建筑总承包项目塔式起重机基础设计方案

建筑总承包项目塔式起重机基础设计方案目录TOC\o"1-3"\u第1章 编译说明及依据 11.1 编译说明 11.2 适用范围 11.3 编译依据 1第2章 项目概况 32.1 项目选址、场地及周边环境 32.2 项目概述 32.3 ±0.00高程、自然地面高程及其关系 4第3章 塔式起重机的选择与布置 53.1 塔机选型及场地布置原则 53.2 塔机选型 53.3 塔机基础定位 93.4 塔机性能参数 103.5 本工程岩土体分析评价 113.6 塔式起重机基础开挖深度附近地质分析 123.7 塔式起重机基础帽加固 13第4章 塔吊基础施工顺序及方法 144.1 塔机基础施工准备 144.2 塔机基础施工工艺 144.3 塔机基础施工控制要点 144.4 塔式起重机地基防水及排水措施 154.5 塔式起重机基础施工质量保证措施 154.6 塔机基础施工安全注意事项 164.7 塔机基础施工技术注意事项 16附件一：塔式起重机基础计算书 181. TC7525塔式起重机基础计算书 18附录2：塔式起重机基础图纸 32及其关系34编译说明及依据编译说明本方案为本项目塔机基础设计施工专项方案，单独编制塔机安装、拆除专项方案。适用范围根据本项目施工组织设计和施工部署，结合本项目现有招标图纸及现场情况，我公司布置塔机2台，分别为9#和10#。该方案适用于两台塔式起重机的基础设计。下面将选择TC7525（臂长75m）和TC6016（臂长50m）进行基础设计说明。编译依据（一）本项目标书(2)《基坑支护工程岩土工程勘察》建筑基础设计规范》（GB5007-2011）(4)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)(5)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)（6）《工程机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）（7）《国家标准现行工程机械规范》（中国建筑出版社，1994）（8）《塔式起重机混凝土基础工程技术规范》（JGJ/T187-2009）（9）《建筑基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002（2011版））(10)TC7525塔式起重机安装操作手册本规划如有未尽解释或不明确之处，以当地政府有关规定、图册或有关文件为准。项目概况项目选址、场地及周边环境图1：项目地理位置项目概述2.2.1项目概述表一项目内容项目名称施工单位施工设计监理单位详细调查单位建筑功能2.2.2工程建设设计概述表二建筑性质公共建筑（商业办公室）建筑工地79940㎡层数地上34层/地下3层建筑高度161.85m设计生活50年结构类型框架-芯管结构建筑工程级1级抗震设防烈度7度屋顶防水等级1级地下防水等级1级防火设计建筑类别一级高层建筑建筑防火等级1级地下室单层建筑面积约9000㎡裙楼/标准层单层建筑面积约2500㎡/1600㎡标准层高4.35m最大楼层高度6.70m（减去一层）±0.00高程、自然地面高程及其关系本工程采用黄海标高，±0.000为室内首层地面标高，相当于黄海标高+5.500m。塔式起重机的选择与布置塔机选型及场地布置原则（一）满足现场需要；（2）根据施工部署安排，满足塔、地下室施工阶段吊装要求；（三）群塔建设要求；（4）保证塔机安装、拆卸的方便和塔机安全的需要；（5）机械效率和现场供电情况；塔机选型考虑到钢结构吊装，根据施工部署，在塔内部署一台TC7525塔机。经计算，可满足施工要求（塔吊起吊工况分析见注3），塔吊部署情况见下表：表3部分模型臂长最大起重量初始安装高度最终安装高度塔TC7525（9#塔机）75m12吨39米182m备注：1、塔机初始安装高度=地下室高度+起升高度。由于没有附墙，塔机的初始安装高度必须小于塔机的自立高度。选用的TC7525塔机塔架参数为宽2m*2m*3m，自立高度54m。塔吊（9#）=14.7+24=38.7m，取39m。为错开塔机安装高度，9#初始安装高度为39m，并已考虑组塔作业，避开向荣地块安装塔机高度。图2：塔机安装高度立面图2、塔机最终安装高度=建筑高度+地下室高度+起升高度塔机（9#）为161.85+14.7+12=180.3m，即182m。五台壁挂式塔机的最大安装高度可达186.3m，满足要求。3、塔机起吊工况分析考虑到塔机的吊装性能和构件的运输要求，塔架钢柱主要分为两层一节，一层一节，最长11.85m，最长单重4.4t。塔身钢柱号及截面图如下：塔钢柱编号图GZ-1/GZ-2/GZ-5/GZ-6/GZ-9/GZ-10/GZ-14GZ-3/GZ-4/GZ-11GZ-7/GZ-8/GZ-15GZ-12a/GZ-13a（一楼尽头）；GZ-12/GZ-13（一楼起点）GZ-16a/GZ-16b（一楼尽头）；GZ-16（一楼开始）（3）吊装情况分析塔的钢柱主要由带法兰的箱形柱和圆管柱组成。一楼钢柱主要分为一段，少数重量较轻的钢柱分为两段和一段，局部地下室的钢柱在一楼分为两段。断面，大部分断面位置在地面以上1.2米处，也有部分因吊重等因素位于地面2.2米处。4、塔式起重机附件图3：塔机手册中TC7525贴墙示意图图4：塔式起重机布置示意图塔机基础定位塔机的定位遵循满足现场吊装需要、充分覆盖施工区域、尽可能避免吊装死角的原则，同时兼顾塔机安装、拆卸、吊装方便的原则安全和保证塔机使用效率。本工程塔机通过的区域避开了塔的主体结构，塔机的标准截面在帽的中心，以帽为中心。塔机的详细定位见附录2中的图2。塔机性能参数3.4.1TC7525性能参数3.4.1.1TC7525塔机基本参数3.4.1.2TC7525塔吊起重性能本工程岩土体分析评价根据项目场地区域地质资料、地质调查和勘探钻探资料，场地内地层自上而下分别为：第四系人工充填层、第四系海相沉积层、第四系冲洪积层和第四系残留层。下伏基岩为加里东混合花岗岩。该场地的地层和岩性描述如下：.最新地质调查报告显示，现场地层自上而下为人工充填层、第四系全新统海相地层、第四系全新统冲洪积地层、第四系中更新统残余地层、燕山地层。过去由侵入岩组成，各地层的具体分布如下：场地分层分布表4序列号土层名称土层厚度（米）土壤条件描述1粘性粘土砂0.6～7.2m淡黄色、灰白色、黄白色、微密、部分密。以中砂为主，部分为粗砂，以石英为主，粘土含量不均。2砂质粘土0.8～7.5m(5)：黄、灰、白。可塑状态，含砂量5%～25%，切面略带光泽，干强度中等。3砂质粘土1.5～12.4m栗色，棕黄色，黄白色，湿，塑性～硬塑性状态。4全风化混合花岗岩1.1～18.8m褐色、灰黄色。原有的岩石结构基本被破坏，但仍可辨认。裂缝非常发达。除石英外的矿物质已风化成沙质土壤，遇水易软化崩解，合金可钻孔。5强风化混合花岗岩（砂砾）5.00～23.100m灰褐色、棕黄色，大部分矿物已风化变质，岩心呈砂砾状。属软岩，岩体极破碎，岩体基本质量等级为V级。该层遍布现场，出露层厚5.00-23.100m，平均15.46m;屋面标高-31.36--22.28m，屋面埋深27.50-36.50m。6土质强风化混合花岗岩0.9～23.1m灰黄色、棕黄色。关节和裂隙极为发达，芯部为沙质，遇水易软化解体。塔式起重机基础开挖深度附近地质分析根据本工程详细岩土勘察报告中勘探点平面配置图，9#塔机附近塔机基础主要受力层为，塔机基础受力层为砂质粘土，基础承载力特征值为fa=160kpa。经计算，基础的承载能力足够大，塔机可以使用自然基础。根据TC7525塔机说明书，9#塔机基础帽尺寸为7000mm×7000mm×1600mm。由于塔机尺寸大于帽之间的间距，塔机基础与CT2和CT2c帽一起挖掘和浇注。为了塔吊基础的稳定性，确定平台CT2和CT2a的尺寸均为4600mm×3200mm，平台CT2开挖深度为1.0m，平台CT2c开挖深度为1.3m。基础顶面标高-14.7m，地下室底板顶面平整，塔吊基础混凝土为C40P10混凝土。塔式起重机基础帽加固塔机基础加固按照塔机操作手册的要求进行配置，详见塔机基础加固图。9#塔机TC7525平台基础底筋采用双层二通C20@130；架设筋C12@500，当底筋比大于塔机基础面筋时按底筋配置，否则按塔机说明书配置。面筋，经分析，底板面筋为C25@200。塔吊基础施工顺序及方法塔机基础施工准备塔吊基础施工所需材料，如钢筋、标准砖、水泥、沙子等，应提前准备好进场，所有材料应在塔吊基础施工前两天带入现场.，要提前联系搅拌站，做好天气情况的收集。台风及雨天严禁浇筑混凝土。同时，要严格控制混凝土配合比，保证塔吊基础混凝土强度等级，混凝土抗渗等级与底板连接。与平台一致。塔机基础施工工艺根据平面图定位塔式起重机基础。施工流程：测量放线——基坑清理——垫层、找平层施工——砌筑砖胎模、抹灰——防水施工——防水保护层——绑扎底钢筋——放置箍筋、预安装预埋件——绑扎面加固-浇筑混凝土-固化。塔机基础施工控制要点1）由于塔吊基础也用作地下室结构底板，所以基础下部的防水施工严格按照设计、规范和方案要求进行施工。2）在防水保护层上标出预埋件的位置，保证预埋件的准确定位。3）在塔吊基础底部绑扎钢筋，放置箍筋和预埋件（预埋件外缘与垫子上标出的正方形重合）。预埋件飞檐水平控制在1‰。满足要求后，对箍筋和预埋件进行点焊，以免因后续工序的操作而改变调整后的水平。要求现场领班（或机电领班）在绑扎钢筋时应提前通知塔机租赁单位相关人员进入现场，做好前期各项准备工作。4）在塔吊基础上部绑扎钢筋。施工质量管理部门要做好过程控制、施工记录、质量验收等工作。5)测量人员再次测试预埋件的水平度，水平度必须控制在规定范围内，并做好测量记录。6)浇筑的混凝土振捣密实。在此过程中，施工人员必须随时监测预埋件檐口的水平。如有变化，必须随时调整，以保证塔吊预埋件檐口的水平。混凝土不得单向浇筑，以免晃动预埋件。同时，要求塔机租赁单位负责人在混凝土浇筑时应待命并监督，防止混凝土振捣时预埋件移位。7）当混凝土强度达到80%以上时（以同等条件下标准试块的强度报告为准），经质安部门验收合格后方可进行塔机安装。根据实际需要，TC7525塔机基础采用3天早强剂。塔式起重机地基防水及排水措施塔吊基础的防水方法详见地下室地板防水方法。由于塔吊基础顶面与结构底板顶面齐平，因此塔吊基础与结构底板之间进行防水处理。在塔吊底座和结构底座上，在结构底部以上50cm处，水平设置一块300×3mm的止水钢板，一半埋入塔吊基础帽内，另一半埋在结构的底部。由于塔机的基础面不能浸水以防止预埋件腐蚀，因此塔机基础面比底面高5cm，基础面从中心点向周围倾斜斜率为2%。详见附件2塔式起重机基础防水及散水示意图。塔式起重机基础施工质量保证措施1）防水施工实施边站监控，确保防水每个节点的每一道工序都符合设计和规范要求。2）钢筋的生产加工必须按规范进行，塔吊基础上下层之间采用铁箍支撑钢筋。3）为保证钢筋保护层的厚度，垫板采用与基础强度等级相同的混凝土。4）混凝土浇筑过程中严禁与塔机的锚脚发生碰撞，造成跑偏。5）在混凝土浇筑过程中，会有专人使用水平仪和经纬仪进行跟踪监控，确保锚脚的准确定位。6）混凝土浇筑后，应及时浇水养护，并覆盖保温。塔机基础施工安全注意事项（一）所有参与作业的作业人员必须遵守现场施工的各项安全规程和本工种的安全操作规程；（2）嵌入式支撑架的定位要严格准确；（3）注意天气情况，注意塔机基坑的坡度，以防下雨；(4)塔机基础的深坑应尽量避免浸水。如有积水，应立即用水泵抽出，以免塔吊地脚生锈，造成安全隐患。（5）防雷接地：用L40×4角钢或钢管预埋在塔机基础4面，用40×4镀锌接地边铁与塔机基础钢筋焊接。做好接地电阻测试，接地电阻不能大于10欧，如果达不到，增加接地体数量或采取措施。塔机基础施工技术注意事项(1)在塔式起重机标准节通过的底板和楼板处，以标准节中心为中心，四边平行于标准节，开3000×3000的开孔预订的。沿洞口设置300×3mm钢板止水带，在洞口周围设置100mm高的砖制止水带，并安装1:2水泥砂浆抹灰止水带，防止上部水流入地下室。(2)由于塔吊基础与结构底板齐平，应考虑防止塔吊基础浸水的措施。取中心点向四周以2%的夹角放坡，塔吊基础完成面最低点高出底面5cm。同时，应考虑与结构底板进行防水处理。在塔吊底座和结构底座上，在结构底部以上50cm处，水平设置一块300×3mm的止水钢板，一半埋入塔吊基础帽内，另一半埋在结构的底部。(3)塔机基础钢筋与底板钢筋连接处的处理：由于塔机基础是在底板之前施工的，所以底板钢筋断裂弯曲,并留下相应的搭接焊接长度(40d)。本施工缝应按照有关施工规范进行施工。（4）预埋件定位：1）在塔吊基础钢筋系扎过程中，通过经纬仪和水准仪对预埋件进行定位；2）《塔式起重机基础制作手册》中的5号钢筋按定位进行定位。与塔式起重机的基础钢筋焊接固定；3）、穿塔式起重机的地脚螺栓；4)、重新测试地脚螺栓；5)、焊接固定地脚螺栓；附件一：塔式起重机基础计算书TC7525塔式起重机基础计算书塔式起重机自然基础计算塔式起重机自然基础计算计算依据：1.《塔式起重机混凝土基础工程技术规范》JGJ/T187-20092.《混凝土结构设计规范》GB50010-20103.《建筑基础设计规范》GB50007-2011一、塔机性能塔式起重机模型QTZ50塔机独立状态最大起升高度H0(m)40塔吊独立状态计算高度H(m)51塔式桁架结构方钢管塔架结构宽度B(m)22、塔吊载荷塔式起重机垂直载荷图1、塔机自载标准值塔体重量G0(kN)1480动臂自重G1(kN)200动臂重心到塔身中心距离RG1(m)二十二手推车和吊钩自重G2(kN)3.8小车最小工作范围RG2(m)3最大起重载荷Qmax(kN)120最大起重载荷到塔体中心对应的最大距离RQmax(m)22.3最大起重力矩M2(kN.m)2500平衡臂自重G3(kN)二十一平衡臂重心到塔身中心距离RG3(m)20平衡重G4(kN)145塔身中心距离RG4(m)292、风荷载标准值ωk(kN/m2)项目地点广东深圳基本风压ω0(kN/m2)工作状态0.2非工作状态0.75塔帽形状及变幅方法锥形塔帽，台车变幅地面粗糙度C类（建筑物密集的市区）风振系数βz工作状态1.759非工作状态1.884风压等效高度变化系数μz0.898风荷载体形系数μs工作状态1.95非工作状态1.95风向系数α1.2塔身前后桁架平均填充率α00.35风荷载标准值ωk(kN/m2)工作状态0.8×1.2×1.759×1.95×0.898×0.2=0.591非工作状态0.8×1.2×1.884×1.95×0.898×0.75=2.3753、塔机传递给基础荷载的标准值工作状态塔式起重机自重标准值Fk1(kN)1480+200+3.8+21+145=1849.8起重量标准值Fqk(kN)120垂直载荷标准值Fk(kN)1849.8+120=1969.8水平载荷标准值Fvk(kN)0.591×0.35×2×51=21.099倾覆力矩标准值Mk(kNm)200×22+3.8×22.3-21×20-145×29+0.9×(2500+0.5×21.099×51)=2593.962非工作状态垂直载荷标准值Fk'(kN)Fk1=1849.8水平载荷标准值Fvk'(kN)2.375×0.35×2×51=84.788倾覆力矩标准值Mk'(kNm)200×22+3.8×3-21×20-145×29+0.5×84.788×51=1948.4944、塔吊传递给基础荷载的设计值工作状态塔式起重机自重设计值F1(kN)1.2Fk1=1.2×1849.8=2219.76起重量FQ(kN)设计值1.4FQk=1.4×120=168垂直载荷设计值F(kN)2219.76+168=2387.76水平载荷设计值Fv(kN)1.4Fvk=1.4×21.099=29.539倾覆力矩设计值M(kNm)1.2×(200×22+3.8×22.3-21×20-145×29)+1.4×0.9×(2500+0.5×21.099×51)=3659.599非工作状态竖向载荷设计值F'(kN)1.2Fk'=1.2×1849.8=2219.76水平载荷设计值Fv'(kN)1.4Fvk'=1.4×84.788=118.703倾覆力矩设计值M'（kN·m）1.2×(200×22+3.8×3-21×20-145×29)+1.4×0.5×84.788×51=2770.6123.基本计算基本布局基本布局底座长度l(m)7基础宽度b(m)7底座高度h(m)1.6_基本参数基础混凝土强度等级C40基层混凝土重量γc(kN/m3)25基础上部覆土厚度h'(m)0地基上部覆土重量γ'(kN/m3)19基层混凝土保护层厚度δ(mm)40基础参数修正基础承载力特性值fa(kPa)160基础变形地基一端倾斜方向沉降S1(mm)20基础倾角方向另一端沉降S2(mm)20底坡方向底宽b'(mm)5000地基和土壤自重荷载标准值：Gk=blhγc=7×7×1.6×25=1592.5kN地基及其上层土自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2×1592.5=1911kN当使用荷载效应的标准组合时，平行于基础边长的力为：Mk''=G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4+0.9×(M2+0.5FvkH/1.2)=200×22+3.8×22.3-21×20-145×29+0.9×(2500+0.5×21.099×51/1.2)=2513.258kN·mFvk''=Fvk/1.2=21.099/1.2=17.582kN当荷载作用基本结合时，平行于基础长度的力为：M''=1.2×(G1RG1+G2RQmax-G3RG3-G4RG4)+1.4×0.9×(M2+0.5FvkH/1.2)=1.2×(200×22+3.8×22.3-21×20-145×29)+1.4×0.9×(2500+0.5×21.099×51/1.2)=3546.614kN·mFv''=Fv/1.2=29.539/1.2=24.615kN基本纵横比：l/b=7/7=1≤1.1，基本计算形式为平方基。Wx=lb2/6=7×72/6=57.167m3Wy=bl2/6=7×72/6=57.167m3对应荷载作用的标准组合，同时作用在基础X、Y方向的倾覆力矩：Mkx=Mkb/(b2+l2)0.5=2593.962×7/(72+72)0.5=1834.208kN·mMky=Mkl/(b2+l2)0.5=2593.962×7/(72+72)0.5=1834.208kN·m1.偏心校验计算与标准荷载作用组合对应的地基边缘最小压力值：Pkmin=(Fk+Gk)/AMkx/Wx-Mky/Wy=(1969.8+1592.5)/49-1834.208/57.167-1834.208/57.167=8.529kPa≥0偏载合力的作用点在核心区。2、基础底压计算P·kmin=8.529kPaPkmax=(Fk+Gk)/A+Mkx/Wx+Mky/Wy=(1969.8+1592.5)/49+1834.208/57.167+1834.208/57.167=136.871kPa3、基础轴向载荷作用应力Pk=(Fk+Gk)/(lb)=(1969.8+1592.5)/(7×7)=72.7kN/m24、基础底面压力校核(1)修正后地基承载力的特征值fa=160.00kPa(2)轴作用时地基承载力校核计算Pk=72.7kPa≤fa=160kPa满足要求！(3)偏心作用下基础承载力校核计算Pkmax=136.871kPa≤1.2fa=1.2×160=192kPa满足要求！5.基本剪力校核计算基本有效高度：h0=h-δ=1300-(40+20/2)=1250mmX轴方向的净反作用力：Pxmin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×(1969.800/49.000-(2513.258+17.583×1.300)/57.167)=-5.621kN/m2Pxmax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wx)=1.35×(1969.800/49.000+(2513.258+17.583×1.300)/57.167)=114.161kN/m2假设Pxmin=0，偏心率是安全的，我们得到P1x=((b+B)/2)Pxmax/b=((7.000+2.000)/2)×114.161/7.000=73.389kN/m2Y轴方向的净反作用力：Pymin=γ(Fk/A-(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×(1969.800/49.000-(2513.258+17.583×1.300)/57.167)=-5.621kN/m2Pymax=γ(Fk/A+(Mk''+Fvk''h)/Wy)=1.35×(1969.800/49.000+(2513.258+17.583×1.300)/57.167)=114.161kN/m2假设Pymin=0，偏心率是安全的，我们得到P1y=((l+B)/2)Pymax/l=((7.000+2.000)/2)×114.161/7.000=73.389kN/m2地下室平均压力设计值：px=(Pxmax+P1x)/2=(114.161+73.389)/2=93.775kN/m2py=(Pymax+P1y)/2=(114.161+73.389)/2=93.775kPa基础上的剪力：Vx=|px|(bB)l/2=93.775×(7-2)×7/2=1641.061kNVy=|py|(lb)b/2=93.775×(7-2)×7/2=1641.061kNX轴方向的抗剪强度：h0/l=1250/7000=0.179≤40.25βcfclh0=0.25×1×19.1×7000×1250=41781.25kN≥Vx=1641.061kN满足要求！Y轴方向的抗剪强度：h0/b=1250/7000=0.179≤40.25βcfcbh0=0.25×1×19.1×7000×1250=41781.25kN≥Vy=1641.061kN满足要求！6.基础变形校核计算斜率：tanθ=|S1-S2|/b'=|20-20|/5000=0≤0.001满足要求！4、地基配筋校核计算基础底部纵向钢筋HRB400Φ20@130基础底部的短钢筋HRB400Φ20@130基础顶部的纵向钢筋HRB400Φ20@200基础顶部短方向钢筋HRB400Φ20@2001.基本折弯距离计算基本X方向弯矩：MⅠ=(bB)2p×l/8=(7-2)2×93.775×7/8=2051.326kN·mY方向基本弯矩：MⅡ=(lB)2pyb/8=(7-2)2×93.775×7/8=2051.326kN·m2、地