塔吊基础施工方案

塔吊基础施工方案编制人：审核人：批准人： 日期：编制单位：江苏省xx集团有限公司目录TOC\o"1-2"\h\z\u一、工程概况 21、总体概况 2二、编制依据 2三、塔式起重机型号及定位的选择 41、塔式起重机型号的选择 42、塔式起重机的定位选用 5四、塔式起重机基础的设计 61、设计依据 62、基础的设计方案 6五、塔吊基础计算 71、塔吊的基本参数信息 72、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算 83、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算 84、承台截面主筋的计算 95、承台截面抗剪切计算 106、桩竖向极限承载力验算 107、桩基础抗拔验算 11六、塔式起重机基础施工 131．施工工艺流程 132.施工方法 133.桩间土方开挖 14七、塔式起重机基础施工的安全技术措施 15一、工程概况1、总体概况工程名称恒大名都13#楼建设单位邯郸市xx房地产开发有限公司地理位置邯郸市北仓路以南，滏东大街以东，广泰街以西，仁达嘉园小区以北。监理单位质量监督设计单位地勘单位施工单位合同工期建筑面积2、项目由高层住宅、写字楼、裙楼、地下车库等组成。高层住宅建筑层数33层，地下车库2层。建筑面积28722.29㎡3、本工程主体结构施工时共设塔吊1台，布设位置见平面布置图。13#楼塔吊采用济南恒升工程机械有限公司生产的QTZ63(5610)型塔吊，该塔吊独立式起升高度为40米，附着式起升高度达150米，工作臂长56米，最大起重量6吨，最大起重量1吨。二、编制依据1、《QTZ63(5610)塔式起重机使用说明书》2、《岩土工程勘察报告》3、《塔式起重机操作使用规程》（ZBJ80012）；4.《建筑机械使用安全技术规范》（JGJ33-2001）；5.《塔式起重机安全规程》（GB5144-2006）；6、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）7、《建筑地基基础设计规范》（DGJ08-11-2010）8、《地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）9、施工图纸本工程场地内地层结构自上而下依次为：①杂填土、①-1素填土、②粉土、②-1粉质粘土、③粉质粘土、④粉质粘土、⑤粉质粘土、⑤-1粉土、⑥细砂、⑥-1粉质粘土、⑦粉质粘土、=8\*GB3⑧粉质粘土、=8\*GB3⑧-1粉质粘土、=9\*GB3⑨粉质粘土、=10\*GB3⑩粉质粘土。（1）、①杂填土：砂、碎砖块、水泥块组成，松散状态，厚度0.5m～3m。层底高程51.14-53.83m。①-1素填土：以粉土为主见砖屑，厚度0.6m～2.5m。层底高程50.52-52.95m。（2）、②粉土：无光泽、底部见粉质粘土薄层、局部含沙粒和夹砂薄层，厚度2m～7.1m。层底高程43.8～49.43m。②-1粉质粘土：土质不均匀、含粉土干强度低，切面稍光滑，厚度0.6m～2.0m。层底高程45.69～48.05m。（3）、③粉质粘土：含有机质，夹多层粉土，偶夹淤泥质土薄层、粘土薄层。厚度3.5-7.7m。层底高程37.90-41.88m（4）、④粉质粘土：偶见灰色团块，姜石，夹粉土薄层，局部含沙粒。厚度3.9-8.7m。层底高程32.59-34.75m=5\*GB2⑸、⑤：粉质粘土：含小姜石、夹粉土及砂薄层。厚度1.8-9.0m。层底高程24.73-31.53m（6）、⑤-1：粉土：含姜石，砂粒。厚度0.8-7.9m。层底高程26.10-31.84m（7）、⑥细砂：以石英、长石为主，云母次之，颗粒较均匀，含粉砂，局部含胶结硬块。厚度1.5-5,9m。层底高程16.33-25.05m（8）、⑥-1粉质粘土：含铁锰化合物，姜石，偶夹粉土。厚度1.7-7.2m。层底高程15.86-18.95m。（9）、⑦粉质粘土：含铁锰化合物，姜石，钙斑、局部含沙粒及夹砂薄层。厚度6.7-11.2m。层底高程6.19-10.65m。=10\*GB2⑽、=8\*GB3⑧粉质粘土：含铁锰化合物，姜石，偶夹粉土薄层、砂薄层。厚度0.9-1.0m。层底高程-2.07-6.55m。（11）、=8\*GB3⑧-1细砂：以石英、长石为主，云母次之砂质不纯。厚度0.6-3.3m。层底高程1.30-5.15m。（12）、=9\*GB3⑨粉质粘土：含铁锰化合物，姜石，夹粉土。厚度7.6-12.0m。层底高程-11.37—8.25m。（13）、=10\*GB3⑩粉质粘土：土质较均匀，切面较光滑，韧性及干强度高，含姜石、铁锰化合物、偶见青灰色团块。本层为揭穿，最大揭露厚度7.0米。三、塔式起重机型号及定位的选择1、塔式起重机型号的选择（1）塔式起重机（简称塔吊，下同）主要用于结构施工中的大宗物料（如：钢筋、模板等）的水平、垂直运输，根据本工程的实际情况和工期要求经综合考虑，本工程拟采用四台QTZ63(5610)型自升式塔式起重机，臂长56米。（2）QTZ63(5610)塔吊主要技术参数表机构载荷率起升机构M5回转机构M4牵引机构M4起升高度（m）独立固定式固定附着式40150幅度（M）最大幅度56最小幅度3起升机构倍率a=2a=4起重量/速度t/m/min）1.2/803/403/10.52.4/406/206/5功率（KW）24/24/5.4回转机构速度（r/min）0~0.62功率（KW）3.7X2牵引机构速度（r/min）2550功率（KW）34.5顶升机构速度（m/min）0.4工作压力（Mpa）25功率（KW）5.5平衡重起重臂长度（M）平衡重（T）5615.2总功率（KW）35.9(不含顶升机构电机功率)工作温度（℃）-20℃—+40℃（3）、本工程塔吊建筑使用高度13#楼工程结构最大高度100.65米，地下车库高度-10.6米，塔吊计划最大安装高度125米，中间考虑设4道附墙；附墙设置为基础顶至8层顶设置第一道，然后每8层设置一道附墙，即15层、24层、32层各设置一道。2、塔式起重机的定位选用塔式起重机定位要满足以下要求：⑴服务范围要广，尽量满足工作面的需求，减少服务死角。⑵尽量避开建筑物的突起部位，减少对施工的影响。⑶塔身附着安全可靠，基础具有足够的承载力和稳定性。⑷保证塔式起重机拆除时的场地条件。考虑到以上几点因素，结合本工程结构设计特点等情况，经研究决定：在以下位置安装塔吊，塔吊承台基础位于地下车库之内，承台面标高与地下室底板顶标高平。塔机位置详附图＜恒大名都二期施工现场布置图＞，具体位置为：该楼塔吊中心位于该楼北侧18轴至24轴之间，塔吊中心点为两个轴线中点，距墙外皮尺寸为5米；塔机现场没有太大的障碍物和沟、管道等不利因素，场地较为宽敞，地面组装为方便，服务范围均能覆盖各栋号施工场地，塔式起重机安装、拆除均能顺利进行。四、塔式起重机基础的设计1、设计依据本工程《施工合同》；《河北建研建筑设计有限公司邯郸恒大名都二期岩土工程勘察报告》；QTZ63(5610)塔式起重机使用说明书；《地基基础设计规范》（GB50007-2002）；《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009；《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；2、基础的设计方案厂家提供的说明书中要求基础混凝土强度采用大于或等于C30，取C30。QTZ63(5610)型塔吊基础底面为5800×5800的正方形，高度为1.35米。铺设混凝土基础的地基应能承受0.2MPa的压力，本工程根据河北建研建筑设计有限公司出据的邯郸恒大名都二期岩土工程勘察报告地层野外特征地层编号为=3\*GB3③层粉质粘土层(高程37.90～41.88)的承载力达0.09-0.095MPa，不能满足塔吊基础对地基承载力的要求。地勘报告地层野外特征地层编号为=6\*GB3⑥层细砂层(高程16.33～25.05)的承载力达0.22MPa。能满足塔吊基础对地基承载力的要求（祥第五章）。经综合分析及塔吊公司要求，选取=6\*GB3⑥层细砂层为塔吊基础的持力层，在第=6\*GB3⑥层至第eq\o\ac(○,3)层之间需利用钢筋砼灌注桩处理后能满足塔吊基础的持力层的要求，要在每个塔机基础下做四根钢筋砼灌注桩来满足塔机安装要求,灌注桩桩直径600mm，桩长25米，配筋及混凝土标号同该楼基础桩配筋，注浆管在桩底及桩中间位置各对称布置两根，后注浆水泥用量不少于1.9吨/根，钢筋混凝土灌注桩及后注浆相关施工工艺要求按该楼栋桩基础图纸要求。附简图如下：9004000 900 900 4000 900塔吊基础配筋及预埋件等均按使用说明书。五、塔吊基础计算1、塔吊的基本参数信息塔吊型号：QTZ63，塔吊起升高度H：85.000m，塔身宽度B：1.6m，基础埋深D：1.000m，自重F1：450.8kN，基础承台厚度Hc：1.400m，最大起重荷载F2：60kN，基础承台宽度Bc：5.800m，桩钢筋级别:RRB400，桩直径或者方桩边长：0.600m，桩间距a：4m，承台箍筋间距S：150.000mm，承台混凝土的保护层厚度：50mm，承台混凝土强度等级：C30；塔吊的倾覆力矩：2454.08KN.M2、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=450.80kN；塔吊最大起重荷载F2=60.00kN；作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=1.2*（F1+F2）=612.96kN；风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：Mkmax＝1.4*2454.08=3435.712kN·m；3、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算1）.桩顶竖向力的计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）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。Nik=((Fk+Gk)/4)/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2；其中n──单桩个数，n=4；Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值，Fk=510.80kN；Gk──桩基承台的自重标准值：Gk=25×Bc×Bc×Hc=25×5.80×5.80×1.40=11116.5kN；Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值，取4317.68kN·m；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.83m；Nik──单桩桩顶竖向力标准值；经计算得到单桩桩顶竖向力标准值最大压力：Nkmax=(612.96+1116.5)/4+3435.712×2.83/(2×2.832)=1039.38kN。最小压力：Nkmin=(612.96+1116.5)/4-3435.712×2.83/(2×2.832)=-174.65kN。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》（JGJ94-2008）的第5.9.2条。Mx=∑NiyiMy=∑Nixi其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=1.20m；Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=1.2×(Nkmax-Gk/4)=912.31kN；经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2×912.31×1.20=2189.54kN·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。αs=M/(α1fcbh02)ζ=1-(1-2αs)1/2γs=1-ζ/2As=M/(γsh0fy)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；fc──混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2；ho──承台的计算高度：Hc-50.00=1350.00mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360.00N/mm2；经过计算得：αs=2189.54×106/(1.00×16.70×5800.00×1350.002)=0.012；ξ=1-(1-2×0.012)0.5=0.012；γs=1-0.012/2=0.994；Asx=Asy=2189.54×106/(0.994×1350.00×360.00)=4532.42mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:5800.00×1400.00×0.15%=12180.00mm2。建议配筋值：RRB400钢筋，20@176。承台底面单向根数33根。实际配筋值13200mm2。5、承台截面抗剪切计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.9条，承台斜截面受剪承载力满足下面公式：V≤βhsαftb0h0其中，b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5800mm；λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0，此处，a=0.96m；当λ<0.25时，取λ=0.25；当λ>3时,取λ=3，得λ=0.835；βhs──受剪切承载力截面高度影响系数，当h0＜800mm时，取h0=800mm，h0＞2000mm时，取h0=2000mm，其间按内插法取值，βhs=(800/1150)1/4=0.913；α──承台剪切系数，α=1.75/(0.835+1)=0.954；0.913×0.954×1.57×5800×1350=10707.31kN≥1039.38kN；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！6、桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.1条：桩的轴向压力设计值中最大值Nk=1039.38kN；单桩竖向极限承载力标准值公式：Quk=u∑qsikli+qpkApu──桩身的周长，u=1.885m；Ap──桩端面积,Ap=0.283m2；各土层厚度及阻力标准值如下表:序号土厚度(m)土侧阻力标准值(kPa)土端阻力标准值(kPa)抗拔系数土名称12.500.000.75粘性土28380.000.70粉土或砂土37250.000.75粘性土47600.000.75粘性土57590.000.70粉土或砂土6548.0013000.75粘性土由于桩的入土深度为36.00m,所以桩端是在第6层土层。单桩竖向承载力验算:Quk=1.885×1312+1300×0.283=28741.02kN；单桩竖向承载力特征值：R=Ra=Quk/2=28741.02/2=1420.51kN；Nk=1039.38kN≤1.2R=1.2×1420.51=1704.61kN；桩基竖向承载力满足要求！7、桩基础抗拔验算桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.4.5条。群桩呈非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：Tuk=Σλiqsikuili其中：Tuk──桩基抗拔极限承载力标准值；ui──破坏表面周长，取ui=πd=3.142×0.6=1.885m；qsik──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；λi──抗拔系数，砂土取0.50～0.70，粘性土、粉土取0.70～0.80，桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值；li──第i层土层的厚度。经过计算得到：Tuk=Σλiqsikuili=1125.88kN；群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：Tgk=（ulΣλiqsikli）/4=2747.58kNul──桩群外围周长，ul=4×（4+0.6)=18.40m；桩基抗拔承载力公式：Nk≤Tgk/2+GgpNk≤Tuk/2+Gp其中Nk-桩基上拔力设计值，Nk=408.69kN；Ggp-群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数，Ggp=1904.40kN；Gp-基桩自重设计值，Gp=127.23kN；Tgk/2+Ggp=2747.58/2+1904.4=3278.19kN>408.69kN；Tuk/2+Gp=1125.884/2+127.235=690.176kN>408.69kN；桩抗拔满足要求。8、桩配筋计算1、桩构造配筋计算As=πd2/4×0.65%=3.14×6002/4×0.65%=1838mm2；2、桩抗压钢筋计算经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋！3、桩受拉钢筋计算依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.4条正截面受拉承载力计算。N≤fyAs式中：N──轴向拉力设计值，N=408690.20N；fy──钢筋强度抗压强度设计值，fy=360.00N/mm2；As──纵向普通钢筋的全部截面积。As=N/fy=408690.20/360.00=1135.25mm2建议配筋值：RRB400钢筋，1016。实际配筋值2560mm2。依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-2008)，箍筋采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200~300mm；受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内箍筋应加密；间距不应大于100mm；当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密；当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。六、塔式起重机基础施工1．施工工艺流程定位放线及高程测量→基础土方开挖→混凝土垫层浇筑→桩与承台连接处理→基础钢筋、模板施工→塔吊螺栓预埋→基础混凝土浇筑→混凝土养护2.施工方法1.1 定位放线及高程测量根据灌注桩所标出桩孔十字线，放出承台外边线；根据现场标准高程及相关设计文件，确定承台标高及土方开挖深度。1.2 基础土方开挖根据确定的开挖深度，挖至设计标高。1.3 混凝土垫层浇筑土方开挖结束后，按照放出的边线，用木方支设垫层混凝土模板，浇筑混凝土。1.4 桩与塔吊基础连接处理基底开挖后，为便于截桩标高的控制，考虑截桩处理工作放在混凝土垫层浇筑完成后进行。灌注桩按桩顶设计标高以上部分混凝土凿除，桩的纵向钢筋直接与塔吊基础锚固，锚固长度不得小于35d；桩基顶面要求桩嵌入承台100mm。详细做法见下图。