中航国际北京航空城塔吊基础施工方案
[ 关键词：塔吊施工方案 塔吊基础施工方案 发表日期：2012-10-11 09:29:35 ]
塔吊施工方案：中航国际北京航空城塔吊基础施工方案施工步骤：塔吊选型及平面布置、地质勘测报告、施工方法、安全文明保证措施、塔吊抗倾覆、地基承载力计算等。
1 编制依据
（1）《中航国际航空产业城项目岩土工程勘察报告》；2012.8.23，中国京冶工程技术有限公司 （2）《中航国际北京航空城地下一层平面图A 区、B 区、C 区，地下二层平面图C 区》，2012.8.17， CAD 电子版，甲方提供
（3）《左、右车库基础平面模板图》，电子版，甲方提供
（4）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2001）
（5）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）
（6）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）
（7）《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001) (2009 年版)；
（8）《地基与基础工程施工及验收规范》（GB50202-2002）
（9）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）
（10）《建筑地基处理技术规范》JGJ79-91
（11）《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
（12）《塔式起重机混凝土工程技术规范》 JGJ/T 187-2009
（13）塔吊租赁公司提供的相应塔吊使用说明书及技术交底
（14）塔吊租赁公司提供的相应塔吊基础说明书
（15）中航勘察设计研究院有限公司相关规定。
2 工程概况
2.1 总体概况
中航国际北京航空城项目位于北京市大兴区亦庄新城，荣华路和荣昌街的三岔路环岛西北侧，北临地泽南街，南面为规划区域，西侧至地泽街，东临荣华南路。建筑功能为研发办公、总部办公及商业中心。 本工程包括8 栋小高层（编号为H1-H8），和一栋总部办公大楼（编号为L1）及一栋商业楼（编号C1），总占地面积5.3 万㎡，现场布置以后约占60000 ㎡（含临建），总建筑面积17 万㎡，地上建筑面积10.8 万㎡。
2.2 塔吊选型及平面布置
2.2.1.塔吊平面布置原则
（1）保证塔吊在吊装使用过程中绝对安全。
（2）满足使用功能，尽量覆盖整个施工平面和各种材料堆场，起吊重量与工作半径满足施工要求。
（3）满足塔吊的各种性能，确保塔吊安装和拆除方便。
（4）降低费用，使塔吊安装和拆除费用降低。
2.2.2.塔吊选型
根据本工程现场状况及现场垂直运输需要，现场布置5 台STT253（臂长64m）塔吊。
2.2.3.塔吊定位
现场 5 台塔吊分别采用轴线定位法，根据塔吊的中心位置距轴线的距离进行定位。定位原则为避开框架柱、框架梁和剪力墙进行定位。塔吊布置如下图所示： 1#塔吊基础布置在A 区西侧基坑边，2#塔吊基础布置在A 区东侧基坑边，3#塔吊基础布置在 B 区西侧基坑边，4#塔吊基础布置在B 区东侧基坑边，5#塔吊基础布置在C 区东侧基坑边。 塔吊编号 详细定位 1# 2# 3# 4 4# 5# 5 塔吊平面布置图 6
2.3 地质勘测报告
根据勘察报告提供，拟建场地现状地形基本平坦，原为农耕用地，场地东侧及北侧均为现状路，场地西南侧尚有部分建筑尚未拆除。场地内地下设施分布不详，勘探钻孔未遇到地下设施，其具体分布位置、埋深等情况在施工前进一步查明并作妥善处理。 在岩土工程勘察深度范围内的地层，按成因年代可划分为人工堆积层、新近沉积层及第四纪沉积层三大类，并按岩性及工程特性进一步划分为11 个大层及其亚层。
（1）表层为厚0.80~2.00m 的人工堆积层的砂质粉土素填土、粘质粉土素填土①层。
（2）人工堆积层以下为新近沉积粘质粉土、粉质粘土②层。
（3）新近沉积层以下为第四纪沉积的砂质粉土、粘质粉土③层，重粉质粘土、粉质粘土③1 层、粉质粘土、粘质粉土④层；细砂、粉砂⑤层，粘质粉土、砂质粉土⑥层，细砂、中砂⑦ 层，粘质粉土⑦1 层，粉质粘土、重粉质粘土⑧层，中砂⑨层；重粉质粘土、粉质粘土⑩层及中砂、细砂⑾层。 勘探场地内主要分布有一层地下水，地下水类型为潜水（有微承压性）,地下水静止水位 17.20~21.20m，标高7.64m~11.92m。 根据场区地层及区域地下水文观测资料分析，本工程场区埋深 6~10m 范围内的粉土。砂质土层具有赋存潜水的条件。开挖范围内会遇到上层滞水。
3 施工部署
整个现场分为A 区、B 区和C 区，西侧基坑为一个大区（A 区），东侧基坑根据基坑开挖标高分为两个大区（B、C 区），现场布置5 台STT253（臂长64m）塔吊。其中，A 区东西侧各一台， B 区东西侧各一台，C 区东侧一台。塔吊基础施工阶段，1#、2#、3#先同时施工，待施工完毕后，再进行4#、5#塔吊基础施工。
4 施工安排
4.1 工期安排
1#塔吊计划2013.03.04-2013.03.06 进行塔吊基础施工。 2#塔吊计划2013.03.04-2013.03.06 进行塔吊基础施工。 3#塔吊计划2013.03.04-2013.03.06 进行塔吊基础施工。 4#塔吊计划2013.03.07-2013.03.09 进行塔吊基础施工。 5#塔吊计划2013.03.07-2013.03.09 进行塔吊基础施工。
4.2 人员安排
塔吊基础由生产经理和工程部等组织施工，配备钢筋制作、绑扎及混凝土浇筑作业人员10 人， 7 负责钢筋制作、绑扎和混凝土浇筑。
4.3 机械安排
混凝土汽车输送泵一台，确保使用时运转正常；各类小型手工用具购置齐全。
4.4 材料安排
与商品混凝土搅拌站联系，确保混凝土连续供应。确保模板数量满足施工需要。
5 施工方法
5.1 基础开挖
首先采用机械开挖，测量工作随时配合，开挖到距塔吊基础槽底标高200mm 位置后停止开挖，预留出20cm 土由人工进行清槽整平。严禁超挖，防止扰动基底土。挖至标高后，晾槽时间不可太长，否则应采取保护措施。 塔吊基础开挖宽度尺寸大于设计尺寸200mm，预留砌筑砖胎模位置。基础底面向下超挖100mm，预留C15 混凝土垫层空间。
5.2 砌筑砖胎膜
待土方开挖至设计标高后，砌筑塔吊基础两侧 120mm 厚的砖胎膜，表面水泥砂浆抹光，基础底面浇筑100mmC15 混凝土垫层，表面抹光。
5.3 防水层
基础垫层和桩头处理完毕后，待垫层强度达到75%后进行基础防水施工，采用4mm+3mmSBS 改性沥青防水卷材，其中基础阴阳角处要做附加层卷材防水加强处理,其中附加层应向外侧至少开展250mm 宽，桩头处采用水泥基渗透结晶防水施工。防水做完后表面打50 厚C20 混凝土保护层。
5.4 钢筋绑扎
待基础防水施工完毕后，进行钢筋绑扎施工。严格按照设计要求进行绑扎，钢筋保护层厚度为50mm。在塔吊基础与地下室底板结合处设置止水钢板，焊接在钢筋上，要求焊接工艺符合国家焊接标准。 绑扎完毕后，预埋塔吊基础预埋件。
5.5 避雷接地设施
在接地设置前要根据接地电阻限值、土的湿度和导电特征进行设计，对接地方式和位置选择，接地极和接地线的布置、材料选用、连接方式、制作和安装要求作出具体规定。接地极采用钢材，垂直接地极长度应锚入地下2.5 米，直径50*50mm 的角钢；水平接地极长度为3m，直 8 径12mm 的镀锌圆钢（接地线与接地极连接采用焊接，焊接点长度应为接地线直径的6 倍以上，接地电阻（包括接地导线、电阻加散流电阻）不得超过 4Ω ，如果不能满足要求，水平接地应增加长度，垂直接地应增加个数，期相互间距不应小于3m，并用扁铁加以连接。 装设完成后要用电阻表测定是否符合要求。
5.6 混凝土浇筑
塔吊基础垫层采用 c15 商品砼100 厚，基础采用 c45（比原设计高一个等级）抗渗 P10 商品砼，坍落度 120~160，混凝土分层进行浇筑，浇捣时每层下料高度要控制在 300mm 以内，做到边下料边振捣。采用Φ48 振捣器机械振捣，振捣采取斜面分层薄层推进，振捣时做到“快插慢拔”，在振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以使上下振动均匀，每点振捣时间30-30 妙，同时做到不出现气泡、表面发亮即可。分层浇筑振捣，振捣棒应下送 5-10m，以消除两层之间的接缝。振捣过程中尽可能避开予埋螺栓、铁件等，防止位移。 混凝土养护用塑料薄膜覆盖养护周期14 天，表面处理必须满足设计要求，在每个塔吊基础浇筑时必须预留混凝土试块（两组：标准养护、60 天试块、抗渗试块、同条件养护）在试块试压达到设计强度后可进行塔吊安装。
6 质量保证措施
（1）所有基础使用的原材料和机具经检验必须达到合格要求和施工规范的规定。检验方法：观察检查和检查材料合格证、实验报告、检查施工记录。
（2）混凝土强度必须符合设计要求，严禁混凝土实际浇筑量小于计算体积。检验方法：观察检查和检查施工记录。
（3）浇注后的顶标高必须符合设计要求和施工规范的规定。检验方法：观察和水准仪检查。
（4）模板安装必须符合施工规范的施工质量及验收要求的规定。检验方法：观察检查和钢尺检查。
（5）所有隐蔽工程记录必须报质检员自检合格后、经监理工程师验收，才能进行下道工序。
7 安全文明保证措施
（1）建立起完整的、严格的和有效的安全文明施工管理制度，制定相应的管理措施，同时建立起强有力的宣传和监督氛围。如：采用固定和移动式的油管安全文明的宣传设施（挂图、标语牌、黑板报等）。
（2）在施工中采用安全文明的施工工艺和技术，即选择用人少、声响小、振动轻、效率高、无扬尘与安全可靠的施工工艺和技术。
（3）加强防火消防管理，切实加强火源管理，易燃、易爆物品指定专人管理。焊工作业时必须清理周围的易燃物品。消防工具、器材要齐全并安装在适当楼层及位置，指定专人负责清 9 理定期检查。
（4）执行安全操作规程不违章作业，不违章指挥，杜绝安全事故的发生。各种设备要有专业人员操作，除操作人员和维修人员外，其他人员不得随便乱动。
（5）钢筋加工期间：要由专业人员操作钢筋加工机械。拉直钢筋时，卡头要卡牢，地锚要结实牢固，拉筋沿线2m 区域内禁止行人。人工绞磨拉直，不准用胸、肚接触推杠，并缓慢松解，不得一次松开。
（6）砼进行振捣时，要按规定的要求进行，防止将支好的模板碰坏。砼施工中，砼操作人员必须做到活完场清。
（7）编制严谨的模板及支撑设计，进行针对性的安全技术交底。支模时，要按要求搭高护栏和安全操作台，操作台上设脚手板，不得站在钢管上操作。
（8）施工现场员工配戴出入证。
8 环境保护措施
（1）在施工现场设滤水池，滤水池旁设自来水，生产用污水内杂物在滤水池中过滤干净，将处理过的污水排入污水管线，将杂物运到垃圾站处理。
（2）施工现场道路配备洒水设备，指定专人负责现场洒水降尘工作。
（3）场区罐车行走道路定时洒水，防止扬尘。
9 计算书
9.1 塔吊各部位参数
塔吊型号 STT253 塔吊起升高度H 58.00m 塔身宽度B 2.00m 基础埋深d 2.00m 自重F1 2200kN 基础承台厚度hc 1.35m 最大起重荷载F2 120kN 基础承台宽度Bc 6.25m 混凝土强度等级 C35 钢筋级别 II 级钢 额定起重力矩 2300kN·m 基础所受的水平力 30kN
9.2 塔吊抗倾覆计算
当不考虑附着时的基础设计值计算公式： m a x 2 C F G M p B W m a x 2 C F G M p B W 当考虑附着时的基础设计值计算公式： 2 C F G p B 当考虑偏心矩较大时的基础设计值计算公式： m a x 2 ( ) 3 C F G p B a 混凝土基础抗倾翻稳定性计算： E=M/(F+G)=4233.6/(2784.00+1582.03)=0.97m ≤Bc/3=2.08m 根据《塔式起重机设计规范》（GB/T 13752-92）第4.6.3 条，塔吊混凝土基础的抗倾翻稳定性满足要求。 式中 F ——塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重和最大起重荷载,F=(2200+12×10)×1.2=2784.00kN； G——基础自重：G=25.0×6.25×6.25×1.35×1.2 =1582.03kN； Bc——基础底面的宽度，取Bc=6.250m； M——倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=1.4 × 3024=4233.6kN·m； e——偏心矩，e＝M/(F + G)＝0.97 m,故e≤Bc/6=1.042 m； 经过计算得到: 无 附 着 的 最 大 压 力 设 计 值 Pmax=(2784.0+1582.03)/6.25 2 +4233.6/40.690=215.81kPa； 无 附 着 的 最 小 压 力 设 计 值 Pmin=(2784.0+1582.03)/6.25 2 -4233.6/40.690=7.72kPa； 有附着的压力设计值 P=(2784.0+1582.03)/6.250 2 =111.77kPa；
9.3 地基承载力验算
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。 ( 3) ( 0.5) a ak b d m f f b d fa--修正后的地基承载力特征值(kN/m 2 )； fak--地基承载力特征值，按本规范第5.2.3 条的原则确定；取180.00kPa； ηb、ηd--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20.00kN/m 3 ； b--基础底面宽度(m)，当其小于3m 按3m 取值，大于6m 按6m 取值，所以b=6.00m； 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20.00kN/m 3 ； d--基础埋置深度(m) 取2.00m； 11 解得地基承载力设计值：fa=231.00kPa； 实际计算取的地基承载力设计值为:fa=231.00kPa； 地基承载力特征值fa 大于有附着时压力设计值P=111.77kPa，满足要求！ 地基承载力特征值1.2×fa 大于无附着时的压力设计值Pmax=215.81kPa，满足要求！
9.4 基础受冲切承载力验算
依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。 验算公式如下: 0 0 . 7 l h p t m F f a h 式中 β hp --- 受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，β hp 取1.0.当h大于等于2000mm时，β hp取0.9，其间按线性内插法取用；取 β hp=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； ( ) / 2 m t b a a a am=[2.00+(2.00+2×1.30)]/2=3.30m； 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＝2m； 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=2.00+2×1.30=4.60； 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=215.81kPa； Al --- 冲切验算时取用的部分基底面积；Al=6.25×(6.25-4.60)/2=5.16m 2 12 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。 l j l F P A Fl=215.81×5.16=1113.58kN。 允许冲切力：0.7×0.95×1.57×3300.00× 1300.00=4498619.13N=4498.62kN > Fl= 1114.58kN； 实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！ 承台配筋计算
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: 2 ' 1 max max 1 2 2 1 2 I G M a l a P P P p l A 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；当墙体材料为混凝土时，取a1=(Bc-B)/2＝(6.25-2.00)/2=2.13m； 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215.81 kN/m 2 ； 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×(3a-al)/3a 1 max 3 3 a a p p a P=215.81×(3×2.00-2.13)/(3×2.00)=139.2kPa； G---考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×6.25×6.25× 13 1.35=1779.79kN； l --- 基础宽度，取l=6.25m； a --- 塔身宽度，取a=2.00m； a' --- 截面I - I在基底的投影长度, 取a'=2.00m。 经过计算得MI=2.13 2 ×[(2×6.25+2.00)×(215.81+139.2-2× 1779.79/6.25 2 )+(215.81-139.2)×6.25]/12=1627.75kN.m。
2）配筋面积计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002第8.7.2条。公式如下: 0 2 1 0 1 1 2 1 / 2 s s y s s s c M A h f a M a a f b h 式中，α l --- 当混凝土强度不超过C50时，α 1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α l=1.00； fc --- 混凝土抗压强度设计值，查表得fc=1670kN/m 2 ； ho --- 承台的计算高度，ho=1.30m。 经过计算得： α s=1627.75/(1.00×1670×6.25×1.30 2 )=0.092； ξ =1-(1-2×0.092) 0.5 =0.0967； γ s=1-0.0967/2=0.95165； As=1627.75×10 3 /(0.95165×1.30×300.00)=4385.77mm 2 。 由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:6250.00×1350.00× 0.15%=12656.25mm 2 。 14 故取 As=12656.25mm 2 。 实际配筋值：II级钢筋。承台底面单向根数52根。实际配筋值25512.5mm 2 ，满足要求。