东城国际一期工程塔吊基础施工方案.doc

大明宫东城国际一期（标段）工程塔吊基础施工方案编制： 审核： 批准： 浙江省长城建设集团股份有限公司一、编制依据1、建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；2、JGJ/T 187-2009 塔式起重机混凝土基础工程技术规程；3、建筑施工安全检查标准；4、国家及地方法律法规及规定；5、浙江省长城建设集团股份有限公司技术标准、管理办法。6、本工程施工图设计文件、图纸会审、答疑纪要及设计变更；7、大明宫东城国际一期(1标段)工程施工图设计文件；8、大明宫东城国际一期(1标段)工程岩土工程勘察技术报告；9、本工程施工组织设计；10、QTZ80B及C5513塔吊使用说明书及基础技术文件。二、工程概况大明宫东城国际一期(1标段)工程位于西安市灞桥区半引路郭家滩，属于框剪结构，地上6层，地下2层，建筑总高度30.9米，建筑总面积18.5万平方米，本标段计9.8万平米，总工期398日历天。本工程由西安盛唐投资发展有限责任公司投资建设，陕西华瑞勘察设计有限公司设计，地质勘查，陕西华茂建设监理有限公司监理，浙江省长城建设集团股份有限公司组织施工。三、塔吊基础设计根据工程实际及施工现场自身场地情况，本工程0.000相当于绝对高程407.30m，建筑基础平均埋深-10.35m，选用钢筋砼承台式基础结构，1#和2#塔吊由西安三元物资配套有限公司提供租赁自行组织安装调试和地节预埋，具体配筋及承台设计详见附图，具备租赁及安装资质。3#塔吊由西安富源工程机械有限公司提供租赁，西安凌天工程机械有限公司进行安装调试和地节预埋，塔吊基础承台设计图由西安富源工程机械有限公司提供，具体配筋及承台设计详见附图，具备租赁及安装资质。施工现场共选用3台塔式起重机进行施工垂直运输，经布置塔吊作业半径覆盖全部作业面，满足施工要求（塔吊作业半径及编号位置详见附图），各塔技术参数如下：1#塔位于建筑西面（具体安装相对位置见附图），选用上海市吴淞建筑机械厂生产的QTZ80B塔式起重机，基础承台几何尺寸6.0M6.0M1.50M（H），砼强度等级C40，钢筋为Q235A。QTZ80B塔式起重机工作幅度60m 2.5m，最大起重力矩800kn/m，最大起重量8t，标准尺寸1.80 m 1.80 m，安装高度45m（塔身附着详见安拆专项方案）。经查：建筑物基础下标高-10.35，塔吊基础埋深-11.85m，基础承台顶标高-10.35（相当于黄海系标高369.95m）计算得：塔吊基础直接坐落于建筑物基础持力层上，建筑岩土报告及相关设计文件知地基处理采用天然砂石地基承载力150KN，满足塔基承载力要求，基础的预埋采用基础地节方案（详见塔吊出厂说明书），要求基础节为新购置并未切割的。防雷接地采用镀锌管制避雷器（详见附图）。在塔身基础四周设置排水沟，避免地表积水。2#塔位于建筑东面（具体安装相对位置见附图），主要技术性能及参数同1#塔。3#塔位于建筑南面（具体安装相对位置见附图），选用山西省工程机械厂生产的C5513塔式起重机，基础承台几何尺寸5.5M5.5M1.50M（H），砼强度等级C40，钢筋为HRB400级。C5513塔式起重机工作幅度55m 2.5m，最大起重量6t，标准尺寸1.60 m 1.60 m，安装高度45m（塔身附着详见安拆专项方案）。经查：建筑物基础下标高-10.35，塔吊基础埋深-11.85m，基础承台顶标高-10.35（相当于黄海系标高369.95m）计算得：塔吊基础直接坐落于建筑物基础持力层上，建筑岩土报告及相关设计文件知地基处理采用天然砂石地基承载力150KN，满足塔基承载力要求，基础的预埋采用基础地节方案（详见塔吊出厂说明书），要求基础节为新购置并未切割的。防雷接地采用镀锌管制避雷器（详见附图）。在塔身基础四周设置排水沟，避免地表积水。四、塔吊防水与排水处理1、塔身防水处理大明宫东城国际一期工程(标段)工程共有塔吊3台，由于本工程单层面积较大我公司所施工标段占地约为：124.5*94.5m，根据工程特点3台塔吊均设置于基础内部筏板上部，筏板高度500-700mm且为C35P8抗渗砼浇筑，经查水文地质资料可知地下水位约为-8.0m基础筏板下平在-10.2m处，现阶段采用井点降水待施工条件允许我司立即插入室内外回填，封井后水位经恢复至-8.0m处，所以该栋建筑对防水要求较高，防水需做到万无一失，吊在基础筏板处需加做防水附加层。塔身防水做法详图2、塔吊排水处理在塔吊基础顶部位置据塔身1.0M内做2%排水坡度，（地下室覆土层厚度60CM经计算不影响建筑物使用功能），1.0M外的四周做排水明沟与筏板基础集水井连接采用自动控制离心泵强排处地下部分至现场污水集水井，防止基础下沉。五、QTB80B塔吊基础计算1、参数信息塔吊型号:QT80B， 塔吊起升高度H=55.00m，塔吊倾覆力矩M=1000.00kN.m（根据设计图结施-02查出及甲方地基承载力报告得），混凝土强度等级:C40， 自重F1=1033.90kN，塔身宽度B=1.80m， 基础承台厚度h=1.50m，最大起重荷载F2=80.00kN， 基础承台宽度Bc=6.00m，钢筋级别:I级钢。2、基础最小尺寸计算2.1最小厚度计算依据及塔式起重机混凝土基础工程技术规范JGJ/T187-2009及混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.7条受冲切承载力计算。根据塔吊基础对基础的最大压力和最大拔力，按照下式进行抗冲切计算：(7.7.1-2)其中:F塔吊基础对基脚的最大压力和最大拔力；其它参数参照规范。应按下列两个公式计算，并取其中较小值，取1.00；(7.7.1-2)(7.7.1-3)1-局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数；2-临界截面周长与板截面有效高度之比的影响系数；h-截面高度影响系数：当h800mm时，取h=1.0；当h2000mm时，取h=0.9，其间按线性内插法取用；ft-混凝土轴心抗拉强度设计值，取19.10MPa；pc,m-临界截面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值，其值宜控制在1.0-3.5N/mm2范围内，取2500.00；um-临界截面的周长：距离局部荷载或集中反力作用面积周边ho/2处板垂直截面的最不利周长；这里取（塔身宽度+ho）4=10.40m；ho-截面有效高度，取两个配筋方向的截面有效高度的平均值；s-局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸的比值，s不宜大于4；当s2时，取s=2；当面积为圆形时，取s=2；这里取s=2；s-板柱结构中柱类型的影响系数：对中性，取s=40;对边柱，取s=30;对角柱，取s=20.塔吊计算都按照中性柱取值，取s=40。计算方案：当F取塔吊基础对基脚的最大压力，将ho1从0.8m开始，每增加0.01m，至到满足上式,解出一个ho1；当F取塔吊基础对基脚的最大拔力时，同理,解出一个ho2，最后ho1与ho2相加，得到最小厚度hc。经过计算得到：塔吊基础对基脚的最大压力F=200.00kN时，得ho1=0.80m；塔吊基础对基脚的最大拔力F=200.00kN时，得ho2=0.80m；解得最小厚度Ho=ho1+ho2+0.05=1.65m；实际计算取厚度为:Ho=1.50m。2.2最小宽度计算建议保证基础的偏心矩小于Bc/4，则用下面的公式计算：其中F塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载，F=1.2(1033.90+80.00)=1336.68kN；G基础自重与基础上面的土的自重，G=1.2（25BcBcHc+mBcBcD）=1.2(25.0BcBc1.50+20.00BcBc2.00)；m土的加权平均重度，M倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=1.41000.00=1400.00kN.m。解得最小宽度Bc=2.75m，实际计算取宽度为Bc=6.00m。3、塔吊基础承载力计算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规范JGJ/T187-2009及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:当不考虑附着时的基础设计值计算公式：当考虑附着时的基础设计值计算公式：当考虑偏心矩较大时的基础设计值计算公式：式中F塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载,F=304.30kN；G基础自重与基础上面的土的自重：G=1.2(25.0BcBcHc+mBcBcD)=3348.00kN；m土的加权平均重度Bc基础底面的宽度，取Bc=6.00m；W基础底面的抵抗矩，W=BcBcBc/6=36.00m3；M倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=1.41000.00=1400.00kN.m；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/2-M/(F+G)=6.00/2-1400.00/(1336.68+3348.00)=2.70m。经过计算得到:无附着的最大压力设计值Pmax=(1336.68+3348.00)/6.002+1400.00/36.00=169.02kPa；无附着的最小压力设计值Pmin=(1336.68+3348.00)/6.002-1400.00/36.00=91.24kPa；有附着的压力设计值P=(1336.68+3348.00)/6.002=130.13kPa；偏心矩较大时压力设计值Pkmax=2(1336.68+3348.00)/(36.002.70)=192.70kPa。4、地基基础承载力验算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规范JGJ/T187-2009及地基基础承载力特征值计算依据建筑地基基础设计规范GB50007-2002第5.2.3条。计算公式如下: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140.00kN/m2；b、d-基础宽度和埋深的地基承载力修正系数;-基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20.00kN/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6.00m；m-基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.00kN/m3；d-基础埋置深度(m)取2.00m；解得地基承载力设计值：fa=191.00kPa；实际计算取的地基承载力设计值为:fa=140.00kPa；地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=169.02kPa，满足要求！地基承载力特征值1.2fa大于偏心矩较大时的压力设计Pkmax=192.70kPa，满足要求！5、基础受冲切承载力验算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规范JGJ/T187-2009及建筑地基基础设计规范GB50007-2002第8.2.7条。验算公式如下:式中hp-受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，hp取1.0.当h大于等于2000mm时，hp取0.9，其间按线性内插法取用；ft-混凝土轴心抗拉强度设计值；ho-基础冲切破坏锥体的有效高度；am-冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；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）；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；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；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的基础有效高度。pj-扣除基础自重及其上土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；Al-冲切验算时取用的部分基底面积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。则，hp-受冲切承载力截面高度影响系数，取hp=0.94；ft-混凝土轴心抗拉强度设计值，取ft=1.71MPa；am-冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:am=1.80+(1.80+21.50)/2=3.30m；ho-承台的有效高度，取ho=1.45m；Pj-最大压力设计值，取Pj=192.70KPa；Fl-实际冲切承载力：Fl=192.70(6.00+4.80)(6.00-4.80)/2)/2=624.36kN。其中6.00为基础宽度，4.80=塔身宽度+2h；允许冲切力：0.70.941.713300.001450.00=5393532.38N=5393.53kN；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6.1抗弯计算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规范JGJ/T187-2009及建筑地基基础设计规范GB50007-2002第8.2.7条。计算公式如下: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；当墙体材料为混凝土时，取a1=b即取a1=2.10m；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192.70kN/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=192.70(31.80-2.10)/(31.80)=117.76kPa；G-考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重，取3348.00kN/m2；l-基础宽度，取l=6.00m；a-塔身宽度，取a=1.80m；a-截面I-I在基底的投影长度,取a=1.80m。经过计算得MI=2.102(26.00+1.80)(192.70+117.76-23348.00/6.002)+(192.70-117.76)6.00/12=796.47kN.m。6.2配筋面积计算依据建筑地基基础设计规范GB50007-2002第8.7.2条。公式如下:式中，l-当混凝土强度不超过C50时，1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l=1.00；fc-混凝土抗压强度设计值，查表得fc=19.10kN/m2；ho-承台的计算高度，ho=1.45m。经过计算得：s=796.47106/(1.0019.106.00103(1.45103)2)=0.003；=1-(1-20.003)0.5=0.003；s=1-0.003/2=0.998；As=796.47106/(0.9981.45210.00)=2620.00mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:6000.001500.000.15%=13500.00mm2。故取As=13500.00mm2。六、C5513塔吊基础计算1、参数信息塔吊型号:C5513， 塔吊起升高度H=60.00m，塔吊倾覆力矩M=800.00kN.m， 混凝土强度等级:C40， 塔身宽度B=1.60m， 基础以上土的厚度D:=10.00m，自重F1=372.40kN，基础承台厚度h=1.50m，最大起重荷载F2=58.80kN， 基础承台宽度Bc=5.50m，钢筋级别:I级钢。2、基础最小尺寸计算2.2最小厚度计算 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规范JGJ/T187-2009及混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.7条受冲切承载力计算。根据塔吊基础对基础的最大压力和最大拔力，按照下式进行抗冲切计算： (7.7.1-2) 其中: F塔吊基础对基脚的最大压力和最大拔力；其它参数参照规范。 应按下列两个公式计算，并取其中较小值，取1.00； (7.7.1-2) (7.7.1-3) 1-局部荷载或集中反力作用面积形状的影响系数； 2-临界截面周长与板截面有效高度之比的影响系数； h-截面高度影响系数：当h800mm时，取h=1.0；当h2000mm时，取h=0.9， 其间按线性内插法取用； ft-混凝土轴心抗拉强度设计值，取19.10MPa； pc,m-临界截面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值，其值 宜控制在1.0-3.5N/mm2范围内，取2500.00； um-临界截面的周长：距离局部荷载或集中反力作用面积周边ho/2处板垂直截面的 最不利周长；这里取（塔身宽度+ho）4=9.60m； ho-截面有效高度，取两个配筋方向的截面有效高度的平均值； s-局部荷载或集中反力作用面积为矩形时的长边与短边尺寸的比值，s不宜 大于4；当s2时，取s=2；当面积为圆形时，取s=2；这里取s=2； s-板柱结构中柱类型的影响系数：对中性，取s=40;对边柱，取s=30;对角柱， 取s=20. 塔吊计算都按照中性柱取值，取s=40 。计算方案：当F取塔吊基础对基脚的最大压力，将ho1从0.8m开始，每增加0.01m， 至到满足上式,解出一个ho1；当F取塔吊基础对基脚的最大拔力时，同理,解出一个ho2，最 后ho1与ho2相加，得到最小厚度hc。经过计算得到： 塔吊基础对基脚的最大压力F=200.00kN时，得ho1=0.80m； 塔吊基础对基脚的最大拔力F=200.00kN时，得ho2=0.80m； 解得最小厚度 Ho=ho1+ho2+0.05=1.65m； 实际计算取厚度为:Ho=1.50m。2.2最小宽度计算 建议保证基础的偏心矩小于Bc/4，则用下面的公式计算： 其中 F塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载， F=1.2(372.40+58.80)=517.44kN；G 基础自重与基础上面的土的自重， G=1.2（25BcBcHc+m BcBcD） =1.2(25.0BcBc1.50+20.00BcBc10.00)；m土的加权平均重度，M 倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=1.4800.00=1120.00kN.m。解得最小宽度 Bc=-1.00m，实际计算取宽度为 Bc=5.50m。3、塔吊基础承载力计算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规范JGJ/T187-2009及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: 当不考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑附着时的基础设计值计算公式： 当考虑偏心矩较大时的基础设计值计算公式： 式中 F塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载,F=304.30kN； G基础自重与基础上面的土的自重：G=1.2(25.0BcBcHc+m BcBcD) =8621.25kN；m土的加权平均重度 Bc基础底面的宽度，取Bc=5.50m； W基础底面的抵抗矩，W=BcBcBc/6=27.73m3； M倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=1.4800.00=1120.00kN.m； 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 / 2 - M / (F + G)=5.50/2-1120.00/(517.44+8621.25)=2.63m。经过计算得到:无附着的最大压力设计值Pmax=(517.44+8621.25)/5.502+1120.00/27.73=342.50kPa；无附着的最小压力设计值Pmin=(517.44+8621.25)/5.502-1120.00/27.73=261.71kPa；有附着的压力设计值 P=(517.44+8621.25)/5.502=302.11kPa；偏心矩较大时压力设计值Pkmax=2(517.44+8621.25)/(35.502.63)=421.60kPa。4、地基基础承载力验算依据塔式起重机混凝土基础工程技术规范JGJ/T187-2009及地基基础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-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140.00kN/m2；b、d-基础宽度和埋深的地基承载力修正系数;-基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20.00kN/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5.50m；m-基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.00kN/m3；d-基础埋置深度(m) 取10.00m；解得地基承载力设计值：fa=413.50kPa；实际计算取的地基承载力设计值为:fa=140.00kPa；地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=342.50kPa，满足要求！地基承载力特征值1.2fa大于偏心矩较大时的压力设计值Pkmax=421.60kPa，满足要求！5、基础受冲切承载力验算 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规范JGJ/T187-2009及建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.2.7条。验算公式如下: 式中 hp - 受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，hp取1.0.当h大于等于2000mm时，hp取0.9，其间按线性内插法取用；ft - 混凝土轴心抗拉强度设计值；ho - 基础冲切破坏锥体的有效高度；am - 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；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）；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；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；当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的基础有效高度。pj - 扣除基础自重及其上土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；Al - 冲切验算时取用的部分基底面积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。则，hp - 受冲切承载力截面高度影响系数，取 hp=0.94；ft - 混凝土轴心抗拉强度设计值，取 ft=1.71MPa；am - 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度: am=1.60+(1.60 +21.50)/2=3.10m；ho - 承台的有效高度，取 ho=1.45m；Pj - 最大压力设计值，取 Pj=421.60KPa；Fl - 实际冲切承载力：Fl=421.60(5.50+4.60)(5.50-4.60)/2)/2=958.08kN。其中5.50为基础宽度，4.60=塔身宽度+2h；允许冲切力：0.70.941.713100.001450.00=5066651.62N=5066.65kN；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6.1抗弯计算 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规范JGJ/T187-2009及建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.2.7条。计算公式如下: 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；当墙体材料为混凝土时，取a1=b即取a1=1.95m； 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421.60kN/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=421.60(31.60-1.95)/(31.60)=250.32kPa； G-考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重，取8621.25kN/m2； l - 基础宽度，取l=5.50m； a - 塔身宽度，取a=1.60m； a - 截面I - I在基底的投影长度, 取a=1.60m。 经过计算得MI=1.952(25.50+1.60)(421.60+250.32-28621.25/5.502)+(421.60-250.32)5.50/12=705.42kN.m。6.2配筋面积计算 依据塔式起重机混凝土基础工程技术规范JGJ/T187-2009及建筑地基基础设计规范GB 50007-2002第8.7.2条。公式如下: 式中，l - 当混凝土强度不超过C50时， 1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