东直门交通枢纽暨东华广场商务区工程建设结构设计1、编制说明及依据1.1编制说明本方案根据东直门交通杻纽中心暨东华商务广场总平面布置图以及基础底板标高范围图、结合本工程特点和实际情况进行编制，本方案主要针对塔吊平面布置、基础形式设计和塔吊安拆及群塔作业进行了叙述。
塔吊的基础结构设计根据塔吊种类、塔吊厂家提供的说明书资料、高度限制、基础底板情况等进行单独设计，具体见第5章塔吊基础设计。
1.2编制依据本方案编制主要依据的资料、规范、标准具体如下表：2、工程概况东直门交通枢纽暨东华广场商务区工程位于北京市东城区东直门立交桥东北角，项目总占地15.44公顷，其中建筑用地约10.60公顷；开发单位为北京城建东华房地产开发有限责任公司；设计单位为中元国际设计研究院；本工程地下结构面积198194 m²，其中北区地下面积76763 m²，地上建筑面积约为398020m²，其中北区地上面积173976 m²。
地基局部为桩基，结构类型为筏板基础，全现浇砼结构，地下二层，局部两层夹层，北区地上部分为商业群房、公寓楼、酒店。
3、现场状况本工程地处北京市繁忙地段，四周均为市内重要交通道路，工程体量大，周围场地小，工期紧，基坑距道路边缘均很近。
现场可利用场地有限，工程基坑离场区围墙西侧最宽处不超过16米，北面仅8米左右，东侧最宽处不超过17米，现场不仅要布置必要临时管线和场区道路，同时也得预留部分材料堆放区，给工程的现场平面布置带来的较大的难度。
本工程整个基坑东西向长度约350m，宽度约265m，基坑面积约为95000㎡。
本工程槽底标高－16.5米，目前槽底挖土标高为－15.5米。
本工程体量大，基坑较深，施工周期长。
根据本工程的特点，现场的塔吊基础全部都安装在基础底板以下。
根据土方开挖的进度，基坑土方施工安排：土方施工分多步开挖，土方开挖致－15.5米后进行抗拔桩和CFG桩的施工，预留1~1.5米土，待基础内的抗浮桩及部分CFG桩施工完毕、塔吊安装完毕后开挖至基础槽底标高。
在根据本工程的特点，本工程的所有塔吊均安装在基坑内，现在仅在基坑北面留有一条到基坑内的马道，基坑护坡的安全及吊车及运输车辆到坑底的行走路线是塔吊安装的难点，塔吊安装完毕后进行最后一次挖土清土，然后进行基础结构施工。
本工程为边设计边施工，塔吊安装前没有地上部分的图纸，本工程的塔吊使用又必须兼顾地下和地上部分的整个施工过程，这给本工程的塔吊安装带来了一定的难度。
4、塔吊平面布置及选型4.1塔吊的选型本工程体量大，单层建筑面积大，共分为南北区，分别由两家总承包单位进行施工，我公司承担北区范围的施工。
为了满足最大范围的覆盖作业，存在多塔交叉施工作业，为了保证安全施工，又能满足施工进度需要，本塔吊布置的总体思路----尽量减少多台塔吊交叉施工作业，又能满足最大的覆盖面积，尽量减少盲区，保证安全施工，故以使用大型塔吊为主、中型塔吊为辅，塔吊选用使用年限4年以内的塔吊，整个工程需安装13台塔吊，基中北区安装6台塔吊，根据本工程地下部分以地上部分群楼层高高的特点，因此塔吊的吊次多且吊重量大，塔吊的选型以大功率塔吊为主，塔吊的具体类型如下：东直门交通枢纽暨东华广场项目施工塔吊统计表4.2塔吊平面布置及高度控制4.2.1塔吊平面布置结合工程特点，本工程塔吊平面布置原则：1、考虑墙、柱钢模板安拆和材料吊运需要，整个工程作业面必须全部覆盖；2、为了便于材料水平倒运需要，相临塔吊工作范围应有一定交叉；3、塔基中心必须设在柱网中心；4、塔吊的布置兼顾地上与地下，既考虑地下基础部分的集水井、电梯井又考虑地上部分塔吊的扶墙锚固。
根据以上原则，在保证安全、便于施工的条件下，所有塔吊大臂回转范围内，每台塔吊大臂均与其他塔吊塔身不交叉，交叉作业塔吊任何部位之间距离均大于最小安全距离4m以上，塔吊必须全部布置在结构范围内。
具体的塔吊平面布置《东直门交通枢纽暨东华广场塔吊平面布置图》所示。
4.2.2塔吊高度控制根据本工程地处东直门的重要地段以及群塔作业的要求，为了保证安全、满足施工的前提下，对每台塔吊的初始安装高度和最终顶升高度进行了严格控制，交叉作业的塔吊高度全部错开高度为4m以上。
本工程塔吊起升高度、外形最大高度见上表-------《东直门交通枢纽暨东华广场塔吊统计表》。
4.2.3塔吊预计进场安装时间本工程塔吊安装需在最后一步挖土清土前进行，在目前情况下，先将塔吊基础挖好，并开始进行塔吊基础施工，砼浇注10天左右，并将砼标号提高一个等级，待砼强度达到70%满足安装要求后，在8天内将本区6台塔吊安装完毕，5天内将塔吊调试完毕，并按要求顶升到要求的使用高度，调试顶升完毕后5日内验收。
根据本工程挖土实际进度计划，本区内共有塔吊6台，具体见明细表，塔吊基础施工时间为4月12日至4月18日，塔吊安装预计开始时间在4月26日，5月4之前安装完毕。
5塔吊基础施工方案5.1 塔吊基础设计原则为了保证基础底版防水层的完整性和保证基础工程质量，本工程的塔吊基础均座于基础底板下的天然地基上，塔吊基础顶表面与基础底垫层标高相同，基础底板防水贯通，保证防水的整体性。
同时防水在塔吊基础预埋节部位增加附加层，防水层与预埋节粘贴严实。
预埋节在预埋前在预埋节中间部位（按底板厚度计算）满焊3mm厚一道止水环，基础底板钢筋在穿过塔吊预埋节进不得断开，若局部断开，需进行加强处理，基础底板砼浇筑时整体浇筑，在塔吊预埋节部位不受影响，不留施工缝，确保整个基础底板的防水效果。
具体做法如下图：H B5.2塔吊基础图本工程的塔吊基础按塔吊生产厂家提供的技术资料进行设计，塔吊基础严格按混凝土施工规范要求进行施工，不同型号塔吊的尺寸以及配筋见附图2、附图3、附图4。
5.3塔吊基础验算5.3.1 F0-23B塔吊基础验算1、天然基础承载力验算在本区内共安装1台F0-23B型号的塔吊,此塔吊的初始安装高度为30米，最终安装高度为72米（大臂有效高度相对于±0.000），外形高度为83米。
A. 参数信息塔吊型号:F0-23B,自重(包括压重)F1=690.00kN,最大起重荷载F2=100.00kN 塔吊最大倾覆力矩M=4,950.00kN.m,塔吊起重最大自由高度H=59.8m,塔身宽度B=2.0m混凝土强度等级:C35,基础埋深D=0.00m,基础最小厚度h=1.70m基础最小宽度b=6.450mB. 基础最小尺寸计算基础的最小厚度取:H=1.70m基础的最小宽度取:b=6.450mC. 塔吊基础承载力计算依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。
计算简图如下:BBBcBcDGFM当不考虑附着时的基础设计值计算公式：当考虑附着时的基础设计值计算公式：其中 F--塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载,F=790.00kN；G--基础自重与基础上面的土的自重，G=25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D =1768.10kN；Bc--基础底面的宽度，取Bc=6.45m；W--基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=44.72m3；M--倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=4950.00kN.m。
经过计算得到:无附着的最大压力设计值Pmax=(790.00+1768.1)/6.452+4950.00/44.72=172.18kPa无附着的最小压力设计值 Pmin=(790.00+1768.1)/6.452-4950.00/44.72=0.00kPa 有附着的压力设计值 P=(790.00+1768.1)/6.452=61.49kPaD. 地基基础承载力验算地基承载力设计值为:fa=220.00kPa地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=172.18kPa，满足要求！2、塔吊稳定性验算塔吊稳定性验算可分为有荷载时和无荷载时两种状态。
(一)、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——起重机自重力(包括配重，压重),G=790.00(kN)；c——起重机重心至旋转中心的距离,c=0.50(m)；h0——起重机重心至支承平面距离, h0=25.00(m)；b——起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=3.250(m)；Q——最大工作荷载,Q=100.00(kN)；g——重力加速度(m/s2),取9.81；v——起升速度,v=2.00(m/s)；t——制动时间,t=20(s)；a——起重机旋转中心至悬挂物重心的水平距离,a=14.30(m)；W1——作用在起重机上的风力,W1=4.00(kN)；W2——作用在荷载上的风力,W2=1.00(kN)；P1——自W1作用线至倾覆点的垂直距离,P1=52.13(m)；P2——自W2作用线至倾覆点的垂直距离,P2=2.50(m)；h——吊杆端部至支承平面的垂直距离,h=52.13(m)；n——起重机的旋转速度,n=0.6(r/min)；H——吊杆端部到重物最低位置时的重心距离，H＝49.63(m)；α——起重机的倾斜角(轨道或道路的坡度)，α=0.00(度)。
经过计算得到K1=3.063由于K1>=1.15,所以当塔吊有荷载时，稳定安全系数满足要求!(二)、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=100.30(kN)；c1——G1至旋转中心的距离,c1=25.00(m)；b——起重机旋转中心至倾覆边缘的距离,b=3.50(m)；h1——G1至支承平面的距离,h1=52.13(m)；G2——使起重机倾覆部分的重力,G2=161.10(kN)；c2——G2至旋转中心的距离,c2=14.20(m)；h2——G2至支承平面的距离,h2=52.13(m)；W3——作用有起重机上的风力,W3=4.00(kN)；P3——W3至倾覆点的距离,P3=52.13(m)；α——起重机的倾斜角(轨道或道路的坡度)，α=0.00(度)。
经过计算得到K2=1.594由于K2>=1.15,所以当塔吊无荷载时，稳定安全系数满足要求!5.3.2 H0-36B塔吊基础验算1、塔吊天然基础的计算书A、参数信息塔吊型号:HO-36B,自重(包括压重)F1=930.0kN,最大起重荷载F2=120.00kN塔吊倾覆力矩M=6161.00kN.m,塔吊最大自由起重高度H=51.70m,塔身宽度B=2.00m 混凝土强度等级:C35,基础埋深D=0.00m,基础最小厚度h=1.70m 基础最小宽度b=6.45m B 、 基础最小尺寸计算 基础的最小厚度取:H=1.70m 基础的最小宽度取:b=6.45m C 、塔吊基础承载力计算依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第5.2条承载力计算。