和邦.中央半岛塔吊基础施工方案

和邦.中央半岛一期工程.塔吊基础施工方案塔吊基础施工方案本施工方案主要依据建设单位提供的本工程施工图纸、地勘报告、基坑支护设计方案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。一、工程概况工程名称：和邦.中央半岛工程2#、8#楼；工程建设地点：江陵县双港村；属于框架剪力墙结构；地上28层；地下1层；建筑高度：90m；标准层层高：3m ；总建筑面积：54719平方米；总工期：500天。本工程由湖北和邦置业有限公司投资建设，广州大学建筑设计研究院设计，湖北华迪工程勘察院地质勘察，湖北天成建设工程项目管理有限公司监理，湖北洲天建设集团有限公司组织施工；由担李长清任项目经理，担李金超任技术负责人。二、工程地质概况根据勘察报告，本工程场地岩土分层情况及岩土特征详述如下：层耕土（Q ml）：灰色或灰黄色，表层0.30m夹少量植物根茎，下部为粉质粘土夹粉土，松散，稍湿。层厚0.702.20m，层面标高29.0830.45m。层粉质粘土夹粉土（Q4al）：灰或灰黄色，可塑，稍湿。偶夹薄层中密粉土，干强度低中等。层厚1.204.20m，层面标高27.3929.56m。层淤泥质粉质粘土夹粉土（Q4al+l）：灰或灰黄色，软塑，湿。偶夹薄层粉土，干强度低中等。层厚1.203.80m，层面标高24.5628.14m。层粉质粘土夹粉土（Q4al）：灰色，可塑，局部软塑，较湿。夹薄层中密粉土，偶夹薄层松散粉砂，干强度低中等。层厚9.7018.20m，层面标高21.9625.96m。-1层粉砂（Q4al）：灰色，稍密，湿。层厚0.903.70m，层面标高9.7013.56m。-2层细砂（Q4al）：灰色，中密，饱水。粗颗粒的矿物成份主要为石英、长石等，偶夹薄层稍密粉砂。层厚1.803.80，层面标高9.2510.57m。-1层粉土夹粉砂（Q4al）：灰色，中密，湿。偶夹薄层松散稍密粉砂。层厚1.104.40m，层面标高7.1410.44m。-2层粉砂（Q4al）：灰色，稍密，局部中密，饱水。层厚1.006.30m，层面标高4.618.41m。-1层粉质粘土夹粉土、粉砂（Q4al）：灰色，可塑，稍湿。底部夹薄层中密粉土或松散粉砂，干强度低中等。层厚1.308.40m，层面标高2.999.84m。-2层粉砂（Q4al）：灰色，稍密中密，饱水。底部常夹少量细砾。层厚1.306.50m，层面标高2.076.73m。层园砾（Q3al）：杂色，稍密-中密，局部密实，饱水。圆砾含量约52-59%，粒径3-30mm，其中粒径大于20mm卵石含量约15-25%，呈圆状或次圆状，磨圆度较好，粗颗粒的母岩成份主要为硅质岩、石英岩、石英砂岩、燧石等，粉细砂充填，偶夹薄层粉细砂。最大揭露厚度16.0m（未揭穿），层面标高-4.765.56m。-1层砾砂（Q3al）：灰色，松散稍密，饱水。该层呈透镜体间夹于层园砾层中，连续性差，最大厚度2.50m，层面标高-3.864.45m。各土层空间分布特征详见地勘报告附表“地层统计表”,及“工程地质剖面图”。三、场地水文地质条件概况3.1根据勘探报告揭露各土层性质及含水、透水情况，可划分：层耕土具弱中等透水性，含上层滞水。层粉质粘土夹粉土、层淤泥质粉质粘土夹粉土、层粉质粘土夹粉土土等土层中粘性土渗透性微弱，为相对隔水层。上述土层中常夹呈透镜体分布的粉土、粉砂，垂直渗透性较小，水平渗透性相对较大。-1层粉土夹粉砂、-1层粉质粘土夹粉土、粉砂在区域地层分布上呈透镜体分布，属“过渡层”，垂直渗透性较弱，水平渗透性相对较强。-1层粉砂、-2层细砂、-2层粉砂、-2层粉砂及层园砾、-1层砾砾具中等或强透水性，含承压水。四、塔吊平面布置与选型 根据工程具体特点和尺寸，考虑塔吊的覆盖面和供应面、供应能力，2#楼选用一台TC5610，8#楼选用一台TCT4810型塔吊用于地下室施工阶段材料的垂直、水平运输。两台塔吊在主楼基础开挖前进行安装，地上主体结构施工结束时拆除退场。因塔吊必须穿越地下室梁板结构，为保证结构安全，在穿越部位对梁板另作支撑加固。 依据业主提出的总体建设目标、施工图纸和现场条件，本着“合理利用空间和平面、优化总体施工进度计划、科学合理部署”的原则，现将塔吊安装位置确定如下： 2#楼设在北面 M/14轴外4米；8#设在南面1819/A轴外4米。具体详总平面布置图。五、塔吊基础施工1、塔吊基坑土方开挖前的准备塔吊位置按照方案的要求定位后，先进行降水（降水详后），再进行土方开挖，由于塔吊基础开挖深度较深（地貌标高为30.1-底标高25.1=5m）,挖土时按1：1.5放坡，开挖前先确定塔吊基础坑底边线和开挖边线，再距开挖边四周1米处用砖做一道防水沟，为防止边坡土方扰动。2、塔吊基坑土方开挖 由于塔吊基础埋深较深，在地下室基础未开挖时一次难以挖到底，达到安全施工的目的。 开挖坡度一般不小于1:1.5，开挖过程中，测量人员随时进行测量标高并控制开挖边线，防止漏挖或超挖，并根据边坡支护设计图及时做护坡支护处理（具体做法：插筋挂网支护，插筋水平间距1.5m，竖向间距1.5m,梅花形布置。插筋采用14钢筋垂直坡面插入土体1000mm,端头焊接12钢筋，挂预制钢板网片，面板喷射3050mm厚C20细石混凝土。槽边边缘的土钉墙面板应在基槽上口处向外翻边1.0m,后附支护详图）, 挖至坑底时留200mm土层人工清挖，人工清挖的土方随挖机一同带出基坑，当达到要求标高后进行凿桩，管桩与承台连接构造详国标图集01G409第41、42、43页。3、塔吊基坑垫层及砖胎模施工人工清底结束后，铺150mm厚碎石垫层，压实系数0.9，再浇筑100C20砼垫层，由于基础四周需砌筑240砖胎模，故垫层实际尺寸应为56805680；另加上施工操作面300，故塔吊基础底坑开挖尺寸为62806280。垫层采用100100木方支模，垫层表面应压实搓平并压光。砌筑砖胎模 根据塔吊中心位置，弹出基础边线，在边线四周砌筑240厚砖胎模1.1米高，其内净尺寸分别为5000*5000，砖胎模砌完后在砼浇筑前于砖胎模外回填土方。4、塔吊基础钢筋及预埋件安装垫层达到强度后，绑扎塔吊基础的钢筋，安放塔吊基础埋件。在铺下铁钢筋25220双向，注意垫好垫块；在下铁上支撑钢管马凳摆放上铁，绑扎竖向拉结筋与上下铁钢筋连结，并绑扎固定地脚螺栓；地脚螺栓位置按厂家提供的基础图预埋，调整地脚螺栓位置、标高、垂直度，并绑扎牢固。将地脚螺栓与固定钢管马凳焊牢，注意所有螺栓总体结构稳定，不得发生倾覆及偏移。防雷接地做法：往地砸一根50505镀锌角钢作接地钎子，接地钎子距塔吊承台0.5m，埋入地下-200cm处，用16mm2的绝缘铜蕊电线把接地钎子与塔吊基身连接好，连接处必须紧固、防锈，接地电阻不大于4。通知监理、业主进行钢筋隐蔽验收 。5、塔吊基础混凝土浇筑 基础砼强度均为C35（早强），底面混凝土保护层厚度为50mm。混凝土浇筑采用“全面水平分层法”施工，每层的浇筑厚度均为500mm，并在下一层混凝土初凝之前返回进行上一层的浇筑，设置通长标尺筋，每500mm用红油漆做明显标记。浇筑混凝土时要汽车泵从四个方向下灰，以减少对预埋件的冲击力。浇筑过程中要边振捣边检查预埋件的位置与垂直度，如有变化应立即调整。振捣采用斜向振捣法，振捣棒与水平面倾角约30左右。棒头朝前进方向，插棒间距500mm，防止漏振。振捣时以混凝土表面泛浆出气泡为准。混凝土表面随振随按标高线，用木抹子搓平。混凝土浇筑完毕，待初凝后，覆盖塑料薄膜和草帘被各一层进行保温，混凝土浇捣完毕并压光后覆盖塑料薄膜进行保湿养护，养护时间不少于7天。混凝土浇捣采用汽车泵，提前模板（砖胎模）内应清理干净，并用水将砼垫层、砖胎模湿润。浇筑前扫除积水。混凝土应振捣密实，不得有蜂窝、空洞、露筋、裂缝等缺陷。六、安全注意事项 6.1.塔吊基础土方开挖前，在距塔吊承台边1.5米处打一口500集水井，井深度为12米，在土方开挖前二天进行降水，保证降水深度低于开挖深度500，抽出的地下水用110PVC管引入市政雨水管网。土方开挖施工过程中，由专人负责指挥现场挖土。挖土时，挖机应缓慢下铲。挖机操作人员必须服从指挥。挖机工作时，其工作范围内不得进行其他交叉作业，防止发生危险。 6.2在基坑开挖时，相邻两人间保持安全操作间距。挖机作业时，相邻挖机间距不小于15米。挖土时由上而下逐层挖掘，严禁开挖部位有人停留，以免发生危险。 6.3挖土和修坡时，禁止采用底脚挖空的操作法，基坑边坡3米范围内不得停靠机械车辆、堆土或堆放其他材料。 6.4基础土方挖土完毕后，基坑顶部先做简易围护（1.2米高钢管围栏）。待塔吊安装完毕后，及时在混凝土基础上表面的塔身外侧砌筑240厚砖墙，砖墙内净4000*4000顶高高于周围地面0.2米，砖墙顶面四周做1.2米高的围护栏杆。 6.5塔吊集水井降水要持续到塔机拆除时，以保证承台四周土壤5米深无地下水。减少地下水对塔机承台的破坏。七、塔吊基础稳定性计算书1、塔吊的基本参数信息塔吊型号：TC5610， 塔吊最大起升高度H：220.000m，塔吊最大工作幅度56m， 塔身宽度B：2.5m， 基础埋深D：1.300m， 塔机自重F1：450.8kN， 基础承台厚度Hc：1.000m， 最大起重荷载F2：60kN， 基础承台宽度Bc：5.000m， 桩钢筋级别:HPB235， 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， 空心桩的空心直径：0.35m。 （详后塔机性能参数表）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=450.80kN， 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)=612.96kN， 风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：Mkmax1652.69kNm；3、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算 3.1. 桩顶竖向力的计算依据建筑桩技术规范（JGJ94-94）的第5.1.1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)/nMxyi/yi2Myxi/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=612.96kN； G桩基承台的自重：G=1.2(25BcBcHc)=1.2(255.005.001.00)=750.00kN； Mx,My承台底面的弯矩设计值，取2313.77kNm； 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=(612.96+750.00)/4+2313.772.83/(22.832)=749.76kN。最小压力：Nmin=(612.96+750.00)/4-2313.772.83/(22.832)=-68.28kN。需要验算桩的抗拔3.2. 承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范（JGJ94-94）的第5.6.1条。 Mx = Niyi My = 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=0.75m； Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=Ni-G/n=562.26kN；经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2562.260.75=843.39kNm。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。 s = M/(1fcbh02) = 1-(1-2s)1/2 s = 1-/2 As = M/(sh0fy)式中，l系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，1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=950.00mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=360.00N/mm2；经过计算得：s=843.39106/(1.0014.305000.00950.002)=0.013； =1-(1-20.013)0.5=0.013； s =1-0.013/2=0.993； Asx =Asy =843.39106/(0.993950.00360.00)=2482.38mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:5000.001000.000.15%=7500.00mm2。建议配筋值：RRB400钢筋，22240。承台底面单向根数20根。其配筋值7602mm2。根据塔吊厂家提供的基础钢筋配筋图来分析，其配筋值大于计算值，故满足施工要求（具体详后附图）。5、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，斜截面受剪承载力满足下面公式： 0Vfcb0h0其中，0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=5000mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=950mm； 计算截面的剪跨比，=a/h0此处，a=(4000.00-2500.00)/2=750.00mm；当 3时,取=3，得=0.79； 剪切系数，当0.31.4时，=0.12/(+0.3)；当1.43.0时，=0.2/(+1.5)，得=0.11； fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；则，1.00749.76=749.76kN0.1114.305000950/1000=7471.75kN；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！6、桩竖向极限承载力验算依据建筑桩基技术规范(JGJ94-94)的第5.2.2-3条，单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： R = sQsk/s+pQpk/p+cQck/c Qsk = uqsikli Qpk = qpkAp Qck = qckAc/n其中 R单桩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； Qck相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值； qck承台底1/2承台宽度深度范围(5m)内地基土极限阻力标准值，qck= 180.000 kPa； Ac承台底地基土净面积，Ac=5.0005.000-40.283=23.869m2； n桩数量，n=4； c承台底土阻力群桩效应系数，c=ciAci/Ac+ceAce/Ac s, p, c分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻力群桩效应系数； s,p, c分别为桩侧阻抗力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数； 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,取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) 侧阻力标准值(kPa) 端阻力标准值(kPa) 抗拔系数 土名称1 5.00 25.00 965.00 0.70 粉土2 2.00 24.00 1900.00 0.80 淤泥 3 11.00 74.00 1350.00 0.80 粘性土 4 6.00 74.50 2200.00 0.80 砂土 由于桩的入土深度为22.00m,所以桩端是在第4层土层。单桩竖向承载力验算: R=1.88(5.0025.001.00+2.0024.001.00+11.0074.01.00+4.074.51.00)/1.65+1.072200.00.283/1.65+0.35(180.0023.869/4)/1.700=2.09103kNN=749.76kN；上式计算的R的值大于最大压力749.76kN,所以满足要求!7、桩基础抗拔验算非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：Uk=iqsikuili其中：Uk桩基抗拔极限承载力标准值； ui破坏表面周长，取ui=d=3.142 0.6=1.885m； qsik 桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值； i 抗拔系数，砂土取0.500.70，粘性土、粉土取0.700.80，桩长l与桩径d之比小于20时，取小值； li第i层土层的厚度。经过计算得到：Uk=iqsikuili=1914.17kN；整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：Ugk=（uliqsikli）/3= 6228.40kNul 桩群外围周长，ul = 4（4+0.6)=18.40m；桩基抗拔承载力公式：0N Ugk/2+Ggp 0N Uuk/2+Gp其中 N - 桩基上拔力设计值，Nk=68.28kN； Ggp - 群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数，Ggp =2327.60kN； Gp - 基桩自重设计值，Gp =102.59kN；Ugk/2+Ggp=6228.4/2+2327.6=5441.80kN 1.068.28kNUuk/2+Gp=1914.172/2+102.593=1059.68kN 1.068.28kN桩抗拔满足要求。8、桩配筋计算8.1、桩构造配筋计算As=d2/40.65%=3.146002/40.65%=1838mm28.2、桩抗压钢筋计算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！8.3、桩受拉钢筋计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002)第7.4条正截面受拉承载力计算。 N fyAs式中：N轴向拉力设计值，N=68279.91N； fy钢筋强度抗压强度设计值，fy=210.00N/mm2； As纵向普通钢筋的全部截面积。As=N/fy=68279.91/210.00=325.14mm2实际配筋值1884 mm2，故满足要求。依据建筑桩基设计规范(JGJ94-94)，箍筋采用68200-300mm，宜采用螺旋式箍筋；受水平荷载较大的桩基和抗震桩基，桩顶3-5d范围内箍筋应适当加密；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m左右设一道12-18焊接加劲箍筋。桩锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层底深度。结论：经计算各工况地面反力至基础中心的距离不大于b/3，地面计算压应力不大于许用地耐力，故整机抗倾翻稳定性满足使用要求。湖北洲天建设集团有限公司和邦.中央半岛项目部2013年8月1日14 湖北洲天建设集团有限公司