塔吊基础

目 录

一、工程概况.............................................................................................................................. 2 二、编制依据.............................................................................................................................. 2 三、塔吊基础设计概况.............................................................................................................. 2 四、选用塔吊的主要技术性能表.............................................................................................. 3 五．塔吊计算.............................................................................................................................. 4

A、塔吊桩基础的计算......................................................................................................... 4

（一）、参数信息........................................................................................................ 4 （二）、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算.................................................... 4 （三）、矩形承台弯矩的计算.................................................................................... 4 （四）、矩形承台截面主筋的计算............................................................................ 5 （五）、矩形承台截面抗剪切计算............................................................................ 6 （六）、桩承载力验算................................................................................................ 6 （七）、桩竖向极限承载力验算及桩长计算............................................................ 6 （八）、桩抗拔承载力验算........................................................................................ 8 B、塔吊附着计算 ................................................................................................................ 8

（一）、参数信息........................................................................................................ 8 （二）、支座力计算.................................................................................................... 9 （三）、附着杆内力计算.......................................................................................... 10 （四）、第一种工况的计算...................................................................................... 10 （五）、第二种工况的计算.......................................................................................11 （六）、附着杆强度验算...........................................................................................11 （七）、焊缝强度计算.............................................................................................. 12 （八）、附着支座连接的计算.................................................................................. 12

六、土方开挖及要求................................................................................................................ 13 七、质量保证措施.................................................................................................................... 13

(一)钻孔灌注桩质量保证措施 ........................................................................................ 13 (二)承台施工质量保证措施 ............................................................................................ 14 八、安全保证措施.................................................................................................................... 14 九、附图（总平面布置图附后）............................................................................................ 14

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滁州市第一人民医院综合病房大楼工程【塔吊基础专项施工方案】

塔吊基础专项施工方案

一、工程概况

工程名称：滁州市第一人民医院综合病房大楼 建设单位：滁州市第一人民医院

监理单位：常州安厦工程项目管理有限公司 施工单位：中天建设集团有限公司 工程地点：滁州市第一人民医院住院部内

工程位于滁州市第一人民医院住院部内，北临医院配电房，东临医院设备楼，南临新锅炉房，西侧为一条护城河。场地地形东高西低，最大高差4m。本工程用地面积约为3000m2，建筑面积为32594.13m2，其中地上20层，建筑面积29736m2，建筑高度76.9m。地下一层，建筑面积2858.11m2,地下室为人防工程，战时为六级战备医院，平时为地下停车库。

本工程屋面防水等级为二级，地下室防水等级为二级。

二、编制依据

1、本工程的地质勘察报告。（工程编号：2006-105） 2、JTZ5510(QTZ63)型塔式起重机使用说明书。 3、《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002） 4、《建筑桩基技术规范》（JGJ94－94） 5、《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002） 6、设计施工图纸、会审纪要

7、《建设施工高处作业安全技术规程》JGJ80-91 8、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-99 9、《施工手册》（第四版缩印本） 10、《钢结构设计规范》GB50017-2003 11、本工程总体施工组织设计 12、集团公司CIS形象设计标准

三、塔吊基础设计概况

根据滁州市第一人民医院综合病房大楼工程的施工总平面图布置。拟在本工程5和6轴间、D轴南设塔吊1座，位于地下室内，安装高度为95m，自然地面标高为-0.25m(相对标高) ，并设置附墙架，附墙架共设4道，附墙架标高分别为20.4m、33.4m、47.8m、62.2m。

由勘测报告中得出，第○1层自然地面以下7.07m范围内为杂填土；第○2层6.39m范

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围内为粉质粘土；第○21层4.18m范围内为粉质粘土，第○3层3.18m范围内为粉质粘土。 塔吊正好位于7-7剖面10号探孔上，此处的自然地面标高为-0.25m，塔吊基础采用4根900钻孔灌注桩基础， （ 桩长14.1m，桩间距a=3.5m；混凝土承台长度和宽度均为 5m，承台厚度为Hc=1.35m。钢筋级别2级。混凝土强度等级C35。有关数据见下表：

生产厂商 塔吊型号 桩径/有效桩长m 钢筋笼长m 钢筋笼配筋 桩顶标高m 承台底标高m 承台面标高m 承台配筋 塔吊安装高度m 杭州杰牌建设机械有限公司 JTZ5510 0.9/14.1 14.1 10Φ12 -6.4 -6.45 -5.1 Φ20＠200,双层双向 95 塔吊用电由主配电柜直接引入二级配电箱，并设立专用箱。详见《临时用电施工方案》。

四、选用塔吊的主要技术性能表 项目 额定起重机力矩 最大起重量 最大工作幅度 最小工作幅度 最大幅度起重量 起升速度 总机供电容量 平衡重 整机重量

单位 Kn.m t m m t m/min KwA T t 13.92t/55m臂 44.04 式 附着式 630 6 55 3 1 倍率 a=2 2 40，7，80 大于50 12.46t/50m臂 a=4 4 20，3.5，40 第 3 页 共 14 页

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五．塔吊计算

A、塔吊桩基础的计算

塔吊桩基础的计算书

（一）、参数信息

塔吊型号:JTZ5510（QTZ63）,自重(包括压重)F1=514.48kN,最大起重荷载F2=60.00kN 塔吊倾覆力距M=2076.41kN.m,塔吊起重高度H=95.00m,塔身宽度B=1.65m 混凝土强度:C35,钢筋级别:Ⅱ级,承台长度Lc或宽度Bc=5.00m 桩直径或方桩边长 d=0.90m,桩间距a=3.50m,承台厚度Hc=1.35m 基础埋深D=0.00m,承台箍筋间距S=170mm,保护层厚度:35mm （二）、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=514.48kN 2. 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)=6.38kN 塔吊的倾覆力矩 M=1.4×2076.41=2906.97kN.m （三）、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(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条)

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=1.2×574.48=6.38kN； G──桩基承台的自重，G=1.2×（25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D)=1012.50kN；

Mx,My──承台底面的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；

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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=(6.38+1012.50)/4+2906.97×(3.50×1.414/2)/[2×(3.50×1.414/2)2]=1012.86kN 最大拔力：

N=(6.38+1012.50)/4-2906.97×(3.50×1.414/2)/[2×(3.50×1.414/2)2]=-161.92kN

2. 矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条)

其中 Mx1,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)；

Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-G/n。 经过计算得到弯矩设计值：

N=(6.38+1012.50)/4+2906.97×(3.50/2)/[4×(3.50/2)2]=840.75kN Mx1=My1=2×840.75×(1.75-0.83)=1555.39kN.m （四）、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。

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。

经过计算得 s=1555.39×106/(1.00×16.70×5000.00×1300.002)=0.011 =1-(1-2×0.011)0.5=0.011

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s=1-0.011/2=0.994

Asx= Asy=1555.39×106/(0.994×1300.00×300.00)=4010.40mm2。 （五）、矩形承台截面抗剪切计算

依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.和第5.6.11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=1012.86kN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 0──建筑桩基重要性系数，取1.0； ──剪切系数,=0.18；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2； b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm； h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1300mm； fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/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! 按设计要求：Φ20@170双层双向配置满足要求 （六）、桩承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1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=1012.86kN 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中 0──建筑桩基重要性系数，取1.0；

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=0.636m2。

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! 根据《建筑桩基础技术规范》配置10@12，箍筋ø8@200满足要求 （七）、桩竖向极限承载力验算及桩长计算

桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3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=1012.86kN 桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式： 最大压力:

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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:

Qck──相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值:

qck──承台底1/2承台宽度深度范围(≤5m)内地基土极限阻力标准值； s,p──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数； c──承台底土阻力群桩效应系数；按下式取值：

s,p,c──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数；

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=2.827m； Ap──桩端面积,取Ap=0.m2； li──第i层土层的厚度,取值如下表； 厚度及侧阻力标准值表如下:

序号 1 2 3 4 土厚度(m) 9.8 10 2 1.2 土侧阻力标准值(kPa) 20 50 80 70 土端阻力标准值(kPa) 0 0 0 0 土名称 粘性土 粘性土 粉土或砂土 粘性土 由于桩的入土深度为19.5m,所以桩端是在第2层土层。 最大压力验算:

R=2.83×(9.8×20×0.8+9.7×50×0.8)/1.67+1.40×0.00×0./1.67+0.00×656.25/1.65=1024.87kN

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上式计算的R的值大于最大压力1012.86kN,所以满足要求! （八）、桩抗拔承载力验算

桩抗拔承载力验算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.7条 桩抗拔承载力应满足下列要求: 其中:

式中 Uk──基桩抗拔极限承载力标准值； i──抗拔系数； 解得:

Ugk=17.6×(9.8×20×0.75+9.7×50×0.75)/4=2247.30kN Ggp=17.6×19.5×22/4=1887.60kN

Uk=2.83×(9.8×20×0.75+9.7×50×0.75)=1444.11kN Gp=2.83×19.5×25=1378.37kN

由于: 2247.30/1.67+1887.60>=161.92 满足要求! 由于: 1444.11/1.67+1378.37>=161.917138613861 满足要求! B、塔吊附着计算

塔吊附着计算

塔机安装位置至建筑物距离超过使用说明规定，需要增长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。 （一）、参数信息

塔吊高度:95.00(m) 附着塔吊边长:1.65(m) 回转扭矩:273.00(kN/m) 风荷载设计值:0.10(kN/m) 附着杆选用：22a号工字钢

附着塔吊最大起重力距:2076.41(kN/m) 附着节点数:4

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各层附着高度分别:24.9,37.9,52.3,66.7(m) （二）、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:

风荷载标准值应按照以下公式计算

Wk=W0×μz×μs×βz

其中 W0── 基本风压(kN/m2)，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用：W0= 0.35kN/m2；

μz── 风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》(GBJ9)的规定采用： μz=2.400；

μs── 风荷载体型系数：Us=0.065； βz── 高度Z处的风振系数,βz=0.70 风荷载的水平作用力

Nw=Wk×B×Ks

其中 Wk── 风荷载水平压力,Wk=0.038kN/m2 B── 塔吊作用宽度,B=1.65m Ks── 迎风面积折减系数，Ks=0.20 经计算得到风荷载的水平作用力 q=0.01kN/m 风荷载实际取值 q=0.10kN/m 塔吊的最大倾覆力矩 M=2076.41kN.m

qM

24.9m 13.0m 14.4m 14.4m 28.3m

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计算结果: Nw=1.830kN （三）、附着杆内力计算 计算简图:

计算单元的平衡方程为: 其中:

（四）、第一种工况的计算

塔机满载工作，风向垂直于起重臂，考虑塔身在最上层截面的回转惯性力产生的扭矩和风荷载扭矩。

将上面的方程组求解，其中 从0-360循环， 分别取正负两种情况，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力：

杆1的最大轴向压力为：313.26 kN 杆2的最大轴向压力为：45.62 kN 杆3的最大轴向压力为：266.65 kN 杆1的最大轴向拉力为：0.00 kN

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杆2的最大轴向拉力为：339.07 kN 杆3的最大轴向拉力为：332.59 kN （五）、第二种工况的计算

塔机非工作状态，风向顺着起重臂，不考虑扭矩的影响。

将上面的方程组求解，其中 =45,135,225,315， Mw=0，分别求得各附着最大的轴压力和轴拉力。

杆1的最大轴向压力为：140.09 kN 杆2的最大轴向压力为：128.28 kN 杆3的最大轴向压力为：290.38 kN 杆1的最大轴向拉力为：90.06 kN 杆2的最大轴向拉力为：191.59 kN 杆3的最大轴向拉力为：196.12 kN （六）、附着杆强度验算 1．杆件轴心受拉强度验算 验算公式:

=N/An≤f

其中 N──为杆件的最大轴向拉力,取N=339.07kN； ──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22a号工字钢,查表可知 An=4200.00mm2；

经计算，杆件的最大受拉应力=339.07×1000/4200.00=80.73N/mm2。 最大拉应力不大于拉杆的允许拉应力215N/mm2,满足要求! 2．杆件轴心受压强度验算 验算公式:

=N/An≤f 其中 ──为杆件的受压应力；

N──为杆件的轴向压力,杆1:取N=313.26kN；杆2:取N=128.28kN；杆3:取N=290.38kN；

An──为杆件的的截面面积，本工程选取的是22a号工字钢,查表可知 An=4200.00mm2；

──为杆件的受压稳定系数,是根据 查表计算得, 杆1:取 =0.374,杆2:取=0.345 ,杆3:取 =0.374； ──杆件长细比,杆1:取 =133.713,杆2:取=140.161,杆3:取

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=133.713。

经计算，杆件的最大受压应力=199.22N/mm2。

最大压应力不大于拉杆的允许压应力2165N/mm2,满足要求! （七）、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=339.070kN； lw为附着杆的周长，取830.56mm； t为焊缝厚度，t=7.50mm；

ft或fc为对接焊缝的抗拉或抗压强度，取 185 N/mm2； 经过焊缝强度 = 339070.00/(830.56×7.50) = .43N/mm2。 对接焊缝的抗拉或抗压强度计算满足要求! （八）、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/mm^2，C30为3.0N/mm^2）；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。 （九）. 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节点处；

2．对于框架结构，附着点宜布置在靠近柱根部；

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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。

六、土方开挖及要求

1、根据施工计划的安排，在基坑未大开挖之前，先进行塔吊基础的土方开挖及塔吊的安装。

按照塔吊的设计位置，此处的自然地面标高为-0.25m。由测量员放出塔吊基础土方开挖位置线，用挖土机挖至塔吊垫层下表面-6.40米。边坡按1：2进行留土。边坡面整平后，用1：3的水泥砂浆罩面，防止雨季时，雨水的冲洗把泥浆冲入塔吊基础部位。

2、根据需要承台边的操作面可以留置4m, 在基坑底面距坡脚线约300mm设一道宽300mm的排水沟，深度从200mm起坡，坡度按0.5%设置，在基坑脚上，安置1个集水井，井径0.8m，井壁用普通砖、砂浆砌后抹光，集水井底比排水沟低0.8m，抽出的积水应排至基坑以外地面排水系统，防止乱排产生回渗。同时在坑外侧围以土堤或开挖水沟，防止地面水流入。

3、在开挖过程中，根据实际需要可以对周边的土方进行卸载。

4、土方开挖后，按现场安全防护要求在基坑的周围搭设安全保护栏杆，并用密目网 外挂封闭，避免人员跌落坑中。

5、塔吊安装完毕后，紧接着要进行土方的大开挖。

七、质量保证措施

(一)钻孔灌注桩质量保证措施

1、做好施工前的技术交底工作，要求每一位施工人员在掌握施工方法、质量保证措施和施工要求的同时，还必须有足够质量意识。认真执行单桩质量自检、互检、交接验收制度。

2、钻孔灌注桩施工要求：

（1）、在钻孔过程中必须经常测定护壁泥浆比重，含沙率、粘度、PH值，合理控制泥浆的性质，以保证在孔壁稳定的情况下泥皮厚度最薄。

（2）、在灌注水下砼时，应进行清孔，塔吊桩孔底沉渣≤50㎜。

（3）、在距孔底0.5M深度范围内的泥浆比重不得大于1.20，并应控制含沙率及粘度，清孔符合要求后即时灌注混泥土，灌注必须连续，直至成桩完毕。

（4）、桩身灌注充盈系数应控制在大于1.15，桩身混凝土超灌高度工程桩为1.0；桩身混凝土为C25；

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（5）、混凝土初灌量满足导管埋深1.0米以上。 3、钢筋笼的制作、运送与安放

(1)钢筋和焊条必须有出厂质保单；焊工须持证上岗；钢筋及焊接件经试验合格后，方可制作钢筋笼；锈蚀严重的钢材不得使用。

(2)钢筋笼应严格按图纸要求分节制作各项偏差应符合规范；主筋与箍筋、加强箍间，采用点焊连接；在同一截面的接头数量须≤50%；错开长度≥35d且不小于500mm；按设计要求控制保护层厚度不小于50mm；笼间搭接单面焊缝长度为10d.。

(3)加工成型并经监理检验合格的钢筋笼均需挂牌。

(4)钢筋笼在制作、运送和安放过程中，不允许产生不可恢复的变形。

吊放钢筋笼时，要对准桩孔中心垂直缓缓下沉；笼间搭接焊毕，经监理检验合格后，才能下入孔内；钢筋笼下放到设计位置后，确保在孔内居中的前提下，用吊筋立即固定于机台上。

4、钢筋笼制作允许偏差： （1） 钢筋笼长度：±100㎜ （2） 钢筋笼直径：±10㎜ （3） 主筋间距：±10㎜ （4） 箍间距筋：±20㎜

5、桩钢筋笼主筋锚入承台500㎜。 (二)承台施工质量保证措施

1、 承台底标高、尺寸严格按照设计标高放样确定； 2、 砼浇捣前对钢筋进行隐蔽验收； 3、 与塔机生产厂家联系，正确预埋预埋件；

4、 承台砼标号采用C35。并留置同条件试块。试块强度达到设计强度100%后方可安装塔吊。

八、安全保证措施

1、由于本工程塔吊处于地下室内，须预留孔洞，孔洞的围护采用钢管搭设进行临边围护。

2、定期对塔吊基础进行沉降观测和倾斜测量。

3、如施工工期较长，需根据实际情况定期对格构柱进行防锈处理。 4、塔吊安拆方案由具有相应资质的专业施工单位编制并负责实施。

九、附图（总平面布置图附后）

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