塔吊基础专项方案 - 图文

青海盐湖工业股份公司金属镁一体化项目 综合废水处理工程

塔吊基础

专 项 施 工 方 案

项目经理： 审核人： 编制人：

施工单位：湖北楚雄建筑工程有限公司青海分公司

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目 录

一、编制依据………………………………………………………………2

二、 工程概况 ..................................................................................................................... 2 三、 塔吊概况 ....................................................................................................................... 2 四、 塔吊基础选择 ............................................................................................................. 2 五、 塔吊基础施工 ............................................................................................................... 3

5.1 钢筋绑扎 .................................................................................................................. 3 5.2 模板安装及预埋螺栓 ............................................................................................ 3 5.3 混凝土浇筑 ............................................................................................................ 3 六、塔吊基础计算书 ............................................................................................................. 3

6.1 计算书编制依据 ...................................................................................................... 6.2 1#塔吊基础计算 .................................................................................................... 3 6.3 2#塔吊基础计算 .................................................................................................... 8 七、 塔吊平面布置图 ......................................................................................................... 14

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一、编制依据

《塔式起重机设计规范》（GB/T137252-1992） 《地基基础设计规范》（GB50007-2002） 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001） 《建筑安全检查标准》（JGJ59-99） 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

二、工程概况

青海省格尔木市，青海盐湖工业股份公司金属镁一体化项目综合办公楼主体及调度质检中工程，位于察尔汗盐湖，结构形式为框架十五层，建筑面积21147.28㎡，女儿墙高度为63.6。 调度中心总建筑面积8200 m2，，建筑高度4层23.9m。该工程由中国建筑科学研究院设计，建筑类别为一类高层建筑，使用年限50年，抗震设防烈度为7度，勘察单位由山西核工业工程勘察院勘察，监理由广东国信监理工程公司监理。

三、塔吊概况

本工程施工时共设置塔吊2台，塔吊平面布置见本方案第7节。两个塔吊均采用QTZ40型塔吊，该塔吊起重力矩为438KN·m，最大额定起重量为4t，最大幅度46.8m，最小幅度3m，最大幅度的额定起重量0.8t，最大起重量时允许最大幅度10.96m，独立式起升高度40米，附着式起升高度可达100米。

四、塔吊基础选择

厂家提供的说明书中要求基础混凝土强度采用C35，基础底面无设计要求，办公楼基础增加筏板基础6200mm×6200mm×400mm。

塔吊基础预埋件、接地装置等均按使用说明书，基础配筋见本方案第6节。

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五、塔吊基础施工

5.1 钢筋绑扎

钢筋绑扎筏板基础采用2级12的螺纹钢筋双向双层应绑扎，基础梁钢筋见附图。 绑扎钢筋时先按照本方案所示钢筋间距在混凝土垫层面上划出钢筋位置线。钢筋的搭接采用双面焊接，焊接接头长度为10d。钢筋交点要全部绑扎。 5.2 模板安装及预埋螺栓

模板采用15mm厚九夹板；楞条采用40×90木方纵向布置，横向间距300mm；主龙骨采用Φ48×2.75双钢管横向布置于楞条外侧，纵向间距400mm；四周采用木方加固。

模板安装完成后按照厂家提供的塔吊使用说明书中所示塔吊地脚螺栓预埋。 5.3 混凝土浇筑

根据使用说明书要求，该塔吊基础采用C35混凝土。为保证地脚螺栓不产生位移，混凝土浇筑应缓慢进行，浇筑高度要均匀，分层振捣密实，振捣棒不能靠近地脚螺栓及模板。混凝土浇筑完成后要覆盖塑料薄膜，进行养护。

六、塔吊基础计算书

6.1 1#塔吊基础计算 6.1.1 1#塔吊参数信息

塔吊型号：QTZ40；

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塔吊起升高度H：72.50m； 基础埋深d：3.50m； 基础承台厚度hc：1.50m； 基础承台宽度Bc：6.20m； 钢筋级别：HRB335 额定起重力矩Me：438kN·m 标准节长度b：2.5m 宽度/直径c：150mm 基本风压ω0：0.4kN/m2

塔身宽度B：1.495m； 自重G：290kN；

最大起重荷载Q：40kN； 混凝土强度等级：C35；

基础底面配筋直径：12mm；

基础所受的水平力P：15.4kN； 主弦杆材料：圆钢； 所处城市：格尔木；

地基承载力特征值fak：280kPa；

基础宽度修正系数εb=0，基础埋深修正系数εd=0；

基础底面以下砂石层重度γ：20kN/m3，基础底面以上土加权平均重度γm：20kN/m3 6.1.2 塔吊对交叉梁中心作用力的计算 6.1.2.1 塔吊竖向力计算

塔吊自重：G=290kN； 塔吊最大起重荷载：Q=40kN；

作用于塔吊的竖向力：Fk＝G＋Q＝290＋40＝330kN； 6.1.2.2 塔吊风荷载计算

依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中风荷载体型系数： 地处格尔木，基本风压为ω0=0.4kN/m2； 查表得：风荷载高度变化系数μz=1.7； 挡风系数计算：

φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/(Bb)=[(3×1.5+2×2.5+(4×1.52+2.52)0.5)×0.15]/(1.5×2.5)=0.51； 因为是圆钢，体型系数μs=1.14； 高度z处的风振系数取：βz=1.0； 所以风荷载设计值为：

ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×1.14×1.7×0.4=0.543kN/m2；

6.1.2.3 塔吊弯矩计算

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=0.543×0.51×1.5×72×72×0.5=1076.7kN·m； Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝438＋1076.7＋15.4×1.45＝1536.26kN·m；

6.1.3 塔吊抗倾覆稳定验算

基础抗倾覆稳定性按下式计算：

e＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3

式中，e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离； Mk──作用在基础上的弯矩； Fk──作用在基础上的垂直载荷；

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Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×6×6×0.529=812kN； Bc──为基础的底面宽度；

计算得：e=1536.26/(330+812)=1.35m < 6/3=2m；基础抗倾覆稳定性满足要求！ 6.1.4 地基承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。 混凝土基础抗倾翻稳定性计算：

e=1.35m > 6.2/6.2=1m 地面压应力计算：

Pk＝（Fk+Gk）/A

Pkmax＝2×(Fk＋Gk)/（3×a×Bc） 式中 Fk──作用在基础上的垂直载荷； Gk──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： a＝Bc/20.5－Mk/（Fk＋Gk）＝6.2/20.5-1536.26/(330+812)=0.205m。 Bc──基础底面的宽度，取Bc=6m； 不考虑附着基础设计值：

Pk＝（33＋812）/62＝31.722kPa

Pkmax=2×(330+812)/(3×0.205×6)= 579.7kPa；

地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第5.2.3条。 计算公式如下:

fa = fak+εbγ(b-3)+εdγm(d-0.5)

fa──修正后的地基承载力特征值(kN/m2)；

fak──地基承载力特征值，按本规范第6.1.3条的原则确定；取1500.000kN/m2；

εb、εd──基础宽度和埋深的地基承载力修正系数；

γ──基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3；

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b──基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取6.000m； γm──基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3； d──基础埋置深度(m) 取1.000m； 解得地基承载力设计值：fa=1500.000kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为:fa=1500.000kPa；

地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=3=1.72kPa，满足要求！

地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力标准值Pkmax=579.7kPa，满足要求！

6.1.5 基础受冲切承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）第8.2.7条。 验算公式如下: F1 ≤ 0.7βhpftamho

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=0.95；

ft──混凝土轴心抗拉强度设计值；取 ft=1.57MPa； ho──基础冲切破坏锥体的有效高度；取 ho=1.30m； am──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=(at+ab)/2； am=[1.60+(1.60 +2×1.30)]/2=2.90m；

at──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at＝1.5m；

ab──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；ab=1.50 +2×1.30=4.10；

Pj──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 Pj=92.30kPa；

Al──冲切验算时取用的部分基底面积；Al=6.20×(6.20-4.10)/2=6.51m2 Fl──相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。Fl=PjAl； Fl=92.30×6.51=600.87kN。

允许冲切力：0.7×0.95×1.57×2900.00×1300.00=3936068.50N=3936.07kN > Fl=

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600.87kN；

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，满足要求！ 6.1.6 承台配筋计算 6.1.6.1 抗弯计算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）第8.2.7条。计算公式如下:

MI=a12[(2l+a')(Pmax+P-2G/A)+(Pmax-P)l]/12

式中：MI──任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值； a1──任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离； 取a1=(Bc-B)/2＝(6.20-1.50)/2=2.35m；

Pmax──相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值， 取92.30kN/m2；

P──相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值，

P＝Pmax×（3×a－al）/3×a＝92.3×(3×1.5-2.2)/(3×1.5)=48.631kPa；

G──考虑荷载分项系数的基础自重，

G=1.45×25×Bc×Bc×hc=1.45×25×6.20×6.20×1.45=2020.5kN/m2；

l──基础宽度，取l=6.20m； a──塔身宽度，取a=1.50m；

a'──截面I - I在基底的投影长度, 取a'=1.50m。

经过计算得MI=2.202×[(2×6.20+1.50)×(92.30+48.631-2×2020.5/6.22) +(92.30-48.631)×6.20]/12=309.94kN·m。 6.1.6.2 配筋面积计算

αs = M/(α1fcbh02) δ = 1-(1-2αs)1/2 γs = 1-δ/2 As = M/(γsh0fy)

式中，αl --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，取为0.94,期间按线性内插法确定，取αl=1.00；

fc──混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70kN/m2； ho──承台的计算高度，ho=1.30m。

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经过计算得： αs=309.94×106/(1.00×16.70×6.20×103×(1.30×103)2)=0.002； ξ=1-(1-2×0.002)0.5=0.002； γs=1-0.002/2=0.999；

As=309.94×106/(0.999×1.30×103×300.00)=795.53mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:6200.00×1450.00×0.15%=12555mm2。 故取 As=12555mm2。 实际配筋值：HRB335钢筋，6.2 2#塔吊基础计算 6.2.1 2#塔吊参数信息

塔吊型号：QTZ40； 塔身宽度B：1.5m； 自重G：290kN；

塔吊起升高度H：30.00m； 基础埋深d：3.50m； 基础承台厚度hc：1.1m； 基础承台宽度Bc：6.20m； 钢筋级别：HRB335； 额定起重力矩Me：438kN·m； 标准节长度b：2.5m； 宽度/直径c：150mm；

基本风压ω0：0.4kN/m2；

12@50mm，实际配筋值12987.2 mm2。（配筋图见第6节）

最大起重荷载Q：40kN； 混凝土强度等级：C35；

基础底面配筋直径：12mm；

基础所受的水平力P：15.4kN； 主弦杆材料：圆钢； 所处城市：格尔木；

地基承载力特征值fak：180kPa；

基础宽度修正系数εb=0，基础埋深修正系数εd=0；

基础底面以下土重度γ：25kN/m3，基础底面以上土加权平均重度γm：20kN/m3。 6.2.2 塔吊对交叉梁中心作用力的计算 6.2.2.1 塔吊竖向力计算

塔吊自重：G=290kN； 塔吊最大起重荷载：Q=40kN；

作用于塔吊的竖向力：Fk＝G＋Q＝290＋40＝330kN； 6.2.2.2 塔吊风荷载计算

依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中风荷载体型系数：

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地处重庆，基本风压为ω0=0.4kN/m2； 查表得：风荷载高度变化系数μz=1.7； 挡风系数计算：

同1#塔吊等于0.51

因为是圆钢，体型系数μs=1.14； 高度z处的风振系数取：βz=1.0； 所以风荷载设计值为：

ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×1.14×1.7

×0.4=0.543kN/m2； 6.2.2.3 塔吊弯矩计算

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=0.543×0.51×1.5×30×30×0.5=186.928kN·m； Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝438＋186.93＋15.4×1.1＝641.87kN·m；

6.2.3 塔吊抗倾覆稳定验算

基础抗倾覆稳定性按下式计算： e＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3

式中 e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离； Mk──作用在基础上的弯矩； Fk──作用在基础上的垂直载荷；

Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×6.2×1.4×2×1.1=477.4kN； Bc──为基础的底面宽度；

计算得：e=641.87/(330+477.4)=0.8m < 6/3=2m；基础抗倾覆稳定性满足要求！ 6.2.4 地基承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。 计算简图如右图。

混凝土基础抗倾翻稳定性计算： e=0.8m > 2.8/6=0.47m 地面压应力计算：

Pk＝（Fk+Gk）/A

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Pkmax＝2×(Fk＋Gk)/（3×a×Bc） 式中 Fk──作用在基础上的垂直载荷； Gk──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： a＝Bc/20.5－Mk/（Fk＋Gk）＝6/10.5-641.87/(330+477.4)=2.205m。 Bc──基础底面的宽度，取Bc=6m； 不考虑附着基础设计值：

Pk＝（330＋477.4）/62＝376.78kPa

Pkmax=2×(330+477.4)/(3×2.205×6)= 40.648kPa；

地基承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第5.2.3条。 计算公式如下:

fa = fak+εbγ(b-3)+εdγm(d-0.5)

fa──修正后的地基承载力特征值(kN/m2)；

fak──地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定；取1600.000kN/m2； εb、εd──基础宽度和埋深的地基承载力修正系数；

γ──基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取25.000kN/m3； b──基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取6.000m； γm──基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3； d──基础埋置深度(m) 取3.500m； 解得地基承载力设计值：fa=1600.000kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为:fa=1600.000kPa；

地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=376.78kPa，满足要求！

地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力标准值Pkmax=40.648kPa，满足要求！

6.2.5 基础受冲切承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）第8.2.7条。 验算公式如下: F1 ≤ 0.7βhpftamho

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

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等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；取 βhp=0.95；

ft──混凝土轴心抗拉强度设计值；取 ft=1.57MPa； ho──基础冲切破坏锥体的有效高度；取 ho=1.30m； am──冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=(at+ab)/2； am=[1.50+(1.50 +2×1.30)]/2=2.80m；

at──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at＝1.5m；

ab──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；ab=1.50 +2×1.30=4.10；

Pj──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 Pj=92.30kPa；

Al──冲切验算时取用的部分基底面积；Al=6.00×(6.00-4.10)/2=5.70m2 Fl──相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。Fl=PjAl； Fl=92.30×5.70=526.11kN。

允许冲切力：0.7×0.95×1.57×2900.00×1300.00=3936068.50N=3936.07kN > Fl= 526.11kN；

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！ 6.2.6 承台配筋计算 6.2.6.1 抗弯计算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）第8.2.7条。计算公式如下: MI=a12[(2l+a')(Pmax+P-2G/A)+(Pmax-P)l]/12

式中：MI──任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值；

a1──任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离；取a1=(Bc-B)/2＝(6.00-1.50)/2=2.25m；

Pmax──相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取92.30kN/m2；

P──相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值，P＝Pmax×（3×a－al）/3×a＝92.3×(3×1.5-2.25)/(3×1.5)=46.15kPa；

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G──考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×6.00×2.8×1.1=508.2kN/m2；

l──基础宽度，取l=6.00m； a──塔身宽度，取a=1.50m；

a'──截面I - I在基底的投影长度, 取a'=1.60m。 经过计算得

MI=2.252×[(2×6.00+1.50)×(92.30+46.15-2×

508.2/6.002)+(92.30-46.15)×6.00]/12=383.05kN·m。 6.2.6.2 配筋面积计算

αs──M/(α1fcbh02) δ──1-(1-2αs)1/2 γs──1-δ/2 As──M/(γsh0fy)

式中，αl──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，取为0.94,期间按线性内插法确定，取αl=1.00；

fc──混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70kN/m2； ho──承台的计算高度，ho=1.30m。

经过计算得： αs=383.05×106/(1.00×16.70×6.00×103×(1.30×103)2)=0.002； ξ=1-(1-2×0.002)0.5=0.002； γs=1-0.002/2=0.999；

As=383.05×106/(0.999×1.30×103×300.00)=983.28mm2。 由于最小配筋率为0.15%。

最小配筋面积为:6000.00×1350.00×0.15%=12150.00mm2。 故取 As=12150.00mm2。 实际配筋值：HRB335

14@75mm。实际配筋值12158.1 mm2。（配筋图见第6节）

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七、施工塔吊平面布置图

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/3s26.html