办公楼塔吊施工方案#天津.doc

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1、目 录第一章 编制依据第二章 工程概况2第三章 工程地质条件3第四章 塔吊定位第五章 塔吊选用第六章 塔吊基础设计第七章 附基础验算 附砼灌注桩施工图 附塔吊平面布置图某某月亮岛项目塔吊布置及基础设计方案某某月亮岛项目塔吊布置总体思路是：在基坑支护施工阶段完成塔吊基础桩、塔吊承台的施工，在基坑土方开挖之前完成塔吊的安装。现编制塔吊布置及基础设计方案。第一章 编制依据1、天津大学建筑设计研究院设计的某某月亮岛基坑支护 施工蓝图2、中国建筑设计研究院设计的天津市塘沽区某某月亮岛项目基础工程施工蓝图3、业主提供的电子版某某月亮岛项目扩充设计图纸4、建筑桩基技术规范 JGJ94-20085、建筑地基基

2、础设计规范 GB50007-20026、混凝土结构设计规范 GB50010-20027、塔式起重机砼基础工程技术规范 JGJ/T187-2009 （备案号J953-2009）8、ST70/30塔吊使用说明书、ST60/15塔吊使用说明书第二章 工程概况某某月亮岛工程位于天津市滨海新区某某商务区最北端、迎宾大道与滨海路交口北侧。总建筑面积为平方米。其中地下两层、建筑面积约平方米，地上六层、建筑面积约平方米。整个场地基本呈月牙形，东西向最长约535米，南北向最长428米，总用地面积为平方米。主体建筑是以街区型布局的建筑组群，分为号楼、号楼、号楼、号楼共四个单体、25个区段。该工程基础类型采用钻孔灌

3、注桩和防水板基础、主体结构采用框架剪力墙结构类型。场地自然地坪标高约3.00米；地下一层的基础底板底标高为8.70m；地下二层的基础底板底标高为14.70m； 地下一层商业层高为6.8M；地下二层汽车库（局部设置人防地下室）层高均为5.7M；首层的商业部分层高为5.1M，规划展览馆层高为5.5M；二层以上，商业部分二至五层均为4.8M；酒店部分二至六层均为3.6M；建筑檐口高度为29.5m。第三章 工程地质条件根据华北有色工程勘察院2008年1月做出的，天津塘沽区某某月亮岛项目岩土工程勘察报告（工号08-005），经钻探揭露，场地岩土层可划分为上部河流冲洪积物及下伏基岩层，在勘察深度范围内岩土

4、层自上而下分述如下：人工填土层：一般厚度0.503.00米，顶板标高为1.461.87米 1-1层：杂填土，一般厚度0.304.30米，平均厚度1.05m。 1-2层：素填土，一般厚度0.503.80米，平均厚度1.40m。全新统上组新近沉积层：一般厚度3.909.60米，顶板标高为1.12-2.10米 2-1层：粘土，一般厚度0.804.50米，平均厚度2.21m。 2-2层：粉质粘土，一般厚度2.006.00米，平均厚度4.95m。全新统第海相沉积层：一般厚度9.4011.70米，层顶标高为-5.00-8.50米 3-1层：淤泥质粘土，一般厚度3.609.50米，平均厚度6.50m。 3-

5、2层：粉质粘土，一般厚度2.506.20米，平均厚度4.22m。全新统第陆相层沼泽相沉积：一般厚度1.002.00米，层顶标高为-17.28-18.48米全新统下组第陆相河床河漫滩相沉积层：一般厚度3.206.20米，层顶标高为-18.91-20.12米 5-1层：粉质粘土，一般厚度2.005.50米，平均厚度4.32m。 5-2层：粉土，一般厚度0.704.00米，平均厚度2.29m。上更新统五组第陆相河床河漫滩相沉积层：一般厚度3.906.10米，层顶标高为-23.81-25.81米 6-1层：粉质粘土，一般厚度0.804.10米，平均厚度2.68m。 6-2层：粉土，一般厚度1.004.

6、50米，厚度变化较大，最大厚度5.106.00。 6-3层：粉砂，一般厚度3.108.00米。上更新统四组第滨海相、二组第海层：本次勘察未揭穿该层底界，揭最大厚度为17.70m，最低标高48.45m。主要由粉砂组成。土质较好，为良好的桩端持力层。桩基采用钻孔灌注桩，桩身直径为700mm，桩端进入持力层深度5.5m。 各岩土层承载力特征值fak和桩周土侧摩阻力特征值建议取下值： 力学分层号主要岩性标高(m)fak(kPa)qsik(kPa)qpk(kPa)2-1粘土-7.10以上100372-2粉质粘土95273-1淤泥质粘土-7.10-17.8385203-2粉质粘土110434粉质粘土-17

7、.83-19.56150485-1粉质粘土-19.56-24.50160585-2粉土180656-1粉质粘土-24.50-30.80170575606-2粉土190678006-3粉砂200689007粉砂-30.80-38.5020075970第四章 塔吊定位 对于大型机械来说，定位是方案制定和选型的前提，塔吊定位要遵循以下原则： 1、满足施工需要，特别是需要满足吊装要求，尽可能不出现施工盲区；2、塔吊初始安装高度时，起重臂、平衡臂等可回转部件尽可能能够整周回转而不碰到周围已有建筑等实体结构。3、根据各楼层结构、建筑平面图，塔吊基础桩、承台、标准节不得与建筑物的构件位置发生矛盾。4、满足各

8、区域施工要求，其中包括基础施工，主体的施工。塔吊用来吊装钢筋、周转料、中小型机具及混凝土等，相互配合，统筹兼顾。5、因业主仅提供了本工程地上初步扩充设计图纸，所以塔吊的位置需通过设计、业主的审核同意。充分考虑以上要求，并根据现场实际、施工需要、塔吊的起重性能等因素，以及征求业主、设计的建议，最终确定塔吊的现场定位。按照本工程设计坐标系统，确定塔吊桩心坐标见下表：塔吊编号塔吊桩心坐标值备注1#X=.899 Y=.807X=.220 Y=.321X=.420 Y=.124X=.737 Y=.6072#X=.055 Y=.392X=.195 Y=.389X=.058 Y=.532X=.198 Y=.

9、5293#X=.334 Y=.789X=.056 Y=.500X=.819 Y=.641X=.539 Y=.3564#X=.584 Y=.267X=.408 Y=.442X=.276 Y=.019X=.150 Y=.1085#X=.382 Y=.963X=.876 Y=.908X=.944 Y=.707X=.438 Y=.6526#X=.739 Y=.762X=.194 Y=.220X=.281 Y=.218X=.737 Y=.6767#X=.660 Y=.225X=.871 Y=.119X=.781 Y=.859X=.944 Y=.7338#X=.366 Y=.864X=.407 Y=.35

10、8X=.860 Y=.823X=.901 Y=.3179#X=.950 Y=.595X=.357 Y=.244X=.301 Y=.002X=.708 Y=.65210#X=.356 Y=.154X=.409 Y=.715X=.894 Y=.106X=.994 Y=.67811#X=.366 Y=.732X=.837 Y=.117X=.752 Y=.260X=.223 Y=.646第五章 塔吊选用在现场塔吊定位的基础上，塔吊的选用应遵循以下原则：1、参数应满足施工要求，要对塔吊的主要参数逐项核查，务必使选用塔吊的幅度、起重量、起重力矩和吊钩高度诸参数与分析结果相适应。2、塔吊的生产效率能满足施工

11、进度的要求，可采用以下方法进行分析钢筋混凝土高层平均每平米需要1.11.6吊次；塔吊每台班可完成5075吊次。3、所选塔吊必须工作状态良好，选用声誉好的品牌，使用期在三年以内，经考察确定。根据工程经验以及工期要求，本工程拟选用11台塔吊作为主要起重设备。每台塔吊负责约1.5万平米左右工程。选用塔吊型号、数量、性能见下表：塔吊型号及数量序号型号数量臂长功率电源1ST70/301070m105KW380V/60Hz2ST60/15160m80KW380V/60HzST70/30起重性能臂长倍率最大吊重及范围304050607070吊重12吨21.07米7.75.23.82.82.25吊重6吨40.

12、35米664.603.63.0ST60/15起重性能臂长倍率最大吊重及范围153040506060吊重10吨11.75米7.412.931.881.260.85吊重5吨20.20米5.003.572.531.911.50第六章 塔吊基础设计 塔吊基础采用混凝土灌注桩内插钢管桩+承台的形式。灌注桩桩径800mm，有效桩长25m，桩中心间距有2500*2500、3000mm*3000mm、3000*5000、3000*4500四种。钢管桩为直径630mm,壁厚14mm螺旋钢管，材质为Q235B。钢管桩内安装钢筋笼，其主筋和灌注桩主筋采取搭接焊连接，其钢筋笼配筋、主筋保护层、浇注混凝土等级同灌注桩。

13、钢管桩插入灌注桩中长度为5m。采用C35混凝土。1#11#塔吊基础设计参数见下表：塔吊编号型号桩心间距砼桩顶标高塔吊承台尺寸承台顶标高1#ST70/302500*250014.704000*4000*13503.702#ST70/303000*30008.704500*4500*13503.703#ST70/303000*500014.704500*6500*1350（钢承台）9.504#ST70/304000*38508.705500*5500*1350（钢承台）3.705#ST70/303000*45008.704500*6000*1350（钢承台）3.706#ST70/302500*25

14、0014.704000*4000*13509.507#ST70/303000*500014.704500*6500*1350（钢承台）9.508#ST70/303000*300014.704500*4500*13509.509#ST70/303000*300010.704500*4500*13503.7010#ST60/153000*300014.704500*4500*13509.5011#ST70/303000*300014.704500*4500*13509.501、塔吊桩配筋如图所示：2、混凝土承台见下图：3、钢管桩加固示意图如下（具体由专业厂家根据现场实际情况另外出图、加工安装）：4

15、、3#、5#、7#塔吊桩钢承台示意图如下（具体由专业厂家根据现场实际情况另外出图、加工安装）：第七章 附塔吊基础验算一、混凝土灌注桩验算1、塔基设计的有关参数 按照大塔ST70/30塔吊、桩中心间距2500*2500、塔吊承台尺寸4000*4000*1350进行计算，ST70/30塔吊的技术性能参数如下： 1）整机安装最大自由高度=51.70m 2）塔身自重W=820KN 3）在塔身自重和最大倾覆力矩共同作用下，塔身底座（2m2m）对承台的荷载为 最大压力 F2=1440KN（工作状态） 最大拉力 F3=990KN（工作状态） 4）承台及钢管自重 G=441.3525421.2=624.8KN

16、 5）根据本工程地堪报告提供的fak(kPa)岩土层承载力特征值、qsik(kPa)极限侧阻力标准值、qpk(kPa)极限端阻力标准值见下表。力学分层号主要岩性标高(m)fak(kPa)qsik(kPa)qpk(kPa)2-1粘土-7.10以上100372-2粉质粘土95273-1淤泥质粘土-7.10-17.8385203-2粉质粘土110434粉质粘土-17.83-19.56150485-1粉质粘土-19.56-24.50160585-2粉土180656-1粉质粘土-24.50-30.80170575606-2粉土190678006-3粉砂200689007粉砂-30.80-38.50200

17、75970 2、桩顶作用效应计算模型： 塔吊旋转至塔基对角线位置为最危险的状态，此时单桩至y轴的距离为1.768m，基座立柱至y轴的距离为1.414m，根据各作用力力矩之和为0，得以下方程：（N1为桩顶压力设计值，N2为拉力设计值） N1+F3=F2+G+N2 N11.768N21.768F21.414F31.414整理，得 N1=1074.8+N2 N1N21943解得 N11508.9KN N2434.1KN3、单桩竖向极限承载力标准值 1）单桩总极限侧阻力标准值Qsk Qsk=uqsikli 其中u桩身周长，u=3.1410.8=2.513m qsik桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，见表

18、 li桩穿越第i层土的厚度，见表 所以 Qsk=2.513(1.7348+4.9458+6.357+7.775） =2.5131306.16=3282.38KN 2）单桩总极限端阻力标准值Qpk Qpk= qpkAP其中qpk极限端阻力标准值，根据地质勘察报告，桩端所在的7层属粉砂层，取qpk=200KPa AP桩端面积，AP=3.1410.4=0.503m 所以 Qpk= 2000.503=100.6KN 3）单桩抗拔极限承载力标准值Uk Uk=uiqsikli 其中u桩身周长，u=3.1410.8=2.513m qsik桩侧第i层土的极限侧阻力标准值 i抗拔系数，据勘查报告，抗抜系数取0.

19、70 li桩穿越第i层土的厚度Uk=2.513(1.73480.7+4.94580.7+6.3570.7+7.7750.7） =2.513914.312 =2298KN4、单桩竖向承载力设计值 1）抗压设计值Rc （不考虑承台效应） Rc=sQsk/s+ pQpk/p 其中Qsk、Qpk为单桩总极限侧阻力、端阻力标准值 Qsk=3282.38KN， Qpk=100.6KN s、p桩侧阻力、端阻力群桩效应系数，由Bc（承台宽度）/l（桩长）=4.0/25=0.16，Sa(桩的中心距)/d(桩径)=2.5/0.8=3.125，查桩基规范表5.2.3-1，得s=1.2、p=1.26 s、p桩侧阻力、

20、端阻力分项系数，桩基规范表5.2.2得，s=p=1.67所以 Rc=0.83282.38/1.671.26100.6/1.67 =1572.475.9 =1648.3KN 2）抗拔设计值RT （不考虑承台效应） RT=Uk/s+ Gp 其中Uk为单桩抗拔极限承载力标准值， Uk=2298KN s桩侧阻力分项系数，s=1.67 Gp桩自重（地下水位以下取浮重）， Gp=3.140.425(25-10)=188.4KN所以 RT=2298/1.67+188.4 =1564.4KN5、承载力验算 1）单桩抗压承载力验算 0 N11.2 RC 其中0桩基重要系数，查桩基规范表3.3.3，得0=0.9

21、N1桩顶压力设计值，N1=1508.9KN RC抗压设计值，RC=1648.3KN所以0.91508.9=1358KN1.21648.3 =1978KN 经验算，单桩竖向抗压承载力满足要求。 2）单桩抗拔承载力验算 0 N2RT 其中0桩基重要系数，查桩基规范表3.3.3，得0=0.9 N2桩顶拔力设计值，N2=434.1KN RT抗拔设计值，RT=1564.4KN所以0.9434.1=390.69KN1564.4KN 经验算，单桩竖向抗拔承载力满足要求。 3）桩在拔力状态下的桩纵向受力钢筋验算 0 N2fyAs 其中0桩基重要系数，0=0.9 N2桩顶拔力设计值，N2=N fy热扎三级钢筋（

22、20MnSiV）强度设计值，fy=360N/mm As桩纵向受力钢筋截面面积（见桩身配筋图），As=163.1410=5024mm所以0.9=390690N3605024=N 经验算，桩强度满足要求。6、塔吊基础抗倾覆验算：塔吊抗倾覆验算力学模型如下所示： Mg/MfC 图中：M为塔吊最大倾覆力矩。 T为桩摩阻拉应力（一侧两根桩体）： T=2iPd 1=20.71564.4=2190.16kN 其中：i为桩抗拔系数，取0.70 G为承台自重624.8kN W为塔身自重820kN 其中：Mg表示由于混凝土承台自重、桩的拉力对支座产生的弯矩。 则：Mg=TL1+（G +W）L2 =2190.162

23、.50+（624.8+820）1.25=7281.4KN.m =7281.4KN.m M表示塔吊在工作状态与非工作状态的最大弯矩，取二者的大值为2800KNm Mg/M=7281.42800=2.60K=fC=1.20 即：塔吊抗倾覆稳定安全，符合设计要求。经以上塔基承载力、稳定性验算表明塔吊基础基础满足塔吊拆、安装要求。二、钢管桩塔机基础计算本计算参考“于家堡金融区起步区”工程使用塔吊STT293/18，进行对比核验。1、塔吊STT293/18基础设计参数为： 1）整机安装最大自由高度=61.20m 2）塔身自重W=950KN 3）在塔身自重和最大倾覆力矩共同作用下，塔身底座（2m2m）对

24、承台的荷载为 最大压力 F2=2300KN（工作状态） 最大拉力 F3=1730KN（工作状态） 承台及钢管自重 G=441.3525419.036=616.145KN2、塔基钢管桩承载有限元计算1）材料 材料选用Q235B，许用应力大于等于235MPa，安全系数1.34， 则计算强度应满足小于等于2351.34=175MPa。基础主弦选用63010 圆管，腹杆选用27310 圆管。2）有限元计算模型 塔机基础的有限元计算模型如图1.所示：图3 有限元计算模型3）加载 按下表中红线框出的最底一行数据进行加载，即吊钩高度（Hook height）为59.0 米时的数据加载。4）ANSYS 计算结

25、果1、水平（0 度）加载弯矩，计算结果如图2.所示：图4.有限元计算结果 由图2.可以得到塔机基础在水平（0 度）方向承受弯矩时，最大应力位置在基础根部一主弦杆上，最大应力为97.009MPa2351.34=175MPa。即满足强度要求。2、对角（45 度）加载弯矩，计算结果如图5.所示：图.5 由图3.可以得到塔机基础在对角（45 度）方向承受弯矩时，最大应力位置在基础根部一主弦杆上，最大应力为124.47MPa2351.34=175MPa。即满足强度要求。5）结论 综上所述，即表明塔机基础所选用材料和截面尺寸满足强度要求，设计是合理的。 因本工程使用ST70/30塔吊，技术性能参数均低于S

26、TT293/18塔吊，所以本工程塔吊钢管桩基础保证安全。某某月亮岛项目基础工程塔吊布置及基础设计方案补充说明根据业主审核的建议，本工程塔吊布置及基础设计方案补充说明如下：1、 经过调整塔吊桩距、位置，4#、6#塔吊桩位已经避开了基础梁。通过受力计算后，塔吊可以安全使用、拆装。2、 9#塔吊位置尽量向下移动，减少今后钢结构施工盲区。3、 调整后的塔吊桩心坐标见下表：塔吊编号塔吊桩心坐标值备注1#X=.899 Y=.807X=.220 Y=.321X=.420 Y=.124X=.737 Y=.6072#X=.055 Y=.392X=.195 Y=.389X=.058 Y=.532X=.198 Y=

27、.5293#X=.334 Y=.789X=.056 Y=.500X=.819 Y=.641X=.539 Y=.3564#X=.584 Y=.267X=.408 Y=.442X=.276 Y=.019X=.150 Y=.1085#X=.382 Y=.963X=.876 Y=.908X=.944 Y=.707X=.438 Y=.6526#X=.739 Y=.762X=.194 Y=.220X=.281 Y=.218X=.737 Y=.6767#X=.660 Y=.225X=.871 Y=.119X=.781 Y=.859X=.944 Y=.7338#X=.366 Y=.864X=.407 Y=.3

28、58X=.860 Y=.823X=.901 Y=.3179#X=.950 Y=.595X=.357 Y=.244X=.301 Y=.002X=.708 Y=.65210#X=.356 Y=.154X=.409 Y=.715X=.894 Y=.106X=.994 Y=.67811#X=.366 Y=.732X=.837 Y=.117X=.752 Y=.260X=.223 Y=.6464、调整后，1#11#塔吊基础设计参数见下表塔吊编号型号桩心间距砼桩顶标高塔吊承台尺寸承台顶标高1#ST70/302500*250014.704000*4000*13503.702#ST70/303000*30008

29、.704500*4500*13503.703#ST70/303000*500014.704500*6500*1350（钢承台）9.504#ST70/304000*38508.705500*5500*1350（钢承台）3.705#ST70/303000*45008.704500*6000*1350（钢承台）3.706#ST70/302500*250014.704000*4000*13509.507#ST70/303000*500014.704500*6500*1350（钢承台）9.508#ST70/303000*300014.704500*4500*13509.509#ST70/303000*300010.704500*4500*13503.7010#ST60/153000*300014.704500*4500*13509.5011#ST70/303000*300014.704500*4500*13509.505、 塔吊位置（带坐标）电子版一并报给业主。