塔吊钢平台基础专项施工方案

/石碶街道建庄4号安置地块工程塔吊基础专项施工方案一、工程概况1、建设单位：宁波市鄞州区石碶街道新村建设办公室2、管理单位：宁波市鄞州腾波房地产开发有限公司3、设计单位：浙江高专建筑设计探讨院有限公司4、监理单位：宁波斯正项目管理询问有限公司5、施工单位：浙江万华建设有限公司6、工期：680日历天7、工程规模：本工程位于鄞州区石碶街道建庄村，由12幢住宅楼、2幢配电房和1层地下车库组成。±0.00黄海高程为4.30米，总建筑面积约98972.94平方米，地下建筑面积约21940平方米。楼号建筑面积（m2）层数全高楼号建筑面积（m2）层数全高1#楼5181.1714F42.3607#楼8042.3114F42.3602#楼5178.3914F42.3608#楼5181.314F42.3603#楼9821.9014F43.0109#楼5194.7714F42.3604#楼5194.7714F42.46010#楼9693.9414F42.3605#楼6289.5011F34.06011#楼10602.8814F42.3606#楼6289.5011F34.06012#楼5452.1814F42.460二、编制依据1、《建筑桩基技术规范》JGJ94-20082、《建筑施工手册》中国建筑工业出版社3、《钢结构设计规范》GB50017-20034、《高层建筑施工手册》中国建筑工业出版社5、《塔式起重机设计规范》GB/T13752-926、《建筑钢结构焊接规范》GB50061-20117、《塔吊起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009三、基础所受的荷载分析1、依据上部结构各单体建筑高度和平面分布状况，兼顾主体结构和地下室结构施工的便利，综合比较后，确定布置4台广西建机生产的臂长55米的QTZ80（TCT5512)型塔吊，4台塔吊都设置在地下室内。塔吊的安装高度：1#塔吊59.5米（2+19节）；2#塔吊54.5米（2+17节）；3#塔吊54.5米（2+17节）；4#塔吊49.5米（2＋15节）。其中1#塔吊在10#楼9层梁板和14层梁板位置各设一道附墙件，2#塔吊在12#楼11层梁板设置一道附墙件，3#塔吊在9#楼11层梁板设置一道附墙件，4#塔吊在7#楼11层梁板位置设一道附墙件。塔吊的详细位置见附图。2、塔吊的附墙装置只担当风荷载等水平荷载及弯矩、扭矩，不担当自重等竖向荷载，将塔身、附墙简化为多跨连续梁受力模型，通过受力分析，可以得出结论：塔吊在独立高度状态下所承受的风荷载等水平荷载所产生的内力最大。安装附墙装置以后，对基础的荷载和独立高度相比仅多了标准的重量，而其所传递的风荷载要少的多，因此下面荷载取值均以独立高度状态进行计算。四、塔吊基础的设计计算桩基钢平台基础计算初步确定，1#~4#塔吊均接受四桩钢平台基础，塔吊基础均接受4根Ф800钻孔灌注桩，桩距2.62.6米。4台塔吊均设置在地下室内，桩顶相对标高-0.850米，1#塔吊桩长26米，桩有效摩擦20.4米，桩尖进入5-2层粉土层；2#塔吊桩长27米，桩有效摩擦21.4米，桩尖进入5-2层粉土层；3#塔吊桩长32米，桩有效摩擦26.4米，桩尖进入6-1层粘土层；4#塔吊桩长29米，桩有效摩擦23.4米，桩尖进入5-2层粉土层；全部塔吊桩，-0.85米~-9.15米为4根L14014角钢组成的钢构式格构柱，截面尺寸460460。下部桩为构造配筋12Ф18(HRB400)，箍筋为Ф6@250，加强箍Ф14@2000，钢格构柱和钢筋搭接3米，搭接部分的桩箍筋Ф6@100。加强筋Ф14@500。桩砼标号为C30，由于桩顶标高高于自然地面，因桩机施工须要，塔吊平台四周6米范围内铺填塘渣至桩顶标高处（-0.850），砼浇灌到桩顶标高平。地下室塔吊桩挖土后将型钢外围的砼凿除，隔2米用12#槽钢四面加焊横撑，并在中间用12#槽钢设水平十字撑，，横撑间用12#槽钢设垂直剪刀撑，剪刀撑和横撑随土开挖深度的增加跟进，底板和顶板施工时将钢格构柱内的砼凿除，浇筑底板和顶板时将型钢浇筑在内，角钢四周焊环形钢板止水带-1050。钢平台焊接前，以塔吊为中心1:1放坡挖600060001500（深度）的土坑，以便钢平台的焊接，钢平台接受型钢电焊加工成型，四根钢格构柱上部各焊一块-30600600钢托板。四块托板上部水平对角各设一根50a工字钢。在工字钢上四根格构柱的两边（内外）各设通长22#槽钢一根，共设8根。在22#槽钢上设置井字型18#工字钢四根，塔吊标准节四角对穿螺栓范围上、下部各焊一块-30650650钢板。平台和格构柱连接处竖向焊接-14300400三角钢板，每根格构柱四块。（详细做法，详见附图）1、单桩承载力特征计算依据浙江开天工程技术有限公司供应的石碶街道建庄4号安置地块岩土工程勘察报告，桩基设计参数如下表：层号地层名称钻孔灌注桩桩侧阻力特征值(kpa)1#塔吊层厚（m）2#塔吊层厚（m）3#塔吊层厚（m）4#塔吊层厚（m）抗拔承载力系数②-1淤泥6//0.430.7②-2淤泥65.866.739.27.50.7②-3淤泥质黏土9//3.51.80.7⑤-1粉质粘土2812.4012.306.312.40.7⑤-2粉土242.142.375.41.270.7⑥-1粘土24//2.54/0.74台塔吊基础都在地下室内，地下室地梁挖土标高为-6.450米，因此地下室塔吊桩单桩竖向承载力特征值计算从-6.450米以下起先，桩按摩擦桩计算。QTZ80型塔吊桩单桩竖向承载力特征值为：1#塔吊：Ra=u∑qsia.li=0.83.14（65.86+2812.4+242.14）=1089KN2#塔吊：Ra=u∑qsia.li=0.83.14（66.73+2812.3+242.37）=1109KN3#塔吊：Ra=u∑qsia.li=0.83.14（69.2+93.5+286.3+245.4+242.54）=1139KN4#塔吊：Ra=u∑qsia.li=0.83.14（67.93+91.8+2812.4+241.27）=1108KN2、桩基所受荷载的计算分析塔机QTZ80（TCT5512）的竖向荷载简体如下所示。图中各参数依据广西建工集团建筑机械制造有限责任公司生产的QTZ80（TCT5512）塔机的运用说明。2.1自重荷载及起重荷载1）塔机自重标准值Fk1=469KN2)基础自重标准值Gk==50KN3)起重荷载标准值Fqk=60.0KN2.2风荷载计算1）工作状态下塔机截面对角线方向所受风荷载标准值①塔机所受风荷载均布线荷载标准值（Wo=0.20KN/m2）=0.8×1.2×1.59×1.79×1.29×0.2×0.35×1.5=0.37KN②塔机所受风荷载水平合力标准值=0.37×43=15.91KN.m③基础顶面风荷载产生的力矩标准值=15.91×0.5×43=342KN.m2）非工作状态下塔机截面对角线方向所受风荷载标准值①塔机所受风荷载均布线荷载标准值（宁波市）=0.8×1.2×1.65×1.58×1.29×0.5×0.35×1.6=0.84KN②塔机所受风荷载水平合力标准值=0.84×43=36.28KN.m③基础顶面风荷载产生的力矩标准值=36.28×0.5×43=780KN.m2.3塔机的倾覆力矩塔机自身产生的倾覆力矩，向前为正。大臂自重产生的向前力矩标准值M1=58.9×29=1705kN.m最大起重荷载产生的最大向前力矩标准值M2=60×15=900kN.m小车位于上述位置时的向前起重力矩标准值M3=2.2×15=33kN.m平衡臂产生的向后力矩标准值M4=-30×6=-180kN.m平衡重产生的向后力矩标准值M5=-125×11=-1375kN.m2.4综合分析、计算1）工作状态下塔机对基础顶面的作用①标准组合的倾覆力矩标准值Mk=M1+M3+M4+M5+0.9(M2+MSK)②水平荷载标准值Fvk=15.91kN.m③竖向荷载标准值=469+50+60=579KN2）非工作状态下塔机对基础顶面的作用①标准组合的倾覆力矩标准值Mk`=M1+M4+M5+MSK`=1705-180-1375-780=-630kN.m②水平荷载标准值Fvk`=36.28kN.m③竖向荷载标准值=469+50=519kN3、桩基础设计倾覆力矩按最不利的对角线方向作用,塔吊厂方供应的技术参数，最大倾覆力矩为1170Kn.m。计算弯矩取最不利条件，取最大值。P=469Kn，M=1300.8Kn，G=50Kn上部桩重G=3.140.425.6425=281.3KN3.1基桩承载力验算倾覆力矩按最不利的对角线方向作用1）基桩竖向承载力验算取最不利的非工作状态荷载进行验算偏心竖向力作用下：=-153.19kn为竖向拔力153.19kn<Ra’=1089×0.75=816.75kn基桩承载力符合要求，按抗压桩和抗拔桩设计2）桩身轴心抗压承载力验算桩身强度设计值为：1.35×553.3=746.95Kn≤5388Kn桩身轴心抗压承载力符合要求3）桩身轴心抗拔承载力验算（桩身配筋12Φ18HRB400）-153.19×1.35=-206.8kn桩身轴心抗拔承载力符合要求4、钢平台设计4.1钢板桩连接板焊缝承载力计算焊缝强度设计值ƒwv=160N/mm2安装焊缝折减系数0.7焊缝厚按6mm计算，每根桩按4条30cm长焊缝计算考虑。连接板焊缝承载力为：Nt=ƒwv·he·Lw=0.7×160×6×4300/1000=806.4KNQTZ80塔吊单肢压力计算：Nt＞1.2Qkmax=747.6kN满足要求4.2塔吊基础板和过渡板焊缝验算焊缝强度设计值ƒwv=160N/mm2安装焊缝折减系数0.7焊缝厚按10mm计算，每块板焊缝长度按180cm计算考虑。连接板焊缝承载力为：Nt=ƒwv·he·Lw=0.7×160×10×1800/1000=2016KNQTZ80塔吊单肢压力计算：Nt＞1.2Qkmax=747.6kN满足要求4.350a工字钢强度验算按最不利的受力状况考虑QTZ80塔吊传到40#H钢上立杆的荷载设计值：暗梁计算简图如下：受弯计算B支座反力为：RA=-236kn(支座反力向下)RB=470.5kn（支座反力向上）最大弯矩在截面2位置，弯矩设计值：M2=470.5×50a#工字钢截面特性值如下：Ix=46500cm4Wx=1860cm3ix=19.7md=12.0mm最大拉应力Ơ=Mmax/γ·Wx=334.1×106/1.05×1860×103=171/mm2Ơ＜ƒ=215N/mm2满足要求断开的H钢焊缝验算,焊缝按2条50cm的长考虑,焊缝承载力为Nt=fwv·he·Lw=0.7×160×6×2×500/1000=672KNNt＞VA整体稳定性验算ψb取0.95Ơ=Mmax/ψb·Wx=334.1×106/0.95×1860×103=189N/mm2Ơ＜ƒ=215N/mm2满足要求4.4高强螺栓验算每根M30,10.9级高强螺栓的设计为466KN，每根M36，10.9级高强螺栓的设计拉力为678KN。则P=466×4+678×2=3220KN＞F=672.2KN满足要求.4.518#工字钢强度验算按50a#工字钢不受力考虑，由四根18#工字钢分担，计算模型如下图：F=470.5/8F=470.5KN/8550150055018#工字钢截面特性值如下Ix=1660cm4Wx=185cm3Sx=107.8cm3d=6.5mm垮中最大弯矩Mmax=F·a=58.81×0.55=32.34KN·m最大拉应力Ơ=Mmax/γ·Wx=32.34×106/1.05×185×103=166.5N/mm2Ơ＜ƒ=215N/mm2满足要求最大剪力VA=RA=F=58.81KN最大剪应力ζ=VA·S/I·d=76.25×107.8×106/1.05×1660×6.5×104=55.94N/mm2ζ＜ƒv=125N/mm2满足要求18#工字钢焊缝验算,焊缝按2条18cm的长考虑,焊缝承载力为Nt=fwv·he·Lw=0.7×160×6×2×180=241.9KNNt＞VA满足要求稳定性验算ψb取0.95Ơ=Mmax/ψb·Wx=32.34×106/0.95×185×103=184/mm2Ơ＜ƒ=215N/mm2满足要求4.622#槽钢强度验算按最不利的受力状况考虑，由18#工字钢干脆传力道22#槽钢上，由8根槽钢分担，计算模型如下图：F=470.5KN/8F=470.5KN/8550150055022#槽钢截面特征值如下：Ix=2110cm4Wx=192cm3Sx=110cm3d=5.4mm最大弯矩Mmax=F·a=58.81×0.55=32.34KN·m最大拉应力Ơ=Mmax/γ·Wx=32.34×106/1.05×192×103=160N/mm2Ơ＜ƒ=215N/mm2满足要求最大剪力VA=RA=F=58.81KN最大剪应力ζ=VA·S/I·d=58.81×110×106/2110×5.4×104=56.79N/mm2ζ＜ƒv=125N/mm2满足要求稳定性验算ψ取0.95Ơ=Mmax/ψ·Wx=32.34×106/0.95×192×103=177N/mm2Ơ＜ƒ=215N/mm2满足要求4.7格构柱强度及稳定性复核格构柱（格构式）四周角钢L140×14等边角钢，截面特征如下：A=715.8cm2ix=4.28cmWx=68.75cm3Ix=688.81cm4Zo=3.98cm格构式柱截面特性如下：惯性矩I构=4×[Ix+（b/2-Zo）2·A]=4×[688.81+（23-4.5）2×37.567]=545184cm454184/47.567回转半径i构=I/A构=54184/47.567抗拒距w构=I构/ymax=54184/18.99=2853cm3钢板桩长细比λ=L/i构=8300/189.9=43.7（计算长度按8.3米考虑）角钢轴心受压稳定系数ψ=0.6+0.0015×λ=0.64钢格构柱强度稳定性验算按偏心受压计算单桩最大抗压承载力设计值N=553.3KN，等效弯矩系数Bmx取1.0N'EX=π2·EA/1.1λ2x=3.142×2.05×150.27×104/1.1×43.72=14458应力计算δ=N/ψx·A+βmx·Mx/W构(1-ψx·N/N'EX)=553.3×103/0.64×150.27×102+1×553.3×0.25×106/2853×103×(1-0.64×553.3/14458)=107.5N/mm2δ＜ƒ=215N/mm2满足要求格构柱及钢平台施工方法和要点格构柱锚入桩基中的长度见塔吊基础剖面图，并需增加箍筋和主筋数量，确保焊接质量，桩混凝土等级不小于C30；吊（插）入桩孔时，应限制钢构柱的垂直和水平二个方向的偏位。特别需防止浇捣混凝土后钢构柱的偏位，施工方中必需有防偏位措施（接受模具等定位方法）。钢构柱宜在工厂制作，成品后运往工地。现场焊接水平杆和斜撑杆（柱间支撑）等构件，必需持有焊接上岗证，原则上仍应由生产厂家派员施焊。单肢钢构柱内部需留有足够空间，浇捣混凝土中应实行有效手段保证混凝土的填充率达到95%以上。开挖土方时，塔机钢构柱四周的土方应分层开挖，钢构柱之间的水平和斜撑杆（或柱间支撑），连接板等构件，必需跟随挖土深度而刚好设置并焊接。塔机运用中，要经常视察焊缝变形态况；经常视察塔机的垂直度，发觉超差刚好订正。钢平台焊接前，以塔吊为中心1:1放坡挖600060001500（深度）的土坑，以便钢平台的焊接。柱帽下部至少要留有0.8米的操作空间。钢平台焊接前需按设计标高对4根格构柱的柱头进行调平，然后焊接平台板，平台板的平整度限制在L/1000之内，L为钢平台基础外边缘长度。平台板和格构柱分肢焊接，并焊接加劲板。施工时应限制十字梁（50a工字钢）的中心交点到4个格构柱的中心点等距，并使十字梁型钢的腹板和格构柱的对角线重合。焊接依次：柱帽盖板（平台板）→50a#H型钢十字支撑焊接→22#槽钢焊接→18#工字钢焊接→预埋螺栓板及加强槽钢焊接→节点板焊接。12、原材料：型钢、钢板宜接受Q345B钢，购入的钢材应详细的检查钢厂出具的质量证明书或检验报告，其化学成分、力学性能和其它质量要求必需符合国家标准要求，且质量证明书上的炉批号应和钢材实物上的标记一样，否则不得运用。13、钢平台的施工，托付有钢结构施工资质的单位进行施工。14、焊接拼装接受手工电弧焊，焊工必需有相应的资格证书，焊接过程中抽检电流、电压等工艺参数，焊接依次是否符合工艺，焊接面的水、锈、油是否清除干净。焊缝外观要100%检验，焊缝表面应匀整、平滑、无折皱、间断和未满焊，严禁有裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑、针状气孔等缺陷。15、钢平台质量的限制及检验15.1对塔吊基础桩的质量限制应依据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）执行，对格构柱、钢平台施工质量限制应依据《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）执行。主要接受目测、钢尺检查、取试件、仪器检测等检验方法。15.2基础桩的检验详细依据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）中表5.6.4-1和表5.6.4-2。15.3格构柱、钢平台的检验详细依据《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）中表J.0.1。除此之外，还应遵守以下规定：1）基础桩桩位偏差不大于10cm。2）格构柱垂直度偏差不得超过H/200，且不得大于8cm。3）钢平台四角高差不得大于1cm。15.4格构柱及钢平台的焊接质量按《建筑钢结构焊接规范》GB50061-2011检查验收。1）外观检查：焊缝质量的检查应在焊缝冷却到常温后进行，检查焊缝是否按要求双面满焊，焊缝厚度是否达到要求；表面应匀整、平滑、无折皱、无间断，并和基本金属平缓连接，严禁有裂纹、夹渣、焊瘤、弧坑、针状气孔和熔合性飞溅等缺陷；全部的焊缝均应检查，当发觉裂纹疑点时可接受着色渗透烫伤进行复查。2）探伤检查：对焊缝进行超声波探伤抽查，利用超声波传播的状况来检查焊接区内部的气孔、夹渣、裂缝、夹层、偏折、非金属夹渣物等缺陷。16、钢平台成型要通过验收合格后，起先除锈。除锈合格后一般应在4小时内涂刷防锈漆。17、钢平台起先运用后，前二个月要每周对钢平台进行二次视察，检查焊缝和观测沉降。以后每半个月检查一次焊缝和观测沉降。检查焊缝是否出现裂纹，如出现裂纹，立刻重新焊接。检查钢平台是否出现锈蚀，如出现锈蚀，重新除锈和刷涂防锈漆。五、塔吊的平安措施和操作要求1、平安措施1、上岗前对上岗人员进行平安教化，戴好平安帽，严禁酒后操作。2、塔吊的安拆工作时，风速超过六级和雨雪天，应严禁操作。3、操作人员应佩戴必要的平安装置，保证平安生产。4、听从统一指挥，禁止高空抛物。5、留意四周环境，如高压线、地面承载实力等，确保拆装平安。6、安装拆卸塔吊派特地人员警戒，严禁无关人员在作业区内穿行。7、拆装塔吊的整个过程，必需严格按操作规程和施工方案进行，严禁违规操作。2、稳定测量1、塔吊基础沉降观测应定期进行，一般为半月一次。垂直度的测定当塔吊在独立高度以内时应半月一次，当安装附墙后应每月观