混凝土柱塔吊基础施工方案

工程

塔吊基础施工方案

文件号：HRSZWGJSYZXBNHY/SGFA/026

版 本：第一版

建设单位： 设计单位： 监理单位： 施工单位： 编 制： 审 核： 批 准：

中国建筑第八工程局有限公司 二零一四年五月

目 录

第一章 编制依据 .......................................................................................................................... 1 第二章 工程概况 .......................................................................................................................... 1 第三章 塔吊部署 .......................................................................................................................... 1 3.1 总体部署 ............................................................................................................................. 1 3.1.1 塔吊选型 .................................................................................................................. 1 3.1.2 塔吊设置 .................................................................................................................. 2 3.2 基础选型 ............................................................................................................................. 2 3.2.1 地质参数概况 .......................................................................................................... 2 3.2.2 基础底土质参数确定 .............................................................................................. 3 3.2.3 基础选型确定 .......................................................................................................... 4 3.3 安装位置 ............................................................................................................................. 5 第四章 塔吊基础施工 .................................................................................................................. 9 4.1 桩基础设计方案 ................................................................................................................. 9 4.2 基础及桩配筋 ................................................................................................................... 10 4.2.1 1#塔吊基础配筋 .................................................................................................... 10 4.2.2 2#塔吊基础配筋 .................................................................................................... 14 4.2.3 3#塔吊基础配筋 .................................................................................................... 16 4.3 施工缝的处理 ................................................................................................................... 18 4.4 塔吊附墙件 ....................................................................................................................... 18 4.5 楼板预留洞 ....................................................................................................................... 18 第五章 基础验算 ........................................................................................................................ 18 5.1 1#塔吊基础验算 ............................................................................................................... 18 5.2 2#塔吊基础验算 ............................................................................................................... 36 5.3 3#塔吊基础验算 ............................................................................................................... 42 第六章 附图 ................................................................................................................................ 49

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第一章 编制依据

1、××项目《基础及底板结构平面图》；

2、《QTZ80(TC6013A-6)型塔式起重机使用说明书》，长沙中联重工科技发展股份有限公司；

3、《QTZ800型塔式起重机使用说明书》，广州五羊建设机械有限公司； 4、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009；

第二章 工程概况

××工程位于南山后海区的核心位置。项目场地平整，与周边道路高差较大，约3米。项目总建筑面积约14.4万m2，主要由两栋塔楼及三层地下室组成，塔楼功能为180m的超高层住宅。

本工程根据设计图纸，结合现场实际情况及施工组织设计确定投入3台塔吊，其中1#塔楼和2#塔楼各投入一台TC6013A-6型（臂长60米）平臂式塔吊；周边仅有地下室的部位投入一台TC5513型（臂长45米）平臂式塔吊，待地下室封顶后配合展示中心施工后即行拆除。目前即将进行地下室结构的施工，故编制此施工方案，以指导现场施工。

第三章 塔吊部署

3.1 总体部署

3.1.1 塔吊选型

本工程拟采用的塔吊为TC6013A-6及QTZ800型塔吊，塔吊基础形式为螺栓固定式，下面分别为两种型号塔吊的相关参数。

TC6013A-6型塔吊的主要性能及技术指标如下： 1、额定起重力矩：800kNm； 2、最大起重量：6t；

3、固定式高度46m，附着最大起升高度220m； 4、回转半径：本工程采用60m； 5、塔身标准节尺寸：1.8×1.8×2.8m。 QTZ800型塔吊的主要性能及技术指标如下： 1、额定起重力矩：800kNm； 2、最大起重量：6t；

3、固定式高度40m，附着最大起升高度160m；

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4、回转半径：本工程采用45m；

5、塔身标准节尺寸：1.75×1.75×2.5m。 3.1.2 塔吊设置

根据本工程施工需要，拟投入两台TC6013A-6和一台QTZ800塔吊。 各塔吊布置情况详见表3.1-1。

表3.1-1 各塔吊基础信息统计表

塔吊臂长起升高度（m） 200 200 40 型号 塔吊中心点坐标位置（x，y） 塔吊基础尺寸（m×m×m） 编号 （m） 1# 2# 3# 60 60 45 TC6013 TC6013 QTZ800 （17365.058,103250.511） （17261.109，103200.559） （17290.150，103276.471） 5.5×5.5×1.5 5.5×5.5×1.5 12.6×12.6×1.5 3.2 基础选型 3.2.1 地质参数概况

本工程场地内各地层作为天然地基时，根据现场钻探揭露、原位测试结果分析，按广东省标准 《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)和《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004）中的有关规定，各岩土层作为天然地基时其承载力特征值fak和压缩模量ES、变形模量EO，建议采用表3.2－1所列值：

表3.2-1 各地层地质参数表

地层名称及成因 素填土①1 人工填石①2 淤泥质粘土③1 粗 砂③2 砾质粘性土⑧ 全风化粗粒花岗岩⑨1 强风化粗粒花岗岩上带⑨2－1 γ53(1)承载力特征值 fak（kPa） 80～120 120～150 80 160 220 350 500 700 900 1500 压缩模量 ES（MPa） 3.0～4.0 2.0 6.5 8.0 变形模量 E0（MPa） 8～10 18～20 3.0 15 22 40 120 150 180 Q mlQ4 Q2 elm 强风化粗粒花岗岩中带⑨2－2 强风化粗粒花岗岩下带⑨2－3 中风化粗粒花岗岩⑨3 中国建筑第八工程局有限公司 2

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微风化粗粒花岗岩⑨4 4000 3.2.2 基础底土质参数确定

为更接近反映塔吊基础底部土层的地质情况，根据超前钻平面布置图结合塔吊基础布置平面图，选择距离塔吊基础较近的若干勘测孔洞进行分析，如表3.2－2：

表3.2-2 各塔吊基础距离较近勘测点统计表

塔吊编号 臂长（m） 起升高度（m） 型号 较近地勘点编号 与相应地勘点的距离（m） 3.09 5.52 5.85 6.55 7.06 8.07 9.60 14.60 CQZK11 1# 60 200 TC6013 CQZK10 CK32 CK37 2# 60 200 TC6013 CK42 CK43 G10 3# 45 40 QTZ800 P6 则根据地质勘察报告、现场开挖情况及上表所列数值显示，宜选择距离各塔吊基础最近的勘测孔洞（同时若几个勘测孔土性差别较大，为确保安全计算，选择地质情况较差的孔洞）作为相应基础计算的依据，即选取的计算依据的勘测孔洞：1#塔吊基础为CQZK11、2#塔吊基础为CK32、3#塔吊基础为P6，则设计塔吊基础底部所处土层的地质情况及相应参数如下，其中相应堪测点地质剖面图如下所示：

CQZK11钻孔柱状图

CK32钻孔柱状图

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P6钻孔柱状图

由各孔柱状图可知相应标高处土质情况，表格3.2－3见下：

表3.2-3 各塔吊基础计算依据的勘测孔情况表

塔吊编号 选取的作为塔吊基础计算依据的勘测孔洞 塔吊基础底面相对标高（m） 塔吊基础底面绝对标高（m） 该孔洞在基础底标高处土层的土质状况 该土质承载力特征值（KPa） 1# CQZK11 -15.20 -4.40 人工填石 120～150 2# CK32 -15.20 -4.40 人工填石 120～150 3# P6 -15.20 -4.40 淤泥质粘土 80 3.2.3 基础选型确定

由上述反映的地质情况来看，3台塔吊基础承台在底部标高处土层的地基承载力特征值均无法满足做天然基础需要达到的地耐力（其中TC6013A-6型塔吊要求地耐力为190 KPa，QTZ800型塔吊要求地耐力为200 KPa）的要求，而采取挖土换填的方式需要换填的人工填石层较厚（2～5m），2#塔吊采取换填方式也要开挖换填4～6m，且要回填老土，并分层夯实，密实度要求高，同时完成后还要做相应检测以确定承载力达到要求，程序繁多，进度和造价也不能得到优化。故综合考虑1#、2#塔吊基础采用桩基础的形式，3#塔吊采用扩大承台的方法，利用已经施工完成的管桩作为本塔吊基础的支承桩。综上所述3台塔吊基础形式均为桩基础。

由于现场场地狭小，基坑边范围均设置为循环泥浆池，因此管桩机械无法施工。目前正在进行灌注桩的施工，因此在1#楼（布置1#塔吊）和2#楼（布置2#塔吊）区域的塔吊基础选用灌注桩，对TC6013A-6塔吊，按照塔吊说明书，设计塔吊基础承台尺寸为a×b×h（长×宽×厚）=5500mm×5500mm×1500mm，对3#（QTZ800）塔吊，设计塔吊基础承台尺寸为a×b×h（长×宽×厚）=12600mm×12600mm×1500mm。

基础混凝土强度等级为C35，钢筋为三级钢。 综上所述，各塔吊基础选型结果如下表所示：

表3.2-4 各塔吊基础形式表

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塔吊臂长起升高度（m） 200 200 40 型号 塔吊中心点坐标位置（x，y） 与计算依据所选地勘点的距离（m） 3.09 5.85 14.60 基础形式 灌注桩基础 灌注桩基础 管桩基础 编号 （m） 1# 2# 3# 60 60 45 TC6013 TC6013 QTZ800 （17365.058,103250.511） （17261.109，103200.559） （17290.150，103276.471） 3.3 安装位置

1#、2#、3#塔吊平面布置图及坐标定位如下所示：

1#塔吊基础定位图（平面尺寸5.5米×5.5米）

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2#塔吊基础定位图（平面尺寸5.5米×5.5米）

3#塔吊基础定位图（平面尺寸12.6米×12.6米）

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根据地基基础平面布置图，塔吊基础位置与周围地基基础位置关系清晰可见，故将塔吊基础的顶面与底板顶面平，即塔吊基础作为以后底板结构一部分，在塔吊基础施工时即做防水处理和留置止水钢板,防水做法同底板。1#塔吊因为需要避开地下室外墙，同时又考虑拆除时要求避开地上部分结构墙体，因此将其布置在地下室外墙外。同时又考虑到地下室外墙外会影响到地下室的回填，水位较高，塔吊基础会长期处于泡水情况，故我司拟采取如下措施进行处理：在底板面标高处施工桩基承台，然后在承台上按照塔吊最下部固定基础的四个位置形心与四个柱子中心对中（使柱子为轴心受力构件，不产生偏心受力）的原则做四个柱子，柱子高度以地下室回填后的标高为依据（比该标高低50mm作为预留储备），其中在负二层标高处设置圈梁将四个柱子连接加强整体性，同时圈梁预留钢筋在后续地下室结构施工中与负二层结构连接成整体。柱子顶部施工梁板连成一体，作为塔吊最终固定的基础（上部结构验算过程详见第五章5.1第十条）。图示如下：

1#塔吊基础平面详图

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1#塔吊基础（1－1）剖面图

1#塔吊基础上部支撑结构平面图

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第四章 塔吊基础施工

4.1 桩基础设计方案

根据《超前钻勘察说明书》并结合本项目《岩土工程勘察报告》，可知距离各个塔吊基础部位最近的勘测孔沿深度变化的土质状况，其相应的桩侧摩阻力和桩端摩阻力分别可根据表4.1-1得出：

表4.1-1 各土层力学特征值情况表 桩侧摩阻力 特征值qsa（kPa） 混凝土预制桩（静压、打入桩） 12 20 预制桩桩端阻力 特征值qpa（kPa） 桩入土深度（m） 9＜L≤16 16＜L≤30 L＞30 水下钻（冲）孔桩 端阻力特征值 qpa（kPa） 桩入土深度（m） L≤15 L＞15 挖孔桩端阻力特征值qpa（kPa） 地层成因及名称 状 态 或 风化程度 钻、冲、挖孔桩及沉管L≤9 灌注桩 10 15 Qml 素填土 人工 填石 淤泥质 粘土 粗 砂 砾质 粘性土 粗 粒 花 岗 岩 松散 松散～ 稍密 软塑 松散～ 稍密 可～硬塑 全风化 强风化 上带 强风化 中带 强风化 下带 10 8 Q4m 25 20 Q2el 45 70 100 120 150 40 60 80 100 120 1100 1500 1800 2200 700 1100 1300 1500 900 1300 1500 1800 1200 1800 2100 2500 2800 3800 4800 6000 3800 4300 5300 7000 γ53(1) 由于1#塔吊基础和2#塔吊基础地质条件各不相同，需要对两个基础分别进行桩长、桩径、塔吊基础尺寸、桩间距等进行试算，直到达到各项安全验算结果都符合《塔式起重机

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××工程 塔吊基础施工方案 混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)时即可。通过试算，确定1#塔吊基础承台的尺寸为5500mm×5500mm×1500mm，桩入土深度28.93m，桩径为800mm，桩间距3.7m，即能达到抗拔（其中抗拔为最大的影响因素）的要求，本基础占用一根工程桩。同理，2#塔吊基础承台尺寸5500mm×5500mm×1500mm，桩入土深度32.21m，桩径为800mm，桩间距4.0m，可达到安全的要求。同时，我司参考设计给出的保证安全系数更高的意见，将1#塔吊和2#塔吊的基础桩入岩深度进行增加，使其持力层均为强风化粗粒花岗岩上带。桩入强风化粗粒花岗岩上带的深度为0.5m，则最终计算得到的1#塔吊基础桩入土深度为32.13m，2#塔吊基础桩入土深度为36.51m。根据现场实际情况确定实际桩入土深度，保证均入强风化粗粒花岗岩上带的深度为0.5m即可。

3#塔吊基础采取扩大承台尺寸的措施，覆盖已经施工完成的管桩，将其作为本基础的支承桩。承台尺寸为12600mm×12600mm×1500mm，其四个角上各有三根管桩，通过保守验算，得出四桩承台即可满足各项安全指标，则现场实际情况可满足安全要求。

基础承台底部均需施工100mm厚C15混凝土垫层。

4.2 基础承台及桩配筋

根据计算结果可以得到1#塔吊基础和2#塔吊基础的配筋均大于塔吊说明书中给出的配筋，故按实际计算的进行配筋，如下图所示： 4.2.1 1#塔吊基础配筋

1、根据计算的结果知：承台底筋As=12898.03 mm2，承台顶配筋As=9552.69mm2。因承台面筋与底板面筋要进行连接，根据图纸可知底板面配筋为双向Φ20 HRB400，间距150mm，则承台顶配筋为：双向Φ20 HRB400，间距150mm（计算得Φ20 HRB400，间距183mm）；为保证承台拉筋能准确拉结上下部钢筋，则承台底筋间距取150mm，则可得承台底配筋为：双向Φ22 HRB400，间距150mm（计算得Φ22 HRB400，间距162mm），拉筋为Φ14 HRB335，间距300mm。同时本塔吊基础覆盖了一个结构承台（CT5：配筋为双向Φ22 HRB400，间距150mm），塔吊基础的配筋可满足结构承台的要求。

配筋图如下所示：

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1#塔吊基础及桩配筋图

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1#塔吊基础桩配筋：纵向受力钢筋共12根HRB400，直径25mm，其中6根通长筋，6根非通长筋长度为2/3有效桩长；螺旋箍为HRB335，直径10mm，非加密区间距200mm，加密区（间距100mm）为桩上端至以下5200mm处；加劲箍为HRB335，直径12mm，间距2000mm。设计桩顶标高高出承台底100mm，即标高为-15.000m（相对标高）。桩顶钢筋锚入承台长度满足35d。桩混凝土为C35。

2、底板处基础上部结构配筋：（验算过程详见第五章5.1第十条）

其中柱尺寸800mm×800mm，梁尺寸800mm×1500mm，板厚250mm，负二层标高处圈梁尺寸800mm×600mm。如下图所示：

1#塔吊基础上部支撑结构平面图

（1）柱配筋：根据计算结果As＝7196 mm2 （全部钢筋），柱底部插入基础内钢筋构造见图集11G101-3（P59）。配筋如下图所示：

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（2）梁配筋：根据计算结果As＝2360mm2 （受拉侧），配筋如下图所示：

（3）圈梁配筋：根据计算结果As＝960mm2 （受拉侧），配筋如下图所示：

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（4）板配筋：根据计算结果As＝460mm2 （一侧），则可配筋双层双向直径12mmHRB400,间距为200mm。

4.2.2 2#塔吊基础配筋

根据计算的结果知：承台底筋As=13947.42 mm2，承台顶配筋As=12105.99mm2。因承台面筋与底板面筋要进行连接，根据图纸可知底板面配筋为双向Φ20 HRB400，间距150mm，则承台顶配筋为：双向Φ22 HRB400，间距150mm（计算得Φ20 HRB400，间距172mm）；为保证承台拉筋能准确拉结上下部钢筋，则承台底筋间距取150mm，则可得承台底配筋为：双向Φ22 HRB400，间距150mm（计算得Φ22 HRB400，间距149mm），拉筋为Φ14 HRB335，间距300mm。

配筋图如下所示：

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2#塔吊基础及桩配筋图

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2#塔吊基础桩配筋：纵向受力钢筋共12根HRB400，直径25mm，其中6根通长筋，6根非通长筋长度为2/3有效桩长；螺旋箍为HRB335，直径10mm，非加密区间距200mm，加密区（间距100mm）为桩上端至以下5200mm处；加劲箍为HRB335，直径12mm，间距2000mm。设计桩顶标高高出承台底100mm，即标高为-15.000m（相对标高）。桩顶钢筋锚入承台长度满足35d。桩混凝土为C35。

4.2.3 3#塔吊基础配筋

由于3#塔吊基础是采取将承台扩大，以利用已施工的预制管桩作为塔吊基础桩，经过验算承载力满足要求，配筋计算结果不足塔吊基础说明书中配筋量，因此可按照塔吊基础说明书中的配筋进行。

说明书中的要求为：承台上下面，纵向受力钢筋均为双向B25@120，拉结筋为B16@480。基础底部的桩为已施工完成的预应力管桩。因本塔吊基础覆盖四个结构承台，因此要综合考虑结构承台的配筋是否满足。根据图纸知四个结构承台均为CT2，其配筋为：上下均C22@100，利用等强度等截面公式进行代换计算，得出B25@120实际等效于C22@112，但本塔吊基础设计厚度为1500mm，结构承台只有1200mm，故实际可满足结构承台的配筋要求。同时要满足承台面筋与底板面筋（C16@150）的连接，则塔吊基础实际配筋为：C16@150+ C28@300，拉结筋为B16@450，其中C16@150与底板面筋连接。

配筋如图所示：

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3#塔吊基础及桩配筋图

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4.3 施工缝的处理

由于各塔吊基础顶面标高与结构底板顶面平，在塔吊基础周边会形成一道施工缝，因此在施工塔吊基础时，需按照该部位结构底板钢筋按50%错开预留，以便与后施工的底板钢筋连接。该预留洞四周的施工缝是地下室底板渗水的薄弱环节，拟在塔吊基础四周，底板中间位置安装3厚、300宽的止水钢板，在底板砼浇筑时，将施工缝处进行凿毛处理，充分湿润后刷素水泥浆一道，浇筑砼将塔吊基础与底板进行有效连接。

4.4 塔吊附墙件

根据塔吊基础说明，附墙件附着时，要求塔身距离建筑物一般控制在5m以内，如实际工程有较大变化，塔吊中心距离建筑结构边过远，附墙拉杆需要加长，则要与塔吊公司联系设计非标准附着装置。

4.5 楼板预留洞

由于2#、3#塔吊要穿过地下室每层楼板，需在结构板上设预留洞，为了防止首层雨水倒灌进地下室，在首层结构预留洞边用M5水泥砂浆砌筑180mm厚0.2m高砖墙挡水，每层留洞（洞口尺寸为2.5m×2.5m），钢筋按规范错开预留，待塔吊拆除后浇筑比同层混凝土高一个标号的微膨胀混凝土进行补板。

第五章 基础验算

5.1 1#塔吊基础验算

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:TC6013A-6 起重荷载标准值:Fqk=60kN 非工作状态下塔身弯矩:M=2695.1kN.m 塔身宽度:B=1.8m 承台混凝土等级:C35 矩形承台边长:H=5.5m 承台箍筋间距:S=200mm 承台顶面埋深:D=0.0m 塔机自重标准值:Fk1=624.50kN 塔吊最大起重力矩:M=800kN.m 塔吊计算高度:H=200m 桩身混凝土等级:C35 保护层厚度:H=50mm 承台厚度:Hc=1.5m 承台钢筋级别:HRB400 桩直径:d=0.8m 中国建筑第八工程局有限公司 18

××工程 塔吊基础施工方案 桩间距:a=3.7m 桩入土深度:28.93m 基础上部四根柱尺寸：均为800mm×800mm 上部平台板厚：250mm 计算简图如下： 桩钢筋级别:HRB400 桩型与工艺:泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩 上部平台梁尺寸：800mm×1500mm 上部支撑结构总重：695.8KN 塔吊基础平面图

二. 荷载计算

1. 自重荷载及起重荷载

1) 塔机自重标准值 Fk1=624.5kN

2) 基础以及覆土、上部支撑结构自重标准值

Gk1=5.5×5.5×1.5×25=1134.38kN，

Gk2=7.75×0.8×0.8×4×25+（2.465－0.8）×4×0.8×1.5×25=695.8kN， Gk=1134.38+695.8=1830.18kN Fk= Fk1+ Gk2=624.5+695.8＝1320.3kN

承台受浮力：Flk=5.5×5.5×5.7×10=1724.25kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=60kN

2. 风荷载计算

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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) Wk=0.8×1.59×1.95×1.23×0.2=0.61kN/m2 qsk=0.61×0.35×1.8=0.38kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H1=0.38×33.72=12.96kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=Fvk×H2=12.96×(200-33.72/2)=12.96×183.14=2373.93kN.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

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××工程 塔吊基础施工方案 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.75kN/m) Wk=0.8×1.69×1.95×1.23×0.75=2.43kN/m2 qsk=2.43×0.35×1.80=1.53kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H1=1.53×33.72=51.67kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=Fvk×H2=51.67×183.14=9462.13kN.m

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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 Mk=2695.1+0.9×(800+2373.93)=5551.64kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=2695.1+9462.13=12157.23kN.m

三. 桩竖向力计算

非工作状态下：

Qk=(Fk+Gk)/n=(624.5+1830.18)/4=613.67kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L

=(624.5+1830.18)/4+(12157.23+51.67×1.5)/5.44=2862.70kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L

=(624.5+1830.18-1724.25)/4-(12157.23+51.67×1.5)/5.44=-2066.43kN 工作状态下：

Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(624.5+1830.18+60)/4=628.67kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L

=(624.5+1830.18+60)/4+(5551.64+12.96×1.5)/5.44=1637.76kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L

=(624.5+1830.18+60-1724.25)/4-(5551.64+12.96×1.5)/5.44=-826.49kN

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：

中国建筑第八工程局有限公司 21

××工程 塔吊基础施工方案 工作状态下：

最大压力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×(1320.3+60)/4+1.35×(5551.64+12.96×1.5)/5.44=1848.38kN 最大拔力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×(1320.3+60)/4-1.35×(5551.64+12.96×1.35)/5.44=-916.68kN 非工作状态下：

最大压力 Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×1320.3/4+1.35×(12157.23+51.67×1.5)/5.44=3481.79kN 最大拔力 Ni=1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×1320.3/4-1.35×(12157.23+51.67×1.5)/5.44=-2590.59kN

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 Mx,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；

Ni──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： Mx=My=2×3481.79×0.95=6615.41kN.m 承台最大负弯矩:

Mx=My=2×-2590.59×0.95=-4922.12kN.m

3. 配筋计算

根据《混凝土结构设计规范》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； fc──混凝土抗压强度设计值； h0──承台的计算高度；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2。

中国建筑第八工程局有限公司 22

××工程 塔吊基础施工方案 底部配筋计算:

αs=6615.41×106/(1.000×16.700×5500.000×14502)=0.0343 ξ=1-(1-2×0.0343)0.5=0.0349 γs=1-0.0325/2=0.9826

As=6615.41×106/(0.9838×1450.0×360.0)=12898.03mm2 顶部配筋计算:

αs=4922.12×106/(1.000×16.700×5500.000×14502)=0.0255 ξ=1-(1-2×0.0255)0.5=0.0258 γs=1-0.0258/2=0.9871

As=4922.12×106/(0.9871×1450.0×360.0)=9552.69mm2

五. 承台剪切计算

最大剪力设计值： Vmax=3481.79kN

依据《混凝土结构设计规范》(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

ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570N/mm2； b──承台的计算宽度，b=5500mm；

h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1450mm； fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2； S──箍筋的间距，S=200mm。 经过计算得:

Asv=(3481.79×1000-0.700×1.57×5500×1450)×200/(360×1450)=-2024.04mm2 故只需要构造配筋即可。

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

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××工程 塔吊基础施工方案

七. 桩身承载力验算

桩身承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(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=2862.70kN 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0.75

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.7N/mm2； Aps──桩身截面面积，Aps=502655mm。 代入数值后，得出满足上式要求。

桩身受拉计算，依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 第5.8.7条

受拉承载力计算，最大拉力 N=Qkmin=-2066.43kN 经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=5740.08mm2。

由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为1005.31mm2 综上所述，全部纵向钢筋面积5740.08mm2

2

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，Qk=454.72kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=2862.70kN 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 Ra──单桩竖向承载力特征值；

qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值； qpa──桩端端阻力特征值，按下表取值； u──桩身的周长，u=2.51m； Ap──桩端面积,取Ap=0.50m2；

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××工程 塔吊基础施工方案 li──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) 1 2 3 2.33 23.6 3 侧阻力特征值(kPa) 10 40 60 端阻力特征值(kPa) 0 0 900 土名称 人工填石 砾质粘性土 全风化粗粒花岗岩 由于桩的入土深度为28.93m,所以桩端是在第3层土层。 最大压力验算:

Ra=2.51×(2.33×10+23.6×40+3×60)+900×0.50=3335.87kN 由于: Ra = 3335.87 > Qk = 628.67,最大压力验算满足要求! 由于: 1.2Ra = 4003.04 > Qkmax = 2862.70,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，Qkmin=-2066.43kN 桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式：

式中 Gp──桩身的重力标准值，水下部分按浮重度计； λi──抗拔系数；

Ra=2.51×(0.700×2.33×10+0.750×23.6×40+0.750×3×60)=2159.68kN Gp=0.503×(28.93×25-28.93×10)=218.13kN

由于: 2159.68+218.13=2377.81 > 2066.43，抗拔承载力满足要求!

塔吊计算满足要求！

十. 底板处基础上部结构受力验算

（1）柱： b×h＝800mm×800mm，计算长度为7.75m，采用C35混凝土，纵筋和箍筋为HRB400级热轧带肋钢筋。

由于柱为主要受力构件，须作保守验算，此处分两种情况进行验算。情况一：地下室回填前，考虑风荷载在柱顶面上产生的弯矩和剪力，结合柱顶中心承受的压力，按照《混

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××工程 塔吊基础施工方案 凝土结构设计规范》中沿截面腹部均匀配置纵向普通钢筋的矩形截面钢筋混凝土偏心受压构件公式进行验算和配筋。情况二：地下室回填后，塔吊达到最大高度时，此时由于柱子被土体填埋，且塔吊附墙件均已设置，本结构中圈梁与主体结构有拉结加固，综合考虑，此时不利荷载为轴心受压，和轴心受拉，可按此模型进行验算和配筋。最终配筋以两者计算结果中较大者取值。

情况一：地下室回填前

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) Wk=0.8×1.59×1.95×1.2×0.2=0.6kN/m2 qsk=0.6×0.35×1.8=0.38kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=0.38×31=11.63kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=Fvk×H=11.63×31/2=180.21kN.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=0.75kN/m2) Wk=0.8×1.69×1.95×1.2×0.75=2.37kN/m2 qsk=2.37×0.35×1.80=1.49kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=1.49×31=46.34kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=Fvk×H=46.34×31/2=718.27kN.m 塔机的倾覆力矩

工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=2695.1+0.9×(800+180.21)=3577.28kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=2695.1+718.27=3413.37kN.m 荷载计算

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××工程 塔吊基础施工方案 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 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×(1320.3+60)/4+1.35×(3577.28+11.63×1.5)/5.44=1357.92kN 最大拔力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×(1320.3+60)/4-1.35×(3577.28+11.63×1.35)/5.44=-426.22kN 非工作状态下：

最大压力 Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×1320.3/4+1.35×(3413.37+46.34×1.5)/5.44=1309.92kN 最大拔力 Ni=1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×1320.3/4-1.35×(3413.37+46.34×1.5)/5.44=-418.72kN

由上述计算结果知，轴向压力值为1358KN，弯矩取718KN·m，剪力取46KN。剪力和弯矩由风荷载决定，而风的作用是不定向的，故按照双向偏心受压构件考虑最不利情况进行验算，则将弯矩与剪力分解成作用于X方向和Y方向的作用，得到X方向和Y方向弯矩为718×sin45o=508KN·m，X方向和Y方向剪力为46×sin45o=33KN。利用【理正结构设计工具箱软件 6.5PB3】进行验算，过程如下：

执行规范:

《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010), 本文简称《混凝土规范》 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010), 本文简称《抗震规范》

钢筋：d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500; P - HRBF335; Q - HRBF400; R - HRBF500

-----------------------------------------------------------------------

1 已知条件及计算要求：

(1)已知条件：矩形框架柱

b=800mm，h=800mm 计算长度 L=4.10m

砼强度等级 C35，fc=16.70N/mm2 ft=1.57N/mm2 纵筋级别 HRB400，fy=360N/mm2，fy'=360N/mm2 箍筋级别 HRB400，fy=360N/mm2 轴力设计值 N=1358.00kN

弯矩设计值 Mx=508.00kN.m，My=508.00kN.m

P-δ效应柱端弯矩Mx1=0.00kN.m Mx2=0.00kN My1=0.00kN My2=0.00kN 剪力设计值 Vy=33.00kN，Vx=33.00kN

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××工程 塔吊基础施工方案 抗震等级三级

(2)计算要求：

1.正截面受压承载力计算 2.斜截面承载力计算

3.裂缝计算: 按裂缝控制配筋

-----------------------------------------------------------

2 p-δ效应弯矩计算

(1) 考虑p-δ效应X方向弯矩设计值: M'=Mx

根据《混凝土规范》6.2.4计算 绝对值较大端弯矩为0，Cm取0.7 cmin1.0,0.5fcAN800.0030.02ceamax20.0,min1.0,0.516.706400001358000.001.00 26.7mm ns11300lchNM2h0nsea11300410080021.0026.70.001358000.00765.01.58 Mmax1.0,Cm M'max1.0,0.701.58508.00561.71kN.m中国建筑第八工程局有限公司 28

××工程 塔吊基础施工方案

Mx=M=561.71(kN.m)

(2) 考虑p-δ效应Y方向弯矩设计值: M'=My

根据《混凝土规范》6.2.4计算 绝对值较大端弯矩为0，Cm取0.7 cmin1.0,0.5fcAN800.00eamax20.0,30.02cmin1.0,0.516.706400001358000.001.00 26.7mm ns11300lchNM2h0nsea11300410080021.0026.70.001358000.00765.01.58 Mmax1.0,Cm M'max1.0,0.701.58508.00561.71kN.m My=M=561.71(kN.m)

3 受压计算 3.1 轴压比

轴压比满足要求。 Abh800800640000mm 3N1358.00100.127max0.90fcA16.76400002 3.2 受压计算

双向偏心受压采用《混凝土规范》式6.2.21-3验算:

（Nux及Nuy计算时，侧边纵筋按《混凝土规范》6.2.19条，参与计算） 经试算, 取每侧全部纵筋面积: Asx=1280mm2, Asy=1280mm2, 四根角筋总面积近似按1018mm2 代入公式验算如下: N1358.0010311Nux1Nuy1120962601Nuo

111 31628.811028710322871032

结论: 满足! x方向单边: Asx=1280mm2 ≤ ρmin×A=0.0020×640000=1280mm2, 取Asx=1280mm2 y方向单边: Asy=1280mm2 ≤ ρmin×A=0.0020×640000=1280mm2, 取Asy=1280mm2 全截面: As=2×Asx+2×Asy-4×Asj=4102mm2 ≤ ρmin×A=0.0075×640000=4800mm2(Asj为一根角筋的面积), 取As=4800mm2

中国建筑第八工程局有限公司 29

××工程 塔吊基础施工方案 将纵筋按边长分配可得: Asx=1200mm2, Asy=1200mm2

验算一边最小配筋: Asx=1280mm2 < ρmin×A=0.0020×640000=1280mm2, 取Asx=1280mm2

此时: Asy=1120mm2 < ρmin×A=0.0020×640000=1280mm2, 取Asy=1280mm2 验算一边最小配筋: Asy=1280mm2 < ρmin×A=0.0020×640000=1280mm2, 取Asy=1280mm2

此时: Asx=1120mm2 < ρmin×A=0.0020×640000=1280mm2, 取Asx=1280mm2

4 受剪计算

4.1 x方向受剪计算

λx=22.3 > 3.0, 取λx=3.0 (1)截面验算, 根据《混凝土规范》式6.3.1:

hw/b=1.0 ≤ 4, 受剪截面系数取0.25

Vx33.00kN 0.25cfcbh00.251.0016.78007652555.10kN 截面尺寸满足要求。 (2)配筋计算

根据《混凝土规范》式6.3.12: hha80035765mm 0s M561709888 22.25xVh033000765

Asvxs V1.751ftbh00.07Nfyvh0 3330001.753.0011.578007650.071358.0010360.0765

箍筋最小配筋率: 0.40% 1.752mm/mm2 计算箍筋构造配筋Asvmin/s:

A svminshmibnb2as10h2as100.004080080080023510800235101.707mm/mm2 故箍筋配筋量: Asvx/s=1.707mm2/mm 4.2 y方向受剪计算

A Asvminsvx1.7521.7070.219%0.213%hs800hs800

h λy=22.3 > 3.0, 取λy=3.0 (1)截面验算, 根据《混凝土规范》式6.3.1: hw/b=1.0 ≤ 4, 受剪截面系数取0.25

has80035765mm M56170988822.25yVh0330007650 Vy33.00kN 0.25cfcbh0 截面尺寸满足要求。

0.251.0016.78007652555.10kN

中国建筑第八工程局有限公司 30

××工程 塔吊基础施工方案 (2)配筋计算

根据《混凝土规范》式6.3.12:

Asvys V1.751ftbh00.07Nfyvh0 3330001.753.0011.578007650.071358.0010360.0765

箍筋最小配筋率: 0.40% 1.752mm/mm2 计算箍筋构造配筋Asvmin/s:

A svminshmibnb2as10h2as100.004080080080023510800235101.707mm/mm2 故箍筋配筋量: Asvy/s=1.707mm2/mm A Asvminsvy1.7521.7070.219%0.213%bs800bs800 4.3 xy双向受剪计算

(1)截面验算, 根据《混凝土规范》式6.3.16: 计算剪力V的作用方向与x轴的夹角θ: VyarctanVx33000arctan330000.785 Vx33.00kN0.25cfchb0cos x向截面尺寸满足要求。 Vy33.00kN0.25cfcbh0sin y向截面尺寸满足要求。 0.251.016.78007650.7071806.73kN 0.251.016.78007650.7071806.73kN

(2)配筋计算:

根据《混凝土规范》6.3.17, 经试算, x向和y向箍筋构造配筋即可满足要求:

h Avminmibnsb2as10h2as10 A80023510 双向受剪计算的箍筋需符合单向受剪计算出的箍筋比例, 此时: svy0.0040800800800235101.707mm/mm2

s A1.707mm/mm2 2svx s 此时:

1.001.7071.707mm/mm fyvAsvxb01.75Vuxfthb00.07Ns1x 31.753.0011.57800765360.01.7077650.071358.0010ftbh0fyvAsvyh0s0.07N985444N Vuy1.75y1 中国建筑第八工程局有限公司 31

××工程 塔吊基础施工方案

根据《混凝土规范》式6.3.17-1和6.3.17-2: 3.001 Vx33.00kN1.751.57800765360.01.7077650.071358.00103985444N Vux

x方向受剪承载力满足要求! 1VuxtanVuy298544419854441.000985444696.81kN2 696.81kN2 Vy33.00kNVuy

y方向受剪承载力满足要求! 1VuyVuxtan298544419854449854441.000

5 配置钢筋

(1)上部纵筋:7E18(1781mm2 ρ=0.28%) > As=1280mm2，配筋满足。

(2)下部纵筋:7E18(1781mm2 ρ=0.28%) > As=1280mm2，配筋满足。

(3)左右纵筋:5E16(1005mm2 ρ=0.16%)全侧配筋As=1514mm2 > As=1280mm2，配筋满足。

(4)竖向箍筋:E8@110四肢箍(1828mm2/m ρsv=0.23%) > Asv/s=1707mm2/m，配筋满足。

(5)水平箍筋:E8@110四肢箍(1828mm2/m ρsv=0.23%) > Asv/s=1707mm2/m，配筋满足。

6 裂缝计算

6.1 左右侧裂缝计算 (1)根据《混凝土规范》 第7.1.2 注3), 偏压计算时 e0/h0=(0/150)/0.765=0.00 <= 0.55, 不需要验算裂缝。 6.2 上下侧裂缝计算 (1)截面有效高度:

h0has80035765mm

(2)受拉钢筋应力计算, 根据《混凝土规范》式7.1.4-4:

Mk80.00e00.533m533.3mmNk150.00 l 0

取ηs=1.0 h800 41005.114

ysh2as800235365mm ese0ys1.0000533365898mm 'f0 中国建筑第八工程局有限公司 32

××工程 塔吊基础施工方案

 z0.870.121 'f Asz1781599 (3)按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率, 根据《混凝土规范》式skNkezh0e2h00.870.1210.007658982765599.0mm 150000.089859942.0857N/mm27.1.2-4:

Ate0.5bh0.5800800320000mmte2 AsApAte 178103200000.0056 ρte=0.0056 < 0.01, 取ρte=0.01 (4)裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数, 根据《混凝土规范》式7.1.2-2:

1.10.65ftk1.10.652.200.010042.08572.2978tes

ψ=-2.2978 < 0.2, 取ψ=0.2 2 受拉区纵向钢筋的等效直径deq:

niidi 根据《混凝土规范》表7.1.2-1 构件受力特征系数 αcr = 1.9:

(5)最大裂缝宽度计算, 根据《混凝土规范》式7.1.2-1: σs = σsq deqnidi18mm

maxscrEs1.9cs0.08deqte 6.3 裂缝计算结果 1.90.2000 42.09200000 1.9250.0818.00.01000.015mm Wmax=max{0.000, 0.015}=0.015mm < Wlim=0.200mm, 满足。

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××工程 塔吊基础施工方案

情况二：地下室回填后，塔吊达到最大高度时受力验算

由5.1中第四条可知轴向压力值为3481.79KN，则轴心受压构件计算长细比λ＝l0/b＝7.75×1000/800＝9.7，查表得稳定系数ψ＝0.983，混凝土抗压强度设计值fc＝16.7MPa，纵向受力钢筋的抗压强度设计值fy′=360MPa，混凝土保护层厚度为35mm，则由公式

N≤0.9ψ（fc·A+ fy′As′）得出：As′＝1/360×（3481.79×1000/(0.9×0.983)

－16.7×800×800）＝－18756.8mm2,故只需构造配筋，满足最小配筋率即可。一侧钢筋最小配筋率0.2%，全部纵向钢筋最小配筋率0.6%，则

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××工程 塔吊基础施工方案

一侧受压钢筋面积As′＝0.2%·b·h0＝0.002×800×（800－35）＝1224mm2； 全部受压钢筋面积As′＝0.6%·b·h0＝0.006×800×（800－35）＝3672mm2。 同时又要考虑到抗拔的要求，即满足轴心受拉的要求，由第四条中1可知轴向拉力值为2590.59KN。则由公式N≤σ·As可得受拉钢筋面积As＝2590.59×1000/360＝7196 mm2。

综上所述，总钢筋面积As＝7196 mm2。 代入N≤σ·As，满足要求！

由公式知当hw/b≤4时，若满足V≤0.25βc·fc·b·h0,箍筋即可按构造配筋。由5.1中第二条知V＝51.67KN，查规范得βc＝1.0，fc＝16.7MPa，b＝800，h0＝775，代入可知满足上式，则只需要构造配筋箍筋即可。经计算可取箍筋配筋HRB400，直径10mm，间距150mm。

代入公式：

，其中Vp=0，满足要求！

综上所述：对柱配筋取大值，钢筋面积As＝7196 mm2。实际纵向配筋为20根直径22mm的HRB400级钢筋（7603 mm2），箍筋为直径10mm的HRB400级钢筋，间距为150。

（2）梁： b×h＝800mm×1500mm，计算长度为2.465m，采用C35混凝土，纵筋和箍筋均为HRB400级热轧带肋钢筋，混凝土保护层厚度为25mm。因梁是作为上部结构中保证整体性的构件，故可按构造配置纵向受力钢筋和箍筋。

由公式As＝0.2%·b·h0可求出As＝2360 mm2。由于主要受力构件为柱，梁为连接平台形成整体作用，保证柱子更好的受力，故梁的箍筋可按构造配筋，配箍率＝0.24·ft/ fyv。

（3）圈梁： b×h＝800mm×600mm，计算长度为2.465m，采用C35混凝土，纵筋和箍筋均为HRB400级热轧带肋钢筋，混凝土保护层厚度为25mm。可按构造配置纵向受力钢筋和箍筋。

由公式As＝0.2%·b·h0可求出纵筋As＝960 mm2。同样圈梁作用为将柱子形成整体性更好的构件，保证柱子更好的受力，并与地下室结构连接，故梁的箍筋可按构造配筋，配箍率＝0.24·ft/ fyv。

（4）板：厚250mm，采用C35混凝土，纵筋和箍筋均为HRB400级热轧带肋钢筋，混凝土保护层厚度为20mm。可按构造配筋。

由公式As＝0.2%·b·h0，可求出纵筋As＝460 mm2。

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5.2 2#塔吊基础验算

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:TC6013A-6 起重荷载标准值:Fqk=60kN 非工作状态下塔身弯矩:M=2695.1kN.m 塔身宽度:B=1.8m 承台混凝土等级:C35 矩形承台边长:H=5.5m 承台箍筋间距:S=200mm 承台顶面埋深:D=0.0m 桩间距:a=4m 桩入土深度:32.21m 计算简图如下： 塔机自重标准值:Fk1=624.50kN 塔吊最大起重力矩:M=800kN.m 塔吊计算高度:H=200m 桩身混凝土等级:C35 保护层厚度:H=50mm 承台厚度:Hc=1.5m 承台钢筋级别:HRB400 桩直径:d=0.8m 桩钢筋级别:HRB400 桩型与工艺:泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩

二. 荷载计算

1. 自重荷载及起重荷载

1) 塔机自重标准值 Fk1=624.5kN

2) 基础以及覆土自重标准值

Gk=5.5×5.5×1.5×25=1134.38kN

承台受浮力：Flk=5.5×5.5×5.5×10=1663.75kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=60kN

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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) Wk=0.8×1.59×1.95×1.23×0.2=0.61kN/m2 qsk=0.61×0.35×1.8=0.38kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H1=0.38×33.72=12.96kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=Fvk×H2=12.96×（200-33.72/2）=12.96×183.14=2373.93kN.m

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××工程 塔吊基础施工方案 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=0.75kN/m2) Wk=0.8×1.69×1.95×1.23×0.75=2.43kN/m2 qsk=2.43×0.35×1.80=1.53kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H1=1.53×33.72=51.67kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=Fvk×H2=51.67×（200-33.72/2）=9462.13kN.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 Mk=2695.1+0.9×(800+2373.93)=5551.64kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=2695.1+9462.13=12157.23kN.m

三. 桩竖向力计算

非工作状态下：

Qk=(Fk+Gk)/n=(624.5+1134.38)/4=430.72kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L

=(624.5+1134.38)/4+(12157.23+51.67×1.5)/5.44=2688.75kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L

=(624.5+1134.38-1663.75)/4-(12157.23+51.67×1.5)/5.44=-2255.25kN 工作状态下：

Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(624.5+1134.38+60)/4=454.72kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L

=(624.5+1134.38+60)/4+(5551.64+12.96×1.5)/5.44=1463.81kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L

=(624.5+1134.38+60-1663.75)/4-(5551.64+12.96×1.5)/5.44=-985.31kN

四. 承台受弯计算 1. 荷载计算

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××工程 塔吊基础施工方案 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 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×(624.5+60)/4+1.35×(5551.64+12.96×1.5)/5.44=1613.55kN 最大拔力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×(624.5+60)/4-1.35×(5551.64+12.96×1.5)/5.44=-1151.51kN 非工作状态下：

最大压力 Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×624.5/4+1.35×(12157.23+51.67×1.5)/5.44=3246.96kN 最大拔力 Ni=1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×624.5/4-1.35×(12157.23+51.67×1.5)/5.44=-2825.42kN

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 Mx,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；

Ni──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： Mx=My=2×3245.04×1.10=7143.31kN.m 承台最大负弯矩:

Mx=My=2×-2823.5×1.10=-6215.93kN.m

3. 配筋计算

根据《混凝土结构设计规范》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； fc──混凝土抗压强度设计值； h0──承台的计算高度；

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××工程 塔吊基础施工方案 fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm。 底部配筋计算:

αs=7139.08×106/(1.000×16.700×5500.000×14502)=0.0370 ξ=1-(1-2×0.0370)0.5=0.0377 γs=1-0.0377/2=0.9811

As=7139.08×106/(0.9811×1450.0×360.0)=13947.42mm2 顶部配筋计算:

αs=6211.70×106/(1.000×16.700×5500.000×14502)=0.0322 ξ=1-(1-2×0.0322)0.5=0.0327 γs=1-0.0327/2=0.9836

As=6211.70×106/(0.9836×1450.0×360.0)=12105.99mm2

2

五. 承台剪切计算

最大剪力设计值： Vmax=3246.96kN

依据《混凝土结构设计规范》(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

ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570N/mm2； b──承台的计算宽度，b=5500mm；

h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1450mm； fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2； S──箍筋的间距，S=200mm。 经过计算得:

Asv=(3246.96×1000-0.700×1.57×5500×1450)×200/(360×1450)=-2114.01mm2 故只需要构造配筋即可。

六. 承台受冲切验算

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××工程 塔吊基础施工方案 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《建筑桩基技术规范》(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=2688.75kN 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0.75

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.7N/mm2； Aps──桩身截面面积，Aps=502655mm2。

桩身受拉计算，依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 第5.8.7条

受拉承载力计算，最大拉力 N=Qkmin=-2225.25kN 经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=6181.25mm2。

由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为1005.31mm 综上所述，全部纵向钢筋面积6181.25mm2

2

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，Qk=454.72kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=2688.75kN 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 Ra──单桩竖向承载力特征值；

qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值； qpa──桩端端阻力特征值，按下表取值； u──桩身的周长，u=2.51m； Ap──桩端面积,取Ap=0.50m2；

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××工程 塔吊基础施工方案 li──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) 1 2 3 4 5.41 1.1 23.7 2 侧阻力特征值(kPa) 10 8 40 60 端阻力特征值(kPa) 0 0 0 900 土名称 人工填石 淤泥质粘土 砾质粘性土 全风化粗粒花岗岩 由于桩的入土深度为32.21m,所以桩端是在第4层土层。 最大压力验算:

Ra=2.51×(5.41×10+1.1×8+23.7×40+2×60)+900×0.50=3294.65kN 由于: Ra = 3294.65 > Qk = 454.72,最大压力验算满足要求! 由于: 1.2Ra = 3953.58 > Qkmax =2688.75,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，Qkmin=-2225.25kN 桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式：

式中 Gp──桩身的重力标准值，水下部分按浮重度计； λi──抗拔系数；

Ra=2.51×(0.700×5.41×10+0.750×1.1×8+0.750×23.7×40+0.750×2×60)=2124.90kN

Gp=0.503×(32.16×25-32.16×10)=242.86 kN

由于: 2124.90+242.86 > 2225.25，抗拔承载力满足要求! 塔吊计算满足要求！

5.3 3#塔吊基础验算

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

中国建筑第八工程局有限公司 42

××工程 塔吊基础施工方案 塔吊型号:QTZ800 起重荷载标准值:Fqk=60kN 非工作状态下塔身弯矩:M=1470kN.m 塔身宽度:B=1.75m 承台混凝土等级:C35 矩形承台边长:H=12.6m 承台箍筋间距:S=200mm 承台顶面埋深:D=0.0m 桩间距:a=10m 桩入土深度:27.9m 桩空心直径:0.34m 计算简图如下： 塔机自重标准值:Fk1=472.44kN 塔吊最大起重力矩:M=800kN.m 塔吊计算高度:H=40m 桩身混凝土等级:C35 保护层厚度:H=50mm 承台厚度:Hc=1.5m 承台钢筋级别:HRB400 桩直径:d=0.7m 桩钢筋级别:HRB400 桩型与工艺:预制桩

二. 荷载计算

1. 自重荷载及起重荷载

1) 塔机自重标准值 Fk1=472.44kN

2) 基础以及覆土自重标准值

Gk=12.6×12.6×1.50×25=5953.5kN

承台受浮力：Flk=12.6×12.6×9.10×10=14447.16kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=60kN

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

中国建筑第八工程局有限公司 43

××工程 塔吊基础施工方案 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m) Wk=0.8×1.59×1.95×1.29×0.2=0.64kN/m2 qsk=1.2×0.64×0.35×1.75=0.47kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=0.47×40.00=18.81kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×18.81×40.00=376.29kN.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=0.75kN/m2) Wk=0.8×1.69×1.95×1.29×0.75=2.55kN/m2 qsk=1.2×2.55×0.35×1.75=1.87kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=1.87×40.00=74.99kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×74.99×40.00=1499.82kN.m

2

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 Mk=1470+0.9×(800+376.29)=2528.66kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=1470+1499.82=2969.82kN.m

三. 桩竖向力计算

非工作状态下：

Qk=(Fk+Gk)/n=(472.44+5953.50)/4=1606.49kN Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+Fvk×h)/L

=(472.44+5953.5)/4+(2969.82+74.99×1.50)/14.14=1824.47kN Qkmin=(Fk+Gk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L

=(472.44+5953.5-14447.16)/4-(2969.82+74.99×1.50)/14.14=-2223.29kN 工作状态下：

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××工程 塔吊基础施工方案 Qk=(Fk+Gk+Fqk)/n=(472.44+5953.50+60)/4=1621.49kN Qkmax=(Fk+Gk+Fqk)/n+(Mk+Fvk×h)/L

=(472.44+5953.5+60)/4+(2528.66+18.81×1.50)/14.14=1802.31kN Qkmin=(Fk+Gk+Fqk-Flk)/n-(Mk+Fvk×h)/L

=(472.44+5953.5+60-14447.16)/4-(2528.66+18.81×1.50)/14.14=-2171.13kN

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 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×(472.44+60)/4+1.35×(2528.66+18.81×1.50)/14.14=423.81kN 最大拔力 Ni=1.35×(Fk+Fqk)/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×(472.44+60)/4-1.35×(2528.66+18.81×1.50)/14.14=-64.42kN 非工作状态下：

最大压力 Ni=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×472.44/4+1.35×(2969.82+74.99×1.50)/14.14=453.73kN 最大拔力 Ni=1.35×Fk/n-1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×472.44/4-1.35×(2969.82+74.99×1.50)/14.14=-134.83kN

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 Mx,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；

Ni──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： Mx=My=2×453.73×4.13=3743.26kN.m 承台最大负弯矩:

Mx=My=2×-134.83×4.13=-1112.36kN.m

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××工程 塔吊基础施工方案

3. 配筋计算

根据《混凝土结构设计规范》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； fc──混凝土抗压强度设计值； h0──承台的计算高度；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2。 底部配筋计算:

αs=3743.26×106/(1.000×16.700×12600.000×14502)=0.0085 ξ=1-(1-2×0.0085)0.5=0.0085 γs=1-0.0085/2=0.9958

As=3743.26×106/(0.9958×1450.0×360.0)=7201.6mm2 顶部配筋计算:

αs=1112.36×106/(1.000×16.700×12600.000×14502)=0.0025 ξ=1-(1-2×0.0025)0.5=0.0025 γs=1-0.0025/2=0.9958

As=1112.36×106/(0.9987×1450.0×360.0)=2133.6mm2

五. 承台剪切计算

最大剪力设计值： Vmax=453.73kN

依据《混凝土结构设计规范》(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=3.000

ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570N/mm2； b──承台的计算宽度，b=12600mm；

h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1450mm；

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××工程 塔吊基础施工方案 fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm； 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!

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六. 承台受冲切验算

依据塔机规范，塔机立柱对承台的冲切可不验算，本案只计算角桩对承台的冲切！ 承台受角桩冲切的承载力可按下式计算：

式中 Nl──荷载效应基本组合时，不计承台以及其上土重的角桩桩顶的竖向力设计值； β

1x，β1y──角桩冲切系数； β1x=β1y=0.56/(1.000+0.2)=0.467

c1，c2──角桩内边缘至承台外边缘的水平距离；c1=c2=1650mm

a1x，a1y──承台底角桩内边缘45度冲切线与承台顶面相交线至桩内边缘的水平距离；a1x=a1y=1500mm β

hp──承台受冲切承载力截面高度影响系数；βhp=0.855

ft──承台混凝土抗拉强度设计值；ft=1.57N/mm2 h0──承台外边缘的有效高度；h0=1450mm λ

1x，λ1y──角桩冲跨比，其值应满足

0.25～1.0，取λ

1x=λ1y=a1x/h0=1.000

工作状态下：

Nl=1.35×(Fk+Fqk)/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×(472.44+60)/4+1.35×(2528.66+18.81×1.5)/14.14=423.81kN 非工作状态下：

Nl=1.35×Fk/n+1.35×(Mk+Fvk×h)/L

=1.35×472.44/4+1.35×(2969.82+74.99×1.5)/14.14=453.73kN 等式右边

[0.467×(1650+750)+0.454×(1650+750)]×0.855×1.57×1450/1000=4296.92kN 比较等式两边，所以满足要求!

七. 桩身承载力验算

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××工程 塔吊基础施工方案 桩身承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(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=1.35×1824.47=2463.03kN

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

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.7N/mm2； Aps──桩身截面面积，Aps=294053mm2。

桩身受拉计算，依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 第5.8.7条

受拉承载力计算，最大拉力 N=1.35×Qkmin=-3001.44kN 经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=8337.338mm2。

由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为588mm2 综上所述，全部纵向钢筋面积8337mm2

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，Qk=1621.49kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=1824.47kN 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 Ra──单桩竖向承载力特征值；

qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值； qpa──桩端端阻力特征值，按下表取值； u──桩身的周长，u=2.20m； Ap──桩端面积,取Ap=0.38m2； li──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:

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××工程 塔吊基础施工方案 序号 土层厚度(m) 1 2 0.7 27.2 侧阻力特征值(kPa) 8 45 端阻力特征值(kPa) 0 1800 土名称 淤泥质粘土 砾质粘性土 由于桩的入土深度为27.9m,所以桩端是在第2层土层。 最大压力验算:

Ra=2.20×(0.7×8+27.2×45)+1800×0.38=3396.76kN 由于: Ra = 3396.76 > Qk = 1621.49,最大压力验算满足要求! 由于: 1.2Ra = 4076.11 > Qkmax = 1824.47,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，Qkmin=-2223.29kN 桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式：

式中 Gp──桩身的重力标准值，水下部分按浮重度计； λi──抗拔系数；

Ra=2.20×(0.700×0.7×8+0.750×27.2×45)=2088.765kN Gp=0.385×(27.9×25-27.9×10)=161.058kN

由于: 2088.76+161.06 >= 2223.29，抗拔承载力满足要求! 塔吊计算满足要求！

第六章 附图

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××工程 塔吊基础施工方案

滨海大道市政接驳水源DN1101台630KVA+1台315KVA箱式变压器工地大门砖砌围墙门卫室项目名称钢筋加工堆场周转材料堆场简易养护室厕所数量2211面积460m2340m222m232m2科苑南路1号楼住宅区域洗车槽临时道路截水沟洗车池临时围挡塔吊钢筋加工堆场周转材料堆场3#塔吊TC5513（臂长45m）周转材料堆场待建展示中心区2#塔吊TC6013A-6（臂长60m）排水沟说明：1、平面布置整体思路：本施工平面图主要适用于地下室结构施工阶段。2、本施工现场采用全封闭管理，设置三个出入大门，分别为西侧一个，北侧一个，东侧一个，大门宽均为8m，大门处设置门卫室，2#、3#门主要供车辆进出，门口设洗车槽，车辆冲洗干净后方可驶向场外，待地下室结构封顶后，3#大门封闭。3、本阶段，共投入3台塔吊，1#、2#塔吊型号均为TC6013A-6（附着式，臂长60m）。3#塔吊型号为TC5513（独立式，臂长45m）地下室结构施工完成，同时营销中心覆盖区域施工完成后拆除。4、本阶段拟投入布置2台SY5121THB90车载泵负责地下室混凝土的浇筑。5、因本工程施工场地狭窄，东侧围墙为“待建展示中心区”现有围挡，待地下室结构完成后，移至基坑内红线处。6、本阶段布置标准养护室、卫生间等临建设施；办公室、生活区在场地外租赁，详见生活办公区平面布置图。7、沿基坑四周设置400*400的截水沟经沉淀池后排入市政雨水井内。厕所2号住宅楼区域地下室结构施工阶段平面布置图中国建筑第八工程局有限公司 50

周转材料堆场工程名称图名图号华润深圳湾国际商业中心柏宁花园工程地下室结构施工阶段平面布置图附图02

××工程 塔吊基础施工方案

滨海大道工地大门市政接驳水源DN110项目名称钢筋加工堆场周转材料堆场标准养护室厕所数量2211面积400m2240m230m232m2砖砌围墙科苑南路1台630KVA+1台315KVA箱式变压器1#钢筋加工堆场砂浆门卫室临时道路住宅1号砂浆楼塔吊洗车池人货电梯砂浆砂浆池钢筋加工堆场周转材料堆场安装材料堆场5m55F178.8H 堆材料周转场上顶板坡道周转材料堆场2#塔吊TC6013A-6（臂长60m）2#钢筋加工堆场55FH 178.85m砂浆说明：1、平面布置整体思路：本施工平面图主要适用于主体结构施工阶段。2、本施工现场采用全封闭管理，设置两个出入大门，分别为西侧一个，北侧一个，大门宽均为8m，大门处设置门卫室，门口设洗车槽，车辆冲洗干净后方可驶向场外。3、本阶段，共投入2台塔吊，1#、2#塔吊型号均为TC6013A-6（附着式，臂长60m）。4、本阶段，投入4台人货电梯，均为双笼电梯。5、本阶段在2#大门附近设置一个上地下室顶板的坡道,钢筋加工堆场及周转材料堆场均布置在地下室顶板上，安装和砌体材料堆场沿电梯位置布置在塔楼首层内，具体位置如图所示。6、本阶段拟投入布置4台SY5121THB90车载泵负责主体结构混凝土的浇筑。7、东侧围墙移至基坑内红线处。8、本阶段布置标准养护室、卫生间等临建设施；办公室、生活区在场地外租赁，详见生活办公区平面布置图。厕所砂浆2号住宅楼工程名称华润深圳湾国际商业中心柏宁花园工程主体结构施工阶段平面布置图附图03主体结构施工阶段平面布置图图名图号

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