如何实现起重机钢结构转换技术？模拟“十”字钢结构荷载传递实验

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文 |九鼎鉴史

编辑 |九鼎鉴史

前言

在特定情况下，当需要将塔式起重机放置在新的位置或进行维修和改造 时，就需要运用塔式起重机钢结构转换基础施工技术。此技术不仅能保证施工的高效进行，还能保障施工安全。

通过对塔式起重机进行结构转换 ，可以适应不同工程的要求，提高施工效率 ，为工程的顺利进行提供坚实的基础。

与传统方法的区别

传统的塔式起重机基础施工常常需要进行土方开挖和混凝土浇筑的繁琐工作，这不仅需要大量的人力和物力 资源，而且施工周期长，效率低下 ，与此同时，传统方法所需要的土方开挖还可能对周围的环境造成一定的影响，对施工安全也提出了新的挑战。

钢结构转换基础施工技术采用预制钢结构基础，避免了传统土方开挖和混凝土浇筑 的过程，具体而言，该技术首先在施工现场进行地面平整 工作，并确定好起重机的安装位置，然后，预制好的钢结构基础将会被安装在地面上，通过焊接等方式进行固定，最后，起重机将会被安装在钢结构基础上完成施工准备。

这种钢结构转换基础施工技术的应用带来了多项优势，大大缩短了整个施工过程的时间，由于不需要进行大规模的土方开挖和混凝土浇筑，节省了 大量的人力资源和时间，同时，基础的预制钢结构也可以提前生产 ，减少了现场施工的周期。

该技术的使用可以提高施工质量和稳定性 ，钢结构基础具有良好的承载能力和稳定性，不易受到土壤条件的影响，这意味着起重机在施工过程中更加稳定可靠 ，减少了工地事故的发生概率，同时，钢结构基础更容易进行监测和维护，确保了施工质量的可控性。

钢结构转换基础施工技术还对环境产生了积极的影响，相比传统施工方法所需要的大量土方开挖和混凝土浇筑，钢结构转换基础施工技术使用的钢材相对更加环保 ，它不仅减少了对土壤资源的破坏，还减少了废弃物和尾矿的产生，降低了对周围环境的污染。

钢结构转换关键点

设计和选材是关键，在开始施工之前，必须进行详细的基础设计工作，并确定适合项目的钢结构基础类型和尺寸，同时，在选材方面应选择高质量、符合建筑标准 要求的钢材，确保基础的强度和稳定性。

施工前的准备工作也非常重要，在施工开始之前，必须对施工现场进行充分的勘测和评估，确保地基稳固和均匀 ，同时，需要制定详细的施工计划，包括材料的运输、安装 过程的各个节点，以及施工期间的安全措施等。

质量控制是不可忽视的一环，在进行钢结构转换基础施工时，应严格按照设计要求和相关标准进行施工，确保每个环节的质量可控 ，施工过程中还要加强监测和检测 ，及时发现并纠正可能存在的问题。

另外，施工现场安全是至关重要的，钢结构转换基础施工涉及到起重机、大型设备和高处作业等，应严格遵守相关的安全规范和操作规程 ，确保施工过程中的工人安全，必要时，应设置适当的安全防护措施，如安全网、警示标识等，减少意外风险 的发生。

施工期间应保持良好的沟通 和协调，与钢结构转换基础施工相关的各个参与方，如建筑设计师、施工队伍、供应商等，应及时沟通并协调配合，保证施工进度和质量的一致性。

施工后的验收和维护也是必要的，完成钢结构转换基础施工后，应进行细致的验收工作， 确保基础达到设计要求和标准，针对基础的维护，应建立相应的维护计划，并进行定期检查和维修 ，保持基础的良好状态。

实验说明

成自线天府机场站分为主体部分和两端咽喉 区部分，车站为地下2层三洞七垮双岛式六线式车站，车站总长为510m，标准段净宽为67．4m，底板1．8m，顶板2．5m，底板设抗拔桩，施工周期短，为解决材料转运 问题。

将钢结构塔吊基础设置在抗拔桩上，抗拔力作为抗倾覆力 ，底板及顶板内钢结构后期埋入主体，待顶板混凝土达到C30强度，车站内塔身即可切除，顶板作为塔机的基础，基础转换完成。

3.1技术特点

本技术具有结构合理、安全、制作方便、经济、可重复利用 等特点，并对塔式起重机基础重新进行了设计。

(1) 采用2根H450×300×11×18mm组成的格构式梁 ，用该梁制作成“十”字型钢结构的塔机承重基础。

(2) 将“十”字型钢结构 塔机承重基础安装到4个抗拔桩上，并与抗拔桩上的钢筋φ36mm进行焊接。

(3) 将塔机标节与钢结构转换基础采用焊接 的方式连接。

本技术适用于无法制作塔机传统现浇钢筋混凝土 基础且地基具有足够抗拉、抗压承载力 的工况。

3.2工艺原理

采用2根H450x300x11x18mm组成的格构式梁 ，用该梁制作成“十”字型钢结构的塔机承重基础，并通过5个钢板凳(支点)与抗拔桩进行荷载传递 ，并通过抗拔桩的钢筋与“十”字型钢结构承重基础进行焊接，形成一套与塔式起重机相匹配的钢结构转换基础。

3.3塔机基础转换钢结构安装施工流程

塔机基础转换钢结构安装施工流程:钢结构梁的制作—钢结构梁组合成钢结构“十”字型基础—钢结构基础安装抗拔桩上—调平校核 —钢结构基础与抗拔桩上的钢筋焊接 —焊接的探伤检查—基础转换完成。

(1) 塔机基础转换钢结构部件加工完成后，运输 至施工现场。(2) 用25t汽车吊将钢结构梁在地面进行预拼装，调平并焊接 。(3) 在4个抗拔桩的顶部和4个抗拔桩之间的中心处分别放置钢板凳并进行调平。(4) 用25t汽车吊将拼装好的钢梁吊至钢板凳上并调平。(5) 用U型卡加固钢结构和抗拔桩的连接，并将整个钢结构基础调平 。(6) 在钢结构基础上安装两节C6013塔机标准节，并用机座支撑加固标准节和钢结构基础的连接。(7) 进行最后调平、加固，验收 合格后正式安装C6013塔机。

3.4操作要点

(1) 用25t汽车吊对钢梁在地面进行预拼装，在地面用25t汽车吊将1根L=7300mmH450×300×11×18mm梁和2根L=3500mm梁进行预拼装，调平后进行梁顶面的焊接工作，L=7300mm梁重约2．5t，L=3500mm梁重约1．2t。(2) 用25t汽车吊将钢结构翻转焊接 另一面。

(3) 安装钢板凳，分别在4根抗拔桩顶部中心位置 放置高300mm，长200mm的钢板凳，在4个抗拔桩之间中心处放置高300mm，长450mm的钢板凳，并将各钢板凳顶部调平至同一水平面 上。

(4) 钢梁吊装至抗拔桩顶部，将焊接完成后的钢梁用25t汽车吊平稳吊至抗拔桩顶部的200mm钢板凳之上，钢梁中心放至450mm钢板凳上，用25t汽车吊将钢扁担吊装至钢梁外侧4个端口顶部，且垂直于钢梁方向 ，在调平完成后，用2根φ36mm的圆钢分别将钢扁担的两端从上至下卡住并与抗拔桩的钢筋连接，使整个钢结构 紧固在4个抗拔桩上。

(5) C6013塔机标准节吊装，用25t汽车吊在14m工作半径内吊装第一节C6013塔机标准 节至钢结构基础上并调平、焊接，标准 节重约1t。

(6) 塔机标准节支撑吊装，再次将整个钢结构转换基础进行调平、紧固 后，用3．3m长的φ180×12mm顶管作为标节机座支撑，用25t汽车吊分别吊装至4个抗拔桩之上的主梁顶部处，并将顶管一端焊接主梁顶部 ，另一端焊接至C6013塔机标节上。

质量保证措施

4.1材料质量保证措施

为保证工程材料的质量，本工程对所用材料采取如下措施进行控制和监督 ：

(1) 所有钢材均选用大厂 生产的产品，产品是知名品牌，(2) 材料选用绿色环保产品，(3) 材料必须通过材料管理员的验收，必须有出厂证明书。

(4) 供货厂商必须持有技术质量管理部门颁发的生产许可证，具有完善的计量、试验设施，能够按规范和试验规程对其产品性能和质量进行试验检验 ，具有一定的生产规模和生产能力。

4.2质量控制措施

(1) 按ISO9001:2008质量体系标准的程序文件的规定，在施工全过程的活动之中严格贯彻实施。(2) 严格执行“工序操作者自检，工序交接互检”等质量检查制度 ，落实项目经理及各级管理人员的质量责任制，严格执行技术交底制度。

(3) 对零构件制作中关键性工序，如切割工序、拼装工序 ，对其制作的同一种构件实行构件首检制度，保证零构件制作不出现批量性返工 ，以保证零构件制作质量。

(4) 加强技术管理，组织有关人员认真学习图纸、规范、规程及标准，了解设计意图， 对关键要害部位分级作详细的书面技术交底。

(5) 严格按设计图纸、规范、规程 进行施工，对容易产生质量通病的部位要特别组织人员精心施工和编制专门的工艺操作要点并组织学习执行。

(6) 重视过程检查、监督， 在拼装、焊接等重点工序设立专职质检人员跟班检查，从而在生产过程中保证产品质量。(7) 对操作工人进行技术交底，特殊工种必须持证上岗 ，（8） 对所有零部件进行验收，不合格产品不得使用。

(9) 在施工过程中及时收集整理各种技术资料，施工技术资料和质量验评资料应与工程同步 ，及时作好现场资料的收集、整理和汇总。

结论

通过运用塔机基础转换施工技术，解决了深基坑塔基无法采用现浇混凝土基础施工难题，节约了施工成本 和时间，为进入下一道施工工序提供了条件，加快施工进度，对工期紧张且场地条件受限的工程有借鉴意义。

参考文献

［1］黄斐然．定型组装式楼梯木模板施工工法研究［J］．住宅与房地产．2020(7)．

［2］侯丽萍．成都BY大厦项目质量管理研究［D］．成都．电子科技大学，2016．

［3］道客巴巴．武汉华为冷水机组吊装方案［EB/OL］，2017－07－10．

塔吊平面布置及基础施工方案

塔吊平面布置及基础施工方案

编 制 人：

审 核 人：

审 批 人：

编制单位：

编制日期：

目 录

1 工程概况 4

1.1 工程概况 4

1.2 塔吊及基础概况 4

1.3 地质勘查报告中土层分布及承载力标准值 4

1.4 水文地质情况 5

2 编制依据 6

2.1 图纸及其他文件 6

2.2 规范 6

3 塔吊及基础的选择 7

3.1 塔机选择 7

3.2 基础荷载参数 7

3.3 塔机工作高度计算 8

3.4 塔吊基础选择 9

4 施工准备 12

4.1 技术准备 12

4.2 材料准备 12

4.3 人员及工具准备 12

5 施工工艺流程 13

5.1 钻孔灌注桩施工流程 13

5.2 承台施工流程 13

6 具体施工方法 13

6.1 塔吊桩施工 13

6.2 截桩头、垫层施工 17

6.3 承台施工 17

6.4 养护 17

6.5 接地保护装置 18

7 环境与职业健康安全控制 18

8 质量控制及施工中的协调 18

8.1 桩基施工质量验收 18

8.2 协调工作 18

9 附件 19

9.1 塔吊平面布置图 19

9.2 塔吊基础计算书 20

工程概况

工程概况

某工程位于某市某县某镇。

本项目为高层住宅、地下车库及配套用房。工程包括7栋高层，1栋配建及2层地下车库，建筑面积137265.05㎡。具体如下：

楼栋名称

层数

建筑面积(m2)

高层1#、2#、3#、7#、8#

24

71,482.89

高层4#

14

6,664.6

高层6#

22

18,027.1

配套5#

2

1,225.71

地下车库

2

38,550.15

总建筑面积

137,265.05

塔吊及基础概况

本工程现场布置6台TC6013塔吊，塔吊基础采用四桩承台基础，1#塔吊、2#塔吊基础我单位进场时，原总包单位已施工完成。3#~5#塔吊基础承台基础与底板做平，塔吊承台底标高为-11.000m。6#塔吊基础埋入基础底板下，塔吊承台底标高为-11.800m

地质勘查报告中土层分布及承载力标准值

水文地质情况

根据岩土工程勘察报告，上层滞水以管线渗漏、绿化灌溉、大气降水等为主要补给方式，以蒸发为主要排泄方式，地下水位变化无规律，受人为活动影响较大。

潜水主要含水层为细砂③层、细砂④层，主要补给来源为大气降水和地下径流

等，主要排泄方式为蒸发及侧向径流，地下水位自7月份开始上升，9至10月份达到当年最高水位，随后逐渐下降，至次年的6月份达到当年的最低水位，平均年变幅约1～2m。

承压水主要含水层为细砂⑤层及其以下砂层，承压水头0.2～1.5m，主要补给源为大气降水和地下径流等，主要排泄方式为蒸发及侧向径流，地下水位自7月份开始上升，9至10月份达到当年最高水位，随后逐渐下降，至次年的6月份达到当年的最低水位，平均年变幅约2～3m。拟建场地历年最高地下水位曾接近自然地面，近3～5年潜水最高地下水位绝对标高在10.0m左右。

观测水位情况一览表：

编制依据

图纸及其他文件

本工程结构电子版图纸。

公司动力科提供的TC6013塔机使用说明书

某设计研究院有限公司提供的《某岩土工程勘察报告》(详细勘察阶段，编号KC1-2017-084，2017年8月4日)。

规范

序号

类别

规范及规程名称

编 号

1

国家

标准

《建筑工程施工质量验收统一标准》

GB 50300-2013

2

《建筑地基与基础工程施工质量验收规范》

GB 50202-2018

3

《混凝土结构工程施工质量验收规范》

GB 50204-2015

4

《混凝土质量控制标准》

GB 50164-2011

5

《工程测量规范》

GB 50026-2007

6

《建设工程项目管理规范》

GB/T 50326-2017

7

《建筑工程施工现场供电安全规范》

GB 50194-2014

8

《建设工程文件归档整理规范》

GB/T 50328-2014

9

行业标准

《钢筋焊接及验收规程》

JGJ 18-2012

10

《普通混凝土配合比设计规程》

JGJ 55-2011

11

《建筑机械使用安全技术规程》

JGJ 33-2012

12

《施工现场临时用电安全技术规范》

JGJ 46-2005

13

《建筑施工安全检查标准》

JGJ 59-2011

14

《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》

JGJ/T 187-2019

15

《建筑桩基技术规范》

JGJ 94-2008

16

《高层建筑岩土工程勘察规程》

JGJ 72－2017

19

企业标准

《混凝土结构工程施工工艺标准》

ZJQ00-SG-002-2003

20

《地基与基础工程施工工艺标准》

ZJQ00-SG-008-2003

塔吊及基础的选择

塔机选择

本工程拟布置6台TC6013塔吊。具体塔吊中心定位位置详见定位图，以不影响使用并不与结构构件位置冲突为原则。

塔机编号

塔机型号

楼顶高度(m)

安装高度(m)

安装臂长(m)

最大吊重(t)

臂端吊重(t)

工作方式

生产厂家

1#塔

TC6013

74.4

106

60

10

1.3

支腿固定附着式

中联重科

2#塔

TC6013

74.4

96

60

10

1.3

支腿固定附着式

中联重科

3#塔

TC6013

74.4

106

40

10

1.3

支腿固定附着式

中联重科

4#塔

TC6013

74.4

110

40

10

1.3

支腿固定附着式

中联重科

5#塔

TC6013

74.4

106

40

10

1.3

支腿固定附着式

中联重科

6#塔

TC6013

74.4

96

60

10

1.3

支腿固定附着式

中联重科

基础荷载参数

混凝土基础荷载示意图

基础荷载参数见下表：

塔机型号

载荷工况

P1/KN

P2/KN

M/KN.m

标准节尺寸/m

TC6013

工作

684.5

22.8

2152

1.8×1.8×3

非工作

624.5

97

2695.1

塔机工作高度计算

参数取值

参数

符号表示

取值

吊索高度（m）

H1

1.5

拟吊物竖向高度(m)

H2

3.0

安全操作距离(m)

H3

2.0

脚手架或其他设施高度(m)

H4

2.0

塔臂高度(m)

H5

1.2

交叉布置塔臂竖向安全距离(m)

H6

6.0

合计

15.7m

塔机工作高度计算

地上建筑高度约为74.4m，塔吊基础顶面标高为相对标高-9.6，因此塔机工作计算高度为9.6+74.4+15.7=100.1m，按110m进行计算。

塔吊基础选择

塔吊定位

塔吊平面布置图见后附件，塔吊的具体定位如下：

3#塔吊基础定位

塔吊桩

本工程塔吊桩采用钻孔灌注桩，每个塔吊基础4根，桩中心距3.6m，灌注桩桩身混凝土标号C30，桩径600mm。塔吊桩桩长22m。

塔吊基础

本工程塔吊基础均位于地下室基坑内，设置独立的基础，基础由灌注桩+承台组成，3#～5#塔吊承台底相对标高为-11.000m（绝对标高0.700m），6#塔吊承台底相对标高为-11.800m（绝对标高-0.100m）。3#～5#塔吊周边车库基础筏板施工时埋设止水钢板。塔吊基础剖面图如下图所示：

施工准备

技术准备

施工前对工程施工人员进行技术交底，对场区进行试挖，了解土质情况。

材料准备

塔吊基础施工过程使用的主要材料包括：HRB400直径8mm、12mm、16mm、20mm、22mm钢筋、钢管、扣件、模板、木方等。

人员及工具准备

劳动力：力工10人、钢筋工5人、木工5人、机操工2人、混凝土工4人；

工具、设备：挖掘机2台、25t汽车吊1台、混凝土汽车泵1台（1台备用）、潜水泵3台；

施工工艺流程

塔吊桩施工流程

本工程场地存在液化，地基础处理采用振冲碎石桩+CFG桩，为方便塔吊基础桩施工，塔吊基础桩采用CFG施工工艺。具体如下：

承台施工流程

施工准备→土方开挖→截桩头、垫层施工→承台施工（钢筋、模版、预埋件、混凝土浇注）→养护

具体施工方法

塔吊桩施工

钢筋笼制作

每台塔吊承台下设4根桩，桩径600，桩长22m，桩间距3600，桩中心距承台边700；桩身混凝土标号为C30，采用长螺旋钻孔灌注桩工艺，配主筋C12Φ20，箍筋C8@200（桩顶3m范围内箍筋C8@100），主筋锚入承台800CM。

钢筋笼加工：

钢筋笼制作顺序大致是先将主筋的间距布置好，待固定住加强箍筋，主筋与箍筋焊接固定后，再点焊螺旋箍筋。

钢筋笼预制（主筋焊接）

钢筋笼预制（加劲箍焊接）

主筋搭接采用单面搭接焊，接长度10d，并保证主筋同心度；

检查主筋搭接长度

钢筋笼制作后，应如实填写质量检验表，必须质量工程师检查和批准后才能使用。

质检员对成品钢筋笼进行检查

钢筋笼验收合格后进行喷漆标识

所有不同规格的钢筋均有出厂合格证和按批进行机械力学性能复试，经复试合格后才能使用，试件取样必须有见证人签证；

钢筋、钢筋笼搭接应有同条件的试验报告，按现场焊接300个接头为一批，做一组焊件试验；钢筋笼制作允许偏差见下表：

序 号

项 目

允许偏差（mm）

1

主筋间距

±10

2

箍筋间距

±20

3

钢筋笼直径

±10

4

钢筋笼整体长度

±100

钢筋托架应在同一个平面上，加强筋用固定环形模制作，以保证其外形圆整和直径正确；

成形的钢筋笼应平卧堆放在平净的地面上，堆放层数不得超过二层。

测量放线

以业主提交的测量控制基准点为控制点，建立闭合导线控制网，测定罐中心点，并报监理公司验收签字认可后开始放放桩位。

按施工图用全站仪或经纬仪、钢尺放桩位，并作好记录、校验、复检，由监理单位现场验收。

桩位用钢筋或竹片做好标记，并加以保护，以便施工桩位定位。

施工桩位一般使用竹片或钢筋头进行施放，每个桩位应注明柱位编号。

成孔

钻机就位后，进行预检，钻头中心与桩位偏差小于20mm，然后调整钻机，用双垂球双向控制好钻杆垂直度，合格后方可平稳钻进。钻头刚接触地面时，先先关闭钻头封口,下钻速度要慢。

正常钻进速度可控制在1～1.50m/min，钻进过程中，如遇到卡钻、钻机摇晃、偏移，应停钻查明原因，采取纠正措施后方可继续钻进。

钻出的土方及时清理，并统一转移到指定的地方堆放。

用钻杆上的孔深标志控制钻孔深度，钻进至设计要求的深度及土层，经现场验收方可进行灌注混凝土施工。

砼泵送料成桩

地泵安放位置应合理，输送混凝土的管路尽量减少弯管，以利输送混凝土。

进场的混凝土必需符合设计及规范要求，混凝土塌落度应控制在180～220mm并具有较好的和易性、流动性，现场检验混凝土塌落度，不合格要求的砼不得用于本工程。

泵送混凝土应连续进行，地泵料斗内的混凝土高度一般不得低于40cm，防止吸进空气造成堵管。

提升钻杆接近地面时，放慢提管速度并及时清理孔口渣土，以保证桩头混凝土质量。

有专人负责观察泵压与钻机提升情况，钻杆提升速度应与泵送速度相匹配，灌注提升速度控制在2.5m/min，严禁先提钻后灌料，确保成桩质量，混凝土灌注必须灌注至地表。

下插钢筋笼施工

改造桩机，将长螺旋施工灌注与下钢筋笼一体化，砼灌注后三分钟内立即开始插笼，减少时间差，减小插笼难度。

长螺旋钻机成孔、灌注混凝土至地面后及时清理地表土方，立即进行后插钢筋笼施工。把检验合格的钢筋笼套在钢管上面，上面用钢丝绳挂在设置于法兰的钩子上。

因钢筋笼较长，下插钢筋笼必须进行双向垂直度观察，使用双向线垂成垂直角布置，发现垂直度偏差过大及时通知操作手停机纠正，下笼作业人员应扶正钢筋笼对准已灌注完成的桩位。

下笼过程中必须先使用振动锤及钢筋笼自重压入，压至无法压入时再启动振动锤，防止由振动锤振动导致的钢筋笼偏移，插入速度宜控制在1.2~1.5m/min。

钢筋笼下插到设计位置后关闭振动锤电源，最后摘下钢丝绳，用长螺旋钻机把钢管和振动锤提出孔外，提出过程中每提3米开启振动锤一次，以保证混凝土的密实性。

截桩头、垫层施工

施工时如桩顶超出预定标高，采用切割机进行截桩，桩头过长时应分段截桩，每段长度不得超过2m，桩头采用汽车吊吊运出基坑或破碎后就地铺填。

基坑开挖已完成，桩头土方采用人工挖土修整，整平后浇筑100mm厚C20混凝土垫层。

承台施工

根据塔吊型号，承台截面采用5000×5000×1400mm,下部筋为C22@180单层双向钢筋网片，上部筋为C22@180单层双向钢筋网片，混凝土强度等级均为C35,架立筋为C12＠500，呈梅花状布置，钢筋保护层55mm。承台混凝土浇筑施工时，现场见证取样，混凝土试块留置组数不少于三组，两组为同条件养护，一组为标养。承台配筋见下图

在钢筋绑扎完成前插入预埋件的固定安装，混凝土浇注前进行校正，混凝土浇筑时注意保护，防止偏位。

养护

承台混凝土养护采用洒水覆盖养护，采用塑料薄膜覆盖并不断浇水养护，养护时间不得少于7天。

接地保护装置

接地保护装置按照塔机生产厂家要求，由专业人员进行安装。

无论是否有其它安全防护装置，必须安装接地保护装置。

接地保护避雷器的电阻不得超过4欧姆。

环境与职业健康安全控制

挖土施工时，施工人员不得擅自进入机械回转半径内。确需进入时，需由指挥人员发出停车指令。

土方开挖后，需按安全防护方案要求在坑边搭设安全防护栏杆。

土方外运车辆需按指定路线行进，在现场出口清洗轮胎，避免污染市政道路。

夜间施工应准备好足够的且安全防护装置完好的照明灯具、设备。

施工前(尤其是夜间施工)，作业人员应知晓作业部位及作业面环境，临边、洞口、深井等的位置及安全防护设施的设置，施工使用的机械及其作业范围等。

动火作业需向工程部办理动火作业操作许可。

机具、加工设备等在施工使用前需检查其安全防护设施是否完好，运转是否正常。操作人员应熟悉操作规程、机械性能以及易发生故障造成不安全因素的部位等。

供电、用电设备(施)等应符合安全用电要求。其操作及使用由项目部登记在册的专职电工(持证)进行。严禁私自动电。

个人安全防护装备应齐全，否则不得进入施工现场。

施工作业需有专职安全人员现场监督，遇有违章作业，及时制止。

质量控制及施工中的协调

桩基施工质量验收

鉴于塔吊基础桩的特殊性，施工过程中要严格控制桩定位线

协调工作

塔机基础施工前，由动力科提供所选型号塔机的使用说明书，明确塔机安装对基础的具体要求，便于方案的调整。

塔机基础中需埋入塔机安装固定支腿。故基础钢筋绑扎及混凝土浇筑施工，必须在项目部塔机安装技术人员指导下进行。

遇方案中未明确事宜，须与技术人员沟通并达成一致后进行施工。

施工中遇有与其他工序作业冲突的部位，由现场管理人员进行协调，不得擅自解决。

附件

塔吊平面布置图

塔吊基础计算书

计算依据：

1、《塔式起重机混凝土基础工程技术标准》JGJ/T187-2019

2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

一、塔机属性

塔机型号

QTZ80(TC6013A-6)-中联重科

塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)

46

塔机独立状态的计算高度H(m)

48

塔身桁架结构

方钢管

塔身桁架结构宽度B(m)

1.8

二、塔机荷载

1、塔机传递至基础荷载标准值

工作状态

塔机自重标准值Fk1(kN)

624.5

起重荷载标准值Fqk(kN)

60

竖向荷载标准值Fk(kN)

684.5

水平荷载标准值Fvk(kN)

22.8

倾覆力矩标准值Mk(kN·m)

2152

非工作状态

竖向荷载标准值Fk'(kN)

624.5

水平荷载标准值Fvk'(kN)

97

倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)

2695.1

2、塔机传递至基础荷载设计值

工作状态

塔机自重设计值F1(kN)

1.35Fk1＝1.35×624.5＝843.075

起重荷载设计值FQ(kN)

1.35Fqk＝1.35×60＝81

竖向荷载设计值F(kN)

843.075+81＝924.075

水平荷载设计值Fv(kN)

1.35Fvk＝1.35×22.8＝30.78

倾覆力矩设计值M(kN·m)

1.35Mk＝1.35×2152＝2905.2

非工作状态

竖向荷载设计值F'(kN)

1.35Fk'＝1.35×624.5＝843.075

水平荷载设计值Fv'(kN)

1.35Fvk'＝1.35×97＝130.95

倾覆力矩设计值M'(kN·m)

1.35Mk'＝1.35×2695.1＝3638.385

三、桩顶作用效应计算

承台布置

桩数n

4

承台高度h(m)

1.4

承台长l(m)

5

承台宽b(m)

5

承台长向桩心距al(m)

3.6

承台宽向桩心距ab(m)

3.6

承台参数

承台混凝土等级

C35

承台混凝土自重γC(kN/m3)

25

承台上部覆土厚度h'(m)

0

承台上部覆土的重度γ'(kN/m3)

19

承台混凝土保护层厚度δ(mm)

50

配置暗梁

否

承台底标高d1(m)

-11.8

基础布置图

承台及其上土的自重荷载标准值：

Gk=bl(hγc+h'γ')=5×5×(1.4×25+0×19)=875kN

承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.35Gk=1.35×875=1181.25kN

桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(3.62+3.62)0.5=5.091m

1、荷载效应标准组合

轴心竖向力作用下：Qk=(Fk'+Gk)/n=(624.5+875)/4=374.875kN

荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：

Qkmax=(Fk'+Gk)/n+(Mk'+FVk'h)/L

=(624.5+875)/4+(2695.1+97×1.4)/5.091=930.916kN

Qkmin=(Fk'+Gk)/n-(Mk'+FVk'h)/L

=(624.5+875)/4-(2695.1+97×1.4)/5.091=-181.166kN

2、荷载效应基本组合

荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：

Qmax=(F'+G)/n+(M'+Fv'h)/L

=(843.075+1181.25)/4+(3638.385+130.95×1.4)/5.091=1256.737kN

Qmin=(F'+G)/n-(M'+Fv'h)/L

=(843.075+1181.25)/4-(3638.385+130.95×1.4)/5.091=-244.574kN

四、桩承载力验算

桩参数

桩类型

灌注桩

桩直径d(mm)

600

桩混凝土强度等级

C30

桩基成桩工艺系数ψC

0.75

桩混凝土自重γz(kN/m3)

25

桩混凝土保护层厚度б(mm)

50

桩底标高d2(m)

-33.8

桩有效长度lt(m)

22

桩配筋

桩身普通钢筋配筋

HRB400 12Φ20

自定义桩身承载力设计值

否

桩身普通钢筋配筋

HRB400 12Φ20

桩裂缝计算

钢筋弹性模量Es(N/mm2)

200000

普通钢筋相对粘结特性系数V

1

最大裂缝宽度ωlim(mm)

0.2

裂缝控制等级

三级

地基属性

地下水位至地表的距离hz(m)

1.33

自然地面标高d(m)

0

是否考虑承台效应

是

承台效应系数ηc

0.1

土名称

土层厚度li(m)

侧阻力特征值qsia(kPa)

端阻力特征值qpa(kPa)

抗拔系数

承载力特征值fak(kPa)

素填土

3.4

22

300

0.6

90

粉土

0.6

24

650

0.7

70

粉细砂

1.2

35

600

0.6

110

细砂

7.2

50

1200

0.6

160

细砂

5.9

50

1200

0.6

190

粉质黏土

3.5

30

400

0.7

140

细砂

15.9

50

1200

0.6

220

粘性土

0.7

50

600

0.7

150

细砂

1.3

50

1200

0.6

250

粉质黏土

1.5

30

400

0.7

210

细砂

4.9

50

1200

0.6

250

1、桩基竖向抗压承载力计算

桩身周长：u=πd=3.14×0.6=1.885m

桩端面积：Ap=πd2/4=3.14×0.62/4=0.283m2

承载力计算深度：min(b/2,5)=min(5/2,5)=2.5m

fak=(0.6×160+1.9×190)/2.5=457/2.5=182.8kPa

承台底净面积：Ac=(bl-n-3Ap)/n=(5×5-4-3×0.283)/4=5.038m2

复合桩基竖向承载力特征值：

Ra=ψuΣqsia·li+qpa·Ap+ηcfakAc=0.8×1.885×(0.6×50+5.9×50+3.5×30+12×50)+1200×0.283+0.1×182.8×5.038=1984.935kN

Qk=374.875kN≤Ra=1984.935kN

Qkmax=930.916kN≤1.2Ra=1.2×1984.935=2381.922kN

满足要求！

2、桩基竖向抗拔承载力计算

Qkmin=-181.166kN<0

按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Qk'=181.166kN

桩身位于地下水位以下时，位于地下水位以下的桩自重按桩的浮重度计算，

桩身的重力标准值：Gp=lt(γz-10)Ap=22×(25-10)×0.283=93.39kN

Ra'=ψuΣλiqsiali+Gp=0.8×1.885×(0.6×0.6×50+0.6×5.9×50+0.7×3.5×30+0.6×12×50)+93.39=1041.146kN

Qk'=181.166kN≤Ra'=1041.146kN

满足要求！

3、桩身承载力计算

纵向普通钢筋截面面积：As=nπd2/4=12×3.142×202/4=3770mm2

(1)、轴心受压桩桩身承载力

荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=1256.737kN

ψcfcAp+0.9fy'As'=(0.75×14.3×0.283×106 + 0.9×(360×3769.911))×10-3=4256.626kN

Q=1256.737kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=4256.626kN

满足要求！

(2)、轴心受拔桩桩身承载力

荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：Q'=-Qmin=244.574kN

fyAs=(360×3769.911)×10-3=1357.168kN

Q'=244.574kN≤fyAs=1357.168kN

满足要求！

4、桩身构造配筋计算

As/Ap×100%=(3769.911/(0.283×106))×100%=1.332%≥0.65%

满足要求！

5、裂缝控制计算

裂缝控制按三级裂缝控制等级计算。

(1)、纵向受拉钢筋配筋率

有效受拉混凝土截面面积：Ate=d2π/4=6002π/4=282743mm2

As/Ate=3769.911/282743=0.013≥0.01

取ρte=0.013

(2)、纵向钢筋等效应力

σsk=Qk'/As=181.166×103/3769.911=48.056N/mm2

(3)、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数

ψ=1.1-0.65ftk/(ρteσsk)=1.1-0.65×2.01/(0.013×48.056)=-0.939

取ψ=0.2

(4)、受拉区纵向钢筋的等效直径

dep=Σnidi2/Σniνidi=(12×202+)/(12×1×20)=20mm

(5)、最大裂缝宽度

ωmax=αcrψσsk(1.9c+0.08dep/ρte)/Es=2.7×0.2×48.056×(1.9×50+0.08×20/0.013)/200000=0.028mm≤ωlim=0.2mm

满足要求！

五、承台计算

承台配筋

承台底部长向配筋

HRB400 Φ22@180

承台底部短向配筋

HRB400 Φ22@180

承台顶部长向配筋

HRB400 Φ22@180

承台顶部短向配筋

HRB400 Φ22@180

1、荷载计算

承台计算不计承台及上土自重:

Fmax=F/n+M/L

=843.075/4+3638.385/5.091=925.415kN

Fmin=F/n-M/L

=843.075/4-3638.385/5.091=-503.878kN

承台底部所受最大弯矩:

Mx= Fmax (ab-B)/2=925.415×(3.6-1.8)/2=832.874kN.m

My= Fmax (al-B)/2=925.415×(3.6-1.8)/2=832.874kN.m

承台顶部所受最大弯矩:

M'x= Fmin (ab-B)/2=-503.878×(3.6-1.8)/2=-453.49kN.m

M'y= Fmin (al-B)/2=-503.878×(3.6-1.8)/2=-453.49kN.m

计算底部配筋时：承台有效高度：h0=1400-50-22/2=1339mm

计算顶部配筋时：承台有效高度：h0=1400-50-22/2=1339mm

2、受剪切计算

V=F/n+M/L=843.075/4 + 3638.385/5.091=925.415kN

受剪切承载力截面高度影响系数：βhs=(800/1339)1/4=0.879

塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(3.6-1.8-0.6)/2=0.6m

a1l=(al-B-d)/2=(3.6-1.8-0.6)/2=0.6m

剪跨比：λb'=a1b/h0=600/1339=0.448，取λb=0.448；

λl'= a1l/h0=600/1339=0.448，取λl=0.448；

承台剪切系数：αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.448+1)=1.208

αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.448+1)=1.208

βhsαbftbh0=0.879×1.208×1.57×103×5×1.339=11167.82kN

βhsαlftlh0=0.879×1.208×1.57×103×5×1.339=11167.82kN

V=925.415kN≤min(βhsαbftbh0， βhsαlftlh0)=11167.82kN

满足要求！

3、受冲切计算

塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=1.8+2×1.339=4.478m

ab=3.6m≤B+2h0=4.478m，al=3.6m≤B+2h0=4.478m

角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！

4、承台配筋计算

(1)、承台底面长向配筋面积

αS1= My/(α1fcbh02)=832.874×106/(1×16.7×5000×13392)=0.006

ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.006)0.5=0.006

γS1=1-ζ1/2=1-0.006/2=0.997

AS1=My/(γS1h0fy1)=832.874×106/(0.997×1339×360)=1733mm2

最小配筋率：ρ=0.15%

承台底需要配筋：A1=max(AS1, ρbh0)=max(1733,0.0015×5000×1339)=10043mm2

承台底长向实际配筋：AS1'=10940mm2≥A1=10043mm2

满足要求！

(2)、承台底面短向配筋面积

αS2= Mx/(α2fclh02)=832.874×106/(1×16.7×5000×13392)=0.006

ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.006)0.5=0.006

γS2=1-ζ2/2=1-0.006/2=0.997

AS2=Mx/(γS2h0fy1)=832.874×106/(0.997×1339×360)=1733mm2

最小配筋率：ρ=0.15%

承台底需要配筋：A2=max(AS2, ρlh0)=max(1733,0.0015×5000×1339)=10043mm2

承台底短向实际配筋：AS2'=10940mm2≥A2=10043mm2

满足要求！

(3)、承台顶面长向配筋面积

αS1= M'y/(α1fcbh02)=453.49×106/(1×16.7×5000×13392)=0.003

ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.003)0.5=0.003

γS1=1-ζ1/2=1-0.003/2=0.998

AS3=M'y/(γS1h0fy1)=453.49×106/(0.998×1339×360)=943mm2

最小配筋率：ρ=0.15%

承台顶需要配筋：A3=max(AS3, ρbh0,0.5AS1')=max(943,0.0015×5000×1339,0.5×10940)=10043mm2

承台顶长向实际配筋：AS3'=10940mm2≥A3=10043mm2

满足要求！

(4)、承台顶面短向配筋面积

αS2= M'x/(α2fclh02)=453.49×106/(1×16.7×5000×13392)=0.003

ζ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.003)0.5=0.003

γS2=1-ζ2/2=1-0.003/2=0.998

AS4=M'x/(γS2h0fy1)=453.49×106/(0.998×1339×360)=943mm2

最小配筋率：ρ=0.15%

承台顶需要配筋：A4=max(AS4, ρlh0,0.5AS2' )=max(943,0.0015×5000×1339,0.5 ×10940)=10043mm2

承台顶面短向配筋：AS4'=10940mm2≥A4=10043mm2

满足要求！

(5)、承台竖向连接筋配筋面积

承台竖向连接筋为双向HRB400 12@500。

六、配筋示意图

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