湖北QZ塔式起重机桩基础施工方案

目录HYPERLINK\l"_Toc258139431"一、编制依据2HYPERLINK\l"_Toc258139432"二、工程概况2HYPERLINK\l"_Toc258139433"三、施工部署2HYPERLINK\l"_Toc258139434"四、塔吊基础设置方案2HYPERLINK\l"_Toc258139435"五、塔吊基础施工方案5HYPERLINK\l"_Toc258139436"1、塔吊桩施工5HYPERLINK\l"_Toc258139437"2、基础承台施工9HYPERLINK\l"_Toc258139438"六、质量要求10HYPERLINK\l"_Toc258139439"1、承台施工允许偏差10HYPERLINK\l"_Toc258139440"2、桩施工质量要求10HYPERLINK\l"_Toc258139441"七、安全注意事项10HYPERLINK\l"_Toc258139442"附件：塔吊基础设计计算书12HYPERLINK\l"_Toc258139443"1、设计依据：12HYPERLINK\l"_Toc258139444"2、单桩允许承载力特征值计算14HYPERLINK\l"_Toc258139445"3、单桩桩顶作用力计算和承载力验算15HYPERLINK\l"_Toc258139446"4、抗倾覆验算16HYPERLINK\l"_Toc258139447"5、矩形承台截面抗剪切计算17HYPERLINK\l"_Toc258139448"6、矩形承台抗冲切验算17HYPERLINK\l"_Toc258139449"7、承台配筋计算18HYPERLINK\l"_Toc258139450"8、灌注桩桩身配筋计算18一、编制依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；《简明钢筋混凝土结构计算手册》；《建筑桩基设计规范》JGJ94-2008；岩土工程勘察报告；铁四院提供的《汉口站房改扩建工程地下空间深基坑初步设计》混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）《建筑地基基础工程施工验收规范》（GB50202-2002）二、工程概况根据汉口站房改扩建工程地下空间深基坑初步设计图纸及施工现场实际情况，拟定于w~v/AO~BO轴之间安装6#塔吊，臂长70米，高度53米，具体参数见塔吊专项安装方案。三、施工部署根据地下空间岩土工程勘察报告，塔吊基础采用桩基础，工程桩施工完毕后施工塔吊基础桩；因塔吊南临既有城市地下广场，东西北侧均为大空间，塔吊基础承台可放坡开挖施工；待地下空间结构施工完毕后拆除塔吊，然后封堵顶板洞。四、塔吊基础设置方案塔吊基础采用两根地下空间工程桩与两根塔吊基础桩组成四桩承台，塔吊基础桩桩长与地下空间工程桩（33米），桩径和桩顶标高与地下空间工程桩相同，均为1米；因借用两根工程桩，塔吊范围需要待塔吊拆除后进行该位置顶板施工，塔吊基础及地下空间结构位置关系如下：因塔吊基础先施工，底板后施工，塔吊基础施工需把底板下铁按设计图纸绑扎，并预留出带丝头的钢筋，钢筋长度为1000mm和1800mm两种，底板上铁与塔吊基础的连接方法按下图处理：顶板因塔身影响需留下洞口，洞口周边加设暗梁，梁大小及配筋与地下空间施工图纸中排风孔周围暗梁一致，以保证留置结构的安全性。根据地下空间顶板结构平面布置图，洞口与地下空间结构的尺寸关系如下：洞口留置如下图：五、塔吊基础施工方案1、塔吊桩施工a.施工工艺流程测量放桩位护筒埋设定位钻机定位泥浆制备钻进成孔清孔吊放钢筋笼吊放导管第二次清孔、置换泥浆灌注水下混凝土成桩b.施工方法1)、测量放桩位放线人员根据业主提供的基准点及塔吊位置布置图，用BST802全站仪放出每根护坡桩的桩位。经监理检验合格。2)、护筒埋设定位（1）钻机就位后，调好垂直度。由测量人员放出桩位后，安排人员以测放桩位点为中心，使钻斗中心与桩位中心在同一轴线上，保证对位偏差不大于10mm，即可下钻，挖出比设计桩径大200㎜、深3m左右的圆坑，在确认其下部无钻孔障碍后即可下护筒。（2）钢护筒应采用10mm～16mm厚钢板制作，其内径应大于钻头直径100mm。钢护筒起吊时应采用钢扁担，埋设应准确稳固，护筒中心和桩位中心偏差应小于50mm，护筒安设垂直度应不大于0.5%。埋设护筒时，技术人员、施工员必须到场，确定溢浆口方位，指导护筒埋设。筒高2-3m，上部开有300×300mm溢浆槽孔。根据地质情况和地下水位情况以及孔内泥浆高度的需求确定钢护筒的安设深度，护筒高度宜高出地面200-300㎜。（3）护筒埋设后，用粘性土将护筒四周填实，由护筒底层向上分层均匀填实，确保护筒埋设稳固，底端不漏浆，不下沉。并测量护筒顶标高，作为计算孔深的依据。3）、泥浆配制由于旋挖钻机为静态泥浆无循环钻进，且成孔速度快，护壁泥皮很薄，场区地质条件对孔壁影响较大，因而钻进时对泥浆性能要求较高，为防止孔壁坍塌，需采用优质膨润土，纯碱纤维素配制泥浆。泥浆比重控制在1.1-1.2之间，粘度20－28s，为增强泥浆性能，有效地控制泥浆比重与粘度，应加入2％的纯碱和3‰的纤维素，从而保证泥浆的稳定性和足够的悬浮力。为了满足施工要求，在制作泥浆时，应注意以下几点：（1）粘土粉必须充分水化搅拌，每桶搅拌时间大于5分钟。（2）泥浆絮凝或沉淀过多时，泥浆必须用空压机送风反复搅动，符合设计要求后才可送入孔内使用，否则势必会造成孔内沉渣过多或其他孔内事故。（3）纤维素必须充分水化后与纯碱定量加入搅拌桶搅拌。（4）灌注返出的泥浆禁止直接返回泥浆池。而灌注临近桩顶标高3-5m的废浆必须排出泥浆循环系统，禁止返回沉淀池后重复使用。（5）泥浆制备的能力应大于钻孔时的泥浆需求量，泥浆储备量不应少于单桩体积的两倍。质检员、技术人员要随时观察泥浆性能的变化，及时检测泥浆性能，不符合设计要求的泥浆禁止送入孔内，钻进时及时足量补充孔内泥浆，防止孔内泥浆落差太大，即泥浆液面深度低于护筒进浆口30cm以下，而造成孔壁坍塌。尤其不允许浆面落到护筒底以下。在雨天施工时，更要注意泥浆性能的变化，及时根据情况调整泥浆原料的配比。钻机因故停钻时（如机械故障、修理钻具等），要及时向孔内补充泥浆，保持泥浆高度，以保证孔内安全。二次清孔时沉淀池泥浆容量要大，保证清孔时孔内大量泥沙的有效沉淀，使二次清孔达到设计要求，禁止孔内泥浆低于护筒溢浆口。4）、钻机安装定位（1）旋挖钻机施工时，应保证安全作业，必要时先垫设能保证其安全的钢板、路基板、枕木。保证钻机在施工过程中不偏斜、不失稳。（2）钻机就位后必须锁定，防止钻机滑动移位。尤其对表层土较弱的施工区域要注意是否会引起护筒及钻机随施工平台而整体滑动，否则要作特殊处理。（3）钻机就位后，调好钻杆垂直度，用全站仪校正钻杆垂直度，仪器读数归零。（4）钻头对位时，利用已做的标记，量取四个方向的数据，保证钻斗中心与桩位中心在同一轴线上，对位偏差不大于10mm。5）、钻进成孔（1）开孔前必须再次校对桩位中心，尤其是旋转中心，一定要对准桩中心，低转速，轻钻压。（2）钻进时，操作手要根据地层的不同特征，确定合理的钻进参数，如钻压、钻速、钻进深度等，以确保成孔质量和成孔速度及孔内安全。（3）钻进过程中，必须保证钻杆垂直度，使钻杆、钻头与桩位的中心保持在同一轴线上，以确保钻孔垂直度偏差小于1％，孔位偏差小于50mm。（4）钻具提升、下放要求平稳，禁止快速提升及快速下放而造成孔壁坍塌事故的发生。每次提出钻斗时，应检查钻斗和钻杆连接销子、钻斗门连接销子以及钢丝绳的状况，并清除钻斗上的土渣。（5）钻具从孔内提出孔外时一定要缓慢，防止水头下降太快，同时及时向孔内补充泥浆，根据钻进速度应同步补充泥浆，保持所需泥浆面的高度不变。落差不得超过距护筒进浆口30cm，防止钻孔上部坍塌。（6）用测绳测量孔深，达到钻孔深度时，应采用清孔钻头清孔。清孔后孔底500mm以内泥浆比重应小于1.25，含砂率不大于8%，粘度不大于28s。（7）钻孔达到设计孔深，经当班技术员检验合格并报请监理工程师验收后，清孔，将孔底沉渣排出，钻机方可移位进入下步工序。（8）桩摩阻力会因钻孔裸露时间的延长、侧压应力的延伸减弱和孔壁泥皮的增厚而降低，本工程将开孔到砼浇注完毕时间控制在48h以内。6）、清孔本工序分两次清孔。第一次清孔是在钻机钻到设计桩底标高后，先将钻头提离孔底0.8～1.0m，输入相对密度为1.25的泥浆进行循环，将孔内悬浮大量钻渣的泥浆置换出来。第二次清孔是在灌注砼之前进行，采用250导管清孔，在安装每节导管前，应将损坏的密封圈换掉，并将每节导管接头拧紧，确保导管封水性能。此次清孔，使孔底泥浆比重小于1.15～1.2，含砂率＜8％，粘度28S，孔底沉渣小于50mm。7）、钢筋笼吊放下放钢筋笼前，复测护筒标高，以计算吊筋或压杆长度。钢筋笼安放必须垂直对中，不碰孔壁，吊筋或压杆的横担不得压在护筒上及可能引起孔壁坍塌的范围内，应将压杆横担放在枕木上，压杆与钢筋笼焊接，根据护筒标高计算出孔底标高后，把钢筋笼下放到位，将压杆固定在孔口横担上，以防灌注时钢筋笼上浮或下移。起吊过程中要注意安全、密切配合。8）、导管安放下导管前检查导管的封水性，对有问题的导管处理后方可使用，第一节导管下到距离孔底30～50cm。首批砼灌注正常后，后续工作应紧凑，灌注过程中应注意管内砼下降和孔口的返水情况，用检验后的测绳及时测量孔内砼面标高，正确指挥拆管、提管。每次拆管前，应反插1～2次，保证孔内砼密实，并保持导管埋深2～6m。当导管内混凝土不满，导管上段有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，影响灌注。导管提升时保持轴线竖直和位置居中，逐步提升，如导管挂钢筋笼可顺时针方向转动导管，使其脱开钢筋笼后，移到钻孔中心。在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，孔内泥浆密度增大，沉渣增多，超压力降低，往往易出现混凝土顶升困难，这时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉渣土或增大漏斗提升高度，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一节导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的浓浆挤入形成泥心。为确保桩顶砼质量，在桩顶设计标高以上加灌1倍桩径的混凝土。2、基础承台施工a．施工工艺流程施工准备承台土方开挖人工清底、除桩头垫层钢筋绑扎预埋支座验收隐蔽浇筑混凝土b.施工方法1）预埋件焊三4个86CM三角形钢管架支撑塔吊的4个预埋支座，保证预埋支座伸出混凝土面40CM，支座必须满焊，支座施工图后附。此部分内容需要塔吊厂家配合施工。2）混凝土浇筑承台采用C40商品混凝土，分层浇筑（50cm一层）。混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间，并应在底层混凝土初凝之前将上一层混凝土浇筑完毕。浇筑前坑内杂物清理干净，插入式振捣器振捣，浇筑过程中要边浇边振捣密实，快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实。移动间距不大于振捣作用半径的1.5倍（一般为30～40cm）。振捣上一层时应插入下层5cm，以消除两层间的接缝。浇筑过程中配一名钢筋工，及时调整移位的钢筋，确保钢筋间距及分布位置正确。六、质量要求1、承台施工允许偏差受力钢筋顺长度方向全长的净尺寸允许偏差±10mm。钢筋安装时，受力钢筋的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。受力钢筋间距允许偏差±10mm,排距允许偏差±5mm,保护层厚度允许偏差±10mm预埋件中心线位置允许偏差5mm，水平高差+3，0mm。2、桩施工质量要求个别断面桩径允许偏差±50mm，垂直度允许偏差1%H，桩顶标高允许偏差+30mm、-50mm。钢筋笼主筋间距允许偏差±10mm，箍筋间距允许偏差±20mm，直径允许偏差±10mm，钢筋笼的安装深度允许偏差±100mm孔深允许偏差+300mm，泥浆比重1.15—1.20，沉渣厚度小于50mm。成品保护钢筋笼在制作、运输和安装过程中，要采取措施防止变形。吊入桩孔内，要牢固确定其位置，防止上浮。桩头的混凝土强度没有达到5MPa时，不得碾压，以防桩头损坏。七、安全注意事项钻孔机、起重机司机必须经过培训，考核合格后持证上岗，并遵守安全操作规程。严禁酒后作业。钻孔时应对准桩位，先使钻头接触地面，再使钻杆转动，不得晃动钻杆。钻机发出下钻限们报警信号时，应停钻，稍提钻杆，待解除警报后，方可继续下钻。如遇卡钻，应切断电源，停止下钻未查明原因，不得强行起动。钻孔时，如遇机架摇晃，移动或钻头内发生有节奏的响声时，应立即停钻。经处理后，方可继续施钻。附件：塔吊基础设计计算书1、设计依据：6号塔吊基础设置借用两根工程桩与两根塔吊桩，地质条件与上部荷载均相同，塔吊桩配筋计算结果小于借用两根工程桩配筋则满足要求。根据施工现场场地条件及周边环境情况，选用1台QTZ7013塔式起重机。承台自重=6.0×7.0×1.3×25=1365KN，塔吊自重为：830KN，最大起重120KN，力矩M=6161KN.m，平衡重250KN，工作半径：70m,风荷载引起的水平力F取72KN。W-基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=42m3,基础面积验算取基础尺寸为6.0×7.0m。岩土力学资料：序号地层名称厚度（m）桩侧阻力标准值qqsia（kPa）岩层桩端极限阻力标标准值qpa（kPa）1人工填土2.5/2粉质粘土4.29014003淤泥质粉质粘土34.452410004粉砂2.653018005砂砾1.91202200塔吊基础受力情况：荷载工况基础荷载P（kn）M（kn.m）FkFhM工作状态1197325341非工作状态1077726161基础设计主要参数：基础桩：4Ф1000钻孔桩桩顶标高-8.55m，桩长为33.0m承台尺寸：平面7.0×6.0m，厚度h=1.30m，桩与承台中心距离为2.25m和1.75m；桩身混凝土等级：C40。承台混凝土等级：C45；承台面标高：-7.35m（原地面标高为±0.000m，基坑开挖深度为-7.7m）。比较桩基础塔吊基础的工作状态和非工作状态的受力情况，桩基础按非工作状态计算，受力如上图所示：Fk=1077kNGk=25×7×7×2.0=2450kNFh=72kNMk=6161+72×1.300+1077×2、单桩允许承载力特征值计算（1）、单桩竖向承载力特征值:根据工程实际地质条件，采用全摩擦型桩，则单桩极限承载力由总桩侧摩阻力组成。单桩极限承载力：3.14×（4.2×90+34.45×24+0.85×30）+1000×0.503=4366.142kN单桩竖向承载力特征值：=Quk/2=2183.071kN考虑承台效应的复合桩基竖向承载力特征值为：（2）、桩身截面强度计算＝0.7×16.72×103×0.785