江苏建筑工程塔吊基础施工方案附计算

*************公司**********************工程塔吊基础设计施工方案编制：审核：审批：********************公司二〇一三年一月十七日目录HYPERLINK\l"_Toc346210792"一、工程概况3HYPERLINK\l"_Toc346210793"二、基础地质力学3HYPERLINK\l"_Toc346210794"三、塔吊基础的设计4HYPERLINK\l"_Toc346210795"四、基础施工方法4HYPERLINK\l"_Toc346210796"五、施工注意事项4HYPERLINK\l"_Toc346210797"六、塔吊基础计算书5HYPERLINK\l"_Toc346210798"附件11HYPERLINK\l"_Toc346210799"附件一、地质报告（地质报告部分内容摘录）11HYPERLINK\l"_Toc346210800"附件二：施工平面布置图16HYPERLINK\l"_Toc346210801"附件三：桩基图18HYPERLINK\l"_Toc346210802"附件四：塔吊基础图22塔式起重机基础施工方案一、工程概况工程概况介绍.本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）等编制。二、基础地质力学层号土层承载力特征值（kkpa）1回填土02粉质粘土1103淤泥质粉质粘土554粉质粘土2105粉质粘土2606-1火成岩全加强风化化带400塔吊基础地质力学情况详见工程地质报告。三、塔吊基础的设计本工程有4栋33层高层，准备安装4个塔吊。根据塔吊荷载情况及场地工程地质条件，本工程因地坪为3~4m回填土，塔吊基础采用四桩基础承台。QTZ63塔吊，塔吊高度120m,基础为四桩基础，桩用钻孔灌注桩。基础采用5.5m×5.5m×1.35m方形承台，形式为钢筋混凝土基础；混凝土标号为C30。具体承台配筋做法见塔式起重机的说明书。四、基础施工方法1）基坑采用反铲挖土机开挖，边坡坡度不得小于1：1。原土表面铺填100厚的砂石垫层。基础四周的回填土必须夯实。2）基础周围设置排水沟及集水井，并有专人负责抽水。3）基础预埋节与基础底板钢筋应焊牢，其四周固定支脚顶端所组成的平面与水平面的斜度不大于1/1000。4）钢筋与基础预埋螺栓焊牢后进行浇筑，螺栓外露部分应涂以黄油并用油纸包住，以免粘上水泥浆。5）基础采用C30商品混凝土（掺适量早强剂），浇砼时必须连续浇筑，确保振捣密实，表面刮平抹光。6）基础表面覆盖草袋并洒水养护，混凝土强度达到85%以上时，方可进行整机安装。7）随机取样制作砼抗压试块二组，其中一组进行标准养护，一组进行同条件养护，作为塔吊安装、使用的依据。五、施工注意事项1、施工要求1.1施工前检查地基是否有软弱土层存在，是否达到塔吊基础设计承载力要求，如有则应做换填处理。1.2塔吊基础施工前塔吊基础基坑周围应按自然放坡处理，防止出现塌方。1.3放线工按控制轴线引测塔吊基础位置线、控制线及予埋节定位线，施工时按线进行施工。1.4钢筋按图进行下料，施工并及时办理验收手续。1.5塔吊基础用20×6的镀锌扁铁与两个接地体进行连接。1.6预埋件位置的基础钢筋不得切断或减少。1.7塔吊预埋节安装时应采用两台经纬仪、一台水准仪控制位置，即经纬仪双方向控制预埋节位置，用水准仪四角控制标高，水平应控制能达到1‰的要求，位置确定后与钢筋骨架焊接固定好。1.8混凝土浇筑过程中振捣棒不得扰动钢筋及预埋节，同时经纬仪及水准仪应随时控制预埋节位置及标高是否准确，并随时调节。2、其它要求应负责搭设相应的防护设施防止施工中的杂物、砼浆对塔吊基础的损伤和侵蚀，并做好防水措施，塔吊基础周围不得有积水。地下室塔吊基础的制作应在底板施工之前进行，具体分为二期埋设。现场靠近高压线的塔吊必须进行二次现场符合再作塔吊定位。六、塔吊基础计算书根据塔吊荷载，塔吊基础计算选用QTZ63进行验算。1、塔吊的基本参数信息塔吊型号：QTZ63，塔吊起升高度H：120.000m，塔身宽度B：1.6m，基础埋深D：4.000m，自重F1：587.48kN，基础承台厚度Hc：1.350m，最大起重荷载F2：60kN，基础承台宽度Bc：5.500m，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：200.000mm，承台混凝土的保护层厚度：50mm，承台混凝土强度等级：C30；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=587.48kN，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)=776.98kN，风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：Mkmax＝1668kN·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》（JGJ94-94）的第条，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。Ni=(F+G)/n±Mxyi/∑yi2±Myxi/∑xi2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=776.98kN；G──桩基承台的自重：G=1.2×(25×Bc×Bc×Hc)=1.2×(25×5.50×5.50×1.35)=1225.13kN；Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取2335.20kN·m；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.83m；Ni──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：Nmax=(776.98+1225.13)/4+2335.20×2.83/(2×2.832)=913.33kN。最小压力：Nmin=(776.98+1225.13)/4-2335.20×2.83/(2×2.832)=87.72kN。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=Ni-G/n=607.05kN；经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2×607.05×1.20=1456.93kN·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14.30N/mm2；ho──承台的计算高度：Hc-50.00=1300.00mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；经过计算得：αs=1456.93×106/(1.00×14.30×5500.00×1300.002)=0.011；ξ=1-(1-2×0.011)0.5=0.011；γs=1-0.011/2=0.994；Asx=Asy=1456.93×106/(0.994×1300.00×300.00)=3756.41mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:5500.00×1350.00×0.15%=11137.50mm2。建议配筋值：HRB335钢筋，20@150。承台底面单向根数36根。实际配筋值11311.2mm2。5、承台斜截面抗剪切计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第条和第条，斜截面受剪承载力满足下面公式：γ0V≤βfcb0h0其中，γ0──建筑桩基重要性系数，取1.00；b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5500mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1300mm；λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0此处，a=(4000.00-1600.00)/2=1200.00mm；当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3，得λ=0.92；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=0.10；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；则，1.00×913.33=913.334kN≤0.10×14.30×5500×1300/1000=10224.5kN；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！6、桩顶轴向压力验算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第条，桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：γ0N≤fcA其中，γ0──建筑桩基重要性系数，取1.00；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；A──桩的截面面积，A=2.83×105mm2。则，1.00×913334.19=9.13×105N≤16.70×2.83×105=4.72×106N；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依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)的第-3条，单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：R=ηsQsk/γs+ηpQpk/γpQsk=u∑qsikliQpk=qpkAp其中R──复合桩基的竖向承载力设计值；Qsk──单桩总极限侧阻力标准值；Qpk──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,γp──分别为桩侧阻抗力分项系数，桩端阻抗力分项系数；qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；qpk──极限端阻力标准值；u──桩身的周长，u=1.885m；Ap──桩端面积,Ap=0.283m2；li──第i层土层的厚度；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120.0074.00100.000.70粘性土210.0025.00965.000.70粉土或砂土由于桩的入土深度为21.00m,所以桩端是在第2层土层。单桩竖向承载力验算:R=1.885×(20.00×74.00×1.00+1.00×25.00×1.00)/1.67+1.09×965.00×0.283/1.67=1.88×103kN>N=913.334kN；上式计算的R的值大于最大压力913.33kN,所以满足要求!8、桩配筋计算①、桩构造配筋计算算As=πd2/4×0.65%%=3.144×60022/4×0..65%=11838mmm2②、桩抗压钢筋计算算经过计算得到桩顶顶轴向压力设设计值满足要要求,只需构造配配筋！③、桩受拉钢筋计算算桩不受拉力，不计计算这部分配配筋，只需构构造配筋！建议配筋值：RRRB400钢钢筋，1016。实际配配筋值20111mm22。依据《建筑桩基设设计规范》((JGJ944-94)，箍筋采用6－88@200--300mmm，宜采用螺螺旋式箍筋；；受水平荷载载较大的桩基基和抗震桩基基，桩顶3--5d范围内内箍筋应适当当加密；当钢钢筋笼长度超超过4m时，应每每隔2m左右设一一道12-188焊接加劲箍箍筋。桩锚入入承台30倍主筋直直径，伸入桩桩身长度不小小于10倍桩身直直径，且不小小于承台下软软弱土层层底底深度。附件附件一、地质报告告（地质报告告部分内容摘摘录）以下为摘录正文内内容：五、地形地貌拟建场地位于镇江江市官塘新城城，场地原为为农田，西南南侧有数栋民民房（尚未拆拆除），土地地征用后为防防止农民复垦垦，在场地北北侧堆了大量量建筑垃圾，南南侧用挖机每每2～3m挖了一个0.70～1.50m深的的坑，造成场场地内高高低低低的现状；；场地标高在在黄海高程8.00～12.00m之间。拟建场地地貌属坳坳沟地貌。六、场地土工程地地质特征据本次勘察可知，在在勘探孔揭露露深度范围内内，按地层成成因、时代及及各土层物理理力学性质等等该场地内岩岩土层分为5层（层组）及及其亚层，其其中①层为填土，②层为第四纪纪全新世沉积积的土层，将将其细分为6个亚层；③层土为第四四纪晚更新世世堆积的土层层，由于其颗颗粒组成及物物理力学性能能等差异，将将其细分为2个亚层；④层为火成岩岩，根据力学学性能及风化化程度不同，细细分为4个亚层；⑤层为二叠纪纪沉积岩，主主要为石灰岩岩，根据其完完整性、溶蚀蚀程度及力学学性能的差异异，细分为55个亚层。该场地火成岩为后后期岩浆侵入入二叠纪沉积积岩后冷凝形形成，呈脉状状分布，在岩岩浆与沉积岩岩接触部位，有有部分沉积岩岩受热力烘烤烤发生熔融，并并与岩浆发生生接触交代，冷冷凝后形成多多种杂岩体，在在此不细分，将将其并入火成成岩，还有部部分沉积岩虽虽未与岩浆直直接接触，但但受热力及挤挤压作用，发发生轻微～显显著的变质反反应，分层时时将其并入沉沉积岩。各土层情况描叙如如下：①填土（Q4ml）：：该场地填土土主要为建筑筑垃圾和耕土土，建筑垃圾圾主要堆在场场地北侧（堆堆填时间3年左右），灰灰黄色，厚度度在1～4m，建筑垃圾圾下有0.3～0.5m厚的耕耕土，其余地地段主要为耕耕土，杂色，松松散～稍密，含有有机物，堆填填时间均超过过5年，为防止止附近农民复复垦，每隔2～3m用机械挖了了一个坑，开开挖时间3年左右；该该土层厚度在在5.40～0.20m。②层粉质粘土：由于于其状态及物物理力学性能能差异，将其其细分为6个亚层，分分别如下：②-1粉质粘土（Q4aal）：灰黄黄～浅灰色，软软～可塑，局部部流塑，有虫虫孔，干强度度中等，中等等压缩性，中中等韧性，无无摇震反应慢慢～无，切面稍稍有光泽，局局部缺失，顶顶板标高10.23～5.79m，层层厚7.00～0.70m。②-2淤泥质粉质粘土（Q4al）：浅灰灰～灰色，流塑塑，局部粉粒粒含量略高，干干强度中等，中中等压缩性，中中等韧性，摇摇震反应慢，切切面稍有光泽泽，全场地均均有分布；顶顶板标高8.28～2.19mm，层厚13.100～1.10m。②-3粉质粘土（Q4aal）：灰～灰黑色，软软塑，局部流流塑，干强度度中等，中等等压缩性，中中等韧性，无无摇震反应，稍稍有光泽，夹夹粉土，局部部为粉质粘土土与粉土互层层，有机质含含量略高；顶顶板标高2.03～-7.244m，层厚10.800～0.60m。②-4粉质粘土（Q4al）：灰色色，软～可塑，干强强度中等，中中等压缩性，中中等韧性，无无摇震反应，稍稍有光泽；该该层顶板标高高0.63～-11.993m，层厚14.100～0.70m。②-5粉质粘土（Q4aal）：灰色色，局部蓝灰灰色，可塑，局局部偏软，底部夹砂，干干强度中等，中中等压缩性，中中等韧性，无无摇震反应，稍稍有光泽；该该层顶板标高高5.83～-12.773m，层厚14.800～0.50m。②-6粉质粘土混砾石（Q4dl+pl）：灰灰色，局部蓝蓝灰色，可塑塑，干强度中中等，中等压压缩性，中等等韧性，无摇摇震反应，切切面粗糙，砾砾石含量20～30%左右，岩性性为砂岩，次次圆形，粒径径2～50mm；该层顶板板标高2.43～-17.110m，层厚4.00～0.10m。③层粉质粘土，下部部混砾石，为为第四纪晚更更新世堆积的的土层，分为为2个亚层，分分别如下：③-1粉质粘土（Q3ddl），灰黄黄～棕黄色，上上部局部蓝灰灰色，可塑偏偏硬，局部硬硬塑，局部夹夹砂砾，含量量在0～10%之间，干强强度中等，中中等压缩性，中中等韧性，无无摇震反应，稍稍有光泽；该该层顶板标高高1.63～-17.113m，层厚9.00～0.60m③-2粉质粘土混砾石（Q3dl+pl）：黄黄褐色，局部部蓝灰色，砾砾石含量25%～30%，岩性主要要为砂岩，粒粒径2～30mm，局部夹强强风化火成岩岩碎块，可塑塑，干强度中中等，中等压压缩性，中等等韧性，无摇摇震反应，稍稍有光泽；该该层顶板标高高1.05～-21.007m，层厚12.000～0.20m。在该层土范围内局局部有土洞分分布，部分深深达2m，土洞基基本已被松散散物堆积填充充（主要为粉粉质粘土及砂砂粒，其中粉粉质粘土呈软软塑状），钻钻进进入土洞洞后，进尺迅迅速，泥浆漏漏失，难以取取到岩芯，干干钻阻力很小小，仅能抓取取到少量松散散充填物④层为火成岩，根据据其结晶及风风化、破碎状状况细分为4个亚层，分分别如下：④-1强风化闪长岩：黄黄褐色，杂灰灰白色斑点，呈呈中～密实粗粗砂状，局部部碎块状，手手可掰开，岩岩体基本质量量等级为Ⅴ级；该岩层层仅局部有分分布；该层顶顶板标高-12.553～-25.992m，层厚4.30～0.90m。④-2中风化闪长岩：黄黄褐色杂灰白白色、灰绿色色，中等风化化，岩芯碎块块状，局部短短柱状，部分分岩芯手可掰掰开，矿物成成分大多已蚀蚀变，石英及及部分长石尚尚可辨认，角角闪石大多已已绿泥石化，仅仅可见少量柱柱状结晶；该该岩层属较硬硬岩，岩体完完整程度分类类属极破碎，岩岩体基本质量量等级为Ⅴ级,局部有分布布；该层顶板板标高-13.773～-36.449m，揭露露层厚11.300～0.30m。④-3中风化闪长岩：灰灰白色、肉红红色杂黑色斑斑点，中等风风化，局部微微风化，岩芯芯呈短柱状、碎碎块状，成岩岩矿物虽多已已开始蚀变但但尚清晰可辨辨，结构面有有铁质富集，接接合一般；该该岩层属坚硬硬岩，岩体完完整程度主要要为破碎～较较破碎，岩体体基本质量等等级为Ⅳ级，局部有有分布；该层层顶板标高-11.668～-41.449m，揭露露层厚11.200～0.70m。④-4中风化安山岩：灰灰白色～灰绿绿色，中等风风化，其化学学成分与闪长长岩相同，但但由于成岩过过程中压力、温温度降低过快快，大部分矿矿物尚未结晶晶就已凝固，结结晶矿物仅占占5%～15%，主要为长长石及少量角角闪石，其余余为玻璃质或或隐晶质，岩岩芯呈柱状，结结构面结合较较好；该岩层层属坚硬岩，岩岩体完整程度度为完整～较完整，岩岩体基本质量量等级为Ⅲ级，该岩层层仅局部有分分布；该层顶顶板标高-8.37～-16.445m，揭露露层厚12.300～6.40m。⑤层为二叠纪沉积岩岩，以石灰岩岩为主，受后后期构造运动动的影响，岩岩体总体较为为破碎，岩溶溶发育，有溶溶洞分布，根根据其完整性性、溶蚀程度度及力学性能能的差异，细细分为5个亚层，分分别如下：⑤-1层中风化石灰岩（P1）：灰色，杂杂白色条纹，中中等风化，取取出岩芯以碎碎块状为主，形形状不规则，结结构面不清晰晰，局部溶蚀蚀较为严重，钻钻进过程中泥泥浆漏失明显显；综合考虑虑该岩层属较较软岩，岩体体完整程度为为极破碎，岩岩体基本质量量等级为Ⅴ级；该层顶顶板标高-15.995～-22.880m，层厚10.700～0.50m。⑤-2层中风化石灰岩（P1）：灰色～～灰黑色，局局部紫灰色，杂杂白色条纹，中中等风化，属属较硬岩，该该岩层溶蚀明明显，有溶洞洞分布，岩芯芯呈短柱状，局局部碎块状，结结构面不清晰晰，沿结构面面皆有溶蚀痕痕迹，部分呈呈蜂窝状，局局部有沿结构构面再胶结形形成的灰黄色色泥岩状胶结结物；溶洞大大小不等，部部分深度可达达3m以上（部部分溶洞内有有松散填充物物充填，充填填物成分主要要为岩溶碎屑屑物及粉质粘粘土）；该岩岩层岩体完整整程度分类属属较破碎，岩岩体基本质量量等级为Ⅳ级,部分缺失；；岩层顶板标标高-3.15～-33.220m，层厚13.000～0.40m。⑤-3层强风化泥灰岩（P1）：土黄色色～浅灰色，强强风化，呈碎碎屑～碎块状状，干钻较为为困难，该岩岩层属极软岩岩，岩体完整整程度分类属属极破碎，岩岩体基本质量量等级为Ⅴ级,局部有分布布；该层顶板板标高-19.449～-33.992m，揭露露层厚4.00～1.00m。⑤-4层中风化泥灰岩（P1）：浅灰色色、灰色，局局部紫红色，中中风化，片状状、碎块状，偶偶见短柱状，敲敲击声哑，该该岩层属软岩岩，岩体完整整程度为极破破碎，岩体基基本质量等级级为Ⅴ级,局部有分布布；该层顶板板标高-20.889～-33.775m，揭露露层厚8.80～0.90m。⑤-5层中风化石灰岩（P1）：浅灰色色，中风化，含含砂量较高，大大多在10%～30%,属砂质石灰灰岩，少量岩岩芯为钙质砂砂岩，岩芯大大多呈短柱状状，局部碎块块状，敲击声声脆，结构面面清晰，结合合一般，属较较软岩，岩体体完整程度为为较破碎～破破碎，岩体基基本质量等级级为Ⅴ级；该层顶顶板标高-21.556～-35.002m，揭露露厚度8.70～2.60m。（二）桩基参数桩基参数一览表类别层号水下钻孔灌注桩预制桩抗拔系数λqsik(Kpa)qpk(Kpa)qsik(Kpa)qpk(Kpa)②-14045②-221240.70②-338400.70②-453550.70②-56510006822000.70②-66810007023000.70③-17010007225000.70③-27211007430000.70④-1100120011045000.70⑤-395110010040000.70④-2frk=12.0MMpa（建议值）④-3frk=22.0Mpa（建议值）④-4frk=25.0Mpa（建议值）⑤-1frk=6.0Mppa（建议值）⑤-2frk=16.5MMpa（建议值）⑤-4frk=6.0Mppa（建议值）⑤-5frk=11.0MMpa（建议值）注：1以上参数根根据各土层的的物理指标，参参考《建筑桩桩基技术规范范》JGJ944-20088表