QTZ80塔吊基础施工组织设计
QTZ80型塔吊基础施工方案
1、编制依据
1、XX绿地世纪城五期地块工程《岩土工程勘查报告》
2、XX绿地世纪城五期地块工施工图及相关说明；
3、QTZ63(TC5510)自升塔式起重机说明书；
4、国家、XX省相关施工规X、标准：
《建筑地基基础设计规X》GB50007-2011
《混凝土结构设计规X》GB50010-2010
《建筑地基基础工程施工质量验收规X》GB50202—2002
《工程测量规X》GB50026—2007
《塔式起重机设计规X》（GB/T13752-92）
《建筑结构荷载规X》（GB50009-2012）
《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）
《建筑桩基技术规X》（JGJ94-2008）
《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)
5、PKPM2012版施工安全计算软件
2、工程概况
2.1、工程概况
XX绿地世纪城五期房建工程位于XX市惠山区。拟建场地位于新春东路交江XX 路南东侧。本工程项目由3栋框架剪力墙结构的33层高层和一个大地下车库由人防和非人防组成。其中三期总建筑面积为68343㎡，其中地上建筑面积为54288.35㎡，地下室建筑总建筑面积为14054.65㎡。本工程建筑设计使用年限：三类、50年。本
工程抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为6度。本工程高层建筑防火类别为二类，建筑耐火等级：地下室为一级，其余为二级。
2.2、地质勘探情况
拟建场地原为车间厂房（现已拆除），场地建筑垃圾较多，地表大面积堆土，起伏较大，采用挖机配合作业。拟建场地地貌属长江三角洲冲、洪积平原。
1层杂填土:杂色，松散；含碎砖石等建筑垃圾。场区普遍分布，厚度:0.70～2.90m,平均1.49m;层底标高:-0.56～2.76m,平均1.31m;层底埋深:0.70～2.90m,平均1.49m。
2层粉质粘土:灰黄～黄灰色，可～硬塑；含铁锰质氧化物，夹兰灰色粘土条纹。有光泽，无摇振反应，干强度高，韧性高。场区普遍分布，厚度:1.40～5.00m,平均 3.09m;层底标高:-2.64～-1.00m,平均-1.78m;层底埋深:3.60～6.00m,平均4.58m。
3层粉质粘土夹粉土:灰色，可～软塑,局部流塑；夹少量粉土。稍有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。场区普遍分布，厚度:0.80～3.30m,平均1.70m;层底标高:-5.60～-2.00m,平均-3.48m;层底埋深:4.90～8.90m,平均6.28m。
4层粉土夹粉砂:灰色，湿，稍～中密；含云母碎屑。摇振反应迅速，无光泽，干强度低，韧性低。场区普遍分布，厚度:6.40～18.10m,平均10.26m;层底标高:-20.62～-11.45m,平均-13.76m;层底埋深:14.70～23.00m,平均16.57m。
4-1层粉质粘土:灰色，软塑；含有机质。稍有光泽，无摇振反应，干强度低，韧性低。场区普遍分布，厚度:0.80～2.10m,平均1.66m;层底标高:-14.10～-12.85m,平均-13.66m;层底埋深:16.50～17.40m,平均16.99m。
5-1层粉质粘土:黄灰色，可～硬塑；含铁锰质结核，夹兰灰色粘土条纹。有光泽，无摇振反应，干强度高，韧性高。场区普遍分布，厚度:0.90～3.60m,平均2.30m;层底标高:-18.54～-14.35m,平均-16.18m;层底埋深:17.70～21.50m,平均18.99m。
5-2层粉质粘土:灰黄色，硬塑；含铁锰质结核。有光泽，无摇振反应，干强度高，韧性高。场区普遍分布，厚度:1.50～5.10m,平均4.01m;层底标高:-21.88～-19.38m,平均-20.21m;层底埋深:22.10～24.70m,平均23.06m。
5-3层粉质粘土:灰黄色，硬塑；含铁锰质结核。有光泽，无摇振反应，干强度高，韧性高。场区普遍分布，厚度:4.20～7.80m,平均6.40m;层底标高:-27.93～-23.85m,平均-26.62m;层底埋深:26.60～31.00m,平均29.45m。
5-4层粉质粘土:灰色，可塑；局部含粉土成分。稍有光泽，无摇振反应，干强度中，韧性中。场区普遍分布，厚度:1.20～5.20m,平均2.55m;层底标高:-31.88～-26.82m,平均-28.39m;层底埋深:29.10～34.90m,平均31.44m。
塔吊。主要技术指标如下：
1、塔吊功率：51.6KW；
2、塔吊臂长：55m；
3、塔吊自重：83.1t；
4、塔吊最大起重量：8t；最大幅度起重量：1.3t；
5、塔吊标准节尺寸：1.7m×1.7m×3.0m；
6、塔吊平衡配重：14.2t；
7、塔吊最大独立高度：42.5m
8、塔吊安装高度：约140m。
其他技术参数祥见塔吊使用说明书。
本案塔吊基础尺寸为5000×5000×1350，基础埋深-7.0m，基础上标高为-7.00m，基础混凝土等级为C40。采用桩基础作为塔吊及其承台基础的承重构件，桩为高强度预制管,其型号为PHC 500A10-15。
2.3、塔吊基础布置
本案塔吊拟布置在78#房北侧，具体详见《施工现场平面布置图》。塔吊基础及其桩基定位具体祥见《QTZ80塔吊基础定位图》。
2.4、基础承台及桩基的设计验算
本案桩基础采用四根静压预制管桩PHC A400 80 10 10，桩顶标高为-10.200m。基础承台尺寸为4500×4500×1350，混凝土强度等级为C40，基础承台上表面标高为-9.25m，基础承台埋深为-1.5m。基础配筋拟采用Ⅱ级钢，直径选择25mm。
具体验算过程如下：
塔吊四桩基础的计算书
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)。
一. 参数信息
塔吊型号:QT80A 塔机自重标准值:Fk1=1033.90kN
起重荷载标准值:Fqk=80.00kN 塔吊最大起重力矩:M=1000.00kN.m 非工作状态下塔身弯矩:M=-200.0kN.m 塔吊计算高度:H=120m
塔身宽度:B=2.5m 桩身混凝土等级:C80
承台混凝土等级:C40 保护层厚度:H=50mm
矩形承台边长:H=5.0m 承台厚度:Hc=1.35m
承台箍筋间距:S=200mm 承台钢筋级别:HRB335
承台顶面埋深:D=0.0m 桩直径:d=0.5m
桩间距:a=4.0m 桩钢筋级别:RRB400
桩入土深度:15m 桩型与工艺:预制桩
桩空心直径:0.3m
计算简图如下：
二. 荷载计算
1. 自重荷载及起重荷载
1) 塔机自重标准值
F k1=1033.9kN
2) 基础以及覆土自重标准值
G k=5×5×1.35×25=843.75kN
3) 起重荷载标准值
F qk=80kN
2. 风荷载计算
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)
W k=0.8×0.7×1.95×1.54×0.2=0.34kN/m2
q sk=1.2×0.34×0.35×2.5=0.35kN/m
b. 塔机所受风荷载水平合力标准值
F vk=q sk×H=0.35×120.00=42.38kN
c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值
M sk=0.5F vk×H=0.5×42.38×120.00=2542.70kN.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)
W k=0.8×0.7×1.95×1.54×0.35=0.59kN/m2
q sk=1.2×0.59×0.35×2.50=0.62kN/m
b. 塔机所受风荷载水平合力标准值
F vk=q sk×H=0.62×120.00=74.16kN
c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值
M sk=0.5F vk×H=0.5×74.16×120.00=4449.73kN.m
3. 塔机的倾覆力矩
工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
M k=-200+0.9×(1000+2542.70)=2988.43kN.m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
M k=-200+4449.73=4249.73kN.m
三. 桩竖向力计算
非工作状态下：
Q k=(F k+G k)/n=(1033.9+843.75)/4=469.41kN
Q kmax=(F k+G k)/n+(M k+F vk×h)/L
=(1033.9+843.75)/4+Abs(4249.73+74.16×1.35)/5.66=1238.48kN Q kmin=(F k+G k-F lk)/n-(M k+F vk×h)/L
=(1033.9+843.75-0)/4-Abs(4249.73+74.16×1.35)/5.66=-299.65kN 工作状态下：
Q k=(F k+G k+F qk)/n=(1033.9+843.75+80)/4=489.41kN
Q kmax=(F k+G k+F qk)/n+(M k+F vk×h)/L
=(1033.9+843.75+80)/4+Abs(2988.43+42.38×1.35)/5.66=1027.89kN Q kmin=(F k+G k+F qk-F lk)/n-(M k+F vk×h)/L
=(1033.9+843.75+80-0)/4-Abs(2988.43+42.38×1.35)/5.66=-49.07kN
四. 承台受弯计算
1. 荷载计算
不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：
工作状态下：
最大压力N i=1.35×(F k+F qk)/n+1.35×(M k+F vk×h)/L
=1.35×(1033.9+80)/4+1.35×(2988.43+42.38×1.35)/5.66=1102.89kN 最大拔力N i=1.35×(F k+F qk)/n-1.35×(M k+F vk×h)/L
=1.35×(1033.9+80)/4-1.35×(2988.43+42.38×1.35)/5.66=-351.01kN 非工作状态下：
最大压力N i=1.35×F k/n+1.35×(M k+F vk×h)/L
=1.35×1033.9/4+1.35×(4249.73+74.16×1.35)/5.66=1387.18kN
最大拔力N i=1.35×F k/n-1.35×(M k+F vk×h)/L
=1.35×1033.9/4-1.35×(4249.73+74.16×1.35)/5.66=-689.30kN 2. 弯矩的计算
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M x,M y1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)；
x i,y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；
N i──不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值(kN)。
由于非工作状态下，承台正弯矩最大：
M x=M y=2×1387.18×0.75=2080.77kN.m
承台最大负弯矩:
M x=M y=2×-689.30×0.75=-1033.95kN.m
3. 配筋计算
根据《混凝土结构设计规X》GB50010-2010第6.2.10条
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；
f c──混凝土抗压强度设计值；
h0──承台的计算高度；
f y──钢筋受拉强度设计值，f y=300N/mm2。
底部配筋计算:
αs=2080.77×106/(1.000×19.100×5000.000×13002)=0.0129
ξ=1-(1-2×0.0129)0.5=0.0130
γs=1-0.0130/2=0.9935
A s=2080.77×106/(0.9935×1300.0×300.0)=5370.2mm2
顶部配筋计算:
αs=1033.95×106/(1.000×19.100×5000.000×13002)=0.0064
ξ=1-(1-2×0.0064)0.5=0.0064
γs=1-0.0064/2=0.9968
A s=1033.95×106/(0.9968×1300.0×300.0)=2659.7mm2
基础配筋按构件的最小配筋率计算：5000*1350*0.2%=13500mm2
五. 承台剪切计算
最大剪力设计值：V max=1387.18kN
依据《混凝土结构设计规X》(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
f t──混凝土轴心抗拉强度设计值，f t=1.710N/mm2；
b──承台的计算宽度，b=5000mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1300mm；
f y──钢筋受拉强度设计值，f y=300N/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!
六. 承台受冲切验算
角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩冲切承载力验算
七. 桩身承载力验算
桩身承载力计算依据《建筑桩基技术规X》(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=1.35×1238.48=1671.95kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中Ψc──基桩成桩工艺系数，取0.85
f c──混凝土轴心抗压强度设计值，f c=35.9N/mm2；
A ps──桩身截面面积，A ps=125664mm2。
桩身受拉计算，依据《建筑桩基技术规X》JGJ94-2008 第5.8.7条
受拉承载力计算，最大拉力N=1.35×Q kmin=-404.53kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积A s=1123.705mm2。
由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为251mm2
综上所述，全部纵向钢筋面积1124mm2
八. 桩竖向承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)的第6.3.3和6.3.4
条
轴心竖向力作用下，Q k=489.41kN；偏心竖向力作用下，Q kmax=1238.48kN
桩基竖向承载力必须满足以下两式：
单桩竖向承载力特征值按下式计算：
其中R a──单桩竖向承载力特征值；
q sik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值；
q pa──桩端端阻力特征值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=1.57m；
A p──桩端面积,取A p=0.20m2；
l i──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:
序号土层厚度(m) 侧阻力特征值(kPa) 端阻力特征值(kPa) 土名称
1 5.5 46 0 粘性土
2 1.5 28 0 红粘土
3 2 63 0 粘性土
4 2.
5 8
6 0 粘性土
5 3.5 7
6 4500 粘性土由于桩的入土深度为15m,所以桩端是在第5层土层。
最大压力验算:
R a=1.57×(5.5×46+1.5×28+2×63+2.5×86+3.5×76)+4500×0.20=2300.43kN
由于: R a = 2300.43 > Q k = 489.41,最大压力验算满足要求!
由于: 1.2R a = 2760.52 > Q kmax = 1238.48,最大压力验算满足要求!
九. 桩的抗拔承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)的第6.3.5条
偏心竖向力作用下，Q kmin=-299.65kN
桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式：
式中G p──桩身的重力标准值，水下部分按浮重度计；
λi──抗拔系数；
R a=1.57×(0.750×5.5×46+0.750×1.5×28+0.750×2×63+0.750×2.5×86+0.750×
3.5×76)=1086.206kN
G p=0.196×(15×25-13.35×10)=47.418kN
由于: 1086.21+47.42 >= 299.65，抗拔承载力满足要求!
QTZ80塔吊基础具体配筋详见附图1。
3、施工人员组织
由于塔吊属于大型施工机械设备，它的安全性至关重要，因此塔吊基础的施工应列入项目经理部的主要施工质量控制对象中；由项目经理牵头，技术负责人把关，各部门各司其职，管理好塔吊基础的施工质量与安全。具体施工组织机构如下表所示：
塔吊基础施工人员：
4、施工机具、材料准备
塔吊基础施工需要配备以下施工机具及测量仪器
4.1、反铲式挖掘机一台
4.2、振动棒一只
4.3、交流电焊机一台
4.4、钢筋切断机一台
4.5、钢筋弯曲机一台
4.6、圆盘锯一台
4.7、活络板手12＂2把、18＂4把
4.8、铁锹4把
4.9、经纬仪一台
4.10、水准仪一台
4.11、安全帽每人一只、手套30付，工具包2只
塔吊基础施工所需主要材料：
（1）、钢筋：直径25mmⅡ级钢3.5t；直径14mmⅡ级钢0.3t （2）、多层板：规格915×1830×15，25X
（3）、方木：规格50×100×6000，30根
（4）、钢管：规格Ф48，若干
（5）、螺杆：规格Ф12，若干
（6）、钢板：2mm厚，1㎡
（7）、基础砼：强度等级C30,433m；强度等级C15，4.53m
5、塔吊基础施工
5.1）塔吊基础施工工艺流程
5.2）塔吊基础施工工艺
⑴桩基打设：本案中采用高强度预制管桩，可以与桩基分包施工单位协调，在工程桩打设完成后，顺便把塔吊用桩打设完成。此项并入工程桩基工程，按工程桩基工程施工方案施工。
⑵基坑降水：本案中基坑降水将与10#楼基坑降水结合起来，同时进行基坑降水。采用管井井管进行降水，设置观察井，当地下水降至基坑底下500左右，即可开挖。此项并入降水工程，按降水工程施工方案施工。
⑶基坑放线：利用经纬仪将塔吊定位轴线测出，按照1：1放坡系数外放相应距离，撒白灰线示之，并通知项目技术负责人进行验线。
⑷塔吊基础基坑开挖：采用一台反铲式挖掘机进行基坑开挖，现场架设一台SCD200型水准仪进行基底标高控制。同时按照1：1的放坡系数进行放坡开挖。机械开挖应比设计标高高20㎝～30㎝，剩余土方采用人工开挖。人工开挖的平整度为±50。
⑸垫层砼浇筑：在基坑开挖完成后，立刻将控制垫层厚度及标高的小木桩打设完成，每平方米X围内应至少有一个小木桩；随后在基坑边四周用50×100的木方围起来；进行垫层砼浇筑，初凝后进行压光处理。
⑹基础放线（墨线）：在垫层砼达到30%以上的强度即可进行基础放线。首先利用经纬仪将基础定位轴线投测到垫层上，弹墨线示之；然后按照基础的设计尺寸将基础边线测出，弹墨线示之；最后通知技术负责人进行验线。
⑺底层钢筋网绑扎：将塔吊基础底部受力主筋安装相应的间距要求绑扎到位，要求采用满扎，同时在塔吊预埋脚柱区域内钢筋网应采用点焊加固，最后放置底层钢筋网垫块。
⑻塔吊预埋脚柱安装、固定：由于本案塔吊基础高1350，比塔吊预埋脚柱高，为
保证脚柱上部螺栓孔能露出基础砼表面，在预埋脚柱底部加焊一段长约500的14#槽钢；接着将四个预埋脚柱安装到塔吊标准节上，同时在四个预埋脚柱上焊接剪刀撑予以加固；然后用经纬仪将塔吊定位轴线投测到底层钢筋网上，弹墨线喷白漆示之，同时将预埋脚柱位置处边线测放出来；接着利用反铲挖掘机将安装有预埋脚柱的标准节吊入基坑，放到底层钢筋网上，具体位置为上一步骤测放出来的脚柱位置线内；然后利用水准仪测出标准节上部四角四个螺栓孔处的标高，根据高低差值，在底层钢筋网上放置1mm/2mm不等的钢板片予以调整，直至四角标高差值在±2mm以内；最后将其与底部钢筋网焊接牢固
⑼基础上部钢筋网绑扎：首先安装1500左右的间距放置钢筋马蹬，接着将上部受力主筋按设计间距放置到位，进行绑扎，上部钢筋网可以采用梅花状绑扎。
⑽基础支模：采用15后多层板做面板，50×100木方做背楞，Ф48钢管做外楞的模板支撑体系。
⑾钢筋、模板验收：以上工作完成后，通知项目技术负责人及监理单位进行钢筋、模板验收。
⑿塔吊基础砼浇筑：本案中塔吊基础砼采用商品砼，由汽车泵配合进行砼浇筑，砼在振捣过程中要充分，快插慢拔，均匀振捣，避免过振。待砼初凝后，进行砼表面压光处理。同时留置砼试块。
⒀塔吊基础砼养护：本案砼施工处于夏季，砼养护采用浇水覆盖养护，连续养护不少于7天。当塔吊基础砼强度达到不少于设计值的90%上时方可进行塔吊上部结构安装。
6、安全环保措施
1、进入施工现场必须正确佩戴安全帽及其它劳保用品。
2、土方开挖时，应设专人进行指挥，防止机械伤人事故发生。
3、严禁酒后上岗，不准打赤脚、穿拖鞋、硬底鞋上班；上班时段严禁嬉戏打闹。
4、特殊工种，如电工、焊工，机械工等必须持证上岗，无证人员不准进行操作。
5、钢筋切断、弯曲等各道工序的加工机械必须保证安全装置齐全有效，动力线路
用钢管从地坪下引入，机壳要有保护零线。
6、电焊场地周围应清除易燃易爆物品，或进行覆盖、隔离，并在施焊部位配备灭火器材。
7、施工用电和照明用电要符合规定要求，严禁乱拉乱接，施工用电必须三相五线制，配电箱内应设触电保护装置，配电箱加锁。
8、车辆进出由专人冲洗车辆，不让泥浆带入公路。
9、超过噪音限度的施工作业，必须控制，如圆盘锯，刨木机等，尽量安排白天工作，不在夜间使用。
附图1：QTZ80型塔吊基础配筋图