塔吊基础施工方案精华版.docx
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塔吊基础施工方案精华版
海航城B标段塔吊基础施工方案
目录
一、工程概况1
二、塔机概况1
三、塔吊基础的平面位置1
四、基础设计2
五、垫层及模板施工13
六、钢筋绑扎13
七、螺栓、基脚预埋13
八、混凝土施工13
九、塔机沉降、垂直度测定及偏差校正13
十、安全注意事项及安全措施13
十一、防雷设计14
十二、塔吊基础及基础节与上部结构的影响说明14
十三、塔吊基础部分防水处理14
十四、关于安全系数的说明15
十五、塔吊平面布置附图15
一、工程概况
本工程位于海口市琼山区,西邻东线高速,北临椰海大道,共由11栋(7#、8#、10#-16#、21#、22#)住宅楼组成,其中4栋(15#、16#、21#、22#)26层,总建筑高度为81.4m;7栋18层,总建筑高度为55.6m;地下一层;总建筑面积约为25000m2,整个场地占地面积约为50000㎡。
7#楼东西长为72.2m,南北宽为14.6m,首层建筑面积949.2㎡;
8#楼、10#-14#楼东西长均为55m,南北宽为13.8m,首层建筑面积665.6㎡;
15#楼、16#楼东西长为66.4m,南北宽为24.6m,首层建筑面积1238.7㎡;
21#楼、22#楼东西长为69.4m,南北宽为24.6m,首层建筑面积1085.56㎡;
本工程主体结构基础为筏板基础,其他部分为独立柱承台基础。
根据根据本工程地质勘察报告,地质状况很好,地基持力层为
层中风化玄武岩层,承载力特征值为4500KPa,本工程塔吊基础采用天然地基即可。
本工程西侧围墙外上空有20万伏高压线通过,本方案在塔吊定位时已作考虑。
二、塔机概况
根据本工程现场实际情况,施工期间拟采用七台塔式起重机,其中型号为QTZ80(6010)型塔式起重机3台(1#、2#、4#),QTZ63(5012)型塔式起重机4台(3#、5#、6#、7#),其相关技术参数如下:
序号
性能
主要性能参数
1
型号
QTZ80(6010)
QTZ63(5012)
2
工作方式
上旋转自升式
上旋转自升式
3
工作半径
60m
50m
4
最大独立自由高度
45m
35m
5
最大安装高度
160m
123m
6
起重吨位
最大6t,最小1t
最大5t,最小1.2t
三、塔吊基础的平面位置
塔吊的定位本着充分发挥塔吊的作用,尽量避免死角,不出现盲点,最大可能地覆盖建筑物、钢筋加工车间和材料堆放区,既不影响结构施工又便于塔吊安装拆除的原则,并考虑到工程西侧围墙外上方有高压线,结合工程特点,我司在本工程施工过程中布置七台塔吊。
需要说明的是,靠西侧的1#、3#、7#3台塔吊最远端距离西侧高压线水平距离为1#塔吊13m,3#塔吊7m,7#塔吊3m,本方案考虑到7#塔吊距离高压线较近,在7#塔吊的第一次安装高度和安装方式、塔吊的操作均有特殊要求。
塔吊总体平面布置及坐标定位见附图。
塔吊轴线定位如下:
1#塔吊以8#楼轴线为参照线(塔吊中心为:
16轴往东3.2m,E轴往北5.0m);
2#塔吊以7#楼轴线为参照线(塔吊中心为:
19轴往东1.4m,D轴往北5.0m);
3#塔吊以12#楼轴线为参照线(塔吊中心为:
16轴往西2.3m,E轴往北5.0m);
4#塔吊以22#楼轴线为参照线(塔吊中心为:
8轴往西1.1m,A轴往南6.0m);
5#塔吊以21#楼轴线为参照线(塔吊中心为:
8轴往西1.1m,A轴往南6.0m);
6#塔吊以16#楼轴线为参照线(塔吊中心为:
11轴往西1.7m,A轴往南6.0m);
7#塔吊以15#楼轴线为参照线(塔吊中心为:
8轴往西1.05m,A轴往南6.0m);
四、基础设计
(一)基础设计
根据本工程的地质情况及塔式起重机产品说明书,本工程所有的塔吊基础采用天然地基,QTZ80(6010)型塔吊的基础截面尺寸均为6×6×1.6m,QTZ63(5012)型塔吊基础截面尺寸为6×6×1.2m,由于本工程塔吊均设置于地下室范围内,需要穿越地下室底板及顶板,为减少塔吊对本工程结构的影响,塔吊基础设置于地下室底板以下,塔吊基础底面同各主楼筏板基础底面,1#~7#塔吊基础底面具体标高分别为-6.9m、-6.9m、-6.9m、-10.5m、-9m、-12m、-8.1m。
塔吊基础均采用C35商品混凝土,保护层厚度50厚。
QTZ80(6010)型塔吊基础配筋综合塔式起重机产品说明书的要求并考虑施工操作,具体如下:
上层钢筋为Φ20@200,双向配置,下层钢筋为Φ20@200,双向配置,上下层钢筋两端设置1500m长90°直角弯钩;对角暗梁(350×1600)纵向钢筋直径Φ20,间距150,端头设1500m长90°直角弯钩,暗梁箍筋Φ10@200,箍筋截面尺寸300×1500;上下层钢筋网节点间设S拉钩,S拉钩钢筋直径Φ14@200;1#箍筋Φ20@200,2#箍筋Φ20@200,其截面大样如下图所示;3#钢筋Φ20,穿于地脚螺栓内,长度为两头伸长至基础边;所有钢筋必须连接成整体,预埋螺栓必须与主筋相连;如下图所示:
图4-1QTZ80(6010)型塔吊配筋大样图
QTZ63(5012)型塔吊基础配筋综合塔式起重机产品说明书的要求并考虑施工操作,具体如下:
上层钢筋为Φ20@200,双向配置,下层钢筋为Φ20@200,双向配置,上下层钢筋两端设置1100m长90°直角弯钩;对角暗梁(500×1200)纵向钢筋直径Φ22,间距150,端头设90°直角弯钩,暗梁箍筋Φ10@200,箍筋截面尺寸460×1080;上下层钢筋网节点间设S拉钩,S拉钩钢筋直径Φ14@200;另加设箍筋,其截面大样如上图4-1中1#2#箍筋大样所示,1#截面尺寸改为1100×5800;地脚螺栓内加设钢筋Φ20,穿于地脚螺栓内,长度为两头伸长至基础边;所有钢筋必须连接成整体,预埋螺栓必须与主筋相连;如下图所示:
图4-2QTZ63(5012)型塔吊配筋大样图
(二)塔吊安装高度
根据本工程建筑高度及群塔安全技术要求,同时考虑到施工之需要,1#~7#塔吊所需最大安装高度分别为65m、65m、65m、96m、96m、96m、96m,考虑到施工顺序的先后,首次安装高度分别为30m、32m、35m、38m、30m、32m、35m,往上按照塔吊设计说明要求设置附墙,第一道附墙位置均为32m位置,往上每隔20m增设一道附墙。
(三)塔吊基础的验算
1、QTZ80(6010)型塔吊验算
(1)混凝土基础承载力参数
根据QTZ80(6010)塔式起重机产品说明书,其相关参数如下:
载荷
工况
基础承载
P
Pz
M
Mz
工作状态
28.4
558.5
-1453
234.3
非工作状态
75.5
476.2
-1692
其中:
P为基础所受的水平力kN
Pz为基础所受的垂直力
M为基础所受的倾覆力矩kN·m
Mz为基础所受的扭矩
(2)塔吊基础承载力计算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。
当不考虑附着时的基础设计值计算公式:
当考虑附着时的基础设计值计算公式:
当考虑偏心距较大时的基础设计值计算公式:
式中F──塔吊作用于基础的竖向力,它包括塔吊自重,压重和最大起重荷载,F=1.2×558.5=670.2kN;
G──基础自重与基础上面的土的自重,G=1.2×25.0×Bc×Bc×Hc=1225.1kN;
Bc──基础底面的宽度,取Bc=6m;
W──基础底面的抵抗矩,W=Bc×Bc×Bc/6=36m3;
M──倾覆力矩,包括风荷载产生的力距和最大起重力距,M=1.4×1692.0=2368.8kN.m;
a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m),按下式计算:
a=6/2-2368.8/(670.2+1225.10)=1.75m。
经过计算得到:
无附着的最大压力设计值
Pmax=(670.2+1225.10)/62+2368.8/36=118.45kPa
无附着的最小压力设计值
Pmin=(670.2+1225.10)/62-2368.8/36=-13.2kPa
有附着的压力设计值P=(670.2+1225.10)/62=52.6kPa
偏心距较大时压力设计值Pkmax=2×(670.2+1225.10)/(3×6×1.75)=120.3kPa
(3)地基基础承载力验算
根据本工程地质勘察报告,本塔吊部位的最小承载力特征值fak=4500kPa
地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=118.45kPa,满足要求!
地基承载力特征值1.2×fa大于偏心距较大时的压力设计值Pkmax=120.3kPa,满足要求!
(4)塔吊抗倾覆验算
抗倾覆条件:
e=(Mmax+Py×Hc)/(F+G)≤Bc/3
上式中:
e——塔身、基础整体的偏心距(m);
Mmax——塔身传给固定支脚的最大弯矩(N·m);
Py——塔身传给固定支脚的水平力(N);
F——塔身自重(N);
Hc——基础厚度(m);
G——基础自重(N);
Bc——基础边长(m),取b=6m。
在最大自由高度下,将数据代入得偏心矩
非工作状态下:
代入上式得偏心矩
e=(2368.8+1.4×75.5×1.6)/(476.2×1.2+1225.10)
=1.41m
工作状态下:
e=(1.4×1453+1.4×28.4×1.6)/(558.5×1.2+1225.10)
=1.11m
(4)承台冲切验算
混凝土基础在塔式起重机重力作用下,由于局部集中荷截,有可能因强度不够而发生冲切破坏,其破坏形式会从塔身周边起呈斜拉状态,与底面夹角允为450。
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
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=0.94;
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值,取ft=1.57kPa;
am──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:
am=[1.80+(1.80+2×1.6)]/2=3.15m;
h0──承台的有效高度,取h0=1.25m;
Pj──最大压力设计值,取Pj=120.3kPa;
Fl──实际冲切承载力:
Fl=120.3×(6+4.50)×0.5/2=315.8kN。
允许冲切力:
0.7×0.94×1.57×3150×1250=4067673N=4067.67kN
实际冲切力不大于允许冲切力设计值,满足要求。
(5)承台计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
1)抗弯计算,计算公式如下:
式中a1──截面I-I至基底边缘的距离,取a1=1.85m;
P──截面I-I处的基底反力:
P=120.3×(3×1.80-1.85)/(3×1.8)=92.63kPa;
a'──截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.80m。
经过计算得M=1.852×[(2×6+1.80)×(140.9+92.63-2×2065/62)+(140.9-92.63)×6]/12
=429.8kN.m。
2)配筋面积计算,公式如下:
依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
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;
fc──混凝土抗压强度设计值;
h0──承台的计算高度。
经过计算
s=429.8×106/(1.00×16.70×6×103×12502)=0.0030
=1-(1-2×0.0030)0.5=0.0030
s=1-0.0030/2=0.999
As=429.8×106/(0.999×1250×300.00)=1147.3mm2。
实际配双向φ20@200。
满足要求。
2、QTZ63(5012)型塔吊验算
(1)混凝土基础承载力参数
根据QTZ63(5012)型塔式起重机产品说明书,其相关参数如下:
载荷
工况
基础承载
P
Pz
M
Mz
工作状态
22.8
684.5
-2152
402
非工作状态
97
624.5
-2695.1
其中:
P为基础所受的水平力kN
Pz为基础所受的垂直力
M为基础所受的倾覆力矩kN·m
Mz为基础所受的扭矩
(2)塔吊基础承载力计算
依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。
当不考虑附着时的基础设计值计算公式:
当考虑附着时的基础设计值计算公式:
当考虑偏心距较大时的基础设计值计算公式:
式中F──塔吊作用于基础的竖向力,它包括塔吊自重,压重和最大起重荷载,F=1.2×(624.5+60)=821.4kN;
G──基础自重与基础上面的土的自重,G=1.2×25.0×Bc×Bc×Hc=1458kN;
Bc──基础底面的宽度,取Bc=6.0m;
W──基础底面的抵抗矩,W=Bc×Bc×Bc/6=36m3;
M──倾覆力矩,包括风荷载产生的力距和最大起重力距,M=1.4×2695.1=3773.1kN.m;
a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离(m),按下式计算:
a=6.0/2-3773.1/(821.4+1458)=1.34m。
经过计算得到:
无附着的最大压力设计值
Pmax=(821.4+1458)/6.02+3773.1/36=168.1kPa
无附着的最小压力设计值
Pmin=(821.4+1458)/6.02-3773.1/36=-41.5kPa
有附着的压力设计值P=(821.4+1458)/6.02=63.3kPa
偏心距较大时压力设计值Pkmax=2×(821.4+1458)/(3×6.0×1.34)=189.0kPa
(3)地基基础承载力验算
根据本工程地质勘察报告,本塔吊部位的最小承载力特征值fak=4500kPa
地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=168.1kPa,满足要求!
地基承载力特征值1.2×fa大于偏心距较大时的压力设计值Pkmax=189.0kPa,满足要求!
(4)塔吊抗倾覆验算
抗倾覆条件:
e=(Mmax+Py×Hc)/(F+G)≤Bc/3
上式中:
e——塔身、基础整体的偏心距(m);
Mmax——塔身传给固定支脚的最大弯矩(N·m);
P——塔身传给固定支脚的水平力(N);
F——塔身自重(N);
Hc——基础厚度(m);
G——基础自重(N);
Bc——基础边长(m),取b=6.0m。
在最大自由高度下,将数据代入得偏心矩
非工作状态下:
代入上式得偏心矩
e=(3773.1+1.4×97×1.2)/(624.5×1.2+1458)
=1.79m
工作状态下:
e=(1.4×2152+1.4×22.8×1.2)/(821.4+1458)
=1.34m
(4)承台冲切验算
混凝土基础在塔式起重机重力作用下,由于局部集中荷截,有可能因强度不够而发生冲切破坏,其破坏形式会从塔身周边起呈斜拉状态,与底面夹角允为450。
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
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=0.94;
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值,取ft=1.57kPa;
am──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度:
am=[1.80+(1.80+2×1.6)]/2=3.15m;
h0──承台的有效高度,取h0=1.05m;
Pj──最大压力设计值,取Pj=189.0kPa;
Fl──实际冲切承载力:
Fl=189.0×(6.0+4.50)×0.75/2=744.2kN。
允许冲切力:
0.7×0.94×1.57×3150×1250=4067673N=4067.67kN
实际冲切力不大于允许冲切力设计值,满足要求。
(5)承台计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.2.7条。
1)抗弯计算,计算公式如下:
式中a1──截面I-I至基底边缘的距离,取a1=2.1m;
P──截面I-I处的基底反力:
P=189.0×(3×1.80-2.1)/(3×1.8)=115.5kPa;
a'──截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.80m。
经过计算得M=2.12×[(2×6.0+1.80)×(189.0+115.5-2×3773.1/6.02)+(189.0-115.5)×6.0]/12
=643.3kN.m。
2)配筋面积计算,公式如下:
依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
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;
fc──混凝土抗压强度设计值;
h0──承台的计算高度。
经过计算
s=643.3×106/(1.00×16.70×6.0×103×10502)=0.0041
=1-(1-2×0.0041)0.5=0.0041
s=1-0.0041/2=0.998
As=643.3×106/(0.998×1050×300.00)=1718.9mm2。
实际配双向φ20@200。
满足要求。
五、垫层及模板施工
根据塔吊定位图精确对塔吊基础进行定位,放出开挖线并撒上灰线,再进行土方开挖,土方开挖后应对其进行基坑验槽,确定其土质情况是否与地质勘察报告吻合,如不同应立即停止施工,报项目技术部进行处理。
平整地面后,即可浇一层100mm厚C10混凝土垫层。
承台支模均采用240厚砖胎模,砌筑时必须保证塔吊承台的截面尺寸。
六、钢筋绑扎
钢筋绑扎前应在基底弹出基础边线,用粉笔按照钢筋间距进行分格,再按此绑扎底部双向钢筋,钢筋保护层上、下及四周均为50mm,间距1000mm,以保证底筋的保护层厚度。
塔吊基础底面钢筋与底板钢筋方向一致。
七、螺栓、基脚预埋
按照塔式起重机产品说明书的要求,两种型号塔吊均需预埋地脚螺栓,预埋时应注意螺栓的定位尺寸及相互间的距离,确保准确。
螺栓、基脚的预埋须在专业的机械施工员指导下进行安装,必须确保其位置和标高达到设计要求。
八、混凝土施工
混凝土采用C35商品混凝土。
浇灌混凝土时注意保持中轴螺栓的位置及标高。
混凝土浇灌后采用蓄水养护,养护时间不小于7天,达到减小大体积混凝土内外温度梯度,防止产生表面裂缝,有利于水化的目的。
九、塔机沉降、垂直度测定及偏差校正
1、塔机沉降观测应定期进行,一般为半月一次,垂直度的测定当塔机在独立高度以内时应半月一次。
2、当塔机出现沉降不均,垂直度偏差超过塔高的1/1000时,应对塔机进行偏差校正,在最低节与塔机基脚螺栓间加垫钢片校正,校正过程中,用高吨位的千斤顶顶起塔身,为保证安全,塔身用大缆绳四面、缆紧,且不能将基脚螺栓拆下来,只能松动螺栓上的螺母,具体长度根据加垫钢片的厚度确定。
十、安全注意事项及安全措施
1、现场西侧有高压线通行,塔吊在风6级以上或非工作时间段应用揽风绳固定塔吊臂,以确保足够安全。
2、上岗前对作业人员进行一次全面的安全技术交底。
3、作业人员要穿防滑鞋,系好安全带,扣好安全帽。
4、严禁把构件从高空往下抛。
5、严禁酒后高空作业。
6、安装人员必须持证上岗。
十一、防雷设计
因为海南地区雷雨天较多,需要在塔吊上进行防雷接地工作,具体做法如下:
1、塔式起重机的防雷引下线可利用其自身的金属结构体,但应保证电气连接。
2、接地体连线采用40×4扁钢制作,接地体连线与建筑物的接地体采用可靠的焊接。
3、防雷冲击电阻不大于30Ω。
4、接地体采用铜包钢,单根长度2.5m,间距5m,采用40×4扁钢与塔吊基础外周边钢筋及塔身连接,然后整体与筏板基础钢筋相连,扁钢搭接焊时,搭接长度≥80mm。
筏板基础接地连接时,其电阻值不大于10欧姆。
5、塔吊基础面筋的最外侧钢筋采用φ8mm镀锌圆钢连接。
十二、塔吊基础及基础节与上部结构的影响说明
我司在确定塔吊基础位置时,已考虑了塔吊基础对基础底板、承台及相关预留预埋等的影响及塔身对上部结构梁的影响,并不影响基础底板、承台及相关的预留预预埋工作,亦不对上部结构梁产生影响。
十三、塔吊基础部分防水处理
本工程的塔吊基础设在地下室底板以下,基础顶面低于地下室底板底200-1800不等。
由于塔吊基础节需穿过地下室底板,因此,对地下室底板的防水需做处理,处理方法如下:
在地下室底板施工至塔吊基础节附近时(距基础节500mm左右),防水层在此部位设置一个预留接缝,采用1:
2.5水泥砂浆保护。
待塔吊基础节拆除后,除掉水泥砂浆保护,将此部位的防水连接,地下室板底高出塔吊基础顶面1600的位置处理方法如下:
在基础周边围砌240厚砖墙,在转角及每边墙中位置均设500×500的构造砖柱。
(见如下示意图)。
十四、关于安全系数的说明
在对塔吊基础进行验算时,已按要求对荷载取了相关的分项系数,即已经考虑了相关的安全系数。
十五、塔吊布置平面附图
附图一:
塔吊平面布置图
附图二:
塔吊基础定位坐标图
附图一:
塔吊平面布置图
附图二:
塔吊基础定位坐标图
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