慈溪市某体育馆塔吊基础及使用专项方案QZ

**工程塔吊基础及使用专项安全施工方案编制单位**项目部二00八年六月十日目录工程概况工程地质情况塔吊基础的设计与计算塔吊稳定性计算施工部署塔吊的安装与维修塔吊的管理和使用塔吊位置附图：塔吊总平面布置图**塔吊基础专项使用方案工程概况由***市公共项目建筑中心（局）开发建设的**工程，-**小区,地理位置优越，交通方便。该工程为二层建筑，局部三层，屋面为钢网架，外墙为玻璃幕墙。框架钢结构。总建筑面积约21656㎡。本工程监理单位为浙江江南工程管理股份有限公司；设计单位为浙江省建筑设计研究院；施工单位为五洋建设集团股份有限公司。工程安全目标为省标化，质量等级为确保优质，争创“钱江杯”。工程地质参数表：本参数根据Z19/2.58确定层号土层名称状态含水量ww(%)重度r(kn/m3)层厚(m)预应力管桩特征值值地基土承载力特征征值fak(kpa)侧阻力qsa(kkpa)端承力qpa(kkpa)1粉质粘土30.018.211752粘质粉土30.318.3181153淤泥质粉质粘土34.517.66.5654粉质粘土夹粉土29.918.5261305粉质粘土34.218.012806粘土33.918.42811001607粉质粘土31.218.425851308-1粘土42.317.52611001508-2粉质粘土30.618.63012001608-3粉质粘土22.419.1301600200±0.000=4.450(黄海高程)自然地面相对标高-0.6m；层厚中分子值为桩尖进入持力层的深度。塔吊基础的设计与计算根据现场实际情况和场馆的结构特点，在现场布置三台塔吊，呈三角形布置，搭设高度均为40m，根据搭设高度采用独立式能满足施工使用要求。塔吊选用徐工集团生产的QTZ63型塔吊，该塔吊起重臂长55米，最大起重重量为6吨，端部最大起重量为1吨，现场布置3台塔吊基础位置见附图。采用A型4Φ500管桩，钢筋砼承台基础，塔吊桩尖持力层均在4层（粉质粘士夹粉土）。1.塔吊基础的加固根据现场土质情况，及结合当地安监部门的相关要求，为此对塔吊基础地基进行加固处理。在每台塔吊基础的位置下设置4根Φ500（100）预制薄壁管桩，桩长约30米（桩进入4层土1—2米）四桩基础计算书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）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）等编制。A，塔吊的基本参数信息塔吊型号：QTZ63，塔吊起升高度H：35.000m，塔身宽度B：2.5m，基础埋深D：1.000m，自重F1：270kN，基础承台厚度Hc：1.400m，最大起重荷载F2：60kN，基础承台宽度Bc：5.000m，钢筋级别:HPB235，桩直径：0.500m，桩间距a：3.8m，承台箍筋间距S：200.000mm，承台混凝土的保护层厚度：50mm，承台混凝土强度等级：C35，额定起重力矩是：630kN·m，基础所受的水平力：30kN，标准节长度：2.8m，主弦杆材料：角钢/方钢,宽度/直径c：12mm，所处城市：浙江宁波市，基本风压W0：0.5kN/m2，地面粗糙度类别为：D类密集建筑群，房屋较高，风荷载高度变化系数μz：0.73。B，塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算塔吊自重（包括压重）F1=270.00kN，塔吊最大起重荷载F2=60.00kN，作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×(F1+F2)=396.00kN，塔吊倾覆力矩M=1.4×696.63=975.28kN·mC，承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。（1）.桩顶竖向力的计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。其中n──单桩个数，n=4；F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=396.00kN；G──桩基承台的自重：G=1.2×(25×Bc×Bc×Hc)=1.2×(25×5.00×5.00×1.40)=1050.00kN；Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取975.28kN·m；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.69m；Ni──单桩桩顶竖向力设计值；经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，最大压力：Nmax=(396.00+1050.00)/4+975.28×2.69/(2×2.692)=542.98kN。最小压力：Nmin=(396.00+1050.00)/4-975.28×2.69/(2×2.692)=180.02kN。不需要验算桩的抗拔（2）.承台弯矩的计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第条。Mx1=∑NiyiMy1=∑Nixi其中Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.65m；Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=Ni-G/n=280.48kN；经过计算得到弯矩设计值：Mx1=My1=2×280.48×0.65=364.63kN·m。D、承台截面主筋的计算依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。As=M/(γsh0fy)αs=M/(α1fcbh02)ζ=1-(1-2αs)1/2γs=1-ζ/2式中，αl──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,期间按线性内插法得1.00；fc──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2；ho──承台的计算高度：Hc-50.00=1350.00mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=210.00N/mm2；经过计算得：αs=364.63×106/(1.00×16.70×5000.00×1350.002)=0.002；ξ=1-(1-2×0.002)0.5=0.002；γs=1-0.002/2=0.999；Asx=Asy=364.63×106/(0.999×1350.00×210.00)=1287.70mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:5000.00×1400.00×0.15%=10500.00mm2。故配筋Φ20◎130双层双向满足要求；E、承台斜截面抗剪切计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第条和第条。根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，记为V=542.98kN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：γ0V≤βfcb0h0其中，γ0──建筑桩基重要性系数，取1.00；b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1350mm；λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0此处，a=(5000.00/2-2500.00/2)-(5000.00/2-3800.00/2)=650.00mm；当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3，得λ=0.48；β──剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/(λ+0.3)；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/(λ+1.5)，得β=0.15；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；则，1.00×542.98=542.981kN≤0.15×16.70×5000×1350/1000=16908.75kN；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！F、桩承载力验算桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第条。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=542.98kN；桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：γ0N≤fcA其中，γ0──建筑桩基重要性系数，取1.00；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；A──桩的截面面积，A=1.96×105mm2。则，1.00×542981.19=5.43×105N≤14.30×1.96×105=2.81×106N；经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求G、桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)的第-3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=542.98kN；单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：R=ηsQsk/γs+ηpQpk/γpQsk=u∑qsikliQpk=qpkAp其中R──单桩的竖向承载力设计值；Qsk──单桩总极限侧阻力标准值；Qpk──单桩总极限端阻力标准值；ηs,ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数；γs,νp──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数；qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；qpk──极限端阻力标准值；u──桩身的周长，u=1.571m；Ap──桩端面积,取Ap=0.196m2；li──第i层土层的厚度；各土层厚度及阻力标准值如下表:序号土厚度(m)土侧阻力标准值(kPa)土端阻力标准值(kPa)抗拔系数土名称12.4011.000.000.80粉土或砂土29.3018.000.000.70粘性土310.516.500.000.70粘性土47.826.00130.000.70密实粉土由于桩的入土深度为30.00m,所以桩端是在第4层土层。单桩竖向承载力验算:R=1.57×(2.40×11.00×1.00+9.30×18.00×1.00+10.5×16.50×1.00+7.8×26.00×1.00)/1.65+1.06×130.00×0.196/1.65=558.97kN>N=542.981kN；上式计算的R的值大于最大压力542.98kN,所以满足要求!2.塔吊基础的设计塔吊基础安5m×5m×1.4m（厚）设计，配筋为Φ20◎130双层双向设计，考虑构造要求，承台底板筋与面筋采用Φ14@400的拉勾拉接。3．承台配筋计算根据《建筑地基基基础设计规范范》GB500007－2002第条（1）.抗弯计算：MI＝1/12a1【（al＋a·）（Pmax＋P-2G/A）+（Pmax－P）l】式中al—截面I-I至基桩边缘缘的距离取al＝1.7MP—截截面I-I处的基底压压力：P＝Pmax×（3a－a·）3aP＝115.88×（3×1.8－1.7）/3×11.8＝79.344Kpaa·——截面I-I在基底的投投影长度取a·＝1.6M经计算得M＝1..7×1.77×【（2×5＋1.8）×（115.8＋79.34－2×11334/52）+(1155.8-799.34)××5】/12=5516.266KN·M

（2）配筋面积积计算：依据《建筑地基基基础设计规范范》GB500007－2002第7.2条as＝M//a1fcbhoS＝1－（1－2as）1/2As＝M/rshofy式中a1—系数，当砼强度系系数超过C50时，a1取1.0fc—砼抗压强度设计值值ho—承台得设计计高度经过计算得出ass＝516.226×1066 /（1×16..7×5×1103×130002）＝0.0044S＝1－（1－2×0.0004）1/2＝0.0044rs＝1－0.0044/2＝0.9988As＝516..26×1006/（0.9988×13000×13000）=13226㎜2最小配筋率为0..15％，故最小小配筋面积为为105000㎜2由取As＝10500㎜2承台配筋：承台底底板采用双向向Φ20＝314.116㎜2，105000㎜2/3144.16＝34根，5000÷÷34＝147㎜，故双向Φ20◎130能满足要求求。四．塔吊稳定性计计算稳定性计算计算书书本计算书主要依据据施工图纸及及以下规范及及参考文献编编制：《塔式式起重机设计计规范》（GGB/T133752-11992）、《建建筑结构荷载载规范》（GGB500009-20001）、《建建筑安全检查查标准》（JJGJ59--99）、《建建筑施工计算算手册》（江江正荣编著）等等编制。<一>、塔吊有荷载时稳稳定性验算塔吊有荷载时，计计算简图:塔吊有荷载时,稳稳定安全系数数可按下式验验算:式中K1──塔塔吊有荷载时时稳定安全系系数，允许稳稳定安全系数数最小取1..15；G───塔吊自重力力(包括配重，压压重),G==400.000(kN))；c───塔吊重心至至旋转中心的的距离,c==1.50((m)；hoo──塔吊重心至至支承平面距距离,ho=6.000(m)；b───塔吊旋转中中心至倾覆边边缘的距离,,b=2.550(m)；；Q───最大工作荷荷载,Q=990.00((kN)；g───重力加速度度(m/s2),取9.81；v───起升速度,vv=0.500(m/s))；t───制动时间,tt=20.000(s)；；a───塔吊旋转中中心至悬挂物物重心的水平平距离,a==15.000(m)；W11──作用在塔吊吊上的风力,,W1=4.000(kN)；；W22──作用在荷载载上的风力,,W2=0.300(kN)；；P11──自W1作用线至至倾覆点的垂垂直距离,PP1=8.000(m)；P22──自W2作用线至至倾覆点的垂垂直距离,PP2=2.500(m)；h───吊杆端部至至支承平面的的垂直距离,,h=30..00m(m)；n───塔吊的旋转转速度,n==1.00((r/minn)；H───吊杆端部到到重物最低位位置时的重心心距离，H＝28.000(m)；α──塔吊的倾斜角(轨轨道或道路的的坡度)，α=2.000(度)。经过计算得到K11=1.2775；由于K1≥1.115,所以当当塔吊有荷载载时，稳定安安全系数满足足要求!<二>、塔吊无荷载时稳稳定性验算塔吊无荷载时，计计算简图:塔吊无荷载时,稳稳定安全系数数可按下式验验算:式中K2──塔塔吊无荷载时时稳定安全系系数，允许稳稳定安全系数数最小取1..15；G11──后倾覆点前前面塔吊各部部分的重力,,G1=200..00(kNN)；c11──G1至旋转中心心的距离,cc1=3.000(m)；b───塔吊旋转中中心至倾覆边边缘的距离,,b=2.000(m)；；h11──G1至支承平面面的距离,hh1=6.000(m)；G22──使塔吊倾覆覆部分的重力力,G2=100..00(kNN)；c22──G2至旋转中心心的距离,cc2=3.500(m)；h22──G2至支承平面面的距离,hh2=30.000(m)；；W33──作用有塔吊吊上的风力,,W3=5.000(kN)；；P33──W3至倾覆点的的距离,P3=10.000(m)；；α──塔吊的倾斜角(轨轨道或道路的的坡度)，α=2.000(度)。经过计算得到K22=3.1444；由于K2≥1.115,所以当当塔吊无荷载载时，稳定安安全系数满足足要求!五．施工部署1.塔吊安装情情况与搭设高高度序号编号塔吊型号工作半径搭设高度计划使用日期11＃QTZB3554022＃QTZB3554033＃QTZB35540说明：塔吊安装高高度从基础算算起2．塔吊协调a.在塔机使用工程中中，必须注意意相邻建筑物物的动态，指指挥在发出启启动信号之前前要观察相邻邻建筑物是否否在离自己的的塔吊臂较近近的地方，或或有物件向塔塔吊臂方向移移动可能影响响吊臂正常运运转和起吊，应应根据观察实实际情况来决决定发出各种种指挥信号，即即使作出合理理的决定。以以避免发现情情况不及时，而而导致信号不不及时或发出出错误得信号号。b.由于塔吊臂处于同同一水平作业业线上，且又又垂直区域，故故在每次提升升时应塔吊时时考虑塔吊臂臂与臂垂直离离开间距，提提升工作由塔塔吊安装公司司负责，完成成后由项目部部保存资料。c.施工过程中，应严严格按照作业业计划，塔吊吊统一使用、统统一指挥，以以保持最高得得使用效率。六．塔吊的安装与与维修1．安装(或拆除))前，必须制制订方案，经经总工程师批批准后方可实实施，并报当当地安监站备备案。2．安装(或拆除))前，由生产产副经理组织织专业技术人人员、机管员员、安全员对对操作人员进进行操作规程程教育,进行装拆安安全技术交底底。3．安装(或拆除))时，由安全全员安排设置置警戒区域，设设立警示标志志，并有专人人监护。4．安装完毕后，经经有关部门检检测验收合格格挂牌后方可可使用。七．塔吊的管理和和使用1．塔员使用时应注注意事项1）.塔吊使用前安装灵灵敏可靠的起起重力矩限制制器，,当达到额定定起重力矩时时，限制器应应发出报警信信号，当起重重力矩超过额额定值8%时，限制器器切断上升和和增幅电源，但但塔吊可做下下降和减幅运运动。2).塔吊在使用用前还必须安安装行程限位位、起重臂变变幅限位和升升超高限位，各各限位装置灵灵敏可靠。3).塔吊吊钩应应设置防止吊吊物滑脱的保保险装置；卷卷扬机卷筒应应设置防止钢钢丝绳滑出的的防护保险装装置；当爬梯梯高度超过22M时,从2M处开始设设置直径0.65-00.8M，间间距为0.5-0..7M的护圈;当爬梯设于于结构内部并并且与结构的的距离小于11.2M时，可可不设护圈。4).塔吊高度超超过说明书规规定的自由高高度时必须安安装附墙装置置，附墙装置置应符合说明明书要求。5).塔吊指挥、司司机必须持证证上岗；塔吊吊指挥应使用用旗语或对讲讲机。6).塔吊上任何何部位与架空空输电线路应应保持安全距距离：1KV以下垂直1..5m，水平平1m；1-15KKV垂直3m；水平1m。小于安安全距离的必必须采取有效效的防护