塔吊基础人工挖孔桩施工方案.docx
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塔吊基础人工挖孔桩施工方案
五矿·麓谷科技产业园7~8号塔吊基础
专
项
方
案
编制人：
审核人：
审批人：
编制单位：
五矿二十三冶建设集团五矿·麓谷科技产业园项目经理部
编制时间：
二○一四年三月一日
●工程概况…………………………………………………………1
●设计依据…………………………………………………………2
●塔吊基础施工计划………………………………………………3
●塔吊基础设计计算………………………………………………6
●塔吊基础配筋图…………………………………………………14
●塔吊基础施工……………………………………………………16
●沉降观测…………………………………………………………19
●附件（地质勘查报告、塔吊布置图）
一、工程概况
由湖南金拓置业有限公司投资建设的五矿·麓谷科技产业园项目位于长沙市岳麓区，北侧邻岳麓大道，东侧邻麓枫路，南侧邻麓天路，西侧邻麓谷大道。
该产业园由B、C、D区组成，总建筑面积约109466m2。
本工程计划采用8台TC5610（QTZ63）型塔式起重机，用于垂直运输施工，8台塔吊分布覆盖情况详见附图（施工总平面布置图）。
其中1~7号塔吊基础为预应力方桩基础，7号、8号塔吊基础为人工挖孔灌注桩（单桩）基础。
本方案为7~8号塔吊基础的设计及施工方案。
塔吊（覆盖）建筑物一览表
区号
栋号
建筑面积
层数
建筑高度
塔吊名称
塔吊型号
臂长
备注
B区
B-1
8283m2
6F
24.2m
4号塔吊
TC5610
56m
该区塔吊基础为
预应力管桩基础，5号塔吊与6号塔吊均覆盖B-2栋。
B-2
8283m2
6F
24.2m
B-3
8283m2
6F
24.2m
3号塔吊
TC5610
56m
B-4
15147m2
6F
24.2m
5号塔吊
TC5610
56m
B-5
15147m2
6F
24.2m
6号塔吊
TC5610
56m
C区
C-1~C-4
8236m2
6F
22.9m
1号塔吊
TC5610
56m
该区塔吊基础为
预应力方桩基础。
C-5~C-7
8428m2
6F
22.9m
C-8~C-10
6109m2
6F
22.9m
2号塔吊
TC5610
56m
C-11、C-12
5528m2
6F
22.9m
D区
D-1
9829m2
7F/1D
31.9m
8号塔吊
TC5610
56m
该区塔吊基础为人工挖孔灌注桩基础。
塔吊均附着于建筑。
D-2
10389m2
7F/1D
31.9m
7号塔吊
TC5610
56m
二、设计依据
2.1塔吊布置原则
2.1.1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。
2.1.2两台塔吊之间的距离最大限度的满足安全规范的要求；
2.1.3塔吊附着满足塔吊性能要求；
2.1.4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。
2.2编制依据
2.2.1《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010
2.2.2《塔式起重机设计规范》GB/T13752-1992
2.2.3《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
2.2.4《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（06版本）
2.2.5《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
2.2.6《建筑桩基技术规范》JGJ97-2008
2.2.7中南标图集12ZTG208《预应力混凝土空心方桩》
2.2.8《金拓麓谷科技产业园地勘报告》
2.2.9五矿·麓谷科技产业园项目《施工组织设计》及其建筑、结构施工图纸
2.2.10TC5610塔式起重机《使用说明书》
三、塔吊基础施工计划
3.1地质条件
根据《金拓麓谷科技产业园地勘报告》土质情况如下表：
指标名称
地层名称
承载力
特征值
fak
（kPa）
压缩
模量
Es
（MPa）
人工挖孔桩
固结快剪
标准值
桩侧阻力特征值（kPa）
桩端端阻力特征值（kPa）
内摩
擦角φ
（ο）
凝聚力C
（kPa）
人工填土①
/
/
10
/
8
10
粉质粘土②
160
6.14
20
/
17
37
强风化板岩③
450
/
45
2500
16
31
中风化板岩④
1000
/
120
3500
/
/
从地质报告看，塔吊地基基础采用天然地基基础时，承载力不能满足塔吊使用说明书中关于地基承载力要求（20t/m2），故采用矩形板式承台桩基础。
3.2土质参数计算选择
根据勘探钻孔柱状图选择距塔吊较为接近的ZK1、ZK10、ZK13进行比较，并取最不利值，以上钻孔各土层厚度情况如下表：
钻孔
土层
7号塔吊
8号塔吊
ZK13
ZK3
ZK10
人工填土
8.8m
7.9m
8.2m
粉质粘土
2.4m
3.6m
2.1m
强风化板岩
8.4m
10.0m
11.5m
中风化板岩
6.5m
7.8m
7.35m
由桩基竖向抗压承载力公式：
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap；选取强风化板岩作为持力层并取最不利钻孔土层进行计算。
u:
桩身周长；qsia：
各土层桩侧阻力特征值；
li:
各土层厚度；qpa:
持力层桩端端阻力特征值；
Ap：
桩端面积
3.3桩型选择D区地下室设计标高为49.1（绝对标高），D区工程桩均采用人工挖孔桩，桩径为900-1400mm不等，塔吊桩基与工程桩同步施工，质量要求一致。
两座塔吊桩参数见下表：
序号
人工挖孔桩
砼
护壁尺寸
钢筋
扩大头尺寸
单桩竖向抗压承载力特征值
直径
桩长
纵筋
箍筋
D
b
h
1
1400mm
≥8m
C30
150mm
24C20
A8@200
1800mm
550
mm
1100mm
13085KN
3.4塔吊基础标高及定位
3.4.1根据总建筑平面图的室外地坪标高，各栋号建筑正负零标高以
及塔吊说明书，设计塔吊基础标高如下表
塔吊名称
7号塔吊
8号塔吊
承台高度
1
1
承台面设计标高（绝对标高）
49.2
49.2
承台底设计标高（绝对标高）
48.2
48.2
桩顶设计标高（绝对标高）
48.3
48.3
3.4.27~8号塔吊均为附着式塔吊，塔吊基础均位于地下室内。
基础具体定位详见塔吊基础平面布置图。
3.5材料计划
3.5.1钢材进场时，按相关规定进行取样检验，检验合格后方可使用。
3.5.2焊接材料的品种、规格、性能等符合国家产品标准和设计要求。
焊条等焊接材料与母材的匹配符合设计要求及现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的规定，焊接接头需经取样检验合格。
3.5.3混凝土采用商品混凝土，每个基础留设一组试块，基础混凝土强度经检验合格后，方可安装塔吊。
3.5.4塔吊地脚螺栓，由设备厂家提供。
四、塔吊基础设计计算
7~8号塔吊的旋转半径均为56米，型号相同。
以下为7~8号塔吊基础设计计算。
4.1塔机属性
塔机型号
TC5610
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
40.5
塔机独立状态的计算高度H（m）
43
塔身桁架结构
型钢
塔身桁架结构宽度B（m）
1.6
4.2塔机荷载
4.2.1塔基受力示意图
4.2.2由塔吊租赁公司提供的塔吊说明书，塔机基础受力情况如下：
工况
塔机垂直力
G（KN）
水平力
F（KN）
倾覆力矩
M（KN·m）
扭矩
（KN·m）
工作状态
511.2
18.3
1335
269.3
非工作状态
464
73.9
1552
0
4.2.3塔机传递至基础荷载设计值
工作状态
塔机自重设计值F1（kN）
1.35Fk1＝1.35×511.2＝690.12
起重荷载设计值FQ（kN）
1.35FQk＝1.35×60＝81
竖向荷载设计值F（kN）
690.12+81＝771.12
水平荷载设计值Fv（kN）
1.35Fvk＝1.35×18.3＝24.7
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.35Mk＝1.35×1335＝1802.25
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.35Fk'＝1.35×511.2＝690.12
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.35Fvk'＝1.35×73.9＝99.77
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.35Mk＝1.35×1552＝2095.2
4.3桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
1
桩直径d（m）
1.4
承台长l（m）
5
承台宽b（m）
5
承台高h（m）
1
承台参数
承台混凝土等级
C35
承台混凝土自重γC（kN/m3）
25
承台上部覆土厚度h'（m）
0
承台上部覆土的重度γ'（kN/m3）
19
承台混凝土保护层厚度δ（mm）
50
配置暗梁
否
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl（hγc+h'γ'）=5×5×（1×25+0×19）=625kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.35Gk=1.35×625=843.75kN
4.3.1轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（690.12+843.72）/1=1533.84kN
4.3.2水平力作用下
Hik=Fh/n=99.77/1=99.77kN
4.4桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度等级
C20
桩基成桩工艺系数ψC
0.85
桩混凝土自重γz（kN/m3）
25
桩混凝土保护层厚度б（mm）
35
桩入土深度lt（m）
9米
是否考虑扩大头效应
考虑
桩配筋
纵向钢筋
31C18
螺旋箍筋
A8@200
自定义桩身承载力设计值
是
桩身承载力设计值
13085
4.4.1地基属性
指标名称
地层名称
承载力
特征值
fak
（kPa）
压缩
模量
Es
（MPa）
人工挖孔桩
固结快剪
标准值
桩侧阻力特征值（kPa）
桩端端阻力特征值（kPa）
内摩
擦角φ
（ο）
凝聚力C
（kPa）
人工填土①
/
/
10
/
8
10
粉质粘土②
160
6.14
20
/
17
37
强风化板岩③
450
/
45
2500
16
31
中风化板岩④
1000
/
120
3500
/
/
4.4.2桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：
u=πd=3.14×1.4=4.39m
桩端面积：
Ap=πd2/4=3.14×1.42/4=1.54m2
Ra=qpa·Ap（只按端承桩计算）
=2500×1.54=3846.5kN
Qmax=1533.84kN4.4.3桩基竖向抗拔承载力计算
桩身的重力标准值Gp：
Gp=ltApγz=9×1.54×25=346.5kN
Ra'=uΣλiqsiali+Gp=4.39×（0
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