塔吊基础施工方案.docx
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塔吊基础施工方案
目录
一、工程概况1
二、塔吊选型及布置1
三、塔吊基础参数性能及设计2
四、塔吊基础施工5
五、塔吊沉降观测10
六、防雷接地10
七、基础验算10
附件一：
A区5#塔吊基础平面布置图11
附件二：
A区5#塔吊基础设计计算书13
塔吊基础施工方案（A区5#塔吊）
一、工程概况
（一）工程基本概况
宁德万达广场项目,位于福建省宁德市蕉城区，该工程东临侨兴路，南邻富春东路，北连天湖东路，西邻宁川中路。
该工程为集商业、酒店、办公、住宅及娱乐等多功能于一体的大型综合性项目,属宁德市重点工程项目。
本工程占地面积约15.16万㎡,总建筑面积约62.696万㎡。
本工程地下1~2层,裙楼2~5层,主楼共14栋,其中11栋为32层,1栋30层,1栋26层,1栋18层。
其中A区主要由五星级酒店、大商业区、商务酒店、商铺等组成。
（二）工程基本建设概况
工程名称：
宁德万达广场
工程地点：
福建省宁德市蕉城区，侨兴路、富春东路、天湖东路与宁川中路中间地块。
建设单位：
宁德万达广场有限公司
设计单位：
厦门合道工程设计集团有限公司
监理单位：
福州成建工程监理有限公司
施工单位：
中国建筑第四工程局有限公司
二、塔吊选型及布置
（1）编制说明
5#塔吊基础，位于A区Kb轴至Lb轴交9b轴至10b轴区域，现该塔吊基础已施工完成，且塔吊已安装并投入使用。
由最新建筑结构设计图纸，A区Kb轴交9b轴与10b轴，承台CT4-1南侧部位有电梯基坑，电梯基坑基底标高为-12.90m，该处Kb轴交9b轴与10b轴的两个CT4-1承台底标高为-14.40m，而该处塔吊基础基底标高为-13.00m。
该处底板结构承台施工时，将严重影响塔吊基础安全。
为确保底板基础承台正常施工，及5#塔吊使用安全，现我司考虑将5#塔吊移位至Lb轴至Mb轴交9b轴至10b轴区域。
（2）塔吊选型及布置
本工程A区5#塔吊基础为M120B型号。
塔吊在地下室底板施工前先将塔吊基础施工完毕并进行安装。
塔吊基础顶面平底板底面。
塔吊平面布置详见附图。
（3）塔吊基础设计分析
M120B塔吊无附着最大自由安装高度44m。
塔吊基础情况：
5#塔吊基础采用四桩预应力预制管桩基础，承台尺寸4500mm×4500mm×1400mm，塔吊基础桩承台施工时，考虑不与结构底板或承台连在一起。
塔吊桩基础中心与桩承台中心为1.50m。
塔吊基础预应力管桩进入持力层深度为≥3.00m（持力层为全风化花岗岩）。
按M120B塔式起重机进行受力验算，经过分析：
以5#塔吊所处部位地质情况，对塔吊基础进行受力验算。
序号
项目类别
5#塔吊基础
1
塔基中心点坐标
X
949536.575
Y
503463.948
2
塔基地质情况
ZK8
3
基础桩穿过相应岩土层深度（m）
残积粘性土
13.73m
全风化花岗岩
3.00m
4
桩顶标高（黄海高程）（m）
-7.500m
5
单桩长度（不含嵌入承台内长度）（m）
16.73m
三、塔吊基础参数性能及设计
（1）塔吊基础参数性能
塔吊型号：
M120B，塔身截面尺寸：
1600×1600，无附着最大自由高度44m。
基础形式：
四桩预应力管桩基础，管桩型号为：
PHC-500-125-AB，混凝土强度等级C80。
塔吊基础承台尺寸：
4500mm（长）×4500mm（宽）×1400mm（高），混凝土强度等级为C35。
桩承台钢筋保护层厚度为50mm，桩承台下部垫层厚度为100mm，桩锚入承台内100mm。
垫层砼强度等级为C20。
（2）塔吊基础设计
塔吊基础平面图
塔吊基础剖面图
A区5#塔吊基础方案设计情况：
序号
项目类别
5#塔吊基础
备注
1
桩基础类型
预应力管桩（PHC-500-125-AB）
2
桩砼等级
C80
3
承台尺寸
4500×4500×1400
4
承台砼强度等级
C35
5
桩承台面标高（黄海高程）（m）
-6.200m
6
（单根）桩长（不含嵌入承台内长度）（m）
16.73m
7
总桩长（含嵌入承台100mm）（m）
16.83m
四、塔吊基础施工
根据现场实际情况，塔吊基础预应力管桩采用锤击法施工。
1.施工准备
（1）认真编制施工方案，提前做好技术交底工作。
（2）施工现场整理：
清理施工现场作业区内的障碍物，进行钎探将在桩位置范围内探明地下情况，对旧基础、弧石等障碍物清除或采取其它措施处理。
同时对于业主方提供的场地内预埋的地下排水、排污管道图纸进行标识，桩机进场施工时注意避开管井位置以免损坏。
（3）本工程施工采用锤击法施工，锤击法的打桩机宜采用三点支撑柴油打桩机，不宜采用自由落锤打桩机，收锤标准以达到桩端持力层，最后贯入度为控制标准。
桩锤的选择应根据桩径、壁厚、打入深度、工程地质条件及桩密集程度等合理选择。
沉桩前应检查打桩设备各部件的性能，以保证正常作业。
（4）沉桩前应掌握施工所需工程地质、水文和试桩等资料。
应查明施工区（高空、地面、地下、水下）有无妨碍沉桩的障碍物，并应及时处理。
（5）桩的混凝土应达到吊运要求的强度，且不得低于设计强度的70%后，方可吊运，达到设计强度方可使用。
（6）做好基线引测工作，正线基线的控制点，应设于不受沉桩影响或其他影响的地点并用钢筋固桩加固。
（7）绘制桩位编号图，以便观察桩的入土深度及记录压力。
并采用全站仪对桩位控制桩进行放样，并检验桩位轴线位置与设计位置之偏差，桩的纵行和横行的轴线位置允许偏差为2cm。
在桩身上划出以米为单位的长度标记，并按从下至上的顺序标明桩的长度，以便观察桩的入土深度及记录压力。
（8）对现场管桩进行编号并在桩身上划出以m为单位长度标记。
（9）桩基现场靠天湖东路和侨兴路设置减震沟。
减震沟四周设置防护。
（10）施工测量放线：
组织测量放线的工程技术人员按技术方案将基础轴位控制线测放到地面上，同时测设到相对永久性的墙面上和设置现场的放线“龙门架”上，通过复核检查测量放线准确无误后，填表报验，请监理、业主方等有关部门的工程技术人员到施工现场进行检查验收，复核基准线和标高控制点。
经复核检验无误后，根据基础平面布置图测放基础轴线（中心线）定出管桩位置点，打下木桩作红油漆标识点。
（11）施工前的交底：
对于参与施工的各工种班组及施工管理人员进行有针对性的、详细的技术、质量、安全、文明施工、管理规定及工期目标等方面进行交底，对工作责任、明确分工等方面必须有书面记录，及时整理归档存查，资料的完整、记录的内容必须具有可追溯性。
（12）机具设备进场验收：
机具设备进场后，应报请监理、业主方进行现场检查验收，经监理确认可以进场施工后，方可进行设备的架立组装、调试。
完成组装和设备调试经自检合格后，报请监理、业主方进行现场检验。
（13）材料进场的验收及堆放：
严格地控制原材料、成品、半成品的型号、规格质量及材料进场的批量计划数。
材料进场后按规范要求见证随机取样送建材检测中心检验，经检验合格后方可使用，对于检验达不到规范要求的原材料作退货处理。
做好各种材料的质量记录和有关资料的整理和保存工作，使各种材料的质量证明书、合格证（单据）、验收证明书、试验报告等资料齐全，确保资料的完整性和可追溯性。
对选择使用的预应力钢筋混凝土管桩在进场之前，要求生产厂家事先提供预应力钢筋混凝土管桩所用的水泥、钢筋、砂、碎石等材料的产品合格证和质量检验报告单及混凝土强度检验报告单，同时提供管桩的出厂合格证，并送监理确认。
（15）满足材料、成品、半成品堆放的质量要求，同时做好材料、成品、半成品的进场检查、验收记录及标识工作，确认材料的品种、型号、规格等，分类分规格的整齐堆放，妥善保管，并按规定挂牌标识，以防误用。
管桩采用单点起吊方式，吊点位置在桩端至入0.3L（L为桩长）处。
桩在现场堆放，按规定、型号分层叠置。
分层叠置采用80×80木方料垫承稳定，木方料承放置在桩两端0.2L处，各设一条垫木。
各层垫木上下对齐，并支承平稳，堆放层数不超过四层。
堆放管桩的地方四周需做好排水沟及减震沟。
（16）工程施工记录：
做好管桩施工过程中的沉桩记录和隐蔽工程质量记录，同时做好施工质量记录签证工作，资料的收集与整理归档。
（17）明确收桩标准压力，以及桩在深层遇障碍处理方法、要求。
2.锤击桩施工方法
（1）施工准备
摸清施工现场面貌，了解设计意图，熟悉地质条件以及掌握所使用的各种机械、仪器性能和配备情况。
（2）操作工艺和规程
放桩位点。
根据设计图样在施工现场准确定好桩位，并做好明显的标志（包括成孔后）。
（3）施工测量
以业主工程部提交的测量控制基准点为基础，建立闭合导线控制网，闭合导线控制网建立在场地四周，根据施工控制网，测设轴线，再根据轴线测设各个细部。
（4）开工的测量准备工作
检查和复核测量基准点，增设控制点和水准点，建立控制网、施工放样。
（5）测量仪器
平面测量的主测仪器为全站仪。
高程测量主测仪器为S1级自动安平水准仪。
（6）桩机就位
打桩机就位时，应对中桩位，垂直、稳定、确保施工中不倾斜、移动，桩机应平衡架在压桩部位，打桩机的施工按有关程序进行。
（7）打桩控制
桩位施放不大于30mm。
立桩时由打桩机一点起吊，绑扎距桩端0.239L处（L为单条管桩桩长）。
用吊机把桩喂到桩机前，由桩机自身起吊桩就位，并调整垂直度，第一节桩起吊就位插入地面时的垂直度偏差不大于0.5%，并用长吊锤线从互相垂直的两个方向进行样正，必要时，拨出重插。
在桩帽和桩头之间设置弹性衬垫，衬垫麻袋或厚纸皮，压实后的厚度120mm以上。
吊桩就位并调整垂直后，起动桩锤施打，记录桩身每米入土击数。
管桩施工过程中，保持桩锤、桩帽和桩身的中心线重合。
当桩身倾斜率超过0.8%时，暂停施打，找出原因并设法纠正。
第一节桩面离地面约0.6m时停锤，起吊第二节桩，操作同前，至上节桩中心线与下节桩重合时，校正垂直度，上下节桩确保顺直，错位偏差不得大于5mm，并清理桩端上的杂物，连接间隙用铁片填实，间隙不得大于2mm。
本工程不采用大流水打桩施工法，而是将每根桩一次性连续打到底，尽量减少中间休歇时间，并通过调整配桩尽量避免在接近方案设计深度时进行接桩。
（8）管桩的堆放、拖运、取桩的规定
管桩出厂前应作出厂检查，其规格、批号、制作日期应符合所属的验收批号内容，管桩在吊运过程中应轻吊轻放，避免剧烈碰撞；单节管桩可用专用吊钩钩管桩两端内壁直接进行水平起吊；管桩运至施工现场时按规程要求进行检查验收，严禁使用质量不合格及在吊运过程中产生裂缝的管桩。
管桩应按不同规格、长度及施工流水顺序分别堆放；当场地条件许可时，宜单层堆放，叠层堆放时，层数不得超过二层，叠层堆放管桩时，应在垂直于管桩长度议程的地面上设置以上的垫土，防止滚动，管桩叠层超过二层时，拖桩时桩的落地端应用废轮胎等弹性材料保护。
（9）管桩焊接
当管桩需要接长时，下节桩施打后露出在地面约0.6m时即可接桩。
接桩前清理干净上、下桩端的泥土杂物，采用钢丝刷清理，坡口处刷至露出金属光泽。
上、下节桩应对齐，保证上节桩的垂直，错位偏差不大于2mm，节点弯曲矢高不得大于0.1%桩长，且不大于20mm。
接桩采用焊接法：
下节桩桩头设导箍以保证上下节桩找平接直，上下节桩之间的间隙应用铁片全部填实焊牢，然后沿圆周对称点焊6处，待上下节桩固定后再拆导向箍，继而分层对称施焊。
由两人同时对称施焊，焊缝应连续、饱满，不得有施工缺陷，如咬边、夹渣、焊瘤等。
焊接层数不小于二层，较普通场地施工厚度加厚20mm。
内层焊渣清理干净后才施焊外一层，每层焊缝的接头应错开。
电焊条选用E43型焊条焊接。
焊接好的桩接头应自然冷却后才继续锤击，自然冷却时间8分钟后方可施打，严禁用水冷却或焊好即打。
（10）送桩
送桩时，送桩的中心线与桩身吻合一致，才能进行送桩。
若桩顶不平，可用麻袋或厚纸垫平。
送桩用专制钢质送桩器。
送桩留下的桩孔立即回填密实。
（11）截桩
确保桩头不损、桩机行走安全。
（12）检查验收
每根桩打到贯入度要求，桩尖标高进入持力层，接近设计标高时，或打至设计标高时，应进行中间验收。
在控制时，要求最后三阵锤（每阵十击）平均贯入度按15～20mm控制。
符合方案设计要求后，填好施工记录。
如发现桩位与要求相差较大时，应会同有关单位研究处理。
然后移桩机到新桩位。
（13）施工过程注意事项
打桩过程中，遇见下列情况应暂停，并及时与有关单位研究处理：
贯入度剧变；
桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹；
桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎。
（14）安全注意事项
应遵守国家和地方安全管理标准，安全操作规程以及上级机关相应的规定和文件。
为保机架稳定，进机前场地必须平整压实，各种机械必须工前试运转正常后方可使用。
3.桩承台砖胎模施工
桩承台模板采用砖胎模，砖胎模厚度240mm，砖采用MU7.5灰砂砖，水泥采用32.5号，砂采用中细砂，水采用自来水，砌筑水泥砂浆强度M5，砖墙每隔3m长设置一个240mm×370mm砖柱构造柱。
砖胎模施工示意图如下：
4.钢筋绑扎与混凝土浇筑
桩承台钢筋绑扎和混凝土浇筑，按常规方法进行施工，在混凝土浇筑前，须按要求埋设塔吊预埋件等。
5.质量及安全文明施工控制
（1）塔吊桩基础的施工,除按本施工方案严格执行外,其他相关注意事项,应按项目部已编制审批的《桩基础工程施工方案》进行控制。
（2）确保安全生产，施工前，做好安全技术交底和安全教育工作，并进行班前安全培训。
对可能存在的安全隐患提前做好预防和应对措施，施工时，派专人指导监督，桩施工留下的桩孔等及时封盖。
同时，做好文明施工工作，工完场清。
（3）塔吊基础桩承台混凝土强度等级达到80%以上，方可安装塔机。
（4）塔吊基桩要求每根均进行小应变动测检测。
（5）其他注意事项，严格按国家、福建省及宁德市相关规范和标准执行，遵守中国建筑企业相关规定。
五、塔吊沉降观测
在塔吊基础的四个角各设一个沉降标志，用φ12圆钢制作，作为塔吊沉降观测的依据，在塔吊正式安装前，进行首次观测，地下室结构施工至首层前，每星期观测一次，以后每二个星期观测一次。
六、防雷接地
塔吊接地装置可采用以下方法：
①用钢管长φ33×4.5长2.5m至3m，焊接连耳另一端尖头入土；
②用L50的角钢，大于等于3m，垂直埋入地下。
连接线用25mm²铜线或50mm²钢筋，或40×40扁钢；
③在有条件的情况下，塔吊接地也可以直接接到建筑物专用的接地网上，但接地电阻不大于4Ω。
七、基础验算
（四桩预应力管桩基础）塔吊基础受力验算，采用《一洲软件》（建筑工程施工安全辅助设计系统2010版）（广州一洲信息技术有限公司）进行验算。
验算计算书详见附件二。
附件一：
A区5#塔吊基础平面布置图
5#塔吊平面定位与布置图（A区）（基坑内）
附件二：
A区5#塔吊基础设计计算书
塔吊基础设计（四桩）计算书（5#塔吊基础）
1.计算参数
（1）基本参数
A区5#塔吊采用M120B塔式起重机，塔身尺寸1.60m,地下室底板底面标高为-6.200m，塔吊基础承台面标高为-6.200m，塔吊基础承台紧挨底板结构承台，承台开挖深度为1.50m，底板垫层厚度为100mm。
因此，计算时，考虑塔吊基础边开挖深度为0.90m。
1）塔吊基础受力情况
荷载工况
基础荷载
P（kN）
M（kN.m）
Fk
Fh
M
MZ
工作状态
596.00
45.00
1752.00
162.00
非工作状态
536.00
119.00
2685.00
0
比较桩基础塔吊的工作状态和非工作状态的受力情况，塔吊基础按非工作状态计算如图；
Fk=536.00kN，Fh=119.00kN，M=2685.00+119.00×1.30=2839.70kN.m
Fk，=536.00×1.35=723.60kN，Fh，=119.00×1.35=160.65kN，
Mk=（2685.00+119.00×1.30）×1.35=3833.60kN.m
2）桩顶以下岩土力学资料
序号
地层名称
厚度L
（m）
极限侧阻力标
准值qsik（kPa）
极限端阻力标准值qpk（kPa）
qsik
i（kN/m）
抗拔系数λi
λiqsik*
i（kN/m）
1
残积粘性土
13.73
55.00
755.15
0.70
528.61
2
全风化花岗岩
3.00
90.00
6000.00
270.00
0.70
189.00
桩长
16.73
∑qsik*Li
1025.15
∑λiqsik*Li
717.61
3）基础设计主要参数
基础桩采用4根φ500预应力管桩,桩顶标高-7.50m；桩混凝土等级C80,fC=35.90N/mm2,EC=3.80×104N/mm2；ft=2.22N/mm2,桩长16.73m,管道壁厚125mm；钢筋HRB335，fy=300.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2；
承台尺寸长（a）=4.50m,宽（b）=4.50m,高（h）=1.40m；桩中心与承台中心1.50m,承台面标高-6.20m；承台混凝土等级C35，ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3。
Gk=a×b×h×γ砼=4.50×4.50×1.40×25=708.75kN
塔吊基础尺寸示意图
2.桩顶作用效应计算
（1）竖向力
1）轴心竖向力作用下
Nk=（Fk＋Gk）/n=（536.00+708.75）/4=311.19kN
2）偏心竖向力作用下
按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=2839.70kN.myi=1.50×20.5=2.12m
Nk=（Fk＋Gk）/n±Mxyi/Σyi2
=（536.00+708.75）/4±（2839.70×2.12）/（2×2.122）=311.19±669.74
Nkmax=980.93kN,Nkmax=-358.55kN（基桩承受竖向拉力）。
（2）水平力
Hik=Fh/n=119.00/4=29.75kN
3.单桩允许承载力特征值计算
管桩外径d=500mm=0.50m，内径d1=500-2×125=250mm=0.25m，hb=3.00
hb/d=3.00/0.50=6.00,λp=0.80
（1）单桩竖向极限承载力标准值计算
Aj=π（d2-d12）/4=3.14×（0.502-0.252）/4=0.15m2,
Apl=πd12/4=3.14×0.252/4=0.05m2
Qsk=u∑qsik
i=πd∑qsik
i=3.14×0.50×1025.15=1609.49kN
Qpk=qpk（Aj+λpApl）=6000.00×（0.15+0.80×0.05）=1140.00kN
Quk=Qsk＋Qpk=1609.49+1140.00=2749.49kN
Ra=1/KQuk=1/2×2749.49=1374.75kN
（2）桩基竖向承载力计算
1）轴心竖向力作用下
Nk=311.19kN＜Ra=1374.75kN,竖向承载力满足要求。
2）偏心竖向力作用下
Nkmax=980.93kN＜Ra=1.2×1374.75=1649.70kN,竖向承载力满足要求。
4.桩基水平承载力验算
（1）单桩水平承载力特征值计算
I=π（d4-d14）/64=3.14/64×（0.504-0.254）=0.0029m4
EI=EcI=3.80×107×0.0029=110200kN.m2
查表得:
m=6.00×103kN/m4,Xoa=0.010m
bo=0.9（1.5d+0.5）=1.13m=1130mm
α=（mbo/ECI）0.2=（6.00×1000×1.13/110200）0.2=0.57
αL=0.57×16.73=9.54＞4,按αL=4,查表得:
υx=2.441
RHa=0.75×（α3EI/υx）χoa=0.75×（0.573×110200/2.441）×0.01=62.70kN
（2）桩基水平承载力计算
Hik=29.75kN＜Rha=62.70kN,水平承载力满足要求。
5.抗拔桩基承载力验算
（1）抗拔极限承载力标准值计算
Tgk=1/nu1ΣλiqsikLi=1/4×（1.50×2+0.50）×4×717.61=2511.64kN
Tuk=ΣλiqsikuiLi=717.61×3.14×0.50=1126.65kN
（2）抗拔承载力计算
Ggp=4.50×4.50×16.63×（18.80-10）/4=740.87kN
Gp=0.15×16.73×（25-10）=37.64kN
Tgk/2+Ggp=2511.64/2+740.87=1996.69kN＞Nkmin=358.55kN,基桩呈整体性破坏的抗拔承载力满足要求。
Tuk/2+Gp=1126.65/2+37.64=600.97kN＞Nkmin=358.55kN,基桩非呈整体性破坏的抗拔承载力满足要求。
6.抗倾覆验算
a1=4.50/2=2.25m,bi=4.50/2+1.50=3.75m，
倾覆力矩M倾=M＋Fhh=2685+119.00×1.30=2839.70kN.m
抗倾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）ai＋2（Tuk/2+Gp）bi
=（536.00+708.75）×2.25+2×（1126.65/2+37.64）×3.75=7307.93kN.m
M抗/M倾=7307.93/2839.70=2.57
抗倾覆验算2.57＞1.6,满足要求。
7.桩身承载力验算
（1）正截面受压承载力计算
按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=3833.60kN.m，yi=1.50×20.5=2.12m
Nk=（Fk‘＋1.2Gk）/n±Mxyi/Σyi2
=（723.60+1.2×708.75）/4±（3833.60×2.12）/（2×2.122）=393.53±904.15
Nkmax=1297.68kN，Nkmax=-510.63kN
Ψc=0.85
ΨcfcAj=0.85×35.90×1000×0.15=4577.25kN
正截面受压承载力=4577.25kN＞Nkmax=1297.68kN,满足要求。
（2）预制桩插筋受拉承载力验算
插筋采用HRB335，fy=300.00N/mm2，取525，As=5×491=2455mm2
fyAs=300×2455=736500N=736.50kN
fyAs=736.50kN＞Nkmin=510.63kN,正截面受拉承载力满足要求。
M倾/（4x1As）=2839.70×1000/（4×1.50×2455）=192.78N/mm2
M倾/（4x1As）=192.78N/mm2＜300.00N/mm2,满足要求。
（3）承台受冲切承载力验算
1）塔身边冲切承载力计算
Fι=F－1.2ΣQik=Fk，=723.60kN，ho=1.40-0.10=1.30m=1300mm
βhp=1.0+（2000-1400）/（2000-800）×（0.9-1.0）=0.95
а0=1.50-0.50/2-1.60/2=0.45m,λ=а0/ho=0.45/1.30=0.35
β0=0.84/（λ+0.2）=0.84/（0.35+0.2）=1.53
um=4×（1.
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