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高层框架结构塔吊基础专项施工方案

1编制依据………………………………………………………………………2

2工程概况………………………………………………………………………2

3作业条件………………………………………………………………………4

Q／GDW 1152.1-2014 电力系统污区分级与外绝缘选择标准 第1部分：交流系统.pdf4施工准备………………………………………………………………………7

5施工方法、验收标准和各项保证措施………………………………………7

6设计计算书……………………………………………………………………8

7基础钢筋设计…………………………………………………………………18

8塔吊附墙设计…………………………………………………………………19

4、塔吊平面、竖向布置图

5、塔吊桩基及承台定位图

《TC5013塔式起重机使用说明书》；

《本工程岩土工程详细勘察报告》；

《本工程施工组织设计》。

本工程结构形式为框架剪力墙结构，基础类型为桩基。地基基础设计等级为甲级，建筑抗震设防类别属乙类建筑。抗震设防烈度为六度，建筑结构安全等级为二级。结构抗震等级中框架、剪力墙抗震等级均为二级，且地下一层为二级，地下二、三层为三级。裙楼与主楼之间设置一道抗震缝，缝净宽。

本工程共有三层地下室，采用桩筏基础。基坑面积，总延长米约，基坑开挖深度约15～，根据基坑开挖深度的不同，基坑周边围护体分别采用和厚的“两墙合一”地下连续墙。

根据施工组织设计的部署，本工程需在:C轴到D轴、1轴西侧范围间安装一台TC5013型塔吊（1#塔吊），B轴到C轴、10轴到11轴范围间安装一台TC5013型塔吊（2#塔吊），共计两台TC系列塔吊。因受场地限制，无法满足独立基础的施工要求，现根据现场实际情况，采用桩基础方案。塔吊桩基采用和工程桩一样的截面为直径φ钢筋混凝土钻孔灌注桩。承台为××。

具体平面布置位置及桩承台结构形式见后附图。

根据勘察钻探揭露深度范围内，场地岩土层自上而下主要由五个单元层组成，从成因上看，（1)单元层属人工填土（Qml)；（2)单元层属第四系全新统冲积（Q4al)一般粘性土层；（3)单元层属第四系全新统冲积（Q4al)粉砂层；（4)单元层属第四系全新统冲积（Q4al)的砾卵石夹中粗砂层；（5)单元层属志留系（S)泥岩。

根据各岩土（砂)层力学性质上的差异，可将场区地基岩土进一步细划为若干亚层。详见地层特性表见表1。

武汉地区属亚热带气候，冬寒夏暖，春湿秋旱，夏季多雨，冬季少雪，四季分明。极端最高气湿，极端最低气温，年平均气温，每年7、8、9月为高温期，12月至翌年2月为低温期，并伴有霜冻和降雪发生。雨量充沛，气候湿润，汉口（武汉关）水文站多年平均降雨量为。年平均蒸发量为。绝对湿度年平均16.4毫巴，相对湿度75.7%。

勘察期间测得场地内部分勘探孔上层滞水静止水位埋深在地表下1.30～，相当于标高为19.03～。勘察期间（2008.6.29），实测到B3孔附近（水文地质试验孔）的孔隙承压水位埋深在地表下，相当于高程。孔隙承压水位年变化幅度为3～。

根据相应的水文地质勘察报告，场地综合渗透系数约/d。

塔吊桩基应在钻孔灌注桩机退场前完成打桩作业。

塔吊应在桩基及其承台达到设计强度后方能安装，严禁随意安装。

共增加8根直径φ钢筋混凝土钻孔灌注桩，应提前通知桩基分包商准备，并办理必要的签证手续。

按要求做好承台钢筋、模板、商品混凝土准备计划。

按附图确定的桩位基准点测定桩位，并打入质标记，桩位放线应确保准确无误，桩位基准点应作专门保护，不得损坏。

施工方法、验收标准和各项保证措施

钻孔灌注桩施工方法、验收标准和各项保证措施详钻孔灌注桩施工方案。

承台做法详本方案附图。钢筋保护层厚度取，混凝土强度等级为C35。

地脚螺栓做法详《TC系列塔式起重机使用说明书》。预埋地脚螺栓时应用铁丝与承台钢筋绑扎，不允许采用点焊的方法固定。具体安装时按照通过备案的随机技术参数为准进行安装工作。

表12

C轴到D轴、1轴西侧范围间TC5013型塔吊。

一、塔吊的基本参数信息

塔吊型号: TC5013， 塔吊起升高度H=，

塔吊倾覆力矩M=1000kN.m， 混凝土强度等级:C35，

塔身宽度B=， 基础以上土的厚度D=，

自重F1=800kN， 基础承台厚度Hc=，

最大起重荷载F2=80kN， 基础承台宽度Bc=，

桩钢筋级别:II级钢， 桩直径=，

桩间距a=， 承台箍筋间距S=，

承台砼的保护层厚度=。

二、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=800.00kN，

塔吊最大起重荷载F2=80.00kN，

作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×(F1+F2)=1056.00kN，

塔吊的倾覆力矩M=1.4×1000.00=1400.00kN。

三、矩形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

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=1056.00kN；

G──桩基承台的自重

G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc/4+20×Bc×Bc×D/4)=

1.2×(25×5.00×5.00×1.35+20×5.00×5.00×1.00)=1612.50kN；

Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取1400.00kN.m；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=；

Ni──单桩桩顶竖向力设计值(kN)；

经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，

最大压力：N=(1056.00+1612.50)/4+1400.00×1.75/(4× 1.752)=867.13kN。

2. 矩形承台弯矩的计算

其中 Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)；

经过计算得到弯矩设计值：

Mx1=My1=2×464.00×0.83=772.56kN.m。

四、矩形承台截面主筋的计算

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；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

经过计算得：αs=772.56×106/(1.00×16.70×5000.00×1300.002)=0.005；

Asx =Asy =772.56×106/(0.997×1300.00×300.00)=2。

五、矩形承台斜截面抗剪切计算

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=867.13kN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：

其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；

bo──承台计算截面处的计算宽度，bo=；

ho──承台计算截面处的计算高度，ho=；

λ──计算截面的剪跨比，λx=ax/ho，λy=ay/ho，

此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处

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=0.13；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

S──箍筋的间距，S=。

则，1.00×867.13=8.67×105N≤0.13×300.00×5000×1300=1.39×107N；

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！

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=867.13kN；

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中，γo──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=5.03×2。

则，1.00×867125.00=8.67×105N≤14.30×5.03×105=7.19×106N；

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！

七、桩竖向极限承载力验算

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=867.13kN；

单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：

其中 R──最大极限承载力；

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=；

Ap──桩端面积,取Ap=；

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) 土层

6 3.20 11.00 350.00 （3）

由于桩的入土深度为,所以桩端是在第7层土层。

单桩竖向承载力验算:R=2.51×(1.60×32.00×0.92+1.80×35.00×0.92+2.20×13.00×0.92+3.50×11.00×0.92+10.80×30.00×0.92+3.20×11.00×0.92+10.00×30.00×0.92)/1.67+1.29×550.00×0.503/1.67=1.38×103kN>N=867.125kN；

上式计算的R的值大于最大压力867.13kN,所以满足要求!

B轴到C轴、10轴到11轴范围间TC5013型塔吊。

一、塔吊的基本参数信息

塔吊型号:TC5013， 塔吊起升高度H=39.200m，

塔吊倾覆力矩M=630kN.m， 混凝土强度等级:C35，

塔身宽度B=1.6m， 基础以上土的厚度D=0m，

自重F1=600kN， 基础承台厚度Hc=1.350m，

最大起重荷载F2=60kN， 基础承台宽度Bc=5.000m，

桩钢筋级别:II级钢， 桩直径=0.800m，

桩间距a=3.5m， 承台箍筋间距S=200.000mm，

承台砼的保护层厚度=70.000mm。

二、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=600.00kN，

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)=792.00kN，

塔吊的倾覆力矩M=1.4×630.00=882.00kN。

三、矩形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

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=792.00kN；

G──桩基承台的自重

G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc+20×Bc×Bc×D)=

1.2×(25×5.00×5.00×1.35+20×5.00×5.00×0.00)=1012.50kN；

Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取882.00kN.m；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=1.75m；

Ni──单桩桩顶竖向力设计值(kN)；

经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，

最大压力：N=(792.00+1012.50)/4+882.00×1.75/(4× 1.752)=577.13kN。

2. 矩形承台弯矩的计算

其中 Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)；

经过计算得到弯矩设计值：

Mx1=My1=2×324.00×0.95=615.60kN.m。

四、矩形承台截面主筋的计算

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；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

经过计算得：αs=615.60×106/(1.00×16.70×5000.00×1300.002)=0.004；

Asx =Asy =615.60×106/(0.998×1300.00×300.00)=1581.92mm2。

五、矩形承台斜截面抗剪切计算

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=577.13kN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：

其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；

bo──承台计算截面处的计算宽度，bo=5000mm；

ho──承台计算截面处的计算高度，ho=1300mm；

λ──计算截面的剪跨比，λx=ax/ho，λy=ay/ho，

此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处

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=0.12；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

S──箍筋的间距，S=200mm。

则，1.00×577.13=5.77×105N≤0.12×300.00×5000×1300=1.26×107N；

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！

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=577.13kN；

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中，γo──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=16.70N/mm2；

A──桩的截面面积，A=5.03×105mm2。

则，1.00×577125.00=5.77×105N≤16.70×5.03×105=8.39×106N；

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！

七、桩竖向极限承载力验算

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=577.13kN；

单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：

其中 R──最大极限承载力；

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=2.513m；

Ap──桩端面积,取Ap=0.503m2；

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) 土名称

由于桩的入土深度为40.00m,所以桩端是在第9层土层。

R=2.51×(1.67×0.00×0.92+0.70×9.00×0.92+0.80×9.00×0.92+0.90×32.00×0.92+3.60×35.00×0.92+2.00×13.00×0.92+3.50×11.00×0.92+6.70×25.00×0.92+19.13×30.00×0.92)/1.67+1.29×550.00×0.503/1.67=1.56×103kN>N=577.125kN；

上式计算的R的值大于最大压力577.13kN,所以满足要求!

基础钢筋配筋详见图。钢筋的制作绑扎要严格按照规范要求施工，绑扎牢靠，碰撞不变形，绑扎完毕必须经钢筋工长、质检员检验，办理隐蔽工程验收，合格后方可进行下一道工序的施工。

桩的配筋参照工程桩进行设置。

3、塔吊固定螺栓的安装：

塔吊地脚螺栓预埋件的安装必须严格按厂家提供的基础预埋图，在专业人员指导下进行安装并反复校核。

4、基础混凝土的浇注：

本工程塔吊基础砼采用C35砼，在浇注过程中要严格按照混凝土浇注操作规程进行，浇注时要分层浇注，分层震捣，震动棒插点要均匀，尤其是固定螺栓附近的砼的震捣，要确保砼的密实度，震动时严禁碰撞固定螺栓，如发生碰撞，必须检查螺栓是否移位，确认未发生移位等现象后方可进行继续浇注。基础砼浇注后，表面收光抹平，并形成一定坡度坡向基础旁边的积水井。承台砼浇筑完毕后应采取砼养护措施，气温较低时采用草包覆盖，防止受冻。

砼浇注施工完毕后再对预埋螺栓的相对位置和预留长度进行校核SL_T 803-2020 水利网络安全保护技术规范（清晰无水印），确保塔吊安装的顺利进行。

塔吊的安装在地下室挖土前进行，由专业队伍进行安装、保养和拆除，另行编制塔吊安拆方案。塔吊安装完成，通过设备验收方能使用。

1#塔吊安装及顶升步骤：第一次安装9节标准节(约26米)，施工至第8层以上，在第6层进行附墙。第二次，施工至第13层以上，在第11层进行附墙。第三次，施工至第18层以上，在第16层进行附墙。第四次，施工至23层以上，在第22层进行附墙。附着架以上塔身悬出段≤34.95米。

2#塔吊在第6层设置一道附墙。

塔吊附墙采用柔性构造DB／T 71-2018标准下载，减轻对附着结构的影响。

5、塔吊桩基及承台定位图