.60×5.60×20.10×18.80/4＋5.60×5.60×14.20×(18.80-10)/4=3942.27kN
GpGp1＋Gp2=0.79×20.20×25＋0.79×14.20×(25-10)=567.22kN
Tgk/2+Ggp=2880.00/2+3942.27=5382.27kN
Tuk/2+Gp=1507.20/2+567.22=1320.82kN
由于基桩不承受竖向拉力,故基桩呈整体性和非整体性破坏的抗拔承载力满足要求。
6.抗倾覆验算

bi=5.60/2+2.50=5.30m ai=5.60/2=2.80m
倾覆力矩M倾=M＋Fhh=2562+93.50×(8.608.50)=2571.35kN.m
抗倾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）ai＋2(Tuk/2+Gp)bi
=475.30+1097.60)×2.80+2×(1507.20/2+567.22)×5.30=18404.81kN.m
M抗/M倾=18404.81/2571.35=7.16
抗倾覆验算7.16＞1.6,满足要求。
(1)桩身承载力验算
1)正截面受压承载力计算
按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=3623.20kN.m，yi=2.50×20.5=3.54m
Nk=(Fk‘＋1.2Gk)/n±Mxyi/Σyi2=(641.66+1.2×1097.60)/4±(3623.20×3.54)/(2×3.542)
=489.70±511.75
Nkmax=1001.45kNNkmin=-22.06kN
Ψc=0.70,ΨcfcAp=0.70×14.30×1000×0.79=7907.90kN
正截面受压承载力=7907.90kN＞Nkmax=1001.45kN,满足要求。
2）配筋计算
配筋率ρ=ρg=0.46%
As=ρAP=0.46%×0.79×106=3634mm2,采用HRB335，fy=300.00N/mm2取1320.00
As1=13×314=4082mm2>As=3634mm2(满足要求)
3)正截面受拉承载力计算
fyAs=300×4082=1224600N=1224.60kN
fyAs=1224.60kN＞Nkmin=22.06kN,正截面受拉承载力满足要求。
M倾/(4x1As)=2571.35×1000/(4×2.50×4082)=62.99N/mm2
M倾/(4x1As)=62.99N/mm2＜300.00N/mm2,满足要求。
(2)承台受冲切承载力验算
1）塔身边冲切承载力计算
Fι=F－1.2ΣQik=Fk，=641.66kN，ho=1.40-0.10=1.30m=1300mm
βhp=1.0+[(2000-1400)/(2000-800)]×(0.9-1.0)=0.95
а0=2.50-1.00/2-1.70/2=1.15m,λ=а0/ho=1.15/1.30=0.88
β0=0.84/(0.88+0.2)=0.78，um=4×(1.70+1.30)=12.00m
βhpβ0umftho=0.95×0.78×12.00×1.57×1000×1.30=18148.57kN
承台受冲切承载力=18148.57kN＞Fι=641.66kN,满足要求。
2)角桩向上冲切力承载力计算
N1=Nk，=Fk，/n+ Mxyi/Σyi2=641.66/4+3623.20×3.54/(2×3.542)=672.17kN
V=2Nk，=2×672.17=1344.33kN
λ1x=λ1y=а0/ho=1.15/1.30=0.88,c1=c2=0.30+0.50=0.80m

β1x=β1y=0.56/(λ1x+0.2)=0.56/(0.88+0.2)=0.52
[β1x(c2+а1y/2)+β1y(c1+а1x/2)]βhpftho
=0.52×(0.80+1.15/2)×2×0.95×1.57×1000×1.30=2772.70kN
角桩向上冲切承载力=2772.7kN＞V=1344.33kN,满足要求。
3)承台受剪切承载力验算
Nk，=Fk，/n+ Mxyi/Σyi2=641.66/4+3623.20×3.54/(2×3.542)=672.17kN
V=2Nk，=2×672.17=1344.34kN
βhs=(800/ho)1/4=(800/1300)0.25=0.89,λ=а0/ho=1.15/1.30=0.88
α=1.75/(λ+1)=1.75/(0.88+1)=0.93,b0=5.60m=5600mm
βhsαftb0ho=0.89×0.93×1.57×1000×5.60×1.30=9460.28kN
承台受剪切承载力=9460.28kN＞V=1344.34kN,满足要求。
(4)承台抗弯验算
1)承台弯矩计算
Ni=Fk/n+ Mxyi/Σyi2=641.66/4+3623.20×3.54/(2×3.542)=672.17kN,xi=2.50m
M=ΣNixi=2×672.17×2.50=3360.85kN.m
2)承台配筋计算
承台采用HRB335，fy=300.00N/mm2
As=M/0.9fyho=3360.85×106/(0.9×300×1300)=9575mm2
取3120 @184mm (钢筋间距满足要求),As=31×314=9734mm2
承台配筋面积9734mm2＞9575mm2,满足要求。

7.计算结果
（1）基础桩
钻(冲)孔4根φ1000灌注桩，桩顶标高-9.80m,桩长6.00m,桩端入微风化花岗岩 6.00m；桩混凝土C30,，桩身钢筋采用1320.00，箍筋采用φ8@250mm。
（2）承台
长(a)=5.60m ,宽(b)=5.60m,高(h)=1.40m;桩中心与承台中心2.50m,承台面标高-8.50m；混凝土等级C35,承台底钢筋采用双向3120@184mm。
（3）基础大样图

塔吊基础平面图

桩大样图

塔吊基础剖面图