和邦中央半岛塔吊基础施工方案.docx

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和邦中央半岛塔吊基础施工方案

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：

①层耕土（Qml）：

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0.70－2.20m，层面标高29.08－30.45m。

②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1.20－4.20m，层面标高27.39－29.56m。

③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1.20－3.80m，层面标高24.56－28.14m。

④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9.70－18.20m，层面标高21.96－25.96m。

⑤-1层粉砂（Q4al）：

灰色，稍密，湿。

层厚0.90－3.70m，层面标高9.70－13.56m。

⑤-2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1.80－3.80，层面标高9.25－10.57m。

⑥-1层粉土夹粉砂（Q4al）：

灰色，中密，湿。

偶夹薄层松散－稍密粉砂。

层厚1.10－4.40m，层面标高7.14－10.44m。

⑥-2层粉砂（Q4al）：

灰色，稍密，局部中密，饱水。

层厚1.00－6.30m，层面标高4.61－8.41m。

⑦-1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1.30－8.40m，层面标高2.99－9.84m。

⑦-2层粉砂（Q4al）：

灰色，稍密－中密，饱水。

底部常夹少量细砾。

层厚1.30－6.50m，层面标高2.07－6.73m。

⑧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-4.76－5.56m。

⑧-1层砾砂（Q3al）：

灰色，松散－稍密，饱水。

该层呈透镜体间夹于⑧层园砾层中，连续性差，最大厚度2.50m，层面标高-3.86－4.45m。

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：

①层耕土具弱~中等透水性，含上层滞水。

②层粉质粘土夹粉土、③层淤泥质粉质粘土夹粉土、④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。

⑥-1层粉土夹粉砂、⑦-1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。

⑤-1层粉砂、⑤-2层细砂、⑥-2层粉砂、⑦-2层粉砂及⑧层园砾、⑧-1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18～19/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Ф14钢筋垂直坡面插入土体1000mm,端头焊接Ф12钢筋，挂预制钢板网片，面板喷射30－50mm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100㎜C20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5680×5680；另加上施工操作面300㎜，故塔吊基础底坑开挖尺寸为6280×6280。

垫层采用100×100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Φ25@220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50×50×5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4Ω。

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30º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Φ500㎜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Φ110㎜PVC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：

Mkmax＝1652.69kN·m；

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）/n±Mxyi/∑yi2±Myxi/∑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×（25×Bc×Bc×Hc）=1.2×（25×5.00×5.00×1.00）=750.00kN；

Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取2313.77kN·m；

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+2313.77×2.83/（2×2.832）=749.76kN。

最小压力：

Nmin=（612.96+750.00）/4-2313.77×2.83/（2×2.832）=-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=2×562.26×0.75=843.39kN·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）

ζ=1-（1-2αs）1/2

γs=1-ζ/2

As=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：

αs=843.39×106/（1.00×14.30×5000.00×950.002）=0.013；

ξ=1-（1-2×0.013）0.5=0.013；

γs=1-0.013/2=0.993；

Asx=Asy=843.39×106/（0.993×950.00×360.00）=2482.38mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:

5000.00×1000.00×0.15%=7500.00mm2。

建议配筋值：

RRB400钢筋，Φ22@240。

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：

γ0V≤βfcb0h0

其中，γ0──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；

λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0此处，a=（4000.00-2500.00）/2=750.00mm；当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3，得λ=0.79；

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=0.11；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；

则，1.00×749.76=749.76kN≤0.11×14.30×5000×950/1000=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=ηsQsk/γs+ηpQpk/γp+ηcQck/γc

Qsk=u∑qsikli

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=180.000kPa；

Ac──承台底地基土净面积，Ac=5.000×5.000-4×0.283=23.869m2；

n──桩数量，n=4；

ηc──承台底土阻力群桩效应系数，ηc=ηciAci/Ac+ηceAce/Ac

ηs,ηp,ηc──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；

γs,γp,γc──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

15.0025.00965.000.70粉土

22.0024.001900.000.80淤泥

311.0074.001350.000.80粘性土46.0074.502200.000.80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×（5.00×25.00×1.00+2.00×24.00×1.00+11.00×74.0×1.00+4.0×74.5×1.00）/1.65+1.07×2200.0×0.283/1.65+0.35×（180.00×23.869/4）/1.700=2.09×103kN>N=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=Σλiqsikuili

其中：

Uk──桩基抗拔极限承载力标准值；

ui──破坏表面周长，取ui=πd=3.142×0.6=1.885m；

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：

Uk=Σλiqsikuili=1914.17kN；

整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：

Ugk=（ulΣλiqsikli）/3=6228.40kN

ul──桩群外围周长，ul=4×（4+0.6）=18.40m；

桩基抗拔承载力公式：

γ0N≤Ugk/2+Ggpγ0N≤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>1.0×68.28kN

Uuk/2+Gp=1914.172/2+102.593=1059.68kN>1.0×68.28kN

桩抗拔满足要求。

8、桩配筋计算

8.1、桩构造配筋计算

As=πd2/4×0.65%=3.14×6002/4×0.65%=1838mm2

8.2、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1884mm2，故满足要求。

依据《建筑桩基设计规范》（JGJ94-94），

箍筋采用Φ6－8@200-300mm，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Φ12-18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