桩基础塔吊基础施工方案

1一、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）；建筑、结构设计图纸；《东方红大厦工程岩土工程详细勘察报告》QTZ80自升塔式起重机使用说明书。二、工程概况：东方红大厦位于湖南省郴州市桂东县桂东大道旁，由湖南浙商房地产开发有限公司筹建，湖南建设科学研究院有限公司设计，由湖南长大建设集团股份有限公司承建。项目工程计划工期大厦270日历天，计划开工日期大厦2014年8月2日、广场2014年9月2日，计划竣工日期大厦2015年5月2日、广场2014年9月2日。东方大厦全楼共十层，地下一层，地上九层，一至三层为商业，四至九层为住宅，地下一层层高为5.4米，一层层高为层高4.8ｍ，二、三层层高为4.5m，住宅层高均为2.9ｍ，建筑总高度为36.000米，占地面积为2696.85m2,总建筑面积为19072.45m2,一至三层为整体商业，四至九层分南、北两栋，由三个一梯两户的住宅单元组成。本工程为二类商住楼建筑。建筑耐火等级为地上二级，地下一级，结构形式为框架结构，抗震不设防，设计使用年限50年。混凝土环境：室内正常环境为一类，室内潮湿，露天及与水土直接接触部分（基础、屋面等）为二类（a）。基础采用长螺旋钻孔灌注桩基础，桩心截面为600㎜，其中由于现场场地条件限制，在○1轴/○A轴、○1轴/○H轴、N-1轴/N-J轴、N-1轴/N-B轴、N-31轴/N-J轴五个桩钻孔桩设备无法就位，改做Φ1000mm的人工挖孔桩。持力层为强风化花岗岩○5-1，单桩竖向承载力特征值1400KN，要求桩长不小于12米，桩端入持力层≥1.2米。根据现场实际情况，本工程考虑采用一台QTZ80型塔式起重机，详见塔吊布置图。三、现场地质条件2（一）地形、地貌场地位于桂东县桂东大道旁，属基坑内长螺旋钻孔灌注桩，低于±000标高约5.7m。（二）场地岩土构成、水文地质条件地层岩性构成据现场勘探及已有地质勘察资料，构成场地的地层自上而下描述如下：中粗砂：冲洪积成因，黄色，水饱和，稍密至中密，含泥，水饱和，骨架颗粒小于0.25-0.5mm，其含量为45%-65%，含少量砾石，泥质胶结，粘性土含量为15%-25%，该土层场地内27个钻孔均有揭露，其厚度3.8-5.0m，平均厚4.34m。力学强度较低、工程特性较差。残积土：残积成因，褐黄色、黄色，由粉质粘土和粉土等组成，硬可塑状态，干强度中等，韧性中等，摇振无反应，土芯切面规则，稍有光泽和滑腻感，含少量（母岩）石英砾石积石英碎石，该土层场地内27个钻孔均有揭露，其厚度为3.50-11.10m，平均厚9.46m。该土层力学强度中等、工程特性中等。强风化花岗岩：浅肉红色，黄色，强风化，散体—碎裂结构，块状构造，矿物成分由长石、石英、云母组成，原岩长石矿物已风化呈高岭土，石英呈颗粒状，局部夹全风化花岗岩，镐可挖掘，不易干钻，岩石RQD指标极差，岩体基本质量等级为软岩V级。该岩层场地27个钻孔均有揭露，其厚度3.0-6.70m（部分钻孔未揭穿该层），平均厚度3.31m。该岩层力学强度中等，工程特性中等。中风化花岗岩：褐黄色、黄色、中风化，块状构造，岩芯呈短柱状，少量碎块状，岩块不易折断，不能干钻，岩石RQD指标为40-60，岩体基本质量等级为较软岩Ⅳ级。该岩层ZK1~ZK16等16个钻孔探至该层，其厚度5.0-5.4m，未揭穿，该岩层力学强度高，工程特性好。四、塔吊布置原则1、最大限度的满足垂直运输的要求和服务半径，满足现场施工需求。2、塔吊与周围建筑物之间的距离最大限度的满足安全规范的要求；3、塔吊附着满足塔吊性能要求4、满足塔吊安装和拆卸的工作面要求，保证塔吊安装拆卸的可行性。3五、塔吊选择考虑本工程实际垂直运输工程量及施工总平面布置，拟布置1台塔吊，塔吊型号为QTZ5013，臂长56米。六、塔吊定位根据地下室结构平面布置图、主楼结构平面布置图和建筑布置图，塔吊基础具体位置详见塔吊基础平面布置图。七、塔吊基础塔吊采用长螺旋钻孔桩承台基础，桩径为600mm,承台尺寸为5000mm×5000㎜×1500㎜。塔吊基础土方开挖后须经监理、勘察单位验收，进行地基承载力试验，满足设计要求200Kpa后方可进行封底。塔吊基础混凝土浇筑前，应先预埋好塔吊地脚螺栓，做好基础隐蔽工程资料，并组织监理单位（或建设单位）验收，报送混凝土浇灌令后方可进行混凝土浇筑施工。八、塔吊基础配筋图4九、结构验算计算简图:一、参数信息1.塔吊参数塔吊型号：QTZ80（广西建机）塔吊自重(Fk1)：401.40kN起重荷载(Fqk)：60.00kN塔身宽度(B)：1.6m塔机计算高度(H)：43m2.矩形承台参数矩形承台截面长度(lc)：5m矩形承台截面宽度(bc)：5m矩形承台截面高度(hc)：1.35m地下水位深度(hw)：0m混凝土强度等级：C35承台钢筋级别：HRB400保护层厚度(as)：50mm承台埋置深度(d)：1.65m3.桩参数桩个数(n)：4个桩型与工艺：长螺旋钻孔灌注桩桩入土深度(lt)：12m轴线距离(a1)：2.5m轴线距离(a2)：2.5m桩钢筋级别：HRB400LhGMLLPVPHPH5桩钢筋直径：14mm桩直径(边长)(D)：0.6m4.地基参数二、塔吊抗倾覆稳定性验算1.自重荷载以及起重荷载1）塔机自重标准值：Fkl=G0+G1+G2+G3+G4=251+37.4+3.8+19.8+89.4=401.40kN2）起重荷载标准值：Fqk=60.00kN3）竖向荷载标准值：Fk=Fk1+Fqk=401.40+60.00=461.40kN4）基础及其上土自重标准值：Gk=bc×lc×hc×25=5×5×1.35×25=843.75kN受水位影响后其值：Gk′=G11+G21=506.25+0.00=506.25kN2.风荷载计算1）工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值①塔基所受风均布线荷载标准值（ω0=0.20kN/m2）qsk=0.8×α×βz×μS×μZ×ω0×α0×B×H/H=0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.20×0.35×1.6=0.44kN/m②塔机所受风荷载水平合力标准值Fvk=qsk·H=0.44×43=18.92kN③基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk=0.5Fvk·H=0.5×18.92×43=406.82kN·m2）非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值①塔机所受风线荷载标准值（深圳市ω0′=0.75kN/m2）qsk′=0.8×α×βz×μs×μz×ω0′×α0×B×H/H=0.8×1.2×1.69×1.95×1.32×0.75×0.35×1.66=1.75kN/m②塔机所受风荷载水平合力标准值Fvk′=qsk′·H=1.75×43=75.42kN③基础顶面风荷载产生的力矩标准值Msk′=0.5Fvk′·H=0.5×75.42×43=1621.52kN·m3.基础顶面倾覆力矩计算1）工作状态下塔机倾覆力矩标准值Mk=M1+M2+M3+M4+0.9(M5+Msk)=(37.4×22)+(3.8×11.5)+(-19.8×6.3)+(-89.4×11.8)+0.9×(max（60×11.5，10×50）+406.82)=673.98kN·m2）非工作状态下塔机倾覆力矩标准值Mk′=M1+M3+M4+Msk′=(37.4×22)+(-19.8×6.3)+(-89.4×11.8)+1621.52=1264.66kN·m比较上述两种工况的计算，可知塔机在非工作状态时对基础传递的倾覆力矩最大，故应按非工作状态的荷载组合进行地基基础设计。三、承台计算1.荷载计算最大压力：N1=1.35×[Fk1/n+(Mk′+Fkv′hc)/L]=1.35×[401.40/4+(1264.66+75.42×1.35)/3.54]=657.25kN最大拔力：N2=1.35×[Fk1/n-(Mk′+Fkv′hc)/L]=1.35×[401.40/4-(1264.66+75.42×1.35)/3.54]=-386.30kNNi=max{N1,N2}=657.25kN2.承台弯矩计算依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条：7xi=(a1-B)/2=(2.5-1.6)/2=0.45myi=(a2-B)/2=(2.5-1.6)/2=0.45mMx=∑Niyi=2×657.25×0.45=591.52kN·mMy=∑Nixi=2×657.25×0.45=591.52kN·m3.承台截面配筋的计算依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002：1）底面配筋：h0=hc-as-d/2=1.35-50/1000-25/1000/2=1.29mαsⅠ=My/(α1fclch02)=591.52/(1×16.70×103×5×1.292)=0.004ξⅠ=1-(1-2αsⅠ)1/2=1-(1-2×0.004)1/2=0.004γⅠ=1-ξⅠ/2=0.998沿bc向配筋面积：AsⅠ=My/(γⅠh0fy)=591520.69/(1.00×1.29×360.00)=1278.943mm2；建议配筋面积：As=max{AsⅠ，0.15%lchc}=max{1278.943,0.15%×5000×1350}=10125.00mm2αsⅡ=Mx/(α1fclch02)=591.52/(1×16.70×103×5×1.292)=0.004ξⅡ=1-(1-2αsⅡ)1/2=1-(1-2×0.004)1/2=0.004γⅡ=1-ξⅡ/2=0.998沿lc向配筋面积：AsⅡ=Mx/(γⅡh0fy)=591520.69/(1.00×1.29×360.00)=1278.943mm2；建议配筋面积：As=max{AsⅡ，0.15%bchc}=max{1278.943,0.15%×5000×1350}=10125.00mm22）顶面配筋：建议最小配筋面积：沿bc向配筋面积：AsⅠ′=0.5AsⅠ=5062.50mm2沿lc向配筋面积：AsⅡ′=0.5AsⅡ=5062.50mm24.承台截面抗剪切计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.10条和第5.9.14条：8a1x=(a1-B-D)/2=(2.5-1.6-0.6)/2=0.15ma1y=(a2-B-D)/2=(2.5-1.6-0.6)/2=0.15mλx=a1x/h0=0.15/1.29=0.12λy=a2x/h0=0.15/1.29=0.12(800/h0)1/4×ftbch0×1.75/(λmax+1)=(800/(1.29×103))1/4×1.57×103×5×1.29×1.75/(0.25+1)=12562.63kN≥Ni=657.25kN,满足要求！5.承台受冲切验算角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏椎体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台受角桩冲切的承载力验算。四、基桩承载力验算1.基桩竖向承载力验算μ=πD=3.14×0.6=1.88mAps=πD2/4=3.14×0.62/4=0.28m2Ra=μ∑qsik·li+qpk·APs=1.88×255.85+200×0.28=538.81kNQk=(Fk1+Gk)/n=(401.40+843.75)/4=226.91kN＜Ra=538.81kNQkmax=(Fk1+Gk)/n+(Mk′+Fkvhc)/L=(401.40+843.75)/4+(1264.66+75.42×1.35)/3.54=613.41kN＜1.2Ra=646.58kN满足基桩竖向承载力要求！Qkmin=(Fk1+Gk′)/n-(Mk′+Fkvhc)/L=(401.40+506.25)/4-(1264.66+75.42×1.35)/3.54=-159.59kNGp=15×12×3.14×0.62/4=50.89kNRa＇=μ∑λiqsik·li+Gp=1.88×179.10+50