1、中冶建工集团宁河新城安置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案1目 录第 1 章 工程概况 .2第 2 章 编制依据 .2第 3 章 塔吊的选择 .3第 4 章 塔吊的定位要求 .4第 5 章 基础设计计算及详图 .4第 6 章 塔吊附着计算 10第 7 章 塔吊基础施工 16附图：塔吊平面布置图中冶建工集团宁河新城安置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案2第 1 章 工程概况本次施工的宁河新城安置房 （棚户区改造）项目（地下汽车库），本工程坐落于宁河县桥北新区，东侧为滨翠西路，南侧为小杨道，西侧为滨水西道，北侧为大杨道。建筑面积：占地面积：44903.01；地上建筑面积:896
2、26.07m2，地下建筑面积: 26026.35 m2；包含 61#楼、62#楼、63#楼、64#楼、65#楼、66#楼、67#楼、68#楼、69#楼 70#楼、4-1 配建、4-2 配建及 4#地下汽车库。第 2 章 编制依据2.1 建筑施工安全检查标准 JGJ 59-99 2.2 施工现场临时用电安全技术规范 JGJ 46-882.3 建筑建筑高处作业安全技术规范 JGJ 80-912.4 建筑机械使用安全技术规程 GB 50104-932.5 建筑地基基础设计规范 GB 50007-20022.6 钻孔灌注桩成孔、地下连续墙成槽监测技术规程 DB 29-112-20042.5 建筑桩基技
3、术规范 JGJ 94-20082.6 本工程地质详岩土工程勘察报告 2010-7652.7 施工现场总平面布置图及各阶段平面布置图2.8 施工总体进度计划和各阶段计划号 项 目 内 容1 工程名称 宁河新城安置房 （棚户区改造）项目地块四2 工程地址 宁河县桥北新区3 建设单位 天津新河湾建设投资有限公司4 监理单位 天津市建设工程监理公司5 施工单位 中冶建工集团有限公司6 设计单位 天津市建筑设计院中冶建工集团宁河新城安置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案3第 3 章 塔吊的选择本次施工的范围，为单体工程。根据建筑物外檐高度及基节固定式塔吊的最大自由高度 45m，按照塔吊的作业半
4、径覆盖范围，选择 32m、45m、50m、55m、60m 臂长及75m 臂长的 QTZ80、63。各单体楼座檐高数据表说明及内容楼 号 建筑层数地面到屋顶结构高度(m)型号 塔机编号61#、63#、69#、70# 32 95.25 QT80 1#、2#、1#、7#62# 29 87.45 QT80 2#64#、65# 17 51.75 QT63 3#、4#66#、67 18 54.65 QT80 5#、6#68# 25 75.85 QT80 6#QTZ80、63、40 塔吊使用参数一览表型号 位置 自由 高度 臂长 工作 能力端部起 重能力最大起 重能力总功率 基础节 截面 整机 自重倾斜力矩
5、QTZ80详见平面布置定位图45m 6070m 800kn.m 1.3t 47.4kw 1.8*1.8*2.5 53tQTZ63详见平面布置定位图40m 5060m 630kn.m 1.3 43.4kw 1.8*1.8*2.5 39.5t中冶建工集团宁河新城安置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案4塔吊楼座分布详见塔吊平面布置图第 4 章 塔吊的定位要求由于本工程单体较为分散，塔吊的定位要严格考虑到群塔作业间的影响。塔吊既要覆盖各单体工程的整个工作面，又要避免塔臂碰撞其它塔身。根据现场实际条件，经过分析，塔吊放置在如下位置处，才能满足要求。第 5 章 基础设计计算及详图根据所选塔吊安装
6、要求，对基础下的地基承载力要求。根据本工程地质勘察报告，本工程场地范围内的地基承载力明显不足，需要采取其他措施。采用钻孔灌注桩基础施工，桩与承台下地基土共同作用承受上部设备荷载。5.1 设计参数信息塔吊型号: QT80 自重(包括压重):F1=1,033.90kN 最大起重荷载: F2=80.00kN 塔吊倾覆力距: M=1000.00kN.m 塔吊起重高度: H=120.00m 塔身宽度: B=1.6m 桩混凝土等级: C40 承台混凝土等级:C40 保护层厚度: 50mm 矩形承台边长: 6.00m 承台厚度: Hc=1.500m 承台箍筋间距: S=180mm 承台钢筋级别: 级 承台预
7、埋件埋深:h=1.00m 承台顶面埋深: D=4.500m 桩直径: d=0.700m 桩间距: a=3.500m 桩钢筋级别: 级 桩入土深度: 25.00 桩型与工艺: 泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩中冶建工集团宁河新城安置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案55.2 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算1) 塔吊自重(包括压重)F1=1033.900kN2) 塔吊最大起重荷载 F2=80.000kN作用于桩基承台顶面的竖向力 F=F1+F2=1113.900kN塔吊的倾覆力矩 M=1.41000.000=1400.000kN.m5.3 矩形承台弯矩的计算计算简图：图中x轴的方向是随机变化
8、的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。5.3.1. 桩顶竖向力的计算(依据建筑桩基础技术规范JGJ94-2008的第5.1.1条)其中 n单桩个数，n=4；Fk作用于承台顶面的竖向力，Fk=1113.900kN；Gk桩基承台和承台上土自重标准值，Gk=25.0BcBcHc+20.0BcBcD=4455.000kN；Mxk,Myk荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的 中冶建工集团宁河新城安置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案6x、y 轴的力矩：xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；Nik荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力
9、(kN)。经计算得到:桩顶竖向力设计值:最大压力：N=1.2(1113.900+4455.000)/4+1400.000(3.5001.414/2)/2(3.5001.414/2)2=1953.555kN没有抗拔力!桩顶竖向力标准值:最大压力：N=(1113.900+4455.000)/4+1000.000(3.5001.414/2)/2(3.5001.414/2)2=1594.286kN没有抗拔力!5.3.2. 矩形承台弯矩的计算(依据建筑桩基础技术规范JGJ94-2008的第5.9.2条)其中 Mx,My分别为绕 X 轴和绕 Y 轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN.m)；xi,yi垂直Y轴
10、和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m)；Ni在荷载效应基本组合下的第i基桩净反力，Ni=Ni-G/n。经过计算得到弯矩设计值：压力产生的承台弯矩：N=1.2(1113.900+4455.000)/4+1400.000(3.500/2)/4(3.500/2)2=1870.670kNMx1=My1=2(1870.670-4455.000/4)(1.750-1.250)=756.920kN.m中冶建工集团宁河新城安置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案75.4 矩形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。式中 1系数，当混凝土强
11、度不超过C50时， 1取为1.0；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。fy钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm 2。承台底面配筋: s=756.920106/(1.0001.4306000.0001300.0002)=0.0052=1-(1-20.0052)0.5=0.0052s=1-0.0052/2=0.9974Asx= Asy=756.920106/(0.99741300.000300.000)=1945.913mm2满足顶面和底面配筋要求的同时还应该满足构造要求!5.5 矩形承台截面抗剪切计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008
12、)的第5.9.14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=3907.111kN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 计算截面的剪跨比, =1.500ft混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.430N/mm 2；中冶建工集团宁河新城安置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案8b承台计算截面处的计算宽度，b=6000mm；h0承台计算截面处的计算高度，h0=300mm；fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.000N/mm 2；S箍筋的间距，S=180mm。经过计算得:箍筋的最小配筋面积Asv=(3907.1111000-0.7
13、001.4306000300)180/(300.000300)=4210.622mm25.6 桩身承载力验算桩身承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第5.8.2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=1953.555kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中 c基桩成桩工艺系数，取 0.750fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.700N/mm 2；Aps桩身截面面积，Aps=0.3848m 2。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!构造规定：灌注桩主筋采用 8 根12mm ，箍筋8200 （100）。中冶建工集团宁河新城安
14、置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案9塔吊基础灌注桩详图塔吊基础承台规格尺寸、标准节预埋及承台与塔吊基础灌注桩的定位根据塔吊厂家提供的技术资料按照以下方式施工：中冶建工集团宁河新城安置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案105.7 桩抗压承载力计算桩承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第5.2.5和5.3.5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=1953.555kN桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：最大压力:中冶建工集团宁河新城安置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案11其中 R基桩竖向承载力特征值；Ra单桩竖向承
15、载力特征值；K安全系数，取 2.0；fak承台下土的地基承载力特征值加权平均值；c承台效应系数qsk桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；qpk极限端阻力标准值，按下表取值；u桩身的周长，u=2.1991m；Ap桩端面积,取 Ap=0.385m2；Ac计算桩基所对应的承台净面积，去Ac=8.615m 2；li第i层土层的厚度,取值如下表；由于桩的入土深度为25m,所以桩端是在第7层土层。最大压力验算:Ra=2.199(1.545+4.521+220+452+454+3.565+5.556)+600.0000.385=2785.179kNR=2785.179/2.0+0.240170.00
16、08.615=1744.088kN上式计算的R值大于等于最大压力1594.286kN,所以满足要求!第 6 章 塔吊附着计算塔机自由高度至建筑物高度超过使用说明规定，需要增设附着杆或附着杆与建筑物连接的两支座间距改变时，需要进行附着的计算。主要包括附着杆计算、附着支座计算和锚固环计算。由于建筑物最高高度约为 95 米，QTZ80Z 塔吊最大自由高度仅为45 米，故需设置锚固装置。6.1 设计参数信息塔吊高度:120.00(m)；附着塔吊边长:2.50(m)；中冶建工集团宁河新城安置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案12附着塔吊最大倾覆力距:1000.00(kN/m)；附着框宽度:3.
17、00(m)；回转扭矩:50.00(kN/m)；风荷载设计值:0.10(kN/m)；附着杆选用：14号工字钢；附着节点数:3；各层附着高度:每隔10m附着一次；附着点1到塔吊的坚向距离:3.10(m)；附着点1到塔吊的横向距离:1.75(m)；附着点1到中性线的距离:3.00(m)；6.2 支座力计算塔机按照说明书与建筑物附着时，最上面一道附着装置的负荷最大，因此以此道附着杆的负荷作为设计或校核附着杆截面的依据。附着式塔机的塔身可以视为一个带悬臂的刚性支撑连续梁，其内力及支座反力计算如下:风荷载取值 q=0.10kN/m塔吊的最大倾覆力矩 M=1000kN.m10.0m 10.0m 10.0m
18、90.0mq M计算结果: Nw=225.827kN中冶建工集团宁河新城安置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案136.3 附着杆内力计算塔吊四附着杆件的计算属于一次超静定问题,采用结构力学计算个杆件内力:计算简图:方法的基本方程：计算过程如下：其中: 1p为静定结构的位移；Ti0为F=1时各杆件的轴向力；Ti为在外力M和P作用下时各杆件的轴向力；li为为各杆件的长度。考虑到各杆件的材料截面相同，在计算中将弹性模量与截面面积的积EA约去，可以得到：各杆件的轴向力为：中冶建工集团宁河新城安置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案14以上的计算过程将 从0-360度循环，解得每杆件的
19、最大轴压力，最大轴拉力：杆1的最大轴向拉力为：91.85kN；杆2的最大轴向拉力为：282.57kN；杆3的最大轴向拉力为：282.57kN；杆4的最大轴向拉力为：91.85kN；杆1的最大轴向压力为：91.85kN；杆2的最大轴向压力为：282.57kN；杆3的最大轴向压力为：282.57kN；杆4的最大轴向压力为: 91.85kN。6.4 附着杆强度验算6.4.1 杆件轴心受拉强度验算验算公式:=N/Anf其中 N为杆件的最大轴向拉力,取N=282.57kN；为杆件的受拉应力；An为杆件的的截面面积，本工程选取的是14号工字钢,查表可知 An=2150.00mm2；经计算，杆件的最大受拉应
20、力 =282.571000/2150.00=131.43N/mm2。最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力216N/mm2,满足要求!6.4.2 杆件轴心受压强度验算验算公式:=N/ Anf其中 为杆件的受压应力；N为杆件的轴向压力,杆1:取N=91.85kN；杆2:取N=282.57kN；杆3:取N=282.57kN；杆4:取N=91.85kN；An为杆件的的截面面积，本工程选取的是10号工字钢,查表可知 中冶建工集团宁河新城安置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案15An=2150.00mm2；为杆件的受压稳定系数 ,是根据 查表计算得,杆1:取 =0.493,杆2:取 =0.801,杆
21、 3:取 =0.655 ,杆4:取 =0.493；杆件长细比,杆1:取 =110.175,杆2:取 =61.803,杆3:取=61.803,杆4:取 =110.175。经计算，杆件的最大受压应力 =164.00N/mm2。最大压应力不大于拉杆的允许压应力216N/mm2,满足要求!6.5 焊缝强度计算附着杆如果采用焊接方式加长，对接焊缝强度计算公式如下:其中 N为附着杆的最大拉力或压力，N=282.574kN；lw为附着杆的周长，取563.05mm；t为焊缝厚度，t=5.50mm；ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取 185 N/mm 2；经过焊缝强度 = 282574.28/(563.0
22、55.50) = 91.25N/mm2。对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求!6.6 预埋件计算依据混凝土结构设计规范GB 50010-2002第10.9条。6.6.1 杆件轴心受拉时，预埋件验算验算公式:式中 As预埋件锚钢的总截面面积：As=3.1420 232/4=1885mm2N为杆件的最大轴向拉力,取N=282570.00N中冶建工集团宁河新城安置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案16b锚板的弯曲变折减系数，由于采取防止锚板弯曲变形的措施，所以取 b=1.0经计算: As=282570.00/(0.81.00300.00)=1177.38mm 21885.20mm 2 满足
23、要求!6.6.2 杆件轴心受压时，预埋件验算验算公式:式中 N 为杆件的最大轴向压力,取 N=282574.28Nz沿剪力作用方向最外层锚筋中心线之间的距离r锚筋层数的影响系数，双层取1.0,三层取0.9，四层取0.85经计算: As=282574.28/(1.000.90300.00)=1046.57mm 21885.20mm 2 满足要求!6.7 附着支座连接的计算附着支座与建筑物的连接多采用与预埋件在建筑物构件上的螺栓连接。预埋螺栓的规格和施工要求如果说明书没有规定，应该按照下面要求确定：1）预埋螺栓必须用Q235钢制作；2）附着的建筑物构件混凝土强度等级不应低于C20；3）预埋螺栓的直
24、径大于24mm；4）预埋螺栓的埋入长度和数量满足下面要求：其中n为预埋螺栓数量；d为预埋螺栓直径；l为预埋螺栓埋入长度；f为预埋螺栓与混凝土粘接强度（C20为1.5N/mm2，C30为3.0N/mm2）；N为附着杆的轴向力。5）预埋螺栓数量，单耳支座不少于4只，双耳支座不少于8只；预埋螺栓埋入长度不少于15d；螺栓埋入端应作弯钩并加横向锚固钢筋。中冶建工集团宁河新城安置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案176.8 附着设计与施工的注意事项锚固装置附着杆在建筑结构上的固定点要满足以下原则：1）附着固定点应设置在丁字墙（承重隔墙和外墙交汇点）和外墙转角处，切不可设置在轻质隔墙与外墙汇交的
25、节点处；2）对于框架结构，附着点宜布置在靠近柱根部；3）在无外墙转角或承重隔墙可利用的情况下，可以通过窗洞使附着杆固定在承重内墙上；4）附着固定点应布设在靠近楼板处，以利于传力和便于安装。第 7 章 塔吊基础施工根据塔吊基础的设计与详图，本工程塔吊基础由于所处位置天然地基的承载不足需作处理，采用钻孔灌注桩，桩与承台下地基土共同作用承受上部设备荷载。为统一施工，各塔吊基础的桩型号，承台截面尺寸、标高、配筋、砼强度均按照塔吊最不利条件予以设计考虑。施工注意事项如下：1）本塔吊基础桩为端承摩擦桩，桩端持力层选取地质第 9b 粉土层。2）桩承台的定位综合考虑了与结构的安全距离，附着支撑要求，工作半径，
26、安装与拆除方便，工程总体布署及机械使用期限的要求，因此定位尺寸应以此图提供尺寸准确无误放线。3）本基础设计考虑了桩承台共同作用，也即承台下地基土承载力参与承载，因此承台下地基土应在基础开挖时清除掉杂填土，如达不到设计标高应采用黄砂夯实回填再施工钢筋砼基础。4）桩基础承台的底面、顶面标高综合考虑了现场自然标高及设备埋深，基础与深基坑临空效应、机械操作安全要求等，施工时应控制好按设计标高操作。5）桩与承台连接参照相关图集，设备预埋件以厂家提供的标件为准，在砼施工时按尺寸埋设好，砼施工完须达到强度要求才可安装设备。6）由于设备基础比自然地面标高低，因此必须采取截水，排水、砖砌围护等措施保证基础不受浸泡而扰动，发生不均匀沉降引起塔机倾斜失稳造成安全事故。中冶建工集团宁河新城安置房（棚户区改造）项目 塔吊布置及基础施工方案187）塔吊基础钻孔灌注桩施工方法参照工程桩施工方案施工。
