《塔吊基礎(chǔ)施工方案》

湖南省第六工程有限公司圭塘河省直住宅小區(qū)第一標段塔吊基礎(chǔ)專項方案編制人：日期： 二 0 一三年六月六號湖南省第六工程有限公司一、工程概況1、工程概況本工程結(jié)構(gòu)類型住宅部分框剪結(jié)構(gòu)，商業(yè)部分為框架結(jié)構(gòu)，建筑構(gòu)件耐火等級為一級， 防火設(shè)計的建筑分類為一類高層，抗震設(shè)防烈度為 6 度，屋面防水等級為級。本工程含南區(qū)地下室、1#棟-11#棟共 11 棟住宅、 23#棟-25# 棟 3 棟商業(yè)樓；總建筑面 226773.63 平方米；地上住宅為 25-29層一類高層住宅，地下室為1 層；基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)。各棟號概況如下：序號棟號層數(shù)建筑高度 (M)11#、2#、 3#24+176.25#24+124#、8#28+188.236#、10#28+188.247#24+176.29#511#24+176.2623#商業(yè) 4312.6724#商業(yè) 528.425#商業(yè) 68.48地下室13.9( 層高 )2、各參建單位工程名稱：圭塘河省直住宅小區(qū)南區(qū)第一標段建設(shè)單位：長沙豐升置業(yè)有限公司設(shè)計單位：上海建筑設(shè)計研究院有限公司監(jiān)理單位：湖南長順監(jiān)理工程有限責(zé)任公司勘察單位：化工部長沙設(shè)計研究院施工單位：湖南省第六工程有限公司3、地質(zhì)情況本工程地下室基坑及樁基建設(shè)單位已委托其他單位施工完畢，根據(jù)化工部長沙設(shè)計研究院提供的巖土工程詳細勘測報告，絕對標高為 4439m土質(zhì)為回填土、粉質(zhì)粘土、躒石層，39m 以下為強風(fēng)化巖。施工塔吊承臺持力層為粉質(zhì)粘土，承載力特征值180KPa。本工程采用一根大直徑的樁來承擔塔機的荷載，即單樁承臺式基礎(chǔ)， 來抵抗塔機的傾覆保持整體的穩(wěn)定性。采用人工挖孔樁， 樁底標高為伸入強風(fēng)化 1.5M 深。強風(fēng)化泥質(zhì)巖為持力層。端阻力qpa=2300KPa。4、塔式起重機平面布置現(xiàn)場擬布置 11 臺臂長 56m 的 TC5610 塔式起重機，TC5610 塔吊初次安裝高度為30 米，為防止塔式起重機互相碰撞，相鄰塔式起重機安裝高度錯開5m 以上。塔式起重機的具體位置詳見塔式起重機平面布置圖5、塔吊技術(shù)指標本案塔吊為中聯(lián)中共科技發(fā)展股份有限公司生產(chǎn)TC5610 塔吊。主要技術(shù)指標如下：序號技術(shù)指標技術(shù)數(shù)據(jù)1塔吊功率35KW2工作幅度56m3起升速度80m/min4塔吊最大起重量6t5最大幅度起重量（ 56m 處）1.0t6起重力矩80t/m7回轉(zhuǎn)速度0.65 轉(zhuǎn)8標準節(jié)寬度1.60m9塔機自重（包括配重）464kN（非工況）10變幅速度25-50m/min11傾覆力矩1552KN/m（非工況）二、工藝原理單樁承臺式基礎(chǔ)，是承臺基礎(chǔ)和樁基的聯(lián)合體，承臺支撐塔機，樁基傳遞荷載，它們共同起到抵抗塔機的傾覆，保持整體穩(wěn)定性，和滿足地基承載力的要求。三、施工工藝流程及操作要點1、塔機基礎(chǔ)的設(shè)計流程塔機基礎(chǔ)抗傾覆的計算模式塔機基礎(chǔ)的受力最大數(shù)值確定承臺和樁基的設(shè)計尺寸非工作工況時力矩平衡計算承臺配筋計算樁基礎(chǔ)設(shè)計。2、塔機基礎(chǔ)施工工藝放線定位承臺基礎(chǔ)開挖人工挖孔樁樁基和承臺基礎(chǔ)鋼筋綁扎預(yù)埋塔機地腳螺栓澆筑基礎(chǔ)砼砼養(yǎng)護。四、驗算1、塔吊在末采用附著裝置前，基礎(chǔ)受力最大數(shù)據(jù)工況塔機垂直力 G水平力 F（KN ）傾覆力矩 M（KN ）（ KN.m扭矩（ KN.m ）工作狀態(tài)511.218.31335269.3非工作狀態(tài)46473.9155202、塔機基礎(chǔ)的抗傾覆設(shè)計計算1）、塔機基礎(chǔ)抗傾覆的計算模式單樁承臺式深基礎(chǔ)抗傾覆的計算模式是以承臺基礎(chǔ)為主導(dǎo)的抗傾覆計算方法，計算力臂為承臺寬度的一半數(shù)值，安全系數(shù)取值K=1.8。2）、確定承臺和樁基的設(shè)計尺寸承臺基礎(chǔ)設(shè)計尺寸：平面尺寸b 為 5m*5m，高度 h=1.35m。樁基礎(chǔ)的設(shè)計尺寸：直徑D=1.2m，樁深 L6m。3）、計算非工作工況時的力矩平衡塔機基礎(chǔ)在非工作工況時的傾覆力矩最大， 為塔吊最不利受力狀態(tài)，進行塔機基礎(chǔ)抗傾覆計算。依據(jù)荷載是否在基礎(chǔ)底面截面核心區(qū)， 確定塔吊基礎(chǔ)抗傾覆穩(wěn)定性：e=（M+Fh.h）/N+G式中： N作用在基礎(chǔ)中心的垂直力（非工況）， N=464KNFh作用在基礎(chǔ)頂面的水平力（非工況），F(xiàn)h=73.9KNG矩形混凝土基礎(chǔ)自重，G=1012.50 KNM 作用在基礎(chǔ)頂面的傾覆力矩（非工況）M=1552KN.mb矩形混凝土基礎(chǔ)寬度h矩形混凝土基礎(chǔ)高度經(jīng)計算 e=（1552+73.9×1.35）/（464+1012.50）=1.121.667（ b/3）所以塔吊基礎(chǔ)抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。2、承臺配筋計算1）. 基礎(chǔ)計算依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB50007-2011)第5.2 條承載力計算。計算簡圖 :A：工況時計算當不考慮附著時的基礎(chǔ)設(shè)計值計算公式：FGMPmaxBC2WFGMPminBC2W當考慮附著時的基礎(chǔ)設(shè)計值計算公式：F GPBC2當考慮偏心距較大時的基礎(chǔ)設(shè)計值計算公式：Pk max2(FG)3Bc a式中 F 塔吊作用于基礎(chǔ)的豎向力，它包括塔吊自重， 壓重和最大起重荷載 ,F=1.2 ×511.2=613.44kN ；G 基礎(chǔ)自重與基礎(chǔ)上面的土的自重， G=1.2×(25.0 ×5× 5×1.35) =1012.5kN ；Bc基礎(chǔ)底面的寬度，取 Bc=5m；W基礎(chǔ)底面的抵抗矩，3；W=1/6Bc×Bc×Bc=20.83mM 傾覆力矩，包括風(fēng)荷載產(chǎn)生的力距和最大起重力距，M=1335KN ·m；a 合力作用點至基礎(chǔ)底面最大壓力邊緣距離 (m) ，按下式計算：a=5/2-1335/(613.44+1012.5)=1.68m。經(jīng)過計算得到 :無附著的最大壓力設(shè)計值Pmax= (613.44+1012.5)/5 2+1335/20.83=129.03kPa無附著的最小壓力設(shè)計值Pmin= (613.44+1012.5)/521335/20.83=0.95kPa2有附著的壓力設(shè)計值P=(613.44+1012.5)/5=65.04kPa偏心距較大時壓力設(shè)計值Pkmax=2×(613.44+1012.5)/(3×5×1.68)=129.04kPaB ：非工況時計算當不考慮附著時的基礎(chǔ)設(shè)計值計算公式：FGMPmaxBC2WFGMPminBC2W當考慮附著時的基礎(chǔ)設(shè)計值計算公式：F GPBC2當考慮偏心距較大時的基礎(chǔ)設(shè)計值計算公式：2(FG)Pk max3Bc a式中 F 塔吊作用于基礎(chǔ)的豎向力，它包括塔吊自重， 壓重和最大起重荷載 ,F=1.2 ×464=556.8kN；G 基礎(chǔ)自重與基礎(chǔ)上面的土的自重， G=1.2×(25.0 ×5× 5×1.35) =1012.5kN ；Bc基礎(chǔ)底面的寬度，取 Bc=5m；W基礎(chǔ)底面的抵抗矩，3；W=1/6Bc×Bc×Bc=20.83mM 傾覆力矩，包括風(fēng)荷載產(chǎn)生的力距和最大起重力距，a 合力作用點至基礎(chǔ)底面最大壓力邊緣距離 (m) ，按下式計算：a=5/2-1552/(556.8+1012.5)=1.51m。經(jīng)過計算得到 :無附著的最大壓力設(shè)計值Pmax=(556.8+1012.5)/5 2+1552/20.83=137.28kPa無附著的最小壓力設(shè)計值Pmin= (556.8+1012.5)/521552/20.83=-11.75kPa2有附著的壓力設(shè)計值P=(556.8+1012.5)/5=62.77kPa偏心距較大時壓力設(shè)計值Pkmax=2×(556.8+1012.5)/(3×5×2.28)=91.77kPa2）、地基基礎(chǔ)承載力計算地基基礎(chǔ)承載力特征值計算依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB 50007-2011第條。計算公式如下 :其中 f a修正后的地基承載力特征值(kN/m2) ；fak地基承載力特征值，粉質(zhì)粘土取180.00kN/m2；（地質(zhì)報告）b基礎(chǔ)寬度地基承載力修正系數(shù)，取0.00 ；d基礎(chǔ)埋深地基承載力修正系數(shù)，取1.00 ；基礎(chǔ)底面以下土的重度，取20.00kN/m3；m基礎(chǔ)底面以上土的重度，取20.00kN/m3；b 基礎(chǔ)底面寬度，取 5m；d 基礎(chǔ)埋深度 , 取1.35m。解得修正后的地基承載力設(shè)計值f a=197.00kPapkfa137.28 KPa197.00Kpa滿足要求pkmax1.2fa91.77 KPa236.40Kpa滿足要求受沖切承載力驗算依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB 50007-2011第條。驗算公式如下 :式中hp受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，取hp=0.95 ；ft 混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值，取f t =1.57kPa；am沖切破壞錐體最不利一側(cè)計算長度:am=1.50+(1.50 +2×1.35)/2=2.85m ；h0承臺的有效高度，取h 0=1.3m；Pj 最大壓力設(shè)計值，取P j =137.28kPa；Fl 實際沖切承載力：Fl =137.28 ×(5+4.20)×0.4/2=252.60kN 。允許沖切力：0.7×0.95 ×1.57 ×2850×1300=3868.2kN實際沖切力不大于允許沖切力設(shè)計值，所以能滿足要求！3、承臺配筋計算依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB 50007-2011第條。1 ）. 抗彎計算，計算公式如下 :式中 a 1塔身至基底邊緣的距離，取a 1=1.75m；a 塔身的截面邊長尺寸P 塔身處的基底反力 :P=137.28×(3 ×1.35-1.75)/(3×1.35)=77.96kPa ；a'截面 I-I 在基底的投影長度 , 取 a'=1.35m 。2經(jīng)過計算得 M=1.75 ×(2 ×5+1.35) × (137.28+77.96-2 ×21012.5/5 )+(137.28-77.96)× 。2 ）. 配筋面積計算 , 公式如下 :依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB 50007-2011第7.2 條。式中1系數(shù)，當混凝土強度不超過 C50時，取為 1.01f c混凝土抗壓強度設(shè)計值；h0承臺的計算高度。63經(jīng)過計算得s=113.4 ×10 /(1.00×16.70 ×5×10 ×21300 )=0.00250.5=1-(1-2 ×0.0025)=0.0025s=1-0.0025/2=0.99962As=129.04×10 /(0.999 ×1300×300.00)=331.20mm 。承臺斷面： 1350× 5000×0.15 10125由于最小配筋率為所以最小配筋面積為2。0.15%,:10125mm2故取 As=10125mm。采用級鋼，承臺基礎(chǔ)上部配置C 22160雙向鋼筋，下部配置30 C 22160雙向鋼筋2As=10125mm。4、樁基礎(chǔ)設(shè)計樁基礎(chǔ)直徑為1.2m，長 6m。樁基礎(chǔ)承受的垂直力N=F+( M 傾+F·h) ÷b/2+b2 ·h·C+·D2/4 ·l ·C÷5/2+5 2*1.35*252/4*6*25=2200.75KN 。樁底傳給基巖的抗壓強度：f a=N ÷ S=2200.75 ÷2/4)=1947.57 KN/m 2=1. 89N/mm2，根據(jù)地質(zhì)報告中風(fēng)化基巖地基承載力特征值為2300Kpa 大于樁底傳給基巖的抗壓強度滿足要求。樁基采用構(gòu)造鋼筋：豎向鋼筋21 C 16180，A 8 螺旋箍筋 200，加強筋C 142000，樁基豎向鋼筋錨入承臺內(nèi)，錨固長度不小于40倍鋼筋直徑。混凝土強度等級C35。五、質(zhì)量保證措施1、建立質(zhì)量保證體系在項目經(jīng)理的統(tǒng)一安排下，質(zhì)量措施要求層層落實并認真貫徹到每個崗位上。2 、保證原材料質(zhì)量所用原材料要嚴格按規(guī)范要求分批檢驗、檢測，合格后方可使用。原材料必須有合格證 （質(zhì)量保證書）。3 、保證施工質(zhì)量 凡施工中現(xiàn)有原材料， 材料部門均應(yīng)按規(guī)定提供材料合格證證明， 并必須經(jīng)過復(fù)檢后使用。 每道工序施工前要進行技術(shù)交底， 項目技術(shù)負責(zé)人要對施工隊人員技術(shù)交底， 各級交底以口頭進行，并有文字記錄，交底和接受都必須有簽字手續(xù)。 澆灌必須在上道工序檢查合格并經(jīng)監(jiān)理簽字后， 施工人員根據(jù)項目質(zhì)檢、業(yè)主代表、 監(jiān)理人員簽字認可后開始澆灌。在施工過程中實施施工掛牌制，牌上注明管理者，操作者，施工日期和簡潔明了的質(zhì)量要求。各工序班組要像重視工序的操作一樣重視成品的保護，項目管理人員應(yīng)合理安排工序，盡力減少工序的交叉作業(yè)， 上下工序之間做好交接工作記錄，如下道工序可能對上道工序的成品造成影響時，應(yīng)征得上道工序的操作人員及管理人員的同意，并采取可靠措施避免破壞和污染，否則造成的損失由下道工序操作人員與管理人員負責(zé)。六、安全技術(shù)措施1、挖孔時，挖孔工人配有安全帽、安全繩、必要時就搭設(shè)掩體。2、對于取出土渣的吊桶、吊鉤、鋼絲繩、卷揚機等機具，要求經(jīng)常檢查。3、在井口周圍用磚砌圍護，進口圍護高于地面20cm30cm，以防止土、石、雜物滾入孔內(nèi)傷人。為防止井口坍塌，在孔口用混凝土護壁，高約 2.0m。4、挖孔時還應(yīng)經(jīng)常檢查孔內(nèi)的二氧化碳含量，如超過0.3%，或孔深超過 10m時，采用機械通風(fēng)。5、挖孔工作暫停時，將孔口罩蓋。在井孔安設(shè)牢固可靠的安全梯，以便于施工人員上下。6、砼澆注完畢，樁頂標高低于地面的應(yīng)蓋好板（網(wǎng)）或設(shè)置封閉圍欄。七、附附圖一：圭塘河省直機關(guān)住宅小區(qū)第一標段塔吊平面布置圖附圖二：圭塘河省直機關(guān)住宅小區(qū)第一標段塔吊承臺、樁基圖附圖三：圭塘河省直機關(guān)住宅小區(qū)第一標段塔吊穿地下室底板、頂板處置圖