中联重科5610塔吊基础施工方案.docx
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中联重科5610塔吊基础施工方案
附件3G9、G3、G4平面布置37
一、编制依据
1.1金茂·如茂苑（一期）工程施工图纸（建筑、结构）
1.2金茂·如茂苑（一期）工程岩土工程勘察报告
1.3《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）
1.4《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
1.5《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
1.6《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）
1.7《混凝土结构设计规范》（GB50010-2011）
1.8《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）
1.9《中联重科5610塔吊说明书》
二、工程概况
2.1工程名称：
金茂·如茂苑住宅G1#-G9#栋及地下室（一期）项目新建工程
2.2建设地点：
拟建的金茂株洲项目位于株洲市石峰区井龙村林大西路东南侧，原中南林学院株洲校区。
2.3建设单位：
株洲如茂置业有限公司
2.4监理单位：
中航工程监理（湖南）有限公司
2.5设计单位：
深圳市华阳国际工程设计股份有限公司
2.6施工单位：
五矿二十三冶建设集团有限公司
2.7本工程塔吊情况：
本工程计划使用3台中联重科5610塔吊，位于G3栋、G4栋和G9栋旁边。
塔吊按照附着栋号编号，G3塔吊负责G2栋、G3栋运输，G4塔吊负责G4栋、G6栋运输，G9塔吊负责G9栋、G6栋运输。
根据地勘报告、现场的地质情况及设计单位基础设计图纸，G3、G4采用单桩承台作为塔吊基础，桩径1.6m，桩端入中风化持力层0.5m,长度约12米。
G9塔吊采用CFG桩，单桩承载力特征值为570KN，设置12桩，考虑地质情况较为复杂，按照5桩进行力学计算，CFG桩采用长螺旋灌注桩。
2.8本工程地质情况
据钻孔揭露，场地内地层按其形成年代分第四系土层及灰岩等，现将各岩土层特征自上而下分别描述如下（其中①～⑤为地层序号）：
1.素填土（Q4ml）①-1：
黑灰色，棕褐色，棕黄色，稍密-中密，稍湿，主要由砂石及黏性土等回填，部分区域顶部0.2-0.3m为水泥地板，1979~1982年间建校整平场时填堆而成，回填时经人工夯实。
2.人工压实填土（Q4ml）①-2：
褐红色，褐红夹黄色，棕褐色，中密为主，局部稍密，稍湿，已完成自重固结，主要由本场地黏性土回填，部分区域夹少量岩块，硬杂质含量约5%，部分区域孔顶见0.2-0.3m水泥地板，系1979~1982年间建校整平场时填堆而成，回填时经人工夯实。
3.粉质黏土（Q3al+pl）②-1：
褐红色，褐红夹黄色，硬塑-坚硬状，摇振不反应，切面稍有光泽，中等干强度，中等韧性。
4.粉质黏土（Q3al+pl）②-2：
灰褐色，灰黄色，可塑为主，局部硬塑状，摇振不反应，切面稍有光泽，中等干强度，中等韧性。
5.土洞②-3:
空洞，无充填
6.全风化碳质页岩（D）③:
已风化残积呈深灰色，灰黑色可塑-硬塑黏性土状，芯样中不均匀夹有少量碳质页岩碎块
7.中风化碳质页岩（D）④:
深灰色，灰黑色，页片结构，页理构造，局部含有钙质成分、夹有少量白云石脉、碳质泥岩，与灰岩互层分布，节理裂隙发育，岩芯多呈柱状-长柱状，RQD值约65，采取率约85%
8.全风化碳质页岩（D）④-1:
已风化残积呈深灰色，灰黑色可塑-硬塑黏性土状，芯样中不均匀夹有少量碳质页岩碎块
9.中风化灰岩（D）⑤：
灰白色，深灰色，灰黄色，晶粒结构，中-厚层状构造，部分区域夹有白云质灰岩、泥质灰岩及碳质灰岩，局部芯样见白色方解石脉、白云石晶体及溶蚀小孔，节理裂隙较发育，岩芯多呈柱状-长柱状，RQD值约70，采取率约90%。
10.溶洞（D）⑤-1：
全充填，充填物为可塑状黏性土、岩石碎块等。
11.溶洞（D）⑤-2：
半充填-无充填，半充填的充填物为可-软塑状黏性土、岩石碎块等。
12.中风化灰岩破碎（D）⑤-3：
灰白色，深灰色，灰黄色，晶粒结构，中-厚层状构造，部分区域夹有白云质灰岩、泥质灰岩及碳质灰岩，局部芯样见白色方解石脉、白云石晶体，多见溶蚀小孔，节理裂隙很发育，岩芯呈块状，RQD值约50，采取率约70%。
根据建设单位提供的地勘资料及总平面布置图，ZK553及ZK554于3#楼塔吊基础位置相邻，ZK574及ZK575于4#楼塔吊基础位置相邻，ZK736及ZK741于9#楼塔吊基础位置相邻；桩号剖面图如下：
ZK553钻孔柱状图（孔口高程70.83m）
ZK554钻孔柱状图（孔口高程71.04m）
ZK574钻孔柱状图（孔口高程65.38m）
ZK575钻孔柱状图（孔口高程70.46m）
ZK736钻孔柱状图（孔口高程65.41m）
ZK741钻孔柱状图（孔口高程65.39m）
根据塔吊公司提供的塔吊基础参数，中联重科5610型塔吊基础高为1.3m，3台塔吊基础顶都与地下室底板顶齐平，四周与地下室底板连接处，采用后浇带做法，预留钢筋与焊接止水钢板。
三、塔吊选型及布置方案
3.1塔吊选型（根据项目实际情况进行塔吊选型，并说明塔吊的主要参数）
计划使用3台中联重科5610型塔吊，起重机整体技术参数见下表。
中联重科5610型塔吊整体技术参数
3.2塔吊基础选择
1.地层岩土性能评价
1.1素填土①-1：
已完成自重固结，强度一般，压缩性一般。
1.2人工压实填土①-2：
已完成自重固结，呈中密状，局部稍密，强度一般，压缩性一般，可考虑做多层建筑物或纯地下室部分的基础持力层。
1.3粉质黏土②-1：
呈硬塑状态，强度中等偏高，压缩性中等偏低，厚度较大段可考虑作为拟建1-5F建筑物基础持力层。
1.4粉质黏土②-2：
呈可塑状态，强度中等偏低，压缩性中等偏高，埋深较大。
1.5土洞②-3：
系空洞。
1.6全风化碳质页岩③：
可塑-硬塑状，强度中等偏高，压缩性中等偏低，厚度较大埋深较浅处可考虑作为拟建1-5F建筑物基础持力层。
1.7中风化碳质页岩④：
强度高，变形小，厚度较大处可作为拟建建筑物各类型桩基桩端持力层。
1.8全风化碳质页岩④-1：
强度中等偏高，压缩性中等偏低，本层为中风化碳质页岩中夹层，不可作为拟建建筑物持力层或下卧层。
1.9中风化灰岩⑤：
分布于整个场地，厚度较大，为拟建场地的稳定基岩，强度高，变形小，是拟建建筑物各类型桩较好的桩端持力层。
但该层内岩溶发育，当以该层做为桩端持力层时，应进行超前钻探，以便详细查明桩端平面以下一定范围内有无空洞、破碎带等不良地质现。
。
1.10溶洞⑤-1：
全充填，充填物为可塑状黏性土、岩石碎块等。
1.11溶洞⑤-2：
半充填-无充填，半充填的充填物为可-软塑状黏性土、岩石碎块等。
1.12中风化灰岩破碎⑤-3：
岩体较破碎，岩质较硬岩，可做拟建建筑物基础持力层或下卧层。
2、土层主要参数建议表
场地岩土层工程特性指标推荐值
地层
名称
承载力
特征值
fak（kPa）
压缩模量
平均值
Es（MPa）
内摩擦角
标准值
φk（°）
黏聚力
标准值
Ck（kPa）
重度
γ（kN/m3）
岩石自然
抗压强度
frk（MPa）
素填土①-1
170
5.5
25
18
-
-
人工压实填土①-2
170
5.5
22
25
-
-
粉质黏土②-1
210
7.5
20
35
-
-
粉质黏土②-2
180
5.5
20
30
-
-
全风化碳质页岩③
180
5.5
20
30
-
-
中风化碳质页岩④
800
50.0（E0）
-
-
-
8.0
全风化碳质页岩④-1
180
5.5
20
30
-
-
中风化灰岩⑤
2500
300.0（E0）
-
-
-
50.0
溶洞⑤-1
/
4
20
20
-
-
中风化灰岩破碎⑤-3
1500
180.0（E0）
-
-
-
40.0
桩的极限侧阻力标准值（qsik）及极限端阻力标准值（qPk）
地层
名称
钻（冲）孔灌注桩
人工挖孔桩
预制管桩
CFG桩
qsik（kPa）
qPk（kPa）
qsik（kPa）
qPk（kPa）
qsik（kPa）
qPk（kPa）
qsik（kPa）
qPk（kPa）
素填土①-1
55
/
55
/
55
/
52
/
人工压实填土①-2
55
/
55
/
55
/
52
/
粉质黏土②-1
90
/
90
/
92
3000
85
900
粉质黏土②-2
65
/
65
/
68
2000
62
600
全风化碳质页岩③
65
/
65
/
68
2000
62
600
中风化碳质页岩④
150
8000
160
10000
/
11000
/
4000
全风化碳质页岩④-1
65
/
65
/
68
2000
62
600
中风化灰岩⑤
500
15000
500
17000
/
20000
/
6000
溶洞⑤-1
/
/
/
/
/
/
/
/
中风化灰岩破碎⑤-3
300
13000
300
14000
/
15000
/
5000
3、固定式基础载荷
预埋螺栓固定基础采用整体钢筋混凝土基础，对基础的基本要求如下:
1）基础开挖至老土（基础承载力必须达到表1-2中要求），整平清除虚土，采用C15混凝土封底，周边配模或砌砖后再行绑扎钢筋、浇注混凝土，塔吊基础顶板完成面比地下室底板结构面高30mm-50mm，防止塔吊基础积水。
2）垫板下混凝土填充率>95%，四垫板上平面应保证水平，垫板允许嵌入混凝土内5～6mm；
3）四组地脚螺栓（16根）相对位置必须准确，组装后必须保证地脚螺栓孔的对角线误差不大于2mm，以确保基础节的安装；
4）允许在固定基础与垫板之间加垫片，垫片面积必须大于垫板面积的90%，每个支腿下面最多只加两块垫片，确保基础节安装后的水平度小于1/750，其中心线与水平垂直度误差不大于1.5/1000；
5）混凝土标号为C35,养护期大于15天；
6）各上、下层主筋的横、纵筋交叉处必须焊牢。
根据地勘资料及塔吊技术参数，塔吊基础采用旋挖桩基础方案。
4、塔吊布置
根据塔吊作业半径，综合考虑现场施工平面布置，尽可能使起重臂覆盖整个在建建筑物和作业现场，本工程塔吊位置布置具体详见附图。
四．施工工艺流程及操作要点
4.1放线定位→CFG桩或旋挖桩施工→塔吊基础开挖→截桩头→基础垫层浇筑→塔吊基础钢筋绑扎→预埋塔机地脚螺栓→防雷接地施工→浇筑基础混凝土→混凝土养护。
4.2底座采用预埋螺杆方式，四组地脚螺栓16根，靠定位筋与垫板定位，对角两螺栓连线平行度允许偏差15mm，其垫板下混凝土填率＞95%，用四垫板找平基础上平面，其平面度误差＜1/750，垫板允许嵌入混凝土内5-6mm，四组地脚螺栓相对位置必须准确，保证底架安装。
4.3塔吊基础施工
4.3.1塔吊基础底板垫层采用100厚C15混凝土。
4.3.2塔吊基础顶标高与底板顶标高一致。
由于塔吊基础需先行施工，因此在塔吊基础与基础底板（及地下室顶板）交接处设施工缝，采取预留基础底板（及地下室顶板）钢筋的方式，塔吊基础四周留设300mm宽钢板止水带，止水钢板必须焊接连接成一个整体。
塔吊基础与底板施工缝位置图
4.3.3塔吊基础在浇筑混凝土前，基础中心线及四组预埋地脚螺栓位置必须准确，组装后必须保证地脚螺栓孔的对角线误差不大于2mm,确保固定基节的安装。
4.3.4基础标高控制：
为控制好塔吊基础顶标高，在塔吊基础四周焊接四根竖向短筋，并将控制标高抄测至竖向短筋上，基础混凝土浇捣时，依据抄测控制标高拉线对基础顶面进行找平。
4.4技术质量控制措施
4.4.1塔吊基础垫层混凝土标号为C15，严格控制好标高及轴线位置，垫层伸出基础每边100mm。
4.4.2基础钢筋在场外加工运至现场绑扎，要求绑扎时纵横绑扎点满绑，不得遗漏，基础钢筋用水泥垫块垫起，以保证保护层厚度。
4.4.3混凝土振捣要密实，振捣要求机械振捣，要求表面平整，无积水。
4.4.4浇筑完混凝土后表面应当随原浆抹平，混凝土一次性浇筑不得留施工缝。
4.4.5地脚螺栓安装符合使用说明中的设计要求，其预紧力距必须达到2.4KN.m。
4.4.6螺栓安装完毕后校正轴线与标高，符合要求后上部用木方卡紧固定在基础模板上。
4.4.7浇筑混凝土时随时观察螺栓位置，如有偏差及时校正，并保证偏差≤2mm.
4.4.8塔吊基础顶标高高出底板标高50mm/300mm，以防止积水。
4.5塔机穿过地下室处理措施
本工程塔机布置在地下室中，塔吊穿地下室的处理措施如下。
4.5.1地下室底板处理措施：
本工程设计塔吊基础顶标高与地下室底板顶标高平，施工缝处预埋止水钢板，以保证防渗，地下室底板施工时，底板钢筋在塔吊基础部位的作法，严格按照16G101-1图集要求及后浇带工艺要求施工，塔吊拆除之后，将地脚螺栓用氧割割除，在做地下室面层施工。
4.5.2地下室顶板处理措施（穿商铺同地下室顶板处理措施）
（1）在地下室顶板上开一个一米八见方的孔，施工缝处预埋止水钢板，以保证防渗漏，塔吊拆除后，用高一强度等级的微膨胀混凝土封闭，封闭后再采用设计要求的地下室顶板防水做法进行防水施工。
因塔吊处预留孔封闭后，底板受力与实际设计状况不同，为保证顶板安全，在封回洞口前，塔吊所在跨的顶板下方加钢管支撑。
（2）顶板预留孔处钢筋按设计要求预留一个搭接长度，拆除塔吊后，采用搭接的方式连接。
板四周预留Ф12钢筋500mm长，按原顶板配筋间距设置。
（3）在预留的顶板洞口周边砌筑20cm高的砖墙挡水，素水泥浆抹光。
并在周边加设1200mm高防护栏杆。
五．防雷接地保护
利用塔吊基础作为自然接地体，将基础钢筋四周上下封闭成环，用40*4镀锌扁钢与基础焊接引至塔吊底部可拆改处，并用40*4镀锌扁钢与塔吊底部焊接引至可拆改处，两扁钢螺栓压接。
同时在塔吊基坑外围采用3根RC40镀锌钢管作为人工接地，由此引至塔吊基座处焊接。
具体可参见下图：
六、注意事项
7.1基坑开挖时根据标高及放线边界点，控制超挖，严禁欠挖。
7.2底板钢筋预留长度必须满足搭接要求。
7.3止水带安装必须居中，并固定牢固、平直，浇筑完成后采用沙袋进行保护。
7.4混凝土浇筑过程中振捣棒严禁触碰止水带及预埋角柱，防止位移。
7.5接地焊接须饱满，满足电阻要求。
七、安全文明施工措施
7.1建立以项目经理为第一安全责任人，由各部门负责人和安全专员组成的安全保障体系，实施对工程的安全管理、实施和监督。
7.2制定本工程安全施工管理办法，建立健全各级安全责任制，做到层层抓安全、人人管安全、事事讲安全。
以科学发展观和“安全发展”理念3.加强安全教育和安全培训；杜绝违章指挥、违章操作和违犯劳动纪律的“三违”现象，加大反习惯性违章的工作力度，坚决做到特殊工种持证上岗，强化安全意识，提高全员自我保护和相互保护能力。
7.3做好对职工、分包单位的安全教育和管理工作，职工、分包单位施工人员必须参加项目部组织的技术交底会、安全学习与考试，必须参加“班前讲话”和每周的安全日活动。
7.4项目部必须购买一定数量的急救药品，为施工队配备医药箱，保证职工的身体健康和人身安全；并与当地卫生部门协作，做好当地流行病的预防工作。
7.5发生安全事故，项目部应该按安全管理程序，以最快方式逐级上报各级主管部门。
7.6塔吊周围采用钢管搭设进行围护。
7.7定期对塔吊基础进行沉降观测和倾斜测量。
7.8如工期较长，需根据实际情况定期对格构柱进行防锈处理。
7.9塔吊基础基坑作业时，采用钢管、扣件及架板搭上下的临时通道，作业人员不得直接跳入坑内。
7.10机械开挖土方时，作业人员不得进入机械作业范围内进行清理或找坡作业。
7.11作业工人必须佩戴好安全帽，穿防滑鞋，严禁酒后作业。
7.12在距离基坑周边2.0米的范围内，不能堆放弃土、模板等杂物，防止发生坍塌事故。
7.13严禁随意切割滑坡体的坡脚，同时也切忌在坡体被动区挖土。
7.14班组在坑边作业时应随时注意基壁土质是否有地异动，并进行班前教育，派专人监护。
7.15搬运材料时，严禁在坑边向下抛掷，以免打击伤人。
G9栋TC5610塔吊力学计算：
设计为12桩基础，按照5桩计算，对素土层、粘土层的侧阻、端阻、承载力特征值进行了调整。
矩形板式桩基础计算书
计算依据：
1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009
2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
一、塔机属性
塔机型号
QTZ63（TC5610）-中联重科
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
方钢管
塔身桁架结构宽度B（m）
1.6
二、塔机荷载
1、塔机传递至基础荷载标准值
工作状态
塔机自重标准值Fk1（kN）
464.1
起重荷载标准值Fqk（kN）
47.1
竖向荷载标准值Fk（kN）
511.2
水平荷载标准值Fvk（kN）
18.3
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
1335
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
464.1
水平荷载标准值Fvk'（kN）
73.9
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
1552
2、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＝1.35×464.1＝626.535
起重荷载设计值FQ（kN）
1.35Fqk＝1.35×47.1＝63.585
竖向荷载设计值F（kN）
626.535+63.585＝690.12
水平荷载设计值Fv（kN）
1.35Fvk＝1.35×18.3＝24.705
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'＝1.35×464.1＝626.535
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.35Fvk'＝1.35×73.9＝99.765
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.35Mk＝1.35×1552＝2095.2
三、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
5
承台高度h（m）
1.3
承台长l（m）
5
承台宽b（m）
5
承台长向桩心距al（m）
3.6
承台宽向桩心距ab（m）
3.6
承台参数
承台混凝土等级
C40
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
承台底标高d1（m）
-1.3
基础布置图
承台及其上土的自重荷载标准值：
Gk=bl（hγc+h'γ'）=5×5×（1.3×25+0×19）=812.5kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.35Gk=1.35×812.5=1096.875kN
桩对角线距离：
L=（ab2+al2）0.5=（3.62+3.62）0.5=5.091m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（464.1+812.5）/5=255.32kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+FVkh）/L
=（464.1+812.5）/5+（1552+73.9×1.3）/5.091=579.032kN
Qkmin=（Fk+Gk）/n-（Mk+FVkh）/L
=（464.1+812.5）/5-（1552+73.9×1.3）/5.091=-68.392kN
2、荷载效应基本组合
荷载效应基本组合偏心竖向力作用下：
Qmax=（F+G）/n+（M+Fvh）/L
=（626.535+1096.875）/5+（2095.2+99.765×1.3）/5.091=781.693kN
Qmin=（F+G）/n-（M+Fvh）/L
=（626.535+1096.875）/5-（2095.2+99.765×1.3）/5.091=-92.329kN
四、桩承载力验算
桩参数
桩类型
灌注桩
桩直径d（mm）
400
桩混凝土强度等级
C40
桩基成桩工艺系数ψC
0.75
桩混凝土自重γz（kN/m3）
25
桩混凝土保护层厚度б（mm）
50
桩底标高d2（m）
-14
桩有效长度lt（m）
12.7
桩配筋
桩身普通钢筋配筋
HRB4008Φ16
自定义桩身承载力设计值
否
桩身普通钢筋配筋
HRB4008Φ16
桩裂缝计算
钢筋弹性模量Es（N/mm2）
200000
普通钢筋相对粘结特性系数V
1
最大裂缝宽度ωlim（mm）
0.2
裂缝控制等级
三级
地基属性
地下水位至地表的距离hz（m）
1.33
自然地面标高d（m）
0
是否考虑承台效应
是
承台效应系数ηc
0.1
土名称
土层厚度li（m）
侧阻力特征值qsia（kPa）
端阻力特征值qpa（kPa）
抗拔系数
承载力特征值fak（kPa）
素填土
6.3
40
150
0.6
0
粘性土
9
40
150
0.6
600
中风化岩
5
150
0
0.6
5000
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：
u=πd=3.14×0.4=1.257m
桩端面积：
Ap=πd2/4=3.14×0.42/4=0.126m2
承载力计算深度：
min（b/2,5）=min（5/2,5）=2.5m
承载力小于0的情况下，下式计算结果为0
fak=（-2.5×600）/2.5=-1500/2.5=0kPa
承台底净面积：
Ac=（bl-nAp）/n=（5×5-5×0.126）/5=3.924m2
复合桩基竖向承载力特征值：
Ra=ψuΣqsia·li+qpa·Ap+ηcfakAc=0.8×1.257×（5×40+7.7×40）+150×0.126+0.1×0×3.924=529.597kN
Qk=255.32kN≤Ra=529.597kN
Qkmax=579.032kN≤1.2Ra=1.2×529.597=635.517kN
满足要求！
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=-68.392kN<0
按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：
Qk'=68.392kN
桩身位于地下水位以下时，位于地下水位以下的桩自重按桩的浮重度计算，
桩身的重力标准值：
Gp=（（d1-d+hz）γz+（lt-（d1-d+hz））（γz-10））Ap=（（（-1.3）-0+1.33）×25+（12.7-（（-1.3）-0+1.33））
×（25-10））×0.126=24.041kN
Ra'=ψuΣλiqsiali+Gp=0.8×1.257×（0.6×5×40+0.6×7.7×40）+24.041=330.459kN
Qk'=68.392kN≤Ra'=330.459kN
满足要求！
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