2中国海花岛2#岛首四期塔吊基础施工方案.docx
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2中国海花岛2#岛首四期塔吊基础施工方案
中国海南海花岛2号岛首四期
塔
式
起
重
机
基
础
施
工
方
案
编制人:
审核人:
批准人:
编制单位：
新七建设集团有限公司
2016年2月18日
目录
一、工程概况1
二、编制依据1
三、工程地质条件2
四、塔吊基础设计4
五、塔吊基础计算5
六、塔吊基础施工12
七、防雷与接地16
八、安全保证措施17
一、工程概况及简介：
1.工程概况
工程名称
中国海南海花岛2#岛首四期
工程地址
海南省儋州市白马井镇
工程类型
住宅
建设单位
儋州信恒房地产开发有限公司
勘察单位
中南勘察设计院（湖北）有限责任公司
设计单位
广东省建筑设计研究院
监理单位
广州市恒合监理有限公司
质量监督单位
儋州市质量监管站
施工总承包单位
新七建设集团有限公司
合同质量标准
合格
2.工程简介
恒大海南海花岛2#岛首四期项目部位于儋州市排浦港与排浦湾之间的海湾区域，南起排浦镇，北至白马井镇。
总跨度6.8km。
拟在工程区域新建护岸，吹填造陆，共建三个岛屿，总圈围形成陆地面积约七平方公里。
形成海岸线约40公里。
本工程为海花岛2#岛首四期三标段，建设单位为儋州信恒房地产开发有限公司。
建筑总面积为257646.18m2，占地面积约13400㎡，承建栋号是1~92#楼。
建筑物层次分别为4、6、7、10层，框架剪力墙结构。
建筑物高度14.35~31.200。
建筑类型为民房住宅工程。
建筑类别为Ⅰ类，建筑耐火等级为一级，抗震设防烈度为8度，设计使用年限为50年。
二、编制依据：
1、本工程地质勘察报告
2、本工程施工图纸
3、《建筑桩基技术规范》
4、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》
5、《混凝土结构设计规范》
6、《塔式起重机设计规范》
7、TC5610塔式起重机使用说明书
8、钢筋混凝土结构设计用表（中国建筑工业出版社）
9、《建设工程基坑、高支模、塔式起重机施工专项安全培训讲义》
三、工程地质条件
根据野外钻探取样鉴别，结合室内土工试验成果，钻探深度范围内土层自上至下分别为①素填土、①-2淤泥质粉质粘土、②珊瑚贝壳角砾、③海滩岩、④粉质粘土、⑤粉质粘土。
各层岩性、结构特征自上而下描述如下：
素填土：
（Qml）
灰黄色，松散～稍密状，干～稍湿，土质不均匀，主要以石英质中、粗砂及粘性土为主，含少量碎石，为近期人工回填土，标贯试验实测锤击数为4～8击，平均击数为5.7击，层厚1.90～5.00m，平均厚度3.56m，未经处理不宜使用。
①-2淤泥质粉质粘土：
（Qml）
灰色、灰黑色，流塑状，干强度低，韧性中等，切面稍有光泽，摇震反应轻微，含少量有机质及粉细砂，呈砂混淤泥状，为回填时挤压形成，标贯试验实测锤击数为1～2击，平均击数为1.8击，层厚0.30～2.30m，平均厚度0.99m，未经处理不宜使用。
②层珊瑚贝壳角砾:
（Q3m）
灰色、灰白色，稍密～中密状，主要以珊瑚碎屑、贝壳碎屑、石英质砂粒等组成，局部分布珊瑚礁、珊瑚碎块。
标贯试验实测锤击数为6～13击，平均击数为9.3击，层厚0.80～4.20m，平均厚度2.71m，承载力特征值fak＝150Kpa，工程性能较一般。
③海滩岩：
（Q3m）
灰黄色，矿物成分主要为砾砂、砾石、砂粒、贝壳碎屑等，泥钙质胶结而成，岩芯多呈短柱状、碎块状，属极软岩，锤击不易碎。
层厚0.30～2.80m，平均厚度1.14m，承载力特征值fak＝650Kpa，工程性能较好。
④粉质粘土：
（Q3m）
浅灰色、灰黄色，可塑～硬塑状，干强度及韧性中等，切面稍有光泽，无摇震反应，含少量的中粗砂，局部夹海滩岩碎块。
标贯试验实测锤击数为11～18击，平均击数为14.2击，层厚3.00～7.60m，平均厚度5.09m，承载力特征值fak＝180Kpa，工程性能好。
⑤粉质粘土：
（N2m）
青灰色、灰褐色，可塑～硬塑状，部分坚硬状，切面稍有光泽，干强度高，韧性中等，无摇震反应，层中多处为生物贝壳碎屑、石英质砂粒等钙质胶结而成，呈半成岩状～岩状，致密，坚硬，局部含较多中粗砂粒。
标贯试验实测锤击数为15～35击，平均击数为19.5击，层厚6.43m～21.69m，平均厚度14.09m，承载力特征值fak＝220Kpa，工程性能较好。
2.拟建场地位于儋洲市白马井镇,原属于浅海海域范围内,经人工吹填成岛,场地内均无建筑物,四周临海,地势总体比较平坦。
2.场地地下水情况
由于拟建场地为人工吹填成海,四周临还,因此地表水为海水,在勘测期间得最高潮水位标高为2m,最低潮水位标高0.5m,主要地下水在1-2层吹填土,1-3层淤泥质粉质粘土及第2层珊瑚贝壳角层,透水性强,水量大,属孔隙潜水,主要受四周海水的地下侧流补给.勘察期间实测各钻孔稳定水位埋深为2.3-3.5m（标高为0.11-0.83m）.水位埋深受海水的涨落潮而变化,场地地下水库与海水水力作用联系较紧密,根据地区资料和对当地居民的调查,地下水位年变幅约1.5m.对砼有微腐蚀性。
四、塔吊基础设计
1.桩承台基础设计。
根据现场情况，结合厂家提供的基础桩要求，TC5610塔吊式起重机，塔身尺寸1.60m×1.60m,塔吊基础上表面的标高比自然地面标高低1.25m，在基础外砌筑1.2m×1.2m×1.2m吸水井，便用于基坑回填后塔吊部位排水。
该塔吊基础位置据地质报告和实地观察为素填土，根据地质勘探报告，承载力特征值为170KPa，塔吊基础选用截面尺寸6.2m×6.2m×1.35m砼基础，砼强度选为C40（fcu=40Mpa），钢筋采用双层双向C25钢筋，钢筋保护层不小于50mm，承受力需要打桩，详情见基础详图。
塔吊基础开挖深度约为自然标高下2.3-2.5m不等；现场地面标高为绝对标高约为3.6m（具体实测为准），承台面标高为底板面标高2.9m。
塔吊基础采用4根Φ500预制管桩，桩入土深度12m，桩端持力层选在海滩岩层上。
12m为抗腐蚀的头桩,刚好满足地下水位的环境。
施工有关说明：
1）、承台砼等级为C40（抗渗等级≥1.2MPa），其施工应严格按规范要求执行；
2）、塔吊底座与塔吊的安装应按塔吊出厂说明书要求执行，控制好预埋螺栓的位置及锚固深度；
3）、所有钢构件的焊接均为接触边长度内满焊，焊缝厚度≥6mm。
4）、塔式起重机预埋件截面尺寸及预埋位置、标高均按塔吊使用说明书要求施工，安装单位派技术人员到场做技术指导。
5）、基础浇筑混凝土时实行分层浇筑，每层不大于500㎜，使用插入式震动振捣密实，浇筑要连续进行。
塔吊基础施工完成塔吊安装后做240厚砖墙进行围护。
6）、混凝土浇筑后要浇水养护，养护期不少于14天。
严格按工程桩的验收手续进行验收，做好混凝土试块28天抗压试验。
7）、混凝土强度达到85％后方可安装塔吊。
8）、加强安全管理，做好现场安全标志。
作业时按规定划定安全警戒区域.
9）、基础平面平整度允许偏差1/1000。
10）、在空载条件下，塔吊和基础平面的垂直度允许偏差为4/1000，明高锚固点以下垂直度允许偏差为2/1000。
11）、地脚螺栓进场后要按照说明书检查，保证符合要求，埋置深度≥1000mm。
12）、基础防雷接地参照建筑防雷设计要求施工。
13）、地脚螺栓与防雷地极接通，接地电阻≤4Ω。
五、塔吊基础计算
根据工程施工特点及建筑楼层高度，一般选用XGT100（6010Fz-6）塔吊安装高度40.0m；为了施工安全着想，选用QTZ80（5610Fz-6）塔吊安装高度77.5m为计算依据。
1）塔吊的基本参数信息
QTZ80（5610FZ-6）四桩基础计算如下：
塔吊型号：
QTZ80（5610FZ-6）
塔吊起升高度H：
77.500m
塔身宽度B：
1.6m
基础埋深D：
2.90m
自重F1：
511.20kN
基础承台厚度Hc：
1.35m
最大起重荷载F2：
58.84kN
基础承台宽度Bc：
6.20m
桩钢筋级别:
HPB235
桩直径或者方桩边长：
0.500m
桩间距a：
4m
承台混凝土的保护层厚度：
50mm
空心桩的空心直径：
0.30m。
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=511.20kN；
塔吊最大起重荷载F2=58.84kN；
作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=570.04kN；
1、塔吊风荷载计算
依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中风荷载体型系数：
地处儋州白马井，基本风压为ω0=0.40kN/m2；查表得：
荷载高度变化系数μz=1.54；挡风系数计算：
φ=[3B+2b+（4B2+b2）1/2]c/（Bb）=[（3×1.6+2×2.5+（4×1.62+2.52）0.5）×0.18]/（1.6×2.5）=0.624；
因为是角钢/方钢，体型系数μs=1.9；高度z处的风振系数取：
βz=1.0；所以风荷载设计值为：
ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×1.9×1.54×0.4=0.819kN/m2；
2、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：
Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=0.819×0.624×1.6×77.5×77.5×0.5=2455.422kN·m；
Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝276.9＋2455.422＋17.9×1.4＝2757.38kN·m；
3.承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算
1.桩顶竖向力的计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）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。
Nik=（（Fk+Gk）/4）/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2；其中n──单桩个数，n=4；
Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值，Fk=570.04kN；Gk──桩基承台的自重标准值：
Gk=25×Bc×Bc×Hc=25×6.20×6.20×1.35=1381.05kN；
Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值，取2757.38kN·m；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.83m；Nik──单桩桩顶竖向力标准值；经计算得到单桩桩顶竖向力标准值
最大压力：
Nkmax=（570.04+1381.05）/4+2757.38×2.83/（2×2.832）=1865.67kN。
最小压力：
Nkmin=（570.04+1381.05）/4-2757.38×2.83/（2×2.832）=-890.12kN。
需要验算桩的抗拔！
2.承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.2条。
Mx=∑NiyiMy=∑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=1.20m；Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=1.2×（Nkmax-Gk/4）=755.94kN；
经过计算得到弯矩设计值：
Mx=My=2×755.94×1.20=1814.26kN·m。
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。
αs=M/（α1fcbh02）δ=1-（1-2αs）1/2γs=1-δ/2As=M/（γsh0fy）
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=1350.00mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；
经过计算得：
αs=1814.26×106/（1.00×16.70×5500.00×1350.002）=0.011；ξ=1-（1-2×0.011）0.5=0.011；γs=1-0.011/2=0.995；
Asx=Asy=1814.26×106/（0.995×1350.00×300.00）=4504.19mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:
6200×1.35×0.15%=1255.00mm2。
配筋值25C25@245可满足要求。
（双层双向布置，上下网片增加拉钩C14@600梅花型布置）
5.依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.9条，承台斜截面受剪承载力满足下面公式：
V≤βhsαftb0h0
其中，b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5500mm；
λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0，此处，a=1m；当λ<0.25时，取λ=0.25；当λ>3时,取λ=3，得λ=0.741；
βhs──受剪切承载力截面高度影响系数，当h0＜800mm时，取h0=800mm，h0＞2000mm时，取h0=2000mm，其间按内插法取值，βhs=（800/1350）1/4=0.877；
α──承台剪切系数，α=1.75/（0.741+1）=1.005；0.877×1.005×1.57×6200×1350=11582.192kN≥1.2×894.638=1073.566kN；
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
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.2.1条：
桩的轴向压力设计值中最大值Nk=894.638kN；单桩竖向极限承载力标准值公式：
Quk=u∑qsikli+qpk（Aj+λpAp1）
u──桩身的周长，u=1.571m；Aj──空心桩桩端净面积,Aj=0.126m2；λp──桩端土塞效应系数，λp=0.374；Ap1──空心桩敞口面积，Ap1=0.071m2；各土层厚度及阻力标准值如下表：
各土层主要承载力指标建议值
地层编号及土层名称
承载力特征值fak（kPa）
①杂填土
/
①-2淤泥质粉质粘土
50
②层珊瑚贝壳角砾
150
海滩岩
650
④粉质粘土
180
⑤粉质粘土
220
建议指标
土层名称
高强度混凝土预制桩（带桩头）
钻（冲）孔灌注桩
桩的极限侧阻力标准值
（kPa）
桩的极限端阻力标准值
（kPa）
16＜l≤30
桩的极限侧阻力标准值
（KPa）
桩的极限端阻力标准值
（kPa）
15≤l＜30
素填土
22
/
20
/
①-2淤泥质粉质粘土
18
/
16
/
②层珊瑚贝壳角砾
95
/
80
/
③海滩岩
120
/
100
/
④粉质粘土
80
/
75
/
⑤粉质粘土
85
3500
70
1200
以第⑤层粉质粘土为桩端持力层
单桩竖向承载力验算:
Quk=1.571×1251.9+9000×（0.126+0.374×0.071）=3335.636kN；
单桩竖向承载力特征值：
R=Quk/2+εcfakAc=3335.636/2+0.65×350×7.366=3343.617kN；
Nk=894.638kN≤1.2R=1.2×3343.617=4012.341kN；桩基竖向承载力满足要求！
七、桩基础抗拔验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.4.5条。
群桩呈非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：
Tuk=Σλiqsikuili
其中：
Tuk──桩基抗拔极限承载力标准值；
ui──破坏表面周长，取ui=πd=3.142×0.5=1.571m；qsik──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；
λi──抗拔系数，砂土取0.50～0.70，粘性土、粉土取0.70～0.80，桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值；
li──第i层土层的厚度。
经过计算得到：
Tuk=Σλiqsikuili=1289.17kN；
群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：
Tgk=（ulΣλiqsikli）/4=3693.20kN
ul──桩群外围周长，ul=4×（4+0.5）=18.00m；
桩基抗拔承载力公式：
Nk≤Tgk/2+GgpNk≤Tuk/2+Gp
其中Nk-桩基上拔力设计值，Nk=80.24kN；
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=3231.90kN；
Gp-基桩自重设计值，Gp=100.28kN；
Tgk/2+Ggp=3693.195/2+3231.9=5078.498kN>80.243kN；Tuk/2+Gp=1289.168/2+100.28=744.864kN>80.243kN；桩抗拔满足要求。
7、桩配筋计算
1、桩构造配筋计算
As=πd2/4×0.65%=3.14×5002/4×0.65%=1276mm2；
2、桩抗压钢筋计算
经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋！
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=80243.02N；
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=80243.02/210.00=382.11mm2
六、塔吊基础施工
1.施工顺序
基础土方开挖及降水→截桩、破桩头→桩芯钢筋绑扎→桩芯砼浇灌→基底平整→基础垫层浇筑→基础砖胎膜砌筑抹灰→基础底筋绑扎→塔吊地脚埋设→基础面筋绑扎及墙柱、底板插筋→基础砼浇筑。
2.桩基施工
管桩采用C80高强预应力管桩，桩径500mm，壁厚125mm，单桩竖向抗压承载力特征值2000KN，管桩以⑤-1层强风化粉砂岩为桩基持力层，桩端进入持力层不得小于1000mm，桩入承台100mm。
管桩沉桩方式采用捶击压桩式，根据塔吊基础桩基定位，将管桩压入持力层，沉桩深度应以设计有效桩长控制为主，压桩力控制为辅的双控制措施。
经纬仪跟踪监测，保证桩垂直度。
3.土方、垫层施工：
本工程塔吊基础土方采用1m3挖掘机开挖，边坡为1:
1，桩顶标高上预留200—300厚土层进行人工挖土，挖土不得扰动管桩桩头，承台尺寸周边多挖0.8m以上为施工工作面，垫层采用100厚C20砼的。
混凝土垫层，基础垫层尺寸6900*6900。
垫层混凝土浇注时要采取有效措施保证垫层表面平整度。
4.砖胎膜施工
塔吊承台基础砖胎膜是用240厚灰砂砖砌筑，1:
2.5水泥砂浆砌筑或用18mm模板安装A48×3.5钢管支撑加固的方法。
5.钢筋施工
塔吊基础钢筋采用C25，钢筋制作加工、绑扎严格按照基础图纸要求进行。
6.地脚螺栓预埋
地脚螺栓及调平框采用塔吊厂家提供，在埋设时必须在机电工长的现场监督下预埋，必须保证按塔吊说明书准确定位并加固牢靠，利用经纬仪及水准仪随测随调保证预埋螺栓定位准确、水平。
预埋件的定位无误后并办理隐蔽验收手续。
7.混凝土施工
在钢筋绑扎、模板加固、螺栓预埋件埋设、防雷接地预埋完成并经验收合格后方可进行混凝土浇注，混凝土采用C40商品混凝土，塔吊基础属大体积混凝土，浇筑时应分层进行，每层控制不超过500mm，振捣密实；浇筑过程中应避免影响预埋螺栓的定位，采用经纬仪及水准仪随测随调。
浇筑后派专人进行蓄水养护，养护时间不少于14d，拆除模板、周边土方回填夯实，进行塔吊安装，塔吊安装详见安装方案。
管桩与塔吊基础连接大样
七、防雷接地装置
根据《塔式起重机安全规程》，起重机金属结构、所有电气设备的金属外壳、金属线管等，均需可靠接地。
严格按照使用说明书进行防雷接地装置的预留预埋，用50*6镀锌防雷扁钢将桩心钢筋和承台钢筋焊接，承台钢筋通过预埋螺栓和塔吊标准节引入塔吊顶端避雷器，要求圆钢和承台钢筋焊缝饱满，每根桩不少于2个接地点。
并办理隐蔽验收手续。
八、安全保证措施
1、施工人员进入施工现场必须佩带安全帽，安全帽应符合GB2811—2007《安全帽》标准的技术要求，并按规定的佩带方法使用。
2、塔吊基础基坑开挖时需按要求防坡，基坑底部需保留施工人员操作空间，塔吊基础承台边距基坑边距离不小于800mm。
3、雨天禁止进行钢筋焊结、预埋件焊接等电焊工作。
4、夜间施工，需配备足够的照明设备，非电工不得进行接电工作。
5、塔吊承台垫层浇注、钢筋绑扎过程中，注意塔吊基坑周边土方位移变化，防止土方塌陷造成人员伤亡。
6、成立由总承包管理负责人为组长的塔机作业指挥中心，负责各塔机之间关系、协调、维修、顶升和运行工作。
7、成立防汛领导小组，制定防汛计划和应急措施。
明确遇雨施工中的施工工艺、安全、防雷等施工要点，做好施工人员的培训工作以及对工人的技术交底。
8、施工期间加强对未来几天天气预报的关注，根据天气预报情况合理组织生产。
9、定期检查塔吊基础固定螺栓是否牢固，并保证排水良好，避免塔吊基础固定构件积水浸泡。
10、在塔吊基础预留基坑配备自动潜水泵，并定期检查潜水泵的工作运转，发现故障立即维修或更换，防止基础积水。
11、在雨前对避雷装置进行全面检查，施工中定期检查，并应测量接地电阻，确保防雷安全，雷电停止后应检查避雷器的连接线和地线是否完好无损。
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