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塔吊基础施工方案+(中央广场项目A3)

施工组织设计（方案）报审表

工程名称：xxxx中央广场项目 编号：01

xxxx中央广场项目A3

DB4103／T 126-2020标准下载由锦汉转业有限公司工程部提供的xxxx中央广场项目A3施工图纸、岩土工程勘察报告。

由四川强力建筑机械有限公司提供的QTZ63（5013）塔式起重机的使用说明书、塔吊基础施工图。

本工程A3块建筑层数：地上四层，地下一层；建筑总高度未超过30m。

场地地质情况较差，主要为粘土层、圆砾和泥炭质土。基础受力层为粘土层，承载力特征值fak=130KPa.

本工程占地平面积较大；为尽可能满足区域内楼层都在塔吊覆盖范围内，本工程选用两台55米臂长的施工塔吊，型号为QTZ63（Q5510）和一台60米臂长的施工塔吊Q6010，生产厂家为四川强力建筑机械有限公司。臂端起重量1.0吨。独立式的起升高度为37.5米，附着式的起升高度可达140米，可满足本工程的垂直及水平运输需要。

A3北的塔吊为1#塔吊（Q5510），A3西的为2#塔吊（Q5510），A3南的为3#塔吊（Q6010）。2#塔吊为主吊，由于受1#和3#塔吊影响，2#塔吊须比1号塔吊高5米，比3号塔吊高10米，加上2#塔吊地面比3#塔吊地面高6米，塔吊吊钩及富余钢丝绳考虑5m长，塔吊最终安装高度为40米左右（至操作室），12个标准节高。

综合施工需要、附着长度、建筑物地下结构情况，1号塔吊基础中心定位于坐标：X= 2628914.046 m、Y= 942640.405 m处；2号塔吊基础中心定位于坐标：X= 2628992.330 m、Y= 942713.918 m处；3号塔吊基础中心定位于坐标：X= 2628901.017 m、Y= 942723.352m处。经查对地勘资料，整个场地面层为粘土，平均厚度7.5m，承载力特征值fak=120kpa；第二层为圆砾、粘土、粉土层，平均厚度21.1 m，承载力特征值fak=130kpa；第三层为泥炭质土层，平均厚度1.17 m，承载力特征值fak=50kpa；第1#、2#塔吊位于基坑边，场地条件限制不能设置天然独立基础，采用矩形板式桩基础。参照使用说明书要求（见附件）、塔吊基础施工图，结合现场情况，1#、2#塔吊基础的参数如下：

3#塔吊位于地下室内，满足设置天然独立基础的条件，参照使用说明书要求（见附件）、塔吊基础施工图，结合现场情况，3#塔吊基础的参数如下：

由于塔基顶面较低，在塔吊基础施工完成后要考虑排水和挡土问题，其处理方法：在基础的上口沿基础边砌筑240厚砖墙至高于相邻地面150mm。此砖墙有两个作用：挡土和挡水。为保证在塔吊使用期间基础内不致渗入水，需在砖墙外侧做抹灰层（防水砂浆[防水粉掺量参见使用说明]，厚度20，配合比1：2）；防水涂膜，涂膜上口上翻至砖挡墙顶；1：2水泥砂浆保护层。3#塔吊底板防水同车库底板后浇带。

塔吊基础倾覆力及地基承载力验算

6．1 1#、2#塔吊验算书

1、塔机自身荷载标准值

2、风荷载标准值ωk(kN/m2)

3、塔机传递至基础荷载标准值

4、塔机传递至基础荷载设计值

承台及其上土的自重荷载标准值：

Gk=bl(hγc+h'γ')=4×4×(1×25+0×19)=400kN

承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2×400=480kN

桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(1.62+1.62)0.5=2.26m

1、荷载效应标准组合

轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(457+400)/4=214.25kN

荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：

Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L

=(457+400)/4+(607.52+75.37×1)/2.26=516.05kN

2、荷载效应基本组合

荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：

Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L

=(548.4+480)/4+(1053.11+105.52×1)/2.26=769.15kN

1、桩基竖向抗压承载力计算

桩身周长：u=πd=3.14×1=3.14m

桩端面积：Ap=πd2/4=3.14×12/4=0.79m2

Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap

=3.14×(7.3×20+0.7×50)+130×0.79=670.73kN

Qk=214.25kN≤Ra=670.73kN

Qkmax=516.05kN≤1.2Ra=1.2×670.73=804.88kN

2、桩基竖向抗拔承载力计算

按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Qk'=87.55kN

桩身的重力标准值：Gp=ltApγz=8×0.79×25=157.08kN

Ra'=uΣλiqsiali+Gp=3.14×(0.7×7.3×20+0.7×0.7×50)+157.08

Qk'=87.55kN≤Ra'=555.12kN

3、桩身承载力计算

纵向普通钢筋截面面积：As=nπd2/4=20×3.14×162/4=4021mm2

(1)、轴心受压桩桩身承载力

荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=769.15kN

Q=769.15kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=10752.89kN

(2)、轴心受拔桩桩身承载力

Q'=254.95kN≤fyAS=1206.37kN

4、桩身构造配筋计算

As/Ap×100%=(4021.24/(0.79×106))×100%=0.51%≥0.25%

X方向：Mx=Mab/L=581.75×1.6/2.26=411.36kN·m

Y方向：My=Mal/L=581.75×1.6/2.26=411.36kN·m

V=F/n+M/L=548.4/4 + 1053.11/2.26=602.51kN

受剪切承载力截面高度影响系数：βhs=(800/940)1/4=0.96

承台剪切系数：αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.25+1)=1.4

αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.25+1)=1.4

βhsαbftbh0=0.96×1.4×1.43×103×4×0.94=7230.07kN

βhsαlftlh0=0.96×1.4×1.43×103×4×0.94=7230.07kN

V=602.51kN≤min(βhsαbftbh0， βhsαlftlh0)=7230.07kN

塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=1.6+2×0.94=3.48m

ab=1.6m≤B+2h0=3.48m，al=1.6m≤B+2h0=3.48m

角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！

(1)、承台底面长向配筋面积

αS1= My/(α1fcbh02)=411.36×106/(1.04×14.3×4000×9402)=0.008

AS1=My/(γS1h0fy1)=411.36×106/(0.996×940×300)=1465mm2

最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.43/300)=max(0.2,0.21)=0.21%

梁底需要配筋：A1=max(AS1, ρbh0)=max(1465,0.002×4000×940)=8066mm2

承台底长向实际配筋：AS1'=10787mm2≥A1=8066mm2

(2)、承台底面短向配筋面积

αS2= Mx/(α2fcbh02)=411.36×106/(1.04×14.3×4000×9402)=0.008

AS2=Mx/(γS2h0fy1)=411.36×106/(0.996×940×300)=1465mm2

最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.43/300)=max(0.2,0.21)=0.21%

梁底需要配筋：A2=max(9674, ρlh0)=max(9674,0.002×4000×940)=8066mm2

承台底短向实际配筋：AS2'=10787mm2≥A2=8066mm2

(3)、承台顶面长向配筋面积

承台顶长向实际配筋：AS3'=8169mm2≥0.5AS1'=0.5×10787=5394mm2

(4)、承台顶面短向配筋面积

承台顶长向实际配筋：AS4'=8169mm2≥0.5AS2'=0.5×10787=5394mm2

(5)、承台竖向连接筋配筋面积

6．2 3#塔吊验算书

计算依据：

1)塔吊基本参数

塔吊型号:Q6010，塔吊最大起吊高度H0＝40m，塔身宽度B＝1.6m；

2)塔机自重参数

塔身自重G0＝416kN，起重臂自重G1＝37.4kN，小车和吊钩自重G2＝3.8kN，平衡臂自重G3＝19.8kN，平衡块自重G4＝180kN，最大起重荷载Qmax＝60kN，最小起重荷载Qmax＝10kN；

3)塔机尺寸参数

起重臂重心到塔身中心的距离RG1＝25.9m，小车和吊钩重心到塔身中心的距离RG2＝11.5m，平衡臂重心到塔身中心的距离RG3＝6.3m，平衡块重心到塔身中心的距离RG4＝11.8m，最大起重荷载到塔身中心的距离RQmax＝11.5m，最小起重荷载到塔身中心的距离RQmin＝60m；

4)塔吊承台参数

承台长度b＝4.8m，承台宽度l＝4.8m，承台高度h＝1m，承台混凝土强度等级：C30，承台混凝土自重＝25kN/m3，承台上部覆土厚度d＝0.2m，承台上部覆土重度＝17kN/m3；

5)塔吊基础参数

地基承载力特征值fa＝130kN/m2，基础宽度地基承载力修正系数ηb＝0.3，基础埋深地基承载力修正系数ηd＝1.6，基础埋深地基承载力修正系数γ＝170kN/m3，基础底面以上的土的加权平均重度γm＝25kN/m3，承台埋置深度D＝1.5m，修正后的地基承载力特征值fa＝209.8kN/m2；

6)风荷载参数

塔身桁架杆件类型为：型钢或方钢管，地面粗糙度类型为：B类 城市郊区，塔机计算高度h＝43m，塔身前后片桁架平均充实率α0＝0.35，塔身风向系数α＝1.2，基本风压W0＝0.45kN/m2(工程所在地：北京，取50年一遇)，风荷载高度变化系数μz＝1.32，风荷载体型系数μs＝1.95，风荷载风振系数βz＝1.65；

7)承台配筋参数

承台底面长向配筋：使用HRB335钢筋，直径为20mm，间距为160mm；

承台底面短向配筋：使用HPB235钢筋，直径为20mm，间距为160mm；

1、自重荷载及起重荷载

1)塔机自重标准值

Fk1＝416+37.4+3.8+19.8+180＝657kN；

2)基础自重标准值

Gk＝4.8×4.8×(1×25+0.2×17)＝654.34kN；

3)起重荷载标准值

Fqk＝60kN；

2、风荷载计算

计算公式如下：

1)工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值

a. 塔机所受风均布线荷载标准值

工作状态下ω0＝0.2kN/m2

μz＝1.32

μs＝1.95

βz＝1.59

α0＝0.35

α＝1.2

计算结果：ωk＝0.65kN/m2

qsk＝0.44kN/m

b. 塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk＝qsk×H＝18.92kN

c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk＝0.5Fvk×H＝406.78kN·m

2)非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值

a. 塔机所受风均布线荷载标准值

非工作状态下ω0＝0.45kN/m2(北京，取50年一遇)

μz＝1.32

μs＝1.95

βz＝1.65

α0＝0.35

α＝1.2

计算结果： ωk＝1.53kN/m2

q＇sk＝1.03kN/m

b. 塔机所受风荷载水平合力标准值

F＇vk＝q＇sk×H＝44.29kN

c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

M＇sk＝0.5F＇vk×H＝952.24kN·m

3、塔机的倾覆力矩

塔机自身产生的倾覆力矩，向前(起重臂方向)为正，向后为负。

1)大臂自重产生的向前力矩标准值

M1＝37.4×25.9＝968.66kN·m

2)最大起重荷载产生的最大向前起重力矩标准值

(Qmax比Qmin产生的力矩大)

M2＝60×11.5＝690kN·m

3)小车位于上述位置时的向前力矩标准值

M3＝3.8×11.5＝43.7kN·m

4)平衡臂产生的向后力矩标准值

5)平衡重产生的向后力矩标准值

工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

三、地基承载力验算

修正后的地基承载力特征值fa＝209.8kN/m2

1)工作状态下

a.当轴心荷载作用时：

Fk＝Fk1+Fqk＝717kN

Pk＝(717+654.34)/(4.8×4.8)＝59.52kN/m2

Pk≤fa＝209.8，满足要求。

b.当偏心荷载作用时：

基础长宽比b/l＝4.8/4.8＝1

基础长宽比小于等于1.1，按方形基础计算

Wx＝l×b×b/6＝18.43m3

Wy＝l×l×b/6＝18.43m3

Pkmin＝78.65kPa

Pkmin>=0，偏心荷载合力作用点在核心区内，按下式计算：

Pkmax＝40.39kN/m2

Pkmax≤1.2fa＝251.76，满足要求。

2)非工作状态下

a.当轴心荷载作用时：

Fk＝Fk1＝657kN

Pk＝(657+654.34)/(4.8×4.8)＝56.92kN/m2

Pk≤fa＝209.8，满足要求。

b.当偏心荷载作用时：

基础长宽比b/l＝4.8/4.8＝1

基础长宽比小于等于1.1，按方形基础计算

Wx＝l×b×b/6＝18.43m3

Wy＝l×l×b/6＝18.43m3

Pkmin＝82.07kPa

Pkmin>=0，偏心荷载合力作用点在核心区内，按下式计算：

Pkmax＝31.76kN/m2

Pkmax≤1.2fa＝251.76，满足要求。

四、基础抗剪验算

验算公式如下:

式中 hp──受冲切承载力截面高度影响系数，取 hp=0.98；

ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，承台使用C30混凝土，取 ft=1430kN/m2；

am──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:

Pj──（小偏心）最大压力设计值：

Pj＝40.39+78.65＝119.04kN/m2；

Pj＝31.76+31.76＝63.52kN/m2；

Fl──实际冲切承载力：

允许冲切承载力：

0.7×0.98×1430×2.55×0.95＝2376.42kN

工作状态下实际冲切承载力不大于允许冲切承载力，满足要求！

非工作状态下实际冲切承载力不大于允许冲切承载力，满足要求！

五、承台配筋验算

计算简图如下(小偏心)：

1)、承台底面长向配筋验算

1.1)、抗弯计算，计算公式如下:

l──承台宽度,l=4.8m；

a＇──塔身宽度,取 a＇=1.6m；

经过计算得：

取最不利的MI＝100.85kN·m；

1.2)、配筋面积计算,公式如下:

式中 1──系数，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，1取为0.94,期间按线性内插法确定，承台使用C30混凝土，故1＝1；

fc──混凝土抗压强度设计值，承台使用C30混凝土，取14300kN/m2；

1.3)、承台底面长向配筋验算：

fy──钢筋强度设计值，使用HRB335钢筋，取300000kN/m2；

──钢筋直径20mm；

──钢筋间距160mm；

──配筋数量31根；

经过计算得：

s＝100.85/(1×14300×4.8×0.952)＝0.002

As=100.85/(0.999×0.95×300000)×1000000＝354.214mm2；

承台底面长向需要配筋：As1＝lhρ

ρ＝0.0015

As1＝0.0015×4.8×1×1000000＝7200mm2；

承台底面长向需要配筋：

A1＝Max(As,As1)＝7200mm2；

承台底面长向实际配筋：

A2＝3.14×(20/2)2×31＝9734mm2；

验算结果：A2>=A1，满足要求。

2)、承台底面短向配筋验算

2.1)、抗弯计算，计算公式如下:

式中 b──承台长度，b=4.8m；

l──承台宽度，l=4.8m；

a＇──塔身宽度，取 a＇=1.6m；

b＇──塔身宽度，取 b＇=1.6m；

经过计算得：

取最不利的MII＝200.76kN.m；

2.2)、配筋面积计算,公式如下:

式中 1──系数，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，1取为0.94,期间按线性内插法确定，承台使用C30混凝土，故1＝1；

fc──混凝土抗压强度设计值，承台使用C30混凝土，取14300kN/m2；

2.3)、承台底面短向配筋验算：

fy──钢筋强度设计值，使用HPB235钢筋，取210000kN/m2；

──钢筋直径20mm；

──钢筋间距160mm；

──配筋数量31根；

经过计算得：

s＝200.76/(1×14300×4.8×0.952)＝0.003

As=200.76/(0.998×0.95×210000)×1000000＝1008.332mm2；

承台底面短向需要配筋：As1＝bhρ

ρ＝0.0015

As1＝0.0015×4.8×1×1000000＝7200mm2；

承台底面短向需要配筋：

A1＝Max(As,As1)＝7200mm2；

承台底面短向实际配筋：

A2＝3.14×(20/2)2×31＝9734mm2；

验算结果：A2>=A1，满足要求。

1.塔机安装要求及注意事项

（1）负责塔机安装的单位应具有省级安检部颁发的相应资质，操作人员应具有相应的资格证（塔机安装单位和操作人员资质、资格的审核、管理按安全生产专项施工方案中的规定执行）。在安装塔机时，必须按塔机使用说明书规定的要求和顺序进行。

（2）塔机安装在专用的混凝土基础上，附着点预埋件与混凝土结合必须牢固可靠。

（3）塔机中心距建筑物外墙距离为4000㎜，场地应平整无杂物及障碍，场地上空不得有任何架空电线。

（4）安装时，装配好的销轴端部开口销，必须按规定张开轴端挡板螺栓，钢丝绳卡螺栓及其他连接螺栓必须牢固可靠并符合有关规定，各部件中使用的标准件以及轴端挡板销轴等，必须使用合格品，不得随便代用。

（5）在塔机安装过程中，操作人员必须戴安全帽，高空作业人员应穿防滑胶底鞋并配戴安全带。

（6）塔吊安装时采用20t汽车起重机。在安装时准备好常用工具及经纬仪等测量仪器，并配备塔吊司机二名，安装钳工二名，安装电工一名，起重一人，指挥一人。各操作人员必须持证上岗。

（1）安装底架十字梁。将已组装在一起的十字梁置于基础上，找正后用压板地脚螺栓固定好，四个支座应水平，平面度误差应≤1.5㎜。

（2）将两个基础节和一个加强节连接好，与十字梁四个支座用M36高强螺栓紧固，有标准节踏步的一面应与建筑物垂直。

（3）装套架。将顶升套架组装好，套在装好的两节塔身上，注意要将爬爪销轴担在塔节的踏步上，液压系统置于塔身后面一侧，接好临时电源线。

（4）将下转台与套架及塔身连接在一起，然后把引进梁装在下转台下端面上呈前后方向。

（5）将下转台、回转支承、上转台、回转机构、塔帽组装好吊起放在标准节上GB／T 35096-2018标准下载，并用螺栓连接好，吊装塔帽前应分别将吊臂前后拉板及一节拉杆和平衡臂拉杆各一节安装在塔帽上。

（6）将司机室安装在上转台上。

（7）将平衡臂、起升机构、配电柜、平衡臂拉杆装好并接好各部分所需电线。将平衡臂水平吊起（同时在吊点处做上平衡标记，拆塔时用）与上转台、回转塔身后侧。平衡臂铰点用销轴连接好继续起吊，使平衡臂后端抬起成一角度，然后将平衡臂上的两节拉杆与事先安装在塔顶上的两节拉杆分别用销轴连接好，再将平衡臂放平，使拉杆受力。

（8）吊两块平衡重，放在靠近起升机构一侧，起升机构接临时线。

（9）吊装平衡重国家电网公司配电网工程典型设计(2016年版) 10kV配电站房分册，每次吊一块。

（10）切断临时线总电源，完成塔机的各部位电气接线，接线必须按照塔机使用说明书中有关电器原理图、电器布置图及电器接线图进行。接线后检查各部件对地的绝缘电阻。

（11）安装斜撑杆，顶升两个标准节。