塔吊基础施工方案

南京生物医药谷制剂加速器项目
塔
吊
基
础
施
工
方
案
编制
审核
审批
苏州第一建筑集团有限公司
二O一六年七月
目录
一、工程概况…………………………………………………….- 1 -
二、编制依据…………………………………………………….- 1 -
三、塔式起重机型号及定位选择………………………………- 2 -
四、塔吊布置……………………………………………………- 4 -
五、工程地质情况……………………………………………….- 5 -
六、塔式起重机的基础设计方案与施工………………………- 6 -
七、基础荷载……………………………………………………- 7 -
八、塔吊基础有关计算…………………………………………- 7 -
九、塔吊基础施工安全技术措施………………………………- 11 -
十、塔基安全……………………………………..…………… - 12 -
一、工程概况
建设单位：南京生物医药谷发展有限公司
设计单位：中石化上海工程有限公司
监理单位：南京苏宁建设监理有限公司
勘察单位：江苏省地质工程勘查院
施工单位：苏州第一建筑集团有限公司
南京生物医药谷制剂加速器项目位于南京高新技术产业开发区生物医药谷内，高科十路与创业东路交叉口西侧。

本工程总建筑面积28126.84㎡，由多个单体组成，分别为:厂房一、厂房二、综合生产楼、门卫一、门卫二、工程楼、试剂仓库、各类水池以及室外工程。

现场施工中水平、垂直运输需求量大的建筑物主要集中在厂房一、二及综合生产楼，其概况为：
根据本工程的实际情况及特点，决定投入使用二台塔吊，型号为安徽建机生产的QTZ5610，基础按《QTZ5610塔机起重使用说明书》均采用钢筋混凝土独立基础。

第一台设置在厂房一西侧，臂长为56m；第二台设在综合生产楼与厂房二之间，臂长也为56m；塔吊半径范围内基本上能覆盖各幢楼，能满足建筑物各施工阶段的施工要求。

二、编制依据
1、本工程全部施工图纸及相关技术资料
2、本工程施工组织设计
3、安徽建筑机械有限责任公司《QTZ5610塔式起重机使用说明书》
4、南京生物医药谷制剂加速器项目《岩土工程勘察报告》(报告编号：2015239)
5、《施工技术手册》（第五版）
6、《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）
7、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）
8、《混凝土结构荷载规范》（GB50009-2012）；
9、《混凝土结构工程施工质量与验收规范》（GB50204-2015）；
10、《地基基础设计规范》（GB50007-2011）；
11、《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）
三、塔式起重机型号及定位选择
1、塔式起重机型号及定位的选择：
塔式起重机主要用于结构施工中的水平垂直运输，特别是砼、钢筋、模板的运输，根据本工程的具体情况，它主要满足以下要求：
⑴、场地上拟建的厂房一、厂房二及综合生产楼占据总个工程的绝大部分工程量，该部分建筑物水平、垂直运输需求量较大，要求安装的塔式起重机所起吊钢筋、模板及砼的起升高度等各项指标基本上能满足该部分工程的施工。

⑵、本工程各单体分布范围较广，基本占据整个场地，要求塔式起重机的工作范围基本上能覆盖场地的四周，以利于材料和堆场布置和钢筋、砼、模板及各种材料构件的水平和垂直运输。

⑶、本工程的土方、钢筋、模板及各种构件的垂直运输工作量大，要求塔式起重机的起重量大，提升速度快，以提高工效，满足工期要求。

⑷、选用的塔式起重机使用费用应经济合理，有利于降低工程成本。

2、塔式起重机定位要满足以下要求：
⑴、服务范围要广，应尽量满足工作面的要求，减少服务死角。

⑵、要尽量避开建筑物的突出部位，减少对施工的影响。

⑶、塔吊附着要安全可靠（本工程无需附着），基础应具有足够的承载力和稳定性。

⑷、要保证塔式起重机拆除时的场地条件。

四、塔吊布置
根据工程及周边环境情况，本工程共配置两台型号为QTZ5610塔吊，臂长均为为56米。

具体位置详塔吊布置平面图。

轴线关系详见塔吊轴线位置图。

塔吊布置平面图
厂房一处塔吊基础定位图
厂房二与综合生产楼间塔吊基础定位图
五、工程地质情况
根据江苏省地质工程勘查院提供的南京生物医药谷制剂加速器项目《岩土工程勘察报告》（编号：2015239）可知，本工程场地岩土层自上而下依次分布为：
①素填土，灰黄~灰色，松散为主，近期堆填而成，以黏性土为主，混杂少量碎石等，密实度差，不均匀，普遍分布，厚度变化大；
③-1粉质黏土，褐黄，硬素，局部可塑，含铁锰质结核及青灰色团块，韧性中高，场地局部分布；
③-2粉质黏土，褐黄，可素，局部可塑，含少量铁锰质浸染，无摇振反应，韧性中高，场地局部分布；
③-3粉质黏土，褐黄，硬素，含铁锰质结核及青灰色团块，韧性中高，场地局部分布；
⑤-1强分化泥质粉砂岩，灰黄~褐红色，原岩结构已破坏，经强烈风化呈砂土及碎岩块，遇水易软化崩解，属极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级；
⑤-2A中分化泥质粉砂岩（破碎），褐红色，层状构造，岩芯以碎块~短柱状为主，部分因机械破碎呈碎块~短柱，偶夹砂岩段，胶结较好，属软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级；
⑤-2中分化泥质粉砂岩，褐红色，岩芯呈短柱~柱状，岩体节理发育一般，属软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级；
根据地质报告可知，孔隙水主要赋存于○1层素填土中，水量受天气及季节性变化影响明显，因此地下水对土方开挖不会造成大的影响。

六、塔式起重机的基础设计方案与施工
1、塔式起重机基础设计
综合生产楼与厂房二间塔吊基础承台平面尺寸设定均为5000mm×5000mm，高度为1250mm，塔身截面B=1600mm×1600mm，基底标高为-2.500M；厂一西侧塔吊基础承台平面尺寸设定均为6000mm×6000mm，高度为1250mm，塔身截面B=1600mm×1600mm，塔机基底标高为-2.500M。

综合生产楼与厂二间塔吊基础技术要求地基承载力≥200KN/㎡，根据塔吊平面布置图及塔吊基础定位图可知，塔吊基础正好位于《岩土工程勘察报告》（编号：2015239）中17-17’地质剖面图K56及K57勘探孔间，持力层为○3-3层土，承载力为220KN/㎡，故满足塔机对地基承载力要求；厂一西侧塔吊基础技术要求地基承载力≥180KN/㎡，侧塔吊基础正好位于《岩土工程勘察报告》（编号：2015239）中7-7’地质剖面图J16及K11勘探孔间，持力层为○3-1层土，承载力为180KN/㎡，故满足塔机对地基承载力要求。

塔式起重机在承台上预埋螺栓（根据机械生产厂家提供指标进行购买），严格按照塔吊基础图进行预埋施工（塔吊基础图附后）。

2、塔式起重机基础施工：
塔式起重机基础施工流程如下：
①、塔式起重机基础土方开挖；
②、塔式起重机基底验槽及垫层浇筑；
③、钢筋砼承台的立模、扎筋、支脚铁件预埋浇筑砼；
待承台砼达到设计的强度等级后，应进度要求塔式起重安装调试。

七、基础荷载
八、塔吊基础有关计算
1、塔吊参数信息
塔吊型号：QTZ5610，
塔吊独立高度H：36.50m（综合楼与厂二间），31.50 m（厂一西侧）
塔身宽度B：1.6m，基底标高：-2.50m，
自重G：317kN，基础承台厚度hc：1.25m，
最大起重荷载Q：60kN，
基础承台Bc：5.00m*5.00m（综合楼与厂二间），6.00m*6.00m（厂一西侧）混凝土强度等级：C35，钢筋级别：HRB400，
基础底面配筋直径：14mm
基础所受的水平力P2：26kN（工作状态），78 kN（非工作状态）
标准节长度b：2.5m，
2、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩
1）塔吊自重（包括压重）F1=437kN，
2）塔吊最大起重荷载F2=60.00kN，
3）作用于承台顶面的竖向力F=1.2×(F1+F2)=596.4kN，
4）风荷载对塔吊基础产生的弯矩：
M max＝1625kN·m
塔吊在工作状态下，竖向力最大；在非工作状态下，塔吊所承受的倾覆力矩最大。

3、塔吊抗倾覆稳定验算
基础抗倾覆稳定性按下式计算：
e＝M k/（F k+G k）≤Bc/3
式中 e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；
M k──作用在基础上的弯矩；
F k──作用在基础上的垂直载荷；
G k──混凝土基础重力，G k1＝25×5×5×1.25=781.25kN；
Bc──为基础的底面宽度；
计算得：e=1625/(596.4+781.25)=1.180m < 5/3=1.667m；
基础抗倾覆稳定性满足要求！
同理，基础6m*6m也满足要求！
4、地基承载力验算
依据《地基基础设计规范》(GB50007-2011)第5.2条承载力计算。

计算简图:
基础底面边缘的最大压力值计算：
当偏心距e> Bc /6时，e=0.859m > 5/6=0.833m
P kmax＝2×(F k＋G k)/（3×a×Bc）
式中 F k──作用在基础上的垂直载荷；
G k──混凝土基础重力；
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：
5m基础：a＝Bc/20.5－M k/（F k＋G k）＝5/20.5-1625/(596.4+781.25)=2.356m。

6m基础：a＝Bc/20.5－M k/（F k＋G k）＝5/20.5-1625/(596.4+1125)=2.592m。

Bc──基础底面的宽度，取Bc=5m，Bc=6m；
不考虑附着基础设计值：
综合楼和厂二间：P kmax=2×(596.4+781.25)/(3×2.356×5)= 77.96kPa；
厂一西侧：P kmax=2×(596.4+1125)/(3×2.592×6)= 73.79kPa；
○3-3层地基承载力特征值计算依据江苏省地质工程勘察院《岩土工程勘察报告》（报告编号：2015239）为220KPa
地基承载力特征值f a大于压力标准值P k=55.11kPa，满足要求！
地基承载力特征值1.2×f a大于偏心矩较大时的压力标准值P kmax=77.96kPa，满足要求！
○3-1层地基承载力特征值计算依据江苏省地质工程勘察院《岩土工程勘察报告》（报告编号：2015239）为180KPa
地基承载力特征值f a大于压力标准值P k=47.82kPa，满足要求！
地基承载力特征值1.2×f a大于偏心矩较大时的压力标准值P kmax=73.79kPa，满足要求！
5、基础受冲切承载力验算
依据《地基基础设计规范》（GB 50007-2011）第8.2.7条。

验算公式如下:
F1≤ 0.7βhp f t a m h o
式中βhp --受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0.当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；取βhp=0.96；
f t --混凝土轴心抗拉强度设计值；取 f t=1.57MPa；
h o --基础冲切破坏锥体的有效高度；取 h o=1.20m；
a m --冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；a m=(a t+a b)/2；
a m=[1.60+(1.60 +2×1.20)]/2=2.80m；
a t --冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；取a t＝1.6m；
a b--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；a b=1.60 +2×1.20=4.00；
P j --扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；取 P j=93.55kPa（5M宽基础）P j=88.55kPa（6M宽基础）；
A l --冲切验算时取用的部分基底面积；
5M宽基础：A l=5.00×(5.00-4)/2=2.5m2
6M宽基础：A l=6.00×(6.00-4)/2=6.0m2
F l --相应于荷载效应基本组合时作用在A l上的地基土净反力设计值。

F l=P j A l；
5M宽基础： F l=93.55×2.5=283.88kN。

6M宽基础： F l=88.55×6.0=531.30kN。

允许冲切力：0.7×0.96×1.57×2800.00×1200.00=3544934.40N=3544.93kN > F l= 531.30kN；
实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！
九、塔吊基础施工安全技术措施
1）、塔式起重机在使用过程中，要设专业人员对其基础沉降进行观测，应间隔半个月进行一次沉降观测，并认真做好记录，基础拆模后应在四角埋设沉降观测点，并完成初始高程测量，塔机安装前再测一次，以后在上部结构安装后每半月测量一次，如发现沉降过快、过大、不均匀沉降等异常情况应立即停止使用，并汇报公司工程技术部门分析处理后，方可决定其继续使用或停止使用。

2）、塔式起重机在使用过程中，每台配置两部对讲机供地面指挥人员与塔机人员进行联系，确保施工吊装过程的安全。

3）、塔吊承台强度需达到90%设计强度后方可进行整机组装。

4）、塔吊预埋螺栓必须为高强螺栓，其材料、等级、长度、规格等符合使用说明要求。

5）、在浇捣砼前须预埋好地锚螺栓，并作好接地隐蔽，在浇捣砼时派专人看护，保证不移位。

○1首先将塔吊基础钢筋按塔吊基础配筋图绑扎结束。

○2其次将16根M30螺栓（Q235钢制作）与定位套装配稳固，并依据基础图螺栓埋设要求安放于基础钢筋内。

○3再次将8根Ф30钢筋（刺筋）分别置于相邻两根螺栓底部圆环中。

○4最后验收合格进行混凝土浇筑，混凝土浇筑时要保证定位框中心线与水平面的垂直度＜1.5‰。

○5固定支腿周边混凝土充填率须达到95％以上。

○6预埋螺栓定位详见塔吊基础图。

6）、塔吊安装应做好防雷接地及隐蔽验收手续，其基础验收合格后方可投入使用，具体为：
○1塔机金属结构及所有电气设备的金属外壳，应有可靠的接地装置，接地电阻不应大于10Ω。

○2按塔机说明书，核对基础施工质量关键部位。

○3检测塔机基础的几何尺寸误差，应在允许范围内，测定水平误差大小，以便
准备垫铁。

○4机脚螺丝应严格按说明书要求的平面尺寸设置，允许偏差不得大于5mm。

○5基础混凝土浇筑完毕后应浇水养护，达到混凝土设计强度方可进行上部结构的安装作业。

如提前安装必须有同条件养护砼试块试验报告，强度须达到安装说明书要求。

○6塔吊基础砼浇筑过程中应按要求留置试块，每个基础各留置三组，一组送标样室，另二组放置现场进行同条件养护；基础内钢筋必须经质检部门及监理部门验收合格方可浇筑砼，并应做好隐检记录以备作塔吊验收资料。

○7钢筋、混凝土应具有出厂合格证或试验报告，塔吊基础底部土质须经质检部门验槽，符合地质报告及设计要求方可进行下一工序施工；基础施工后应，周边应有良好排水措施，以保证基底土质承载力。

○8塔机的避雷装置宜在基础施工时预埋好，其避雷钟可用横断面不小于16mm2 的绝缘铜电缆或横截面30mm*3.5mm表面经电镀的金属条直接与基础底板钢筋焊接相连，接地件插入地下至少1.5m。

十、塔基安全维护
由于塔基在基础上来后均处在场地较低位置，因此提前在塔吊承台外侧设置一个500*500*1000的集水坑，有水时用水泵抽出，防止塔吊基座泡在水中。

集水坑采用240厚砖墙砌筑。

塔吊基础在基础土方回填时用240厚砖墙将塔基围起来砌至地面平，同时外侧设集水坑，详见下图。