塔吊方案 深基础

目录

一、编制说明 (2)

二、编制依据 (2)

三、工程概况 (2)

四、塔吊的选型及位置确定 (3)

五、塔吊基础 (4)

六、塔机的现场组装 (10)

七、附着架设置与安装 (15)

八、塔吊的拆卸 (15)

九、安全注意事项 (16)

十、塔吊的稳定性验算 (17)

一、编制说明

为了满足本工程的施工进度要求，拟定在基础施工期间安装塔式起重机作垂直运输，结合本工程的特点，采用两台QTZ80(ZJ5910)型塔吊，作为本工程结构的主要垂直运输机械设备，为此编写本方案，请有关部门审核。

二、编制依据

2.1《建筑桩基技术规程》JGJ94-2008

2.2 勘察院岩土工程勘察报告；

2.3 建筑科研设计院提供的施工图纸；

2.4本工程施工组织设计；

2.5QTZ80(ZJ5910)塔式起重机基础承台图及塔吊使用说明书。

三、工程概况

四、塔吊的选型及位置确定

根据施工现场场地条件及周围环境情况，本工程采用两台QTZ80(ZJ5910)型塔式起重机，自由高度40.5m，最终顶升高度65.5m，臂长59m。

1#塔塔基中心位于A座01A轴外墙皮3.5m，4轴以西2.0m处，2#塔塔基中心位于01A轴外墙皮3.5m，13轴以东2.0m处（详见后附图）。塔吊立于此位置可以满足塔臂的就位与拆除有足够的空间，塔吊承台土方应比主体结构土方提前开挖，以便塔吊提前安装就位，保证基坑人工挖土方时零星土方吊运。塔基基坑底标高-5.35m，承台板厚1.25m，承台尺寸为5.5m×5.5m，砼标号C35。

1#、2#塔与结构均为一次附着加固，位于距塔基上表面不超过40.5m处，于结构8层外围框架梁附着，结构施工时按要求进行预埋，塔吊最高顶升高度为65.5m。

当塔吊吊次不能满足施工要求时，塔吊主要用于模板、钢筋等大宗物件吊运及配合砼浇筑，其他小型物件如木方、顶托等采用人工搬运。

五、塔吊基础

5.1QTZ80(ZJ5910)塔式起重机桩基设计

根据本工程地质勘查报告与现场实际情况，塔吊基础场地土质为软粘土，属软弱地基，为满足塔基不小于20Mpa的承载力，采用4根直径600mm钻孔灌注桩加固地基，桩距3.5m，有效桩长20m，桩顶标高-4.45m，灌注桩主筋13根螺纹20，箍筋圆8螺旋箍筋、混凝土等级C30，塔吊基础计算书如下：

1、塔吊的基本参数信息

塔吊型号：QTZ80，塔吊起升高度H：65.500m，

塔身宽度B：1.6m，基础埋深D：4.800m，

自重F1：450kN，基础承台厚度Hc：1.250m，

最大起重荷载F2：60kN，基础承台宽度Bc：5.500m，

桩钢筋级别:II级钢，桩直径或者方桩边长：0.600m，桩间距a：3.5m，承台箍筋间距S：180.000mm，

承台混凝土的保护层厚度：50mm，承台混凝土强度等级：C35，

额定起重力矩是：600kN·m，基础所受的水平力：30kN，

标准节长度：2.5m，

主弦杆材料：角钢/方钢, 宽度/直径c：120mm，

所处城市：天津天津市，基本风压W0：0.5kN/m2，

地面粗糙度类别为：C类有密集建筑群的城市郊区，风荷载高度变化系数μz：1.45 。

2、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算

塔吊自重（包括压重）F1=450.00kN，

塔吊最大起重荷载F2=60.00kN，

作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×(F1+F2)=612.00kN，

塔吊倾覆力矩M=1.4×2196.57=3075.20kN·m

3、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算

图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。

（1）桩顶竖向力的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.1.1条，在实际情况中x、y 轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。

其中 n──单桩个数，n=4；

F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=612.00kN；

G──桩基承台的自重：G=1.2×(25×Bc×Bc×Hc)=1.2×(20×5.50×5.50×1.25)=1134.38kN；

Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取3075.20kN·m；

x i,y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.47m；

N i──单桩桩顶竖向力设计值；

经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，

最大压力：N max=(612.00+1134.38)/4+3075.20×2.47/(2×

747.242)=747.24kN。

最小压力：N min=(612.00+1134.38)/4-3075.20×2.47/(2×

125.952)=125.95kN。

不需要验算桩的抗拔

（2）承台弯矩的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.6.1条。

其中 M x1,M y1──计算截面处XY方向的弯矩设计值；

x i,y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.95m；

N i1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，

N i1=N i-G/n=463.64kN；

经过计算得到弯矩设计值：M x1=M y1=2×463.64×0.95=880.92kN·m。

4、承台截面主筋的计算

依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。

式中，αl──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,期间按线性内插法得1.00；

f c──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2；

h o──承台的计算高度：H c-50.00=1200.00mm；

f y──钢筋受拉强度设计值，f y=300.00N/mm2；

经过计算得：αs=880.92×106/(1.00×16.70×5500.00×1200.002)=0.007；

ξ =1-(1-2×0.007)0.5=0.007；

γs =1-0.007/2=0.997；

A sx =A sy =880.92×106/(0.997×1200.00×

300.00)=2455.20mm2。

建议配筋值：II级钢筋，Φ20@675mm。承台底面单向根数8根。实际配筋值2513.6mm2。

5、承台斜截面抗剪切计算

依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。

根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，记为V=747.24kN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：

其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；

b o──承台计算截面处的计算宽度，b o=5500mm；

h o──承台计算截面处的计算高度，h o=1200mm；

λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h o此处，

a=(5500.00/2-1600.00/2)-(5500.00/2-3500.00/2)=950.00mm；当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3，得λ=0.79；

β──剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/(λ+0.3)；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/(λ+1.5)，得β=0.11；

f c──混凝土轴心抗压强度设计值，f c=16.70N/mm2；

则，1.00×747.24=7.47×105N≤0.11×16.70×5500×1200=12124200N；

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！

6、桩承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1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=747.24kN；

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；

f c──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；

A──桩的截面面积，A=2.83×105mm2。

则，1.00×747235.66=7.47×105N≤14.30×2.83×105=4.04×106N；

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！

7、桩竖向极限承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3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=747.24kN；

单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：

其中 R──最大极限承载力；

Q sk──单桩总极限侧阻力标准值:

Q pk──单桩总极限端阻力标准值:

ηs, ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数；

γs, νp──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数；

q sik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；

q pk──极限端阻力标准值；

u──桩身的周长，u=1.885m；

A p──桩端面积,取A p=0.283m2；

l i──第i层土层的厚度；

各土层厚度及阻力标准值如下表:

由于桩的入土深度为20.00m,所以桩端是在第8层土层。

单桩竖向承载力验算:

R=1.88×(3.00×41.00×1.00+4.00×41.00×1.00+4.00×41.00×1.00+2.50×41.00×1.00+4.00×41.00×1.00+2.50×41.00×1.00)/1.67+1.09×1900.00×0.283/1.67=1.28×103kN>N=646.905kN；

上式计算的R的值大于最大压力646.91kN,所以满足要求!

5.2QTZ80(ZJ5910)塔式起重机基础

1、塔吊基础采用C30钢筋砼基础，几何尺寸为5500×5500×1250（高），根据上面计算书要求结合塔基基础配筋图，塔基上下配筋值为：30螺纹20@180，双层双向布置，螺纹14 S型拉结筋，混凝土保护层为50mm，塔吊垫层100mm厚C10素砼垫层。

2、基础采用无压重固定式基础，浇筑前预埋一节塔基地下节，其顶面标高相对误差控制在2mm之内。

3、塔吊基础节与马凳，马凳腿与底层钢筋之间焊接牢固。

4、塔机接地电阻不大于4Ω。施工现场提供50kW的塔机专用电源。防雷接地做法：用圆50镀锌钢管立埋于基础旁边，入土深度2m，用镀锌扁铁与塔基基础节连接。（具体做法详说明书）

（4）混凝土承台上砌井，井内净空4米×4米，井顶面高距承台顶面1.5m。井壁为370厚砖墙，用水泥砂浆砌筑，塔基四周回填土，井内设良好的排水措施。

（5）混凝土浇筑前对钢筋和塔吊基础节安装尺寸进行隐检验收，

确认合格后进行下道工序。

（6）基础砼浇筑预留28天标养试块，试压强度合格后才能进行塔机组装。

六、塔机的现场组装

塔机由固定底座、塔身过渡节、塔身基础节、塔身标准节、爬升架、上支座、下支座、塔顶、起重臂、平衡臂、附着装置等金属构件组成、金属构件及配套部件待砼基础达到设计强度后运至现场，利用20T汽车起重机进行拼接、吊装、就位。安装前，做好一切准备工作。检查砼基础及预埋基础节是否符合规定的要求，现场安装人员的安全交底，使用工具准备情况及配合安装的外围工作。塔机安装之前我公司将编制详尽可行的《塔吊安拆方案》，因此，本方案对塔机安装只作一般性要求，详见塔机安拆专项方案。

（1）先将过渡节吊起，装在地下节上，在吊装一节加强标准节并拧紧它们之间的12个M30高强度螺栓（预紧力矩2000N-m）。注：有踏步的一面要与建筑长度方向垂直，保证塔机能方便装拆。

找正塔身两个垂直面的垂直度均不大于1/1000.

（2）在地面上将爬升架拼装成整体，并装好液压系统，然后将爬升架吊起，套在加强标准节的外面，平稳地放在基础上。注：爬

升架上装顶升油缸的侧面与加强标准节有踏步的侧面在同一

边。

（3）吊起加强标准节，套装在爬升架内，与下面一节加强标准节相连。

（4）在地面上，检查司机室的电气设备，将司机室吊起至上支座的上面，然后用销轴将司机室与上支座连接好。

（5）将上下支座、回转支承、司机室总成吊起安装在塔身上，用4个销子个8个M30高强度螺栓将下支座分别与爬升架及塔身相

连。（先用油缸把爬升架往上稍提升一点，然后再用销子和下支

座连接）

（6）在塔顶上连好一节平衡臂拉杆，吊起塔顶用4个销子固定在上支座上，塔顶垂直的一面与吊臂处于同一侧。

（7）在地面上将平衡臂拼装好，再将平衡臂与上支座用销轴固接，抬起平衡臂成一角度至平衡臂拉杆的安装位置，安装好平衡臂

拉杆，再将吊车卸载。

（8）吊起平衡重，放在平衡臂靠塔身一侧的位置上。（最大起重量为6t时：装2块2.3t的平衡重；最大起重量为8t时：装1.5t、2.3t

各一块）

（9）起重臂与起重臂拉杆的安装：

1）起重臂与拉杆节的配置详见说明书，安装时次序不得混乱。

2）安装起重臂编号和说明书图纸要求组合吊臂长度，把起重臂搁置在0.6左右高的支架上，用相应销轴把它们配装在一起。

安装上小车和吊篮（检查吊篮与小车连接处是否正常），使小

车和吊篮离开地面，并把小车和吊篮固定在起重臂根部。注：

所有销轴都要装上开口销，并将开口销打开。

3）按照说明书组合吊臂拉杆并用销轴把它们连接起来固定在吊臂上弦杆的相应支架上。注：所有销轴都要装上开口销，并

将开口销打开；长短拉杆必须先往后放置在叠放长短拉杆于

臂架上弦上。必要时在臂根部位用吊索捆绑。起重臂拉杆与

塔顶的连接安装详见说明书。

4）检查吊臂上的电路是否完善，并穿绕小车牵引钢丝绳。

5）用汽车起重机将吊臂总成平稳提升，提升中必须保持吊臂处于水平位置。使得吊臂能够顺利地安装到上支座的吊臂绞点

上。

6）在吊臂与上支座连接完毕后，继续提升吊臂，使吊臂头部稍微抬起，并用起升机构钢丝绳通过塔顶和吊臂拉杆上的一组

滑轮拉起拉杆，先使短拉杆的连接板能够用销轴连接到塔顶

的拉板上面，然后，在调整长拉杆的高度位置，使得长拉杆

的连接板也能用销轴连接到塔顶的拉板上面。

7）松弛起升机构钢丝绳，再将起重臂缓慢放下，使拉杆处于拉紧状态。然后，松脱滑轮组上的起升钢丝绳。

（10）吊装所有平衡重，根据所使用的起重臂长度，8t时按规定安装不同重量的平衡重，平衡重配置情况详见说明书。按规定的平衡重重量，依次将各块平衡重吊入平衡臂尾部，并安装在平衡臂上的三角板上。平衡重安装好后，平衡重上的销轴应可靠搁置在位于平衡臂的三角板上，并且销轴两端应超出三角板。

（11）穿绕起升钢丝绳，将起升钢丝绳从卷筒引出，经塔顶导向滑轮后，绕过在臂架根部的起重量限制器滑轮，再引向小车滑轮与吊钩滑轮穿绕，最后，将绳端固定在臂头上。钢丝绳固定时注意，应用不少于三个钢丝绳夹固定，注意绳夹方向应一致，钢丝绳端头固定与钢丝绳夹固定方式详见说明书。

（12）把小车开到起重臂最根部，转动小车上带有齿轮的小储绳卷筒，把牵引绳尽力张紧。

（13）塔身标准节的安装：

1)将起重臂旋转至引入塔身标准节的方向。如要准备加几个标

准节，则把要加的标准节一个个吊起依次排列在起重臂正下

方。顶升加节前，塔机的平衡臂位于套架上有顶升油缸一侧

的正上方，不得有偏转。

顶升加节过程中，严禁进行吊臂回转动作，回转制动器应处

于制动状态。风力大于4级时，不得进行顶升操作。

2)放松电缆长度略大于总的爬升高度，将爬升架和下支座间用

4只销子连接可靠。

3)用塔身自身吊钩吊起一个标准节，装上引进轮，并安放在引

进平台的引进轨道上，并由站在套架下平台上的一人扶住该

标准节。用塔机自身吊钩吊起另一节被加标准节，并来回慢

跑小车，找出最佳平衡点，（观察下支座与标准节连接处主弦

杆的相对位置）

4)先检查一下导向滑轮与塔身的间隙是否适当，间隙可在2～

3mm左右，主要8只滚轮处的间隙应当一致，再拆除塔身和下支座之间的8个高强度螺栓。

5)开动液压顶升系统使顶升横梁搁在塔身的踏板上，再将活塞

伸出50mm左右后，检查上部中心是否落在顶升油缸梁的位置上。

实际操作中，可以开动小车，观察爬升架上四角8个导轮与塔身标准节主弦杆的间隙基本相同时，即为理想位置。继续顶升，至套架上的爬爪全部通过塔身上的踏步后，稍缩活塞杆，使套架上的爬爪可靠地搁在塔身的踏步上。接着油缸全部缩回，重新使顶升横梁搁在塔身标准节踏步上，再次全部伸出油缸。这样重复动作二次。此时塔身上方恰好有能装入一个塔身标准节的空间，利用引进轮在引进平台上滚动把标准节引至塔身的正上方，对准标准节的螺栓连接孔，缩回油缸至上、下标准节接触时，取下引进轮，用8个M30高强度螺栓将上、下塔身标准节连接牢靠（标准节连接处的高强螺栓必须充分拧紧，螺栓预紧力矩2000N·m）。

继续缩回油缸，将下支座与塔身连接面上对角线上的至少4个螺栓拧紧。

6)开动小车，将用来找平衡的标准节吊到引进平台上，装进引

进轮，放在引进平台上。按上述方法，把该标准节加入后，将下支座与塔身之间的8个M30高强度螺栓充分拧紧。

7)顶升工作全部完成后，必要时，可以将爬升架下降到塔身底

部比加以固定，以降低整个塔机的重心和减少迎风面积。

8)塔机加节完毕，应旋转臂架至不同的角度，检查塔身标准节

个接头处高强度螺栓的拧紧情况（哪一根塔身主弦杆位于平

衡臂正下方时，就把此弦杆上从下到上的所有螺栓拧紧）。

至此，塔机安装完毕，调整好安全装置后（调整方法详见说明书）就能进入工作状态了。若还要加节，按上述方法进行即可，但必须在安全装置调整工作完成后。具体安装程序详说明书。

七、附着架设置与安装

1#、2#塔与结构均为一次附着加固，位于距塔基上表面不超过40.5m处，于结构8层外围框架梁附着。由于塔吊自由高度40.5m，一道附着架安装于8层即满足施工需要。

附着架的安装程序见《产品使用说明书》

八、塔吊的拆卸

塔吊的拆卸方法与安装基本相同，只是工作程序和安装相反，既后装的先拆，先装的后拆。拆卸的塔机各部件及设备不得损坏，应按顺序运出场外。具体操作程序详见塔吊说明书。

九、安全注意事项

1、塔机各部件及设备在运进现场组装前，应做好维修保养工作，并准备好所需的零配件。

2、塔吊安装前，必须了解安装程序和《产品使用说明书》中所规定的安装步骤。

3、塔机安装或顶升作业必须在白天进行，严禁夜间作业。

4、在安装或顶升作业过程中，必须有专人负责指挥，专人照看电源，专人操作液压系统，专人紧固螺丝。

5、塔吊顶升时风速不得超过4级。如在作业过程中，突然遇到风力加大，必须停止工作，并采取措施固定好塔机。

6、现场安装人员在工作时，必须戴好安全帽，登高作业人员必须有安全带保护。在安装现场应有专人执勤。

7、塔吊的电气必须有良好的工作接零和保护接零，塔机的防雷系统必须单独接地。遇有雷电天气是，严禁有人在塔吊下走动或停留。

十、塔吊的稳定性验算

1、塔吊有荷载时稳定性验算

塔吊有荷载时，计算简图:

塔吊有荷载时,稳定安全系数可按下式验算:

式中K1──塔吊有荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15；

G──塔吊自重力(包括配重，压重),G=450.00(kN)；

c──塔吊重心至旋转中心的距离,c=1.60(m)；

h o──塔吊重心至支承平面距离, h o=12.00(m)；

b──塔吊旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.75(m)；

Q──最大工作荷载,Q=20.00(kN)；

g──重力加速度(m/s2),取9.81；

v──起升速度,v=0.50(m/s)；

t──制动时间,t=20.00(s)；

a──塔吊旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=59.00(m)；

W1──作用在塔吊上的风力,W1=4.00(kN)；

W2──作用在荷载上的风力,W2=0.30(kN)；

P1──自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=65.00(m)；

P2──自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=5.70(m)；

h──吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=60.00m(m)；

n──塔吊的旋转速度,n=1.00(r/min)；

H──吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H＝55.00(m)；

α──塔吊的倾斜角(轨道或道路的坡度)，α=2.00(度)。

经过计算得到K1=1.263；

由于K1≥1.15,所以当塔吊有荷载时，稳定安全系数满足要求!

2、塔吊无荷载时稳定性验算

塔吊无荷载时，计算简图:

塔吊无荷载时,稳定安全系数可按下式验算:

式中K2──塔吊无荷载时稳定安全系数，允许稳定安全系数最小取1.15； G1──后倾覆点前面塔吊各部分的重力,G1=320.00(kN)；

c1──G1至旋转中心的距离,c1=2.00(m)；

b──塔吊旋转中心至倾覆边缘的距离,b=2.75(m)；

h1──G1至支承平面的距离,h1=5.70(m)；

G2──使塔吊倾覆部分的重力,G2=80.00(kN)；

c2──G2至旋转中心的距离,c2=12.00(m)；

h2──G2至支承平面的距离,h2=65.00(m)；

W3──作用有塔吊上的风力,W3=4.00(kN)；

P3──W3至倾覆点的距离,P3=40.00(m)；

α──塔吊的倾斜角(轨道或道路的坡度)，α=2.00(度)。

经过计算得到K2=1.347；

由于K2≥1.15,所以当塔吊无荷载时，稳定安全系数满足要求!