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塔吊布置及基础施工方案.docxCHINA STATE CONSTRUCTION ENGRC CORP.
长沙经开区黄金集团住宅小区施工总承包（第二标段）
塔吊选型、布置及基础施工方案
长沙经开区黄金集团住宅小区施工总承包（第二标段）
DB31T 329.4-2019标准下载2。3 工程地质概况 3
3、 塔吊选型及平面布置 6
3。1 塔吊选型及布置原则 6
3。2 塔吊选择分析 6
3.3 塔吊选型布置及使用 7
3。4 塔吊性能参数 7
3。4。1 整机技术参数 7
3.4。2 起重性能参数 9
3.5 塔吊拆除 11
4、 塔吊性能分析 12
4。1 塔吊覆盖率分析 12
4。2 塔吊吊次分析 12
4.3 塔吊吊重分析 12
4。4 各阶段塔吊平面布置图 14
5.1 基础选择 17
5.2 塔吊基础定位、位置关系及标准节附墙示意 18
5。3 基础设计 27
5.3。1 设计说明 27
5.3.2 基础承台设计 27
5.3。3 基础承台桩基设计 28
5.3。4 预埋件设置 30
6、 塔吊基础施工 32
6。1 技术准备 32
6.2 劳动力计划 32
6.3 主要机械设备计划 32
6。4 主要材料计划 32
6。5 施工工艺 33
6.6 施工方法 33
7、 质量控制措施 35
8、 安全文明施工 36
8。1 安全注意事项 36
8.2 文明施工 36
9、 TC6013塔吊基础计算书 37
9.1 参数信息 37
9。2 荷载计算 37
9.2.1 自重荷载及起重荷载 37
9.2.2 风荷载计算 38
9.2.3 塔机的倾覆力矩 38
9。3 桩竖向力计算 38
9.4 承台受弯计算 39
9.4。1 荷载计算 39
9.4。2 弯矩的计算 39
9.4.3 配筋计算 40
9.5 承台剪切计算 41
9.6 承台受冲切验算 41
9.7 桩身承载力验算 43
9.8 桩竖向承载力验算 43
9.9 桩的抗拔承载力验算 44
10、 TC5610塔吊基础计算书 46
10.1 参数信息 46
10。2 荷载计算 46
10。2。1 自重荷载及起重荷载 46
10。2。2 风荷载计算 47
10.2。3 塔机的倾覆力矩 47
10.3 桩竖向力计算 47
10。4 承台受弯计算 48
10.4.1 荷载计算 48
10。4.2 弯矩的计算 48
10。4。3 配筋计算 49
10。5 承台剪切计算 50
10。6 承台受冲切验算 50
10。7 桩身承载力验算 52
10。8 桩竖向承载力验算 52
10.9 桩的抗拔承载力验算 53
为保证长沙经开区黄金集团住宅小区施工总承包（第二标段）项目施工顺利进行，本着经济合理、因地制宜的方针,结合本工程结构特点以及地基土承载力情况,编制本方案确定本工程塔吊选型、布置和塔吊基础形式、塔吊尺寸及塔吊基础定位、埋深等,并为现场施工塔吊基础以及塔吊安装提供技术指导文件，便于施工的质量控制,保证施工的安全，为业主、监理对塔吊工程的施工方法、质量、安全以及工程进度等各方面的了解提供依据。
《长沙经开区黄金集团住宅小区施工图纸》；
《TC6013塔式起重机使用说明书》；
《TC5610塔式起重机使用说明书》；
《长沙经开区黄金集团员工住宅小区岩土工程详细勘察报告》；
《长沙经开区黄金集团住宅小区施工总承包（第二标段)施工合同》;
《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2015);
《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187—2009);
《混凝土质量控制标准》（GB50164—2011）;
《建筑地基基础设计规范》GB50007—2011)；
《建筑桩基技术规范》(JGJ94—2008）；
《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18—2012)；
《建筑施工手册》(第五版).
表 2—1工程概况一览表
Ⅱ第四系冲积粉质黏土②(Qal ）：灰色，褐色，可塑,局部为软塑，主要成分为黏性土，局部含有植物根系及腐殖质，切面稍有光泽，无摇振反应,干强度及韧性中等。层厚介于 0。50～5。20m，平均层厚为 1。74m。
Ⅲ第四系冲洪积粉质黏土③（Qal+pl ）：黄色，黄棕色，硬塑,局部为可塑，主要成分为黏性土，局部含有少量细砂及粉砂,切面稍有光泽，无摇振反应，干强度及韧性中等。层厚介于 0.50~3。00m，平均层厚为 1。55m.
Ⅳ第四系残积(Qe1 ）粉质黏土④：红棕色，硬塑，主要成分为黏性土，由下伏基岩风化残积而成，约含有 10％的圆砾，切面稍有光泽，无摇振反应,干强度及韧性中等。层厚介于 0。50～9.60m,平均层厚为 1.89m。
Ⅴ白垩纪（K）强风化（r 3 ）泥质粉砂岩⑤：红棕色，主要矿物成分为石英及黏土，粉砂粒结构，中~厚层状构造,泥质胶结.岩石风化裂隙极发育，大部分矿物风化变质。岩块手折易断,合金钻具易钻进.岩芯呈碎块状,少量为短柱状。为极软岩，岩体完整程度为破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ级。层厚介于 0。50～9。40m，平均层厚为 1.64m.
Ⅵ白垩纪（K)强风化(r 3 )砂砾岩⑥：紫红色，砂砾状结构，似层状构造,泥砂质胶结；主要矿物为石英,砂砾含量 35%左右，直径 2~5mm 不等，岩石风化裂隙发育，岩芯多呈碎屑状。岩块锤击声哑,合金钻具钻进困难。为软岩,岩体完整程度为极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级.层厚介于 0。50~11.60m,平均层厚为 4。88m。
Ⅶ白垩纪(K）中风化（r 2 ）泥质粉砂岩⑦:红棕色，主要矿物为石英颗粒和黏土矿物，粉砂粒结构，中～厚层状构造，泥质胶结。岩石风化裂隙较发育,部分矿物风化变质。岩块手折难断,合金钻具钻进速度一般。岩芯呈短柱～长柱状,为极软岩~软岩，岩体完整程度为较完整，岩体基本质量等级为Ⅴ～Ⅳ级。揭露厚度介于 1。30～18.80m，平均揭露层厚为 10.32m。
Ⅷ白垩纪（K)中风化（r 2 ）砂砾岩⑧：紫红色，砂砾状结构,似层状构造，泥砂质胶结；主要矿物为石英，砂砾含量 35%左右，直径 2～5mm 不等，岩石风化裂隙较发育，岩芯多呈碎块状、短柱状.岩块锤击声哑，合金钻具钻进困难。为极软岩~软岩，岩体完整程度为较破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ~Ⅳ级。揭露厚度介于1。30～18.50m，平均揭露层厚为 8.49m。
表 2—4地基承载力参数表
勘察期间对钻孔内地下水位进行了量测，根据测量结果结合含水层的性质及赋存条件,场地地下水主要为赋存于杂填土①中的上层滞水。上层滞水受地表水补给，水量不大。勘察期间,测得上层滞水初见水位埋深介于 0.40～4.40m，初见水位高程介于 47.83～49.77m；稳定水位埋深介于0.20～4.05m，稳定水位高程介于 48.13～50.04m。根据勘察结果和地区经验,粉砂岩和砂砾岩风化裂隙发育，基岩裂隙水沿裂隙面渗流，具各向异性，但水量不大，对基础(桩基)施工基本无影响.
据地区经验，场地整平完成后，地下水水位将下降 1～3m。
1、塔吊尽量覆盖整个施工区域，减少盲区；
2、塔吊覆盖钢筋加工车间、木工加工车间、周转架料堆场等主要位置;
3、塔吊最大起重量能满足施工要求;
4、保证每台塔吊的工作效率，既不闲置又能满足施工吊次要求;
5、充分考虑塔吊安装和拆除所需空间,满足塔吊安拆的要求;
6、充分考虑到塔吊在高度和平面位置上的避让，同时考虑到和周围高层建筑之间的避让，满足设备安全运行的要求；
7、塔吊最大满足不同施工阶段下吊运需求，避免二次安装。
根据本工程地下室、各单体及周边环境情况，综合考虑施工效率、地上单层面积小、现场材料吊重要求、施工合同要求等，现场拟定安装4台TC6013塔吊和2台TC5610塔吊,根据塔吊覆盖面积及吊运需求适当调整臂长.各塔吊安拆时间及塔臂安装长度如下表所示：
表 3—2塔吊布置及安装一览表
因17#栋为3层商铺，塔吊未能全部覆盖，施工过程中可采用1台25t汽车吊进行材料运输，部分盲区采用人工搬用材料进行作业。
表 3—3 塔吊整机技术参数（TC6013）
表 3—6 50m臂长塔吊起重特性表(TC6013)
表 3—7 32m臂长塔吊起重特性表（TC5610)
本工程各塔吊计划于各楼栋外立面装饰装修完成后拆除，塔吊拆除大臂摆放位置详总平面布置图，保证拆除时无任何障碍,拆除作业严格按照说明书要求拆卸塔身，拆除至汽车吊作业半径内时,即可采用25T汽车吊进行辅助拆除作业。
后期施工电梯、物料提升机位置需结合目前塔吊拆除时摆放位置进行确定，避免影响塔吊拆除.
根据本工程塔吊平面布置示意图,15＃楼及地下室存在部分盲区外，塔吊实现了地上主楼基本全覆盖(17＃楼为3层商铺，塔吊覆盖范围较少，可采用汽车吊进行辅助施工)。据计算,本工程塔吊未能覆盖的盲区范围中，地下室有1156㎡，15＃楼57㎡,地下室按1层计算，9＃楼按16层计算,15＃楼按15层计算，则盲区面积占比:（1×1156+57×16）/113021×100=1。83％，塔吊覆盖率较好地满足了现场施工需求.
根据本工程塔吊选型初步分析，本工程两栋楼配备一台塔吊，地下室主体封顶后,覆盖15＃楼和16＃楼的4#塔吊覆盖面积最大(15#楼单层面积550㎡,16#楼单层面积710㎡，且16＃楼18层结构为最高楼层），因此塔吊吊次分析选取4#塔吊进行分析.
本工程塔吊覆盖范围内一般原材都能吊得动，主要考虑钢筋原材重量较大，需合理布置钢筋原材堆场及钢筋运输车辆停放位置。一捆钢筋原材重量按2.8t计算（12米钢筋原材重2.8t，盘螺重2。0t，取较大值为2.8t),根据本工程塔吊平面布置，本工程钢筋原材堆场及停放钢筋车的道路距塔吊距离不超过塔吊能直接起吊钢筋原材的半径范围。
图 4—2地下室施工阶段总平面布置图（二）
图 4—3地上主体结构施工阶段总平面布置图
根据湖南大地岩土工程勘察设计有限公司提供的《长沙经开区黄金集团员工住宅小区岩土工程详细勘察报告》，各楼栋塔吊基础所在区域对应地层参数如下表所示：
注：以上数据依据相关图纸及岩土工程详细勘察报告统计得出.
结合各塔吊基础所在地层情况，根据塔吊设计说明书要求，各塔吊拟采用基础形式如下表所示：
表 5—2塔吊基础形式及与结构位置关系
本工程所有塔吊基础顶面标高与地库底板顶标高一致。
塔吊基础定位、位置关系及标准节附墙示意
表 5—4 2＃塔吊基础定位、位置关系及标准节附墙示意
表 5—5 3＃塔吊基础定位、位置关系及标准节附墙示意
图 5—1 1＃塔吊基础剖面图
图 5—2 2#塔吊基础剖面图
图 5—6 6#塔吊基础剖面图
本工程1~6＃塔吊承台基础底所处持力层为杂填土，尚未固结和沉降均匀，不能直接将塔机基础作用在上面.结合本工程主体桩基形式，塔吊基础拟借用旋挖钻机将基础荷载传递给深层强风化泥质粉砂岩，保证地基所需承载力要求,塔吊基础承台平面尺寸为5500mm×5500mm。
结合塔吊使用说明书要求及基础验算结果，承台具体配筋信息如下表所示：
本工程塔吊基础顶面标高与其四周底板顶面标高一致,施工过程中后浇带均设置止水钢板。
在塔吊基础边线（5。5m*5。5m）处支模并加设—3＊300止水钢板，并预留底板钢筋。
图 5—7 塔吊基础配筋图（TC6013）
图 5—8 塔吊基础配筋图（TC5610）
图 5—9桩与塔吊承台连接示意图
图 5—10 桩基承台平面示意图
1、基础节必须按混凝土基础的中心对称安装；
2、基础节应按电气要求正确接地；
3、在基础节预埋螺栓附近浇筑混凝土基础时使用的钢筋不能切断,也不能减少。
塔吊预埋件定位详见下图：
施工前“塔吊选型、布置及基础施工方案”必须通过公司审批并由总工程师批准，同时已经通过监理审批并同意实施，方可开始施工。
施工前应编制塔吊基础施工技术交底。
表 6—3 主要材料计划表
定位放线→桩基施工→机械挖土、人工破桩头、清槽→素土夯实、平整→垫层浇筑（100mm厚C15混凝土）→砖胎模砌筑→承台底层钢筋绑扎→塔吊支腿（螺栓）安装→承台面板钢筋绑扎→塔吊支腿（螺栓）垂直度复核→混凝土浇筑及养护.
定位放线：根据塔吊基础平面定位图采用全站仪放出塔吊桩基点位。
桩基施工：桩基施工根据旋挖成孔人工清底桩施工方案进行施工，桩基参数见塔吊基础桩桩身大样.
土方开挖、破桩头及清槽：桩基施工完成后，按照塔吊基础的尺寸及标高开挖土方，先采用小挖机开挖土方,待开挖尺寸接近基础尺寸时，人工进行塔吊基础基坑修整，保证尺寸合适,并将桩顶以上桩头进行破除。塔吊基础土方挖按 1：1 坡度进行放坡,坑底宽度为“基础宽度 b+工作面宽度 500mm×2”.并人工清土至各塔吊承台底面标高以下 0。1m，要求完成面夯实、平整。
垫层及砖胎膜施工:清土完成并平整夯实后进行垫层施工，通过控制垫层厚度，保证塔吊基础底面标高，垫层厚度不小于10cm，垫层宽出砖胎模外边 0。1m。垫层施工完毕后做承台侧壁砖胎模。胎模采用240mm厚红砖、M7.5水泥砂浆砌筑，砖胎模内侧采用 1：2。5 水泥砂浆抹 20 厚，要求保证砖胎膜内净空尺寸符合承台尺寸要求，砖胎模外侧空隙必须回填土并夯实.
钢筋制作及绑扎：按照方案及说明书要求均匀绑扎钢筋，拉钩在基础边部应间距加密（设计间距减半），中间可梅花形布置,绑扎完毕后垫好垫块,保证钢筋保护层厚度。
防雷接地：塔吊须增加防雷接地措施，具体做法如下：
图 6—1防雷接地措施示意图
安装预埋件：由专业人员利用垫层上的控制线按说明书要求安装、固定预埋件。
基础砼浇筑：塔吊基础砼标号必须满足强度等的技术要求，砼必需振捣密实，试验员制作3组试块，混凝土一次性浇捣密实，加强养护，控制混凝土内外温差不得大于25℃。
1、塔吊基础土方开挖清底后应立即进行垫层混凝土的浇筑。
2、基础的钢筋绑扎和预埋件安装完成后,应按要求验收,合格后方可浇捣混凝土,浇捣中避免碰撞、移位钢筋或预埋件，混凝土浇筑完成后应及时养护，基础四周应及时回填夯实。
3、基础钢筋在遇到塔吊螺栓时可避开绑扎，但不允许将钢筋截断;
4、混凝土采用连续分层浇筑。浇筑混凝土时应随时监测塔吊支脚的垂尺度,混凝土的振捣采用对称振捣的方法，杜绝振动棒碰到塔吊支腿，预埋件周围的混凝土充盈率需达到95%，安装塔机时基础混凝土应达到70％以上设计强度，塔机运行使用时基础混凝土应达到100%设计强度.
5、预埋件位置在正式浇筑前应进一步复核定位，表面应校准平,平整度误差小于1/1000，达到安装平整度要求，确认无误后再浇筑砼.
6、砖胎模砌筑完,基础钢筋绑扎完后及时通知相关单位进行预埋支腿或预埋螺栓的预埋，预埋必须由专业人员进行。
7、塔吊基础允许误差详见下表：
1、加强安全教育，组织职工学习安全生产知识和规章制度,安全操作规程。
2、凡进入现场人员必须佩戴安全帽,不得穿拖鞋或赤脚进入施工现场。
3、机械所用电缆均要采取安全措施，避免车辆碾压，防止人员触电.
4、设备装吊或钻机位移时，应按负荷选择索具。严禁吊钩吊人,起吊物体不准在吊物下站人,更不得在物体上站人。
5、抬运重物时,必须统一口号，同时起落，以免碰人。机台上的泥要及时清除，以免滑倒碰伤。钻孔要盖好,防止人员掉入。
1、施工前，组织文明施工知识培训,制定文明施工细则，使参与施工的职工遵纪守法，举止文明。
2、施工中的场容场貌、料具管理、环境控制、综合治理等方面有专人负责，采取“标准明确，责任到人”的管理目标责任制，将文明施工落到实处.
3、塔吊基础属于临时阶段性施工，对生产设施、道路、管线、电力线路等进行布置和动态管理,加强施工机械、材料、设备的管理和使用，做到场地整齐有序,文明施工.
TC6013塔吊基础计算书
说明：因4＃塔吊塔身最高，最具代表性，故仅验算4#塔吊基础受力.
图 9—1 TC6013计算简图
Fk1=624。5kN
2）基础以及覆土自重标准值
Gk=5.5×5.5×1.35×25=1020。9375kN
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（Wo=0。2kN/m2）
Wk=0。8×1。59×1.95×1。2×0。2=0.60kN/m2
qsk=1.2×0.60×0.35×1。8=0.45kN/m
b。塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.45×82.40=37。08kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0。5Fvk×H=0。5×37.08×82。40=1527.84kN。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（本地区Wo=0.35kN/m2)
Wk=0。8×1.63×1.95×1。2×0.35=1。07kN/m2
qsk=1.2×1。07×0。35×1。80=0。81kN/m
b。塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0。81×82.40=66。53kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0。5Fvk×H=0。5×66.53×82.40=2740。99kN。m
工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=2695.1+0。9×(2152+1527.84）=6006.96kN。m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=2695。1+2740.99=5436。09kN.m
Qk=(Fk+Gk）/n=(624.5+1020.94）/4=411。36kN
Qkmax=(Fk+Gk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=（624.5+1020.9375)/4+Abs（5436.09+66.53×1.35)/6.36=1279.80kN
Qk=（Fk+Gk+Fqk)/n=（624.5+1020.94+60）/4=426.36kN
Qkmax=(Fk+Gk+Fqk）/n+(Mk+Fvk×h）/L
=(624.5+1020。9375+60）/4+Abs（6006。96+37。08×1。35）/6.36=1378.27kN
不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：
最大压力Ni=1.35×(Fk+Fqk）/n+1。35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×(624.5+60)/4+1。35×(6006。96+37.08×1.35）/6.36=1516.10kN
=1.35×(624.5+60）/4—1.35×（6006.96+37。08×1.35)/6.36=—1054。06kN
最大压力Ni=1。35×Fk/n+1。35×(Mk+Fvk×h）/L
=1。35×624。5/4+1。35×（5436.09+66.53×1.35)/6。36=1383.17kN
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4。2条
其中Mx,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值（kN.m）；
xi，yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m)；
Ni──不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值(kN)。
由于工作状态下，承台正弯矩最大：
Mx=My=2×1516。10×1。35=4093.47kN.m
式中α1──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=360N/mm2。
αs=4093.47×106/（1。000×16.700×5500。000×13102)=0.0260
As=4093.47×106/(0.9868×1310。0×360.0)=8795。7mm2
实际选用钢筋为：钢筋直径25.0mm,钢筋间距为180mm，
承台底部选择钢筋配筋面积为As0=3.14×252/4×Int(5500/180）=14726mm2
选择钢筋配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求!
推荐参考配筋方案为：钢筋直径为25mm,钢筋间距为200mm,配筋面积为13499mm2
αs=2845。97×106/(1.000×16.700×5500。000×13102)=0.0181
As=2845.97×106/（0.9909×1310。0×360.0)=6090.2mm2
实际选用钢筋为：钢筋直径25mm，钢筋根数为20
顶部实际配筋面积为As0=3。14×252/4×20=9817mm2
实际配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求！
最大剪力设计值：Vmax=1516。10kN
依据《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010)的第6。3。4条.
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：
式中λ──计算截面的剪跨比,λ=1.500
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1。570N/mm2；
b──承台的计算宽度，b=5500mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1310mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2;
S──箍筋的间距，S=200mm。
经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋！
依据塔机规范，塔机立柱对承台的冲切可不验算GB 50041-2020 锅炉房设计标准.pdf，本案只计算角桩对承台的冲切！
承台受角桩冲切的承载力可按下式计算：
式中Nl──荷载效应基本组合时,不计承台以及其上土重的角桩桩顶的竖向力设计值；
β1x，β1y──角桩冲切系数;β1x=β1y=0.56/(0.725+0.2)=0。605
c1，c2──角桩内边缘至承台外边缘的水平距离；c1=c2=900mm
a1x，a1y──承台底角桩内边缘45度冲切线与承台顶面相交线至桩内边缘的水平距离;a1x=a1y=950mm
βhp──承台受冲切承载力截面高度影响系数;βhp=0。877
国网北京市电力公司配电网工程典型设计——线路分册（2016 年版）ft──承台混凝土抗拉强度设计值；ft=1。57N/mm2