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武汉市轨道交通3号线三金潭车辆段综合楼1武汉市轨道三号线一期工程第二十三标段土建工程综合楼塔吊基础施工方案编制：审核：审批：2014年3月14日武汉市轨道交通3号线三金潭车辆段综合楼2第一章塔吊基础施工方案第一节、编制依据《武汉市轨道交通3号线工程勘察第六标段三金潭车辆段岩土工程勘察报告》《武汉市轨道交通3号线一期工程三金潭车辆段与综合基地工程组织设计》《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）第二节、工程概况武汉市轨道交通三号线一期工程三金潭车辆段与综合基地综合楼建筑面积19578.2平方米,其中I区地上七层，一至三层高4.5米，四至七层4.2米，建筑高度34.8米；II区三层，III区地下一层地上四层；钢筋混凝土框架结构。本工程选用型号QTZ80（H6010）型塔式起重机1台，根据本工程现场实际情况结合基础工程桩位平面布置图，选定塔吊位置及基础埋深详见附图。根据《武汉市轨道交通3号线工程勘察第六标段三金潭车辆段岩土工程勘察报告》土质情况，现场土质强度不能满足塔吊基础安装地承载力要求。研究决定，拟对塔吊基础所在处地基进行打桩处理，桩基要求参照房屋基础加固桩基。第三节、塔吊桩基础计算书QTZ80（H6010）一、塔吊的基本参数信息塔吊型号:QTZ80（H6010）型塔吊最大提升高度H=40.00m，塔吊倾覆力矩M=800.00kN.m，混凝土强度等级:C35，塔身宽度B=1.60m，基础以上土的厚度D=0.00m，自重F1=335.00kN，基础承台厚度Hc=1.35m，最大起重荷载F2=60.00kN，基础承台宽度Bc=5.00m，武汉市轨道交通3号线三金潭车辆段综合楼3钢筋级别:II级钢，桩直径或者方桩边长=0.50m，桩间距a=1.00m，承台架竖向钢筋间距S=486.00mm，承台砼钢筋保护层厚度=70.00mm，二、塔吊基础顶面的竖向力和弯矩计算塔吊自重（包括压重）F1=497.00kN，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)=668.4kN，塔吊的倾覆力矩M=1.4×800.00=1120.00kN。三、地质情况及选型1、本工程的基础部分根据武汉市测绘研究院2013年11月19日提供的《武汉市轨道交通3号线三金潭车辆段综合楼岩土工程详细勘察报告》进行设计，本场区场地土自上而下各土层岩土工程性能分层描述如表一：2、根据岩土工程勘察报告，拟建场地原为湖塘及菜地，现已基本整平，场周边地势有一定起伏，地貌单元为长江冲积二级阶地，场地稳定，适宜工程建设，建筑场地类别为Ⅲ类，属抗震一般地段。5、上场地地下水类型为赋存于填土层中的上层滞水和赋存于下部砂性土层之中的孔隙承压水。6、桩基施工必须严格遵照《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)、《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)及其他现行国家规范和规程执行。7、根据该工程的需要，安装H6010型塔式起重机机一台。H6010型塔吊为5.0m×5.0m×1.25m方形钢筋混凝土基础，H6010（最大起重量为6T）型塔吊基础为5m×5m×1.35m的方形钢筋砼基础，按照塔机基础图中要求，承载力大于20t/㎡，根据地质勘察报告中的内容，当前的土质层不能满足塔机基础的要求，需要进行地基处理后方能满足承载力要求。根据施工现场情况本塔吊基础加固采用桩径500水泥搅拌桩加固方案，水泥搅拌桩加固平面布置如图所示。8、钢筋混凝土基础详见下图。武汉市轨道交通3号线三金潭车辆段综合楼4武汉市轨道交通3号线三金潭车辆段综合楼5四、矩形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。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=1300.00mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；经过计算得：αs=958.62×106/(1.00×16.70×5400.00×1200.002)=0.0046；ξ=1-(1-2×0.000)0.5=0.005；γs=1-0.000/2=0.998；Asx=Asy=958.62×106/(0.998×1450×300.00)=2208mm2。按最小配筋率0.15%要求，选用HRB335钢筋能够满足要求。五、矩形承台斜截面抗剪切计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，记为V=607.06kN我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；bo──承台计算截面处的计算宽度，bo=5400mm；ho──承台计算截面处的计算高度，ho=1200mm；λ──计算截面的剪跨比，λx=ax/ho，λy=ay/ho，此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处至x,y方向计算一排桩的桩边的水平距离，得(Bc/2-B/2)-(Bc/2-a/2)=0.00mm，当λ0.3时，取λ=0.3；当λ3时,取λ=3，满足0.3-3.0范围；在0.3-3.0范围内按插值法取值。得λ=0.30；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=0.20；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；S──箍筋的间距，S=150mm。则，1.00×607.06=6.07×105N≤0.20×300.00×5400×1200=2.16×107N；武汉市轨道交通3号线三金潭车辆段综合楼6经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！六、塔吊桩基础桩位布置图武汉市轨道交通3号线三金潭车辆段综合楼7武汉市轨道交通3号线三金潭车辆段综合楼8七、水泥搅拦桩基础加固验算桩基底面积5×5=25㎡，桩径500mm，长10米，桩间距0.8m,落入2-2层。采用《建筑地基处理技术规范》和地勘报告数据：表一土的名称土的厚度Li桩间土地基承载力特征值fsk（KPA）桩侧摩阻力特征值qsi（KPA）备注回填土层210510相关数值参照2-2土层黏土（2-2）2.210510相关数值参照础附近SQJZ-Ⅲ-D38号点，桩侧摩阻力特征值qp采用《建筑地基处理技术规范》相关数据黏土（3-1）313015黏土（3-2）1.6908淤泥质黏土（3-4）1.2606武汉市轨道交通3号线三金潭车辆段综合楼9水泥搅拌桩复合地基及单桩承载力公式：fspk=λmRa/AP+β(1-m)fsk(P.2.5式)Ra=Up∑qsiLi+aqpAp(11.2.4-1)λ-单桩承载力发挥系数；Up–桩的周长（m）qsi-桩侧摩阻力特征值（KPA）Li-桩长范围内第i层土的厚度（m）ap-桩端端阻力发挥系数，可取0.4-0.6，本次计算按取值0.5，Ap-桩的截面积；β–桩间土承载力发挥系数；根据规范及经验取值0.4；m-面积置换率，正方形布桩m=d2/de2,d为桩身直径，de=1.13ss为桩间距；fsk-桩间土地承载力特征值（KPA）；Ra=3.14×0.5×（2×10+2.2×10+3×15+1.6×8+1.2×6）+0.5×60×3.14×0.252=173.87pa根据《建筑地基处理技术规范》及施工经验，当水泥土强度为2MPA时，一根直径500mm的搅拌桩，其单桩承载力特征值仅为120kpa。本次计算单桩承载力Ra取值120kpa.复合地基承载力fspk=1×【0.52/(1.13×0.8)2】×（120/3.14×0.252）+0.4×【1-0.52/(1.13×0.8)2】×105=216kpa﹥200kpa，满足塔吊基础要求。承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3条；根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=607.06kN；桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：最大压力:其中R──最大极限承载力；Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:Qpk──单桩总极限端阻力标准值:武汉市轨道交通3号线三金潭车辆段综合楼10ηs,ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，γs,νp──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；u──桩身的周长，u=1.571m；Ap──桩端面积,取Ap=0.147m2；li──第i层土层的厚度,取值如下表；厚度及侧阻力标准值表如下:序号土厚度(m)土侧阻力标准值(kPa)土端阻力标准值(kPa)土名称14.5320.00965.00粘性土21.9435.001800.00粉土和砂土32.0422.00965.00粘性土46.4548.001800.00粉土和砂土510.5148.001800.00粉土和砂土由于桩的入土深度为15.00m,所以桩端是在第5层土层。最大压力验算:R=1.57×(4.53×20.00×0.82+1.94×35.00×1.18+2.04×22.00×0.82+6.45×48.00×1.18+0.04×48.00×1.18)/1.65+1.29×1800.00×0.147/1.65=7.40×102kN；上式计算的R的值大于最大压力607.06kN,所以满足要求!第四节塔吊基础施工工艺水泥搅拌桩地基加固施工方法1、在安置塔吊基础底部5.0m×5.0m范围内，采用水泥搅拌桩加固施工方法施工。2现场技术人员放好精确控制线之后，方可进行搅拌桩施工。3、搅拌桩中的水泥掺量为加固土重的15%，每加固1m3土体掺入水泥约200㎏。4、施工顺序：搅拌机定位→预拌下沉→制配水泥浆→喷浆搅拌、提升→重复搅拌下沉→重复搅拌提升直至孔口→关闭搅拌机、清洗→移至下一根桩、重复以上工序。5、搅拌桩桩径500mm，长10米，从边按照间距0.25米设置一道，相邻桩间距0.8米，在5.0m×5.0m范围内共设置36根搅拌桩。6、开工前先把场地平整并清除桩位处一切障碍物，标定搅拌机械的灰浆泵输送量、灰浆输送管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工工艺参数，并检查各机械的运行武汉市轨道交通3号线三金潭车辆段综合楼11和畅通情况。7、搅拌桩最底层落在8-2层粉土层中，桩顶在自然地坪下1.2米。8、搅拌机预拌下沉时，不宜冲水，当遇到较硬土层下沉太慢时，方可适当冲水。配置好的浆液不得离析，泵送应连续。9、施工时因故停喷浆，应将搅拌机下沉至停浆点以下0.5m,待恢复供浆时，再喷浆提升。每天加固完成后，应用水清洗贮料罐、砂浆泵、深层搅拌机及相应管道。10、搅拌桩完成后可取7天的桩身加固土样，观察搅拌均匀程度，并采用《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002中9.11章节验收。11、搅拌桩施工完成后，养护14天。桩顶下周围的土方挖深200mm，换填级配砂石垫层，之后在级配砂石上面支模板浇筑塔吊砼基础。12、安全措施：施工机械、电气设备、仪表仪器及机具等在确认完好后方准使用，并由专人负责使用；搅拌机的入土切削和提升搅拌，当负载荷太大及电机工作电流超过预定值时，应减慢升降速度或补给清水，一旦发生卡钻或停钻现象，应切断电源，将搅拌机强制提起之后，才能启动电机。塔吊钢筋混凝土基础施工方法基坑土方采用全面开挖的方式，拟组织1台反铲挖掘机，2辆自卸汽车进行土方挖运。本工程基础坑底边离作业面为1000mm，放坡系数为1:1.5。沿工作面周边做300×300排水沟，转角部位处做1000×1000×1