桩基础塔吊基础工程施工设计方案.doc

'......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，在轴/轴、轴/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-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。专业word可编辑. ......三、现场地质条件（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。专业word可编辑. ......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。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、塔吊基础配筋图专业word可编辑. ......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.矩形承台参数专业word可编辑. ......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：HRB400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专业word可编辑. ......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=0.8×1.2×1.69×1.95×1.32×0.75×0.35×1.6=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专业word可编辑. ......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：xi=(a1-B)/2=(2.5-1.6)/2=0.45myi=(a2-B)/2=(2.5-1.6)/2=0.45m专业word可编辑. ......Mx=∑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：专业word可编辑. ......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：a1x=(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×专业word可编辑. ......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+50.89=388.48KN≥Qkmin=159.59kN满足抗拔要求！2.桩身轴心抗压承载力验算荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Qmax=1.35[(Fk1+Gk)/n+(Mk′+Fkvhc)/L]=1.35×[(401.40+843.75)/4+(1264.66+75.42×1.35)/3.54]=942.01kNAps=0.28m2As1＇=nπd2/4=9×3.14×142/4=1385.44mm2As2＇=nπd2/4=11×3.14×10.72/4=989.12mm2N=φcfcAps+0.9fy＇As＇=0.75×14.3×103×0.28+0.9(360×1385.44+1040×989.12)/1000=4407.12kN≥Qmax=942.01kN桩身轴心受压承载力符合要求！3.桩身轴心抗拔承载力验算专业word可编辑. ......荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：Q＇=丨1.35[(Fk1+Gk′)/n-(Mk′+Fkvhc)/L]丨=丨1.35×[(401.40+506.25)/4-(673.98+75.42×1.35)/3.54]丨=10.10kNN＇=fyAs1＇+fpyAs2＇=(360×1385.44+1040×989.12)/1000=1527.45kN≥Q＇=10.10kN桩身轴心抗拔承载力符合要求！4.桩构造配筋根据《塔式起重机混凝土基础工程技术规范》JGJ/T187-2009,第6.2.2条规定：基桩应按计算和构造要求配置钢筋，纵向钢筋的最小配筋率，对于灌注桩不宜小于0.20%~0.65%(小直径取高值)；对于预制桩不宜小于0.8%；对于预应力混凝土管桩不宜小于0.45%。纵向钢筋应沿桩周边均匀布置，其净距不应小于60mm，非预应力混凝土桩的纵向钢筋不应小于6根直径为12mm的HRB335钢筋。十、质量保证措施为认真贯彻“百年大计，质量第一”的方针，力争本工程质量达标创优，根据甲方合同要求，行业规范要求及公司ISO9002质量体系要求，特制定以下质量保证措施：1、建立质量保证体系在项目经理的统一安排下，质量措施要求层层落实并认真贯彻到每个岗位上。2、保证原材料质量①所用原材料要严格按规范要求分批检验、检测，合格后方可使用。②原材料必须有合格证（质量保证书）。3、保证施工质量①凡施工中现有原材料，材料部门均应按规定提供专业word可编辑. ......材料合格证证明，并必须经过复检后使用。②每道工序施工前要进行技术交底，项目技术负责人要对施工队人员技术交底，各级交底以口头进行，并有文字记录，交底和接受都必须有签字手续。③浇灌必须在上道工序检查合格并经监理签字后，施工人员根据项目质检、业主代表、监理人员签字认可后开始浇灌。④在施工过程中实施施工挂牌制，牌上注明管理者，操作者，施工日期和简洁明了的质量要求。⑤各工序班组要像重视工序的操作一样重视成品的保护，项目管理人员应合理安排工序，尽力减少工序的交叉作业，上下工序之间做好交接工作记录，如下道工序可能对上道工序的成品造成影响时，应征得上道工序的操作人员及管理人员的同意，并采取可靠措施避免破坏和污染，否则造成的损失由下道工序操作人员与管理人员负责。4、保证施工记录质量①严格按照规范及公司质量体系要求进行施工记录。②认真完成各项施工记录，保证其真实性、规范性和可溯性。5、应注意的质量问题①垂直偏差过大：为防止偏差过大，每挖完一节，必须根据桩孔口上的轴线吊直、修边、使孔壁圆弧保持上下顺直。②孔壁坍塌：若桩位土质不好，或地下水渗出容易发生孔壁坍塌。因此开挖前应掌握现场土质情况，错开桩位开挖，缩短每节高度，随时观察土体松动情况，必要时可在坍孔处用砌砖，钢板桩、木板桩封堵；操作进程要紧凑，不留间隔空隙，避免坍孔。③孔底残留虚土：成孔、修边以后有较多虚土、碎砖，若不清除会影响桩基砼的质量。因此在放钢筋笼前后均应认真检查孔底，清除虚土杂物。必要时用水泥砂浆或混凝土封底。④孔底出现积水：当地下水渗出较快或雨水流入，抽排水不及时，就会出现积水。开挖过程中孔底要挖集水坑，及时下泵抽水。如有少量积水，浇筑混凝土时可在首盘采用半干硬性的，大量积水一时又排除困难的情况下，则应用导管水下浇筑混凝土的方法，确保施工质量。专业word可编辑. ......⑤桩身混凝土质量差：为防止空洞、夹土等现象的出现。在浇筑混凝土前一定要做好操作技术交底，坚持分层浇筑、分层振捣、连续作业。⑥钢筋笼扭曲变形：为防止钢筋笼加工制作时点焊不牢，运输、吊放时产生变形、扭曲，钢筋笼应在专用平台上加工，主筋与箍筋点焊牢固；运输过程支撑加固措施要可靠，吊运要竖直，使其平稳地放入桩孔中，保持骨架完好。十一、安全技术措施1、挖孔时，挖孔工人配有安全帽、安全绳、必要时就搭设掩体。2、对于取出土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等机具，要求经常检查。3、在井口周围用木料、型钢或混凝土制成框架或围圈予以围护，进口围护高于地面20cm～30cm，以防止土、石、杂物滚入孔内伤人。为防止井口坍塌，在孔口用混凝土护壁，高约2.0m。4、挖孔时还应经常检查孔内的二氧化碳含量，如超过0.3%，或孔深超过10m时，采用机械通风。5、挖孔工作暂停时，将孔口罩盖。在井孔安设牢固可靠的安全梯，以便于施工人员上下。6、浇灌砼时，孔口料斗应牢固固定于孔口，不得有晃动、摇摆等现象。放料人员必须准确对准孔口料斗放料，防止砼溅落桩孔内伤人。7、在灌注桩身砼时，相邻10m范围内挖孔作业应停止，并不得在孔底留人。8、孔内作业的振捣手应着装简便，穿防滑鞋，戴安全帽，绑扎安全带并挂设于井口牢固处，随作业面的上升安全带应逐步收紧。9、孔内作业的振搞手应搭设牢固的临时作业平台，作业平台应牢固设于护壁凸缘，不宜支设在箍筋上。10、孔内有作业时，孔口应有2人以上配合并监护井内情况，孔口人员必须挂好安全带，密切注意孔内一切情况，保持与孔底的密切联系，认真配合孔内人员的操作。11、砼浇注完毕，桩顶标高低于地面的应盖好板（网）或设置封闭围栏。十二、雨季施工措施专业word可编辑. ......（一）雨季施工　　1、本项目可能会遇到较多的雨天施工。　　2、做好现场材料防雨设施，对水泥等材料应垫高基础，搭设雨棚，覆盖薄膜，并在四周开挖排水沟，将水引自场区排水总水沟，以防变潮；　　3、雨天施工时，应注意可能的带电作业必须严格执行我公司安全规定规程，电焊机棚应设在屋内或设置较高处且有雨棚，用电设施需有漏电保护装置。　　4、用潜水泵及时排出挖孔桩内积水。　　5、随时掌握气象动态，提前做好防雨措施6、加强季节性劳动保护工作，冬雨季要做好防滑、防雨、防触电工作，对道路要采取防滑措施，雨天后要及时排水。十三、文明施工（一）文明施工措施①、建筑场地设专人值班，负责文明施工管理。②、职工不准进入工作区内惹事生非。③、建立各项管理制度。④、定期进行文明施工检查评比。⑤、保持场地整洁，做好饮食管理，防腐、防毒，确保饮食卫生。⑥项目经理部设常备药品的医药箱。⑦雨雪天施工应注意路面保洁工作，车辆出入大门要注意冲洗。⑧保持施工现场整齐、整洁、实行文明施工、合理安排、合理利用场地、建立安全文明施工小组，以保证施工顺利进行。⑨制订生活和环境卫生管理制度，搞好职工宿舍卫生和食堂的饮食卫生，做好厕所清扫的保洁工作，不乱倒生活垃圾，生活垃圾集中纳入城市垃圾处理系统，搭建的临设经业主批准，做到整齐美观。（二）、现场文明施工措施①施工临时用地张贴宣传标语，经常更换黑板报或报栏的内容；施工现场入口处悬挂宣传标语横幅。②专业word可编辑. ......所有施工人员都应穿戴整齐，行为文明。佩带项目部统一发放的工作证，并在工作证上标明姓名、职务、身份及编号，在现场期间应一直佩带胸前。所有机械及设备都在醒目地注上施工单位名称。每天一次由项目经理组织文明施工检查，及时发现问题，使现场符合南京市标准化工地要求。③对受施工过程影响的文物、古木采取保护措施，对于需保护的文物提出监测保护方案，及时报告文物保护单位。专业word可编辑.'