塔吊基础开挖施工方案1.docx

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塔吊基础开挖施工方案1

金轮NO.2017G29（水映华庭）项目

塔

吊

基

础

施

工

方

案

编制:

____________

审核:

____________

批准:

____________

编制单位：

南京市第六建筑安装工程有限公司

编制日期：

2018年09月17日

塔吊基础施工方案

一、编制依据

1、江苏南京地质勘察院勘察报告；

2、GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》；

3、GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》；

4、JGJ33-2012《建筑机械使用安全技术规程》；

5、JGJ/T187-2009《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》；

6、JGJ196-2010《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》；

7、本工程设计图纸；

8、QTZ40型塔式起重机使用说明书。

二、工程概况及现场土质情况

工程名称：

蓝宝金轮NO2017G29（水映华庭）项目

建设单位：

南京蓝宝金轮置业有限公司

设计单位：

南京市建筑设计院有限责任公司

监理单位：

南京建嘉工程建设咨询有限公司

施工单位：

南京市第六建筑安装工程有限公司

水映华庭项目地处南京市高淳区汶溪路和新塘路交界处东北隅，东邻高淳区城管局，西邻丰和湾小区。

由7栋11层住宅楼及2栋商业配套用房组成。

2.1工程地质条件

（一）地形、地貌

拟建场地位于南京市高淳区

汶溪路和新塘路交界处东北隅。

据《南京城区地貌类型图》划分，属岗地地貌单元。

场地多荒地，零星水塘、水坑分布，水塘实测水深1.00米左右。

场地地形总体平坦、开阔，地面高程为8.74~12.20米，最大高差3.46米。

（二）土层分布及其特征

据勘察揭示，场地表层为人工填土，其下为（Q3）上更新统沉积的粉质粘土；下覆基岩为白垩统浦口组（K2P）泥质粉砂岩。

在勘察深度范围内，拟建场地岩土层可分为四大工程地质层，5个亚层，现自上至下分述如下：

①1杂填土（Q4ml）：

灰黄色、灰色，很湿~饱和，主要成分为三合土，由粉质粘土夹大量碎石屑及植物根茎组成，结构较松散，土质不均匀，硬质物含量50%。

回填时间约10年。

该层全场区分布。

层厚0.60~2.40米。

①2素填土（Q4ml）：

灰黄色、灰色，很湿~饱和，主要成分为耕植土，由粉质粘土夹少量碎石屑及植物根茎组成，结构较松散，土质不均匀，硬质物含量5~15%。

回填时间约5~10年。

该层全场区分布。

层厚0.60~2.50米。

②粉质粘土（Q3al）：

灰黄色，饱和，可塑，中压缩性。

无摇震反应，切面光滑多具油脂光泽，干强度、韧性中等。

顶板埋深0.60~0.80米，层顶标高9.50~10.69米，层厚0.60~3.90米。

③1粉质粘土（Q3al）：

褐黄、黄褐色，饱和，硬塑，中偏低压缩性。

无摇震反应，切面光滑多具油脂光泽，干强度高、韧性高，含铁质浸染斑点、铁锰结核及少量灰绿色次生粘土小团块。

顶板埋深0.60~4.50米，层顶标高6.79~10.92米，层厚2.00~16.00米。

③2粉质粘土（Q3al）：

褐黄、黄褐色，饱和，可塑，中压缩性。

无摇震反应，切面光滑多具油脂光泽，干强度、韧性中等，含铁质浸染斑点、铁锰结核及少量灰绿色次生粘土小团块。

顶板埋深0.60~9.00米，层顶标高1.69~10.82米，层厚2.00~16.40米。

③3粉质粘土（Q3al）：

褐黄、黄褐色，饱和，硬塑，中偏低压缩性。

无摇震反应，切面光滑多具油脂光泽，干强度高、韧性高，含铁质浸染斑点、铁锰结核及少量灰绿色次生粘土小团块。

顶板埋深7.00~12.50米，层顶标高-1.97~4.07米，层厚2.00~7.90米。

④1强风化泥质粉砂岩（K2P）：

棕红色，基岩结构大部分破坏，矿物成分显著变化，上部呈硬塑土状夹少量碎屑，下部呈碎屑夹碎块状，部分残块手捏易碎，少量风化残块稍硬，锤击即碎。

干钻难以钻进。

该层顶面起伏总体较平缓，顶板埋深6.20~17.50米，层顶标高为-6.51~4.53米，层厚1.20~3.50米。

④2中风化泥质粉砂岩（K2P）：

棕红色，泥质结构，块状构造。

岩芯呈长-中柱状，岩芯表面有光泽，岩石节理裂隙较发育，多有灰白色方解石充填，遇水易软化，风干后易崩解。

根据初勘资料，岩石天然单轴抗压强度标准值frk=3.22MPa，天然抗压强度值范围1.68~7.39MPa，属极软岩，较完整，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

顶板埋深8.70~20.60米，顶板标高-9.43~2.03米，最大揭示层厚14.50米。

（三）．拟建场地水文地质条件

根据场地周边工程勘探揭示地下水埋藏情况，本场地地下水分为地表水和浅层潜水。

根据场地周边工程水质分析结果，场地内地表水和潜水对混凝土及混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。

（四）．岩土参数分析与选用

（一）岩土层地基承载力特征值

层号

定名

推荐承载力特征值fak（kPa）

①1

杂填土

①2

素填土

②

粉质粘土

130

③1

粉质粘土

200

③2

粉质粘土

160

③3

粉质粘土

200

④1

强风化泥质粉砂岩

320

④2

中风化泥质粉砂岩

2000

1、根据地质钻探资料，本工程采用4.2*4.2*1.25独立基础。

2、基础持力层为③-1粉质粘土，承载力特征值fak（kPa）=200。

3、在基坑开挖前及施工过程中应进行人工降低地下水位，将地下水位降至基底以下。

三、塔吊平面布置

本工程2#楼采用2台QTZ40塔吊。

3#楼采用2台QTZ40塔吊，均埋设在2#、3#楼南侧，其余塔吊因施工进度陆续进场（塔吊布置图附后）。

四、塔吊基础设计

本工程2#及3#楼均采用2台QTZ40塔吊塔吊，采用预埋地脚螺栓固定式基础（共计16根），基础尺寸为4200×4200米，高1.25米，塔吊基础顶面标高为4.65米。

五、塔吊基础开挖、施工技术措施及质量验收

1.1.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。

1.2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。

1.3挖土前按1:

1比例进行定位放线，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。

经现场测量，开挖深度约为4.5米，因现场土质较好，在1/2之一部位采用二级放坡，放坡平台宽度为1.5米。

1.4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。

2、混凝土强度等级采用C35；

3、基础表面平整度允许偏差1/1000；本工程塔吊基础采用独立基础，持力层为③-1粉质粘土

4、埋设件埋设参照以下程序施工：

①将16根M36高强度螺栓及垫板与预埋螺栓定位框装配在一起。

②为了便于施工，当钢筋捆扎到一定程度时，将装配好的预埋螺栓和预埋螺栓定位框整体吊入钢筋网内，在预埋螺栓定位框上加工找水平，保证预埋后定位框中心线与水平面的垂直度小于1.5/1000。

③固定支腿周围混凝土充填率必须达到95%以上。

5、起重机的混凝土基础应验收合格后，方可使用。

6、起重机的金属结构、及所有电气设备的金属外壳，应有可靠的接地装置，接地电阻不应大于4Ω。

7、按塔机说明书，核对基础施工质量关键部位。

8、检测塔机基础的几何位置尺寸误差，应在允许范围内，测定水平误差大小，以便准备垫铁。

9、机脚螺丝应严格按说明书要求的平面尺寸设置，允许偏差不得大于5mm。

10、基础砼浇筑完毕后应浇水养护，达到砼设计强度方可进行上部结构的安装作业。

如提前安装必须有同条件养护砼试块试验报告，强度达到安装说明书要求。

11、塔吊基础砼浇筑后应按规定制作试块，基础内钢筋必须经监理部门验收合格方可浇筑砼，并应作好、隐检记录。

以备作塔吊验收资料。

12、钢筋、水泥、砂石、商品砼应具有出厂合格证或试验报告。

13、塔吊基础底部土质应良好，开挖经监理部门验槽，符合设计要求及地质报告概述方可施工。

14、塔吊基础施工后，四周应排水良好，以保证基底土质承载力。

15、塔机的避雷装置宜在基础施工时首先预埋好，塔机的避雷针可用横截面不小于16mm2的绝缘铜电缆或横截面30mm×3.5mm表面经电镀的金属条直接与基础底板钢筋焊接相连。

16、基础塔吊砼拆模后应在四角设置沉降观测点，并完成初始高程测设，在上部结构安装前再测一次，以后在上部结构安装后每半月测设一次，发现沉降过大、过快、不均匀沉降等异常情况应立即停止使用，并汇报公司工程技术部门分析处理后，方可决定可断续使用或不能使用。

六、塔吊参数

A、QTZ40塔吊矩形基础计算书。

1、计算依据：

1.1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009

1.2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

1.3、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

2、塔机属性

塔机型号

4台QTZ40（腾源2台）\（绿野2台）

塔机最大无附着独立起升高度H0（m）

32

塔机最大附着独立起升高度H（m）

120

塔身桁架结构

方钢管

塔身桁架结构宽度B（m）

1.6

3、塔机荷载

塔机竖向荷载简图

7、塔吊基础验算

7.1、QTZ40塔吊天然基地计算书

7.1.1参数信息

塔吊型号：

QTZ40，塔吊无附着独立高度H：

32.00m，

塔身宽度B：

1.6m，基础埋深d：

1.3m，

自重G：

280.4kN，基础承台厚度hc：

1.25m，

最大起重荷载Q：

40kN，基础承台宽度Bc：

4.20m，

混凝土强度等级：

C35，钢筋级别：

HRB335，

基础底面配筋直径：

20mm/14mm

7.1.2塔吊对基础中心作用力的计算

7.1.2.1、塔吊竖向力计算

塔吊自重：

G=280.4kN；

塔吊最大起重荷载：

Q=40kN；

作用于塔吊的竖向力：

Fk＝G＋Q＝280.4＋40＝320.4kN；

7.1.2．2、塔吊弯矩计算

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mkmax＝968.44kN·m；

7.1.3塔吊抗倾覆稳定验算

基础抗倾覆稳定性按下式计算：

e＝Mk/（Fk+Gk）≤Bc/3

式中e──偏心距，即地面反力的合力至基础中心的距离；

Mk──作用在基础上的弯矩；

Fk──作用在基础上的垂直载荷；

Gk──混凝土基础重力，Gk＝25×4.2×4.2×1.25=551.25kN；

Bc──为基础的底面宽度；

计算得：

e=968.44/（320.4+551.25）=1.111m<4.2/3=1.4m；

基础抗倾覆稳定性满足要求！

4200mm

7.1.4地基承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2条承载力计算。

计算简图:

混凝土基础抗倾翻稳定性计算：

e=1.111m>4.2/6=0.7m

地面压应力计算：

Pk＝（Fk+Gk）/A

Pkmax＝2×（Fk＋Gk）/（3×a×Bc）

式中Fk──作用在基础上的垂直载荷；

Gk──混凝土基础重力；

a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离（m），按下式计算：

a＝Bc/20.5－Mk/（Fk＋Gk）＝4.2/20.5-968.44/（320.4+551.25）=2.8m。

Bc──基础底面的宽度，取Bc=4.2m；

不考虑附着基础设计值：

Pk＝（320.4+551.25）/4.22＝49.413kPa

Pkmax=2×（320.4+551.2）/（3×2.166×4.2）=63.88kPa；

实际计算取的地基承载力设计值为:

fa=200.000kPa；

地基承载力特征值fa大于压力标准值Pk=47.072kPa，满足要求！

地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力标准值Pkmax=63.88kPa，满足要求！

7.1.5基础受冲切承载力验算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。

验算公式如下:

F1≤0.7βhpftamho

式中βhp--受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0.当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；取βhp=0.96；

ft--混凝土轴心抗拉强度设计值；取ft=1.43MPa；

ho--基础冲切破坏锥体的有效高度；取ho=1.20m；

am--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；am=（at+ab）/2；

am=[1.60+（1.60+2×1.20）]/2=2.80m；

at--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽（即塔身宽度）；取at＝1.6m；

ab--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；ab=1.60+2×1.25=4.1；

Pj--扣除基础自重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；取Pj=78.24kPa；

Al--冲切验算时取用的部分基底面积；Al=4.20×（4.20-4.00）/2=1.68m2

Fl--相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。

Fl=PjAl；

Fl=78.24×1.68=131.44kN。

允许冲切力：

0.7×0.96×1.68×2800×1250=3951360N=3951.36kN>Fl=131.44kN；

实际冲切力不大于允许冲切力设计值，所以能满足要求！

7.1.6承台配筋计算

7.1.6．1.抗弯计算

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条。

计算公式如下:

MI=a12[（2l+a'）（Pmax+P-2G/A）+（Pmax-P）l]/12

式中：

MI--任意截面I-I处相应于荷载效应基本组合时的弯矩设计值；

a1--任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离；取a1=（Bc-B）/2＝（4.20-1.60）/2=1.3m；

Pmax--相应于荷载效应基本组合时的基础底面边缘最大地基反力设计值，取78.24kN/m2；

P--相应于荷载效应基本组合时在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值，P＝Pmax×（3×a－al）/3×a＝78.24×（3×1.6-1.3）/（3×1.6）=57.05kPa；

G--考虑荷载分项系数的基础自重，取G=1.35×25×Bc×Bc×hc=1.35×25×4.20×4.20×1.25=744.19kN/m2；

l--基础宽度，取l=4.20m；

a--塔身宽度，取a=1.60m；

a'--截面I-I在基底的投影长度,取a'=1.60m。

经过计算得MI=1.452×[（2×4.20+1.60）×（78.24+57.05-2×744.19/4.202）+（78.24-57.05）×4.20]/12=524.64kN·m。

7.1.6．2.配筋面积计算

αs=M/（α1fcbh02）

ζ=1-（1-2αs）1/2

γs=1-ζ/2

As=M/（γsh0fy）

式中，αl--当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,期间按线性内插法确定，取αl=1.00；

fc--混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.7N/mm2；

ho--承台的计算高度，ho=1.25m。

经过计算得：

αs=524.64×106/（1.00×16.7×4.20×103×（1.25×103）2）=0.001；

ξ=1-（1-2×0.001）0.5=0.001；

γs=1-0.001/2=0.999；

As=524.64×106/（0.999×1.25×103×300.00）=14004.4mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:

4200.00×1250.00×0.15%=7875mm2。

基础配筋值：

HRB335钢筋，φ20@310mm。

计30根。

Φ14@310mm。

计30根，实际配筋值14043mm2。

大于7875mm2满足要求。

基础配筋值：

HRB335钢筋，φ14@250mm共计68根。

实际配筋值10465.2mm2。

大于7875mm2满足要求

八、塔吊基础定位图