中铁花园塔吊基础施工方案.docx

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中铁花园塔吊基础施工方案

一、工程概况：

本工程为中铁花园，地处武汉市青山区铁机路东侧，武汉中铁机械厂住宅小区内，中心广场南侧。

工程总建筑面积为39998m2，建设单位为武汉中铁机械厂（中铁重工），设计单位为武汉市民用建筑设计研究院，监理单位为湖北东泰建设管理咨询有限公司，施工单位为卓峰建设集团有限公司。

二、编制依据：

1、根据业主提供的由武汉市民用建筑设计研究院设计的工程施工图。

2、中华人民共和国颁布的施工质量验收规范及有关技术规定。

3、中铁花园工程施工合同。

4、场地岩土工程勘察报告书。

5、国家现行的技术标准、施工及验收规范、工程质量评定标准及操作规程。

6、国家、省、市建设部门颁发的《建筑工程施工现场管理规定》。

7、对同类工程的施工经验。

8、本工程现场及周围环境的实际情况。

三、使用的国家及地方规范标准：

1、地基与基础施工质量验收规范GB50202-2002

2、混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002

3、混凝土质量控制标准GB50164-92

4、建筑桩基础技术规范JGJ94-94

5、混凝土结构设计规范GB50010-2002

四、塔吊选型及平面布置：

根据现场实际情况，拟安装QTZ40塔式起重机三台。

塔吊承台基础采用桩基础，一号楼QTZ40塔式起重机布置在11～17/H轴处（图1），二号楼QTZ40塔式起重机布置在14～20/H轴处（图2），三号楼QTZ40塔式起重机布置在4～10/G轴处（图3）。

五、塔吊技术性能参数：

型号：

QTZ40

供电容量：

24.0kW

额定起重力矩：

450kN.m

最大起重量：

4t

回转半径：

47m

臂尖起重量:

0.8t

六、主要工程施工方法：

1、土方工程：

本工程塔吊承台基础土方挖至至19.450m，在塔吊基础土方开挖后，请甲方、监理验收后，人工清理槽底，并迅速浇筑100厚C15垫层。

2、截桩工程：

截桩工程与土方工程同步进行，采用锯桩器截桩，以减少对桩身影响，确保截桩后管桩的质量，严禁采用大锤横向敲击截桩或强行扳拉截桩。

截断后，破碎桩头随土方外运。

2.1桩顶嵌入承台尺寸100mm。

2.2垫层施工后，截桩至桩顶设计标高（垫层上100mm）。

3、钢筋工程：

3.1根据图纸及规范要求进行钢筋翻样，经技术人员对钢筋翻样料单审核后，方可进行加工制作。

3.2钢筋必须有出厂合格证和检验报告，合格后才能使用。

3.3钢筋的弯钩应按施工图纸中的规定执行，同时也应满足有关标准。

3.4钢筋的绑扎要做到间距均匀，绑扎牢固，绑扎前必须要拉通线，做到钢筋纵横成线。

3.5撑铁必须焊接牢固，预埋螺栓螺杆必须按图纸定位准确，与钢筋网焊接牢固。

3.6钢筋代换：

QTZ40基础钢筋原设计为132根A20钢筋，按钢筋等强度代换原则，代换为B18，则代换后总根数为：

n2≥（132×202×210）/（182×310）=111根

取代换后B18总根数为112根。

4、模板工程：

采用土体做为模板。

5、混凝土工程：

5.1砼施工必须在钢筋绑扎完毕，办理隐蔽工程验收后进行砼浇筑。

5.2砼采用商品砼，设计标号为C30，施工技术人员对砼的搅拌质量进行监控。

5.3砼采用汽车泵送，浇筑前，应对汽车泵等机械进行检查维修，并加强养护，砼浇筑完毕及时冲洗泵管。

5.4砼浇筑要按信息化施工的原则加强现场调度管理，确保已浇砼在初凝前被上层砼覆盖，不出现冷缝。

5.5砼振捣操作人员必须挂牌上岗，各负其责，必须服从现场施工人员统一安排和指挥。

5.6使用插入式振捣器快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行不得遗漏，做到均匀密实。

移动间距不大于振动棒作用半径1.5倍，振捣上一层插入下一层50mm，以消除两层间的接缝，每一次振点的延续时间一般为20～30秒，以表面出现浮浆和不再沉落为准。

5.7砼浇至设计标高后，在终凝前搓平压光，以防止砼表面的沉缩裂缝出现，基础表面允许偏差±1.5mm。

5.8砼养护十分重要，要充分湿润养护才能有利于砼的性能发挥，必须提高养护意识，设置专人养护。

5.9砼浇筑完毕后即应保湿养护14天，砼收平后，即应洒水湿润。

七、图例总汇：

八、一号楼QTZ40塔吊基础设计计算：

一、塔吊的基本参数信息

塔吊型号:

QTZ40，塔吊起升高度H=70.00m，

塔吊倾覆力矩M=750.00kN.m，混凝土强度等级:

C30，

塔身宽度B=1.50m，基础以上土的厚度D=0.00m，

自重F1=190.00kN，基础承台厚度Hc=1.35m，

最大起重荷载F2=40.00kN，基础承台宽度Bc=4.50m，

桩钢筋级别:

II级钢，桩直径或者方桩边长=0.50m，

桩间距a=3.40m，承台箍筋间距S=200.00mm，

承台砼的保护层厚度=50.00mm，空心桩的空心直径:

0.30m。

二、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=190.00kN，

塔吊最大起重荷载F2=40.00kN，

作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=276.00kN，

塔吊的倾覆力矩M=1.4×750.00=1050.00kN。

三、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算

图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。

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。

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=276.00kN；

G──桩基承台的自重

G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc/4+20×Bc×Bc×D/4）=

1.2×（25×4.50×4.50×1.35+20×4.50×4.50×0.00）=820.13kN；

Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取1050.00kN.m；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=1.70m；

Ni──单桩桩顶竖向力设计值（kN）；

经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，

最大压力：

N=（276.00+820.13）/4+1050.00×1.70/（4×1.702）=428.44kN。

2.矩形承台弯矩的计算

依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条。

其中Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值（kN.m）；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.95m；

Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值（kN），Ni1=Ni-G/n=223.41kN/m2；

经过计算得到弯矩设计值：

Mx1=My1=2×223.41×0.95=424.48kN.m。

四、矩形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。

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35.90N/mm2；

ho──承台的计算高度Hc-50.00=1300.00mm；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

经过计算得：

αs=424.48×106/（1.00×35.90×4500.00×1300.002）=0.002；

ξ=1-（1-2×0.002）0.5=0.002；

γs=1-0.002/2=0.999；

Asx=Asy=424.48×106/（0.999×1300.00×300.00）=1089.26mm2。

五、矩形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。

根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，

记为V=428.44kN我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：

其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；

bo──承台计算截面处的计算宽度，bo=4500mm；

ho──承台计算截面处的计算高度，ho=1300mm；

λ──计算截面的剪跨比，λx=ax/ho，λy=ay/ho，

此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处

至x,y方向计算一排桩的桩边的水平距离，得（Bc/2-B/2）-（Bc/2-a/2）=950.00mm，

当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3，满足0.3-3.0范围；

在0.3-3.0范围内按插值法取值。

得λ=0.73；

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=0.12；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35.90N/mm2；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

S──箍筋的间距，S=200mm。

则，1.00×428.44=4.28×105N≤0.12×300.00×4500×1300=2.44×107N；

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！

六、桩承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第4.1.1条。

根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=428.44kN；

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；

A──桩的截面面积，A=1.26×105mm2。

则，1.00×428443.01=4.28×105N≤14.30×1.26×105=1.80×106N；

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！

七、桩竖向极限承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的第5.2.2-3条；

根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=428.44kN；

桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：

最大压力:

其中R──最大极限承载力；

Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:

Qpk──单桩总极限端阻力标准值:

ηs,ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，

γs,νp──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，

qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；

qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；

u──桩身的周长，u=1.571m；

Ap──桩端面积,取Ap=0.126m2；

li──第i层土层的厚度,取值如下表；

厚度及侧阻力标准值表如下:

序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）土名称

12.0025.001.00粉质粘土

22.4015.001.00粉质粘土

319.6018.001.00粉质粘土、粉土、粉砂互层

42.0028.001800.00粉细砂

由于桩的入土深度为26.00m,所以桩端是在第4层土层。

最大压力验算:

R=1.57×（2.00×25.00×1.00+2.40×15.00×1.00+19.60×18.00×1.00+2.00×28.00×1.00）/1.65+1.06×1800.00×0.126/1.65=6.16×102kN；

上式计算的R的值大于最大压力428.44kN,所以满足要求!

九、二号楼QTZ40塔吊基础设计计算：

一、塔吊的基本参数信息

塔吊型号:

QTZ40，塔吊起升高度H=70.00m，

塔吊倾覆力矩M=750.00kN.m，混凝土强度等级:

C30，

塔身宽度B=1.50m，基础以上土的厚度D=0.00m，

自重F1=190.00kN，基础承台厚度Hc=1.35m，

最大起重荷载F2=40.00kN，基础承台宽度Bc=4.50m，

桩钢筋级别:

II级钢，桩直径或者方桩边长=0.50m，

桩间距a=3.40m，承台箍筋间距S=200.00mm，

承台砼的保护层厚度=50.00mm，空心桩的空心直径:

0.30m。

二、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=190.00kN，

塔吊最大起重荷载F2=40.00kN，

作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=276.00kN，

塔吊的倾覆力矩M=1.4×750.00=1050.00kN。

三、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算

图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。

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。

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=276.00kN；

G──桩基承台的自重

G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc/4+20×Bc×Bc×D/4）=

1.2×（25×4.50×4.50×1.35+20×4.50×4.50×0.00）=820.13kN；

Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取1050.00kN.m；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=1.70m；

Ni──单桩桩顶竖向力设计值（kN）；

经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，

最大压力：

N=（276.00+820.13）/4+1050.00×1.70/（4×1.702）=428.44kN。

2.矩形承台弯矩的计算

依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条。

其中Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值（kN.m）；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.95m；

Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值（kN），Ni1=Ni-G/n=223.41kN/m2；

经过计算得到弯矩设计值：

Mx1=My1=2×223.41×0.95=424.48kN.m。

四、矩形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。

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35.90N/mm2；

ho──承台的计算高度Hc-50.00=1300.00mm；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

经过计算得：

αs=424.48×106/（1.00×35.90×4500.00×1300.002）=0.002；

ξ=1-（1-2×0.002）0.5=0.002；

γs=1-0.002/2=0.999；

Asx=Asy=424.48×106/（0.999×1300.00×300.00）=1089.26mm2。

五、矩形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。

根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，

记为V=428.44kN我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：

其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；

bo──承台计算截面处的计算宽度，bo=4500mm；

ho──承台计算截面处的计算高度，ho=1300mm；

λ──计算截面的剪跨比，λx=ax/ho，λy=ay/ho，

此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处

至x,y方向计算一排桩的桩边的水平距离，得（Bc/2-B/2）-（Bc/2-a/2）=950.00mm，

当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3，满足0.3-3.0范围；

在0.3-3.0范围内按插值法取值。

得λ=0.73；

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=0.12；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35.90N/mm2；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

S──箍筋的间距，S=200mm。

则，1.00×428.44=4.28×105N≤0.12×300.00×4500×1300=2.44×107N；

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！

六、桩承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第4.1.1条。

根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=428.44kN；

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.30N/mm2；

A──桩的截面面积，A=1.26×105mm2。

则，1.00×428443.01=4.28×105N≤14.30×1.26×105=1.80×106N；

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！

七、桩竖向极限承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-94）的第5.2.2-3条；

根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=428.44kN；

桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：

最大压力:

其中R──最大极限承载力；

Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:

Qpk──单桩总极限端阻力标准值:

ηs,ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，

γs,νp──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，

qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；

qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；

u──桩身的周长，u=1.571m；

Ap──桩端面积,取Ap=0.126m2；

li──第i层土层的厚度,取值如下表；

厚度及侧阻力标准值表如下:

序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）土名称

13.4025.001.00粉质粘土

23.5015.001.00粉质粘土

318.2018.001.00粉质粘土、粉土、粉砂互层

42.0028.001800.00粉细砂

由于桩的入土深度为27.10m,所以桩端是在第4层土层。

最大压力验算:

R=1.57×（3.40×25.00×1.00+3.50×15.00×1.00+18.20×18.00×1.00+2.00×28.00×1.00）/1.65+1.06×1800.00×0.126/1.65=6.41×102kN；

上式计算的R的值大于最大压力428.44kN,所以满足要求!

十、三号楼QTZ40塔吊基础设计计算：

一、塔吊的基本参数信息

塔吊型号:

QTZ40，塔吊起升高度H=40.00m，

塔吊倾覆力矩M=750.00kN.m，混凝土强度等级:

C30，

塔身宽度B=1.50m，基础以上土的厚度D=0.00m，

自重F1=190.00kN，基础承台厚度Hc=1.35m，

最大起重荷载F2=40.00kN，基础承台宽度Bc=4.50m，

桩钢筋级别:

II级钢，桩直径或者方桩边长=0.50m，

桩间距a=3.40m，承台箍筋间距S=200.00mm，

承台砼的保护层厚度=50.00mm，空心桩的空心直径:

0.30m。

二、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=190.00kN，

塔吊最大起重荷载F2=40.00kN，

作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=276.00kN，

塔吊的倾覆力矩M=1.4×750.00=1050.00kN。

三、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算

图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。

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。

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=276.00kN；

G──桩基承台的自重

G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc/4+20×Bc×Bc×D/4）=

1.2×（25×4.50×4.50×1.35+20×4.50×4.50×0.00）=820.13kN；

Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取1050.00kN.m；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=1.70m；

Ni──单桩桩顶竖向力设计值（kN）；

经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，

最大压力：

N=（276.00+820.13）/4+1050.00×1.70/（4×1.702）=428.44kN。

2.矩形承台弯矩的计算

依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条。

其中Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值（kN.m）；

xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.95m；

Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值（kN），Ni1=Ni-G/n=223.41kN/m2；

经过计算得到弯矩设计值：

Mx1=My1=2×223.41×0.95=424.48kN.m。

四、矩形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。

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35.90N/mm2；

ho──承台的计算高度Hc-50.00=1300.00mm；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

经过计算得：

αs=424.48×106/（1.00×35.90×4500.00×1300.002）=0.002；

ξ=1-（1-2×0.002）0.5=0.002；

γs=1-0.002/2=0.999；

Asx=Asy=424.48×106/（0.999×1300.00×300.00）=1089.26mm2。

五、矩形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。

根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，

记为V=428.44kN我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：

其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；

bo──承台计算截面处的计