桩承台基塔吊基础方案.docx
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桩承台基塔吊基础方案
第一章编制依据
1.1施工组织设计
名称
编号
日期
天津市宜兴埠还迁区1b地块施工组织设计
1.2设计图纸
设计单位
北京新松建筑设计研究院有限公司
设计图纸
天津市宜兴埠还迁区1b地块工程结构施工图
天津市宜兴埠还迁区1b地块工程建筑施工图
1.2主要施工规范、规程
序号
名称
编号
1
天津市建筑工程施工现场安全管理规定
DB29-113-2004
2
建筑机械安全技术规程
JGJ94-2009
3
塔式起重机混凝土基础工程技术规程
JGJ/T187-2009
4
《混凝土结构设计规程》
GB50010-2002
5
《建筑桩基础技术规范》
JGJ94-2008
1.3其它参考文件
序号
名称
1
天津市地质工程勘察院《岩土工程勘察报告》K2010-0658
2
总公司《施工现场文明安全管理规定》
3
中国新兴建设开发总公司综合管理体系文件
第二章工程概况及特点分析
2.1工程简介
天津市宜兴埠还迁区1b地块住宅楼工程位于天津市北辰区宜兴埠三千路九十六中学北侧。
工程紧邻天津市三千路，出入口大门位于现场北侧，交通便利。
住宅楼工程建于原居民住宅旧址上，原居民住宅大部分已拆迁，周边紧邻居民区，易产生扰民情况。
1b地块工程总建筑面积为18130.52㎡，其中地下面积为715.04㎡。
本工程共分为五个单位工程，分别为1#楼，3#楼，4#楼，5#和6#楼。
1b地块工程选用两台QTZ630塔吊，塔吊不附着，一次顶升到位。
1号塔吊位于3#楼北侧，塔身中心距离3#楼建筑外墙最近距离为5.2m。
2号塔吊位于6#楼北侧，塔身中心距离6#楼建筑外墙最近距离为5.0m。
第三章工程地质与水文条件
3.1工程地质条件
根据天津地质工程勘察院的《岩土工程勘察报告》，该地区属于冲积、海积低平原，拟建场地西侧为施工队的临时建筑，南侧原为2层民房，进场时南侧部分已拆除，但局部悠久基础分部。
勘察深度为30.00m，勘察范围内地基土按成因年代可分为以下七层，按力学性质可进一步划分为10个亚层，自上而下分述之：
1、人工填土层，全场地均有分布，厚度1.00~2.50m，地板标高为9.27~7.44m，该层从上而下可分为两个亚层。
第一亚层，杂填土：
厚度为0.50~1.70m，呈在色，松散状态，有砖块，混凝土渣、废土组成。
第二亚层，素填土：
厚度一般为0.80~2.20m，呈褐色，软塑状态，无层理，粉质粘土质。
2、新近冲击层，厚度1.80~3.00m顶板标高为9.27~7.44m，主要有粘土组成，成灰黄色，软塑状态，无层理，含铁质，属中（偏高）压缩性土。
局部夹粉质粘土透镜体。
3、全新统上组陆相冲击层厚度1.00~1.60m，顶板标高为6.79~5.64m，主要有粘土组成，呈灰黄色，软塑~可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。
局部夹粉土、粉质粘土透镜体。
4、全新统中组海相沉积层，厚度8.40~9.50m，顶板标高为5.29~4.38m，该曾从上而下分为3个亚层。
第一亚层，粉质粘土：
厚度一般为3.00~4.00m，呈灰色，软塑状态，有层理，含贝壳，属中压缩性土。
第二亚层，砂性大粉质粘土、粪土：
厚度一般为0.60~2.30m，呈灰色，粉土呈中密状态；砂性大粉质粘土呈软塑状态。
无层理，含贝壳，属中压缩性土。
第三亚层，粉质粘土：
厚度一般为3.20~4.60m，呈灰色，软塑状态，有纹理，含贝壳，属中压缩性土。
局部夹粉土透镜体。
5、全新统下组沼泽相沉积层，厚度1.30~2.30m，顶板标高为-3.66~-4.53m，主要有粉质粘土组成，呈浅灰~黑灰色，可塑状态，无层理，含有机制、腐职务，属中压缩性土。
6、全新统下组陆相冲积层，厚度4.10~5.50m，顶板标高为-5.32~-6.53m，主要由砂性大粉质粘土组成，成灰黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。
7、上更新统第五组陆相冲积层，本次勘察钻至最低标高-15.06m，未穿透此层，揭露最大厚度4.20m，顶板标高-10.46~-11.12m，主要有粉质粘土、粘土组成，呈褐黄色，可塑状态，无层理，含铁质，属中压缩性土。
第四章塔吊选择及基础设计
4.1垂直运输设备的选择
本工程结构施工期间垂直运输以塔吊提升、吊运钢筋和模板等重型材料为主。
本着施工方便、布局合理、保证安全的原则，结合本工程特点和现场施工条件、建筑物的平面布局以及施工进度的要求，本工程拟选用两台QTZ630塔吊作为住宅楼项目结构施工阶段的主要垂直运输设备（塔吊基本参数见下表）。
塔吊现场安装位置详见施工现场塔吊基础布置图。
塔吊基本参数
型号
QTZ630
起重量
额定起重力矩（KN·m）
630
最大幅度／起重载荷（m/KN）
56
最小幅度／起重载荷（m/KN）
2.0
起升高度（m）
40
工速度
起升（m/min）
80/40/20
变幅（m/min）
44/22
回转（r/min）
0~0.60
平衡重
平衡重（t）
12
臂长（m）
50
4.2塔吊基础型式
QTZ630塔吊基础采用四桩承台基础。
承台尺寸：
矩形承台边长：
6.00m；承台厚度：
Hc=1.350m
4.3塔吊基础的计算书
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）。
4.3.1.参数信息
塔吊型号：
QTZ630；塔机自重标准值：
Fk1=594.00kN；起重荷载标准值:
Fqk=60.00kN；塔吊最大起重力矩：
M=1339.00kN.m；塔吊计算高度：
H=40m塔身宽度：
B=1.60m；非工作状态下塔身弯矩：
M1=-1435kN.m；桩混凝土等级：
C40；承台混凝土等级：
C30；保护层厚度：
50mm；矩形承台边长：
6.00m；承台厚度：
Hc=1.350m；承台箍筋间距：
S=200mm；承台钢筋级别：
HRB335；承台顶面埋深：
D=0.000m；预应力灌注桩规格：
PHCA4009598；桩直径：
d=0.400m；桩间距：
a=4.000m；桩钢筋级别：
HPB235；桩入土深度：
17.00m；桩型与工艺：
预制桩；桩空心直径：
0.240m。
计算简图如下：
4.3.2.荷载计算
自重荷载及起重荷载
1）塔机自重标准值
Fk1=594kN
2）基础以及覆土自重标准值
Gk=6×6×1.35×25=1215kN
承台受浮力：
Flk=6×6×0.85×10=306kN
3）起重荷载标准值
Fqk=60kN
风荷载计算
1）工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a.塔机所受风均布线荷载标准值（Wo=0.2kN/m2）
=0.8×1.59×1.95×1.29×0.2=0.64kN/m2
=1.2×0.64×0.35×1.6=0.43kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.43×40.00=17.20kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×17.20×40.00=344.03kN.m
2）非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值
a.塔机所受风均布线荷载标准值（本地区Wo=0.50kN/m2）
=0.8×1.65×1.95×1.29×0.50=1.66kN/m2
=1.2×1.66×0.35×1.60=1.12kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=1.12×40.00=44.63kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×44.63×40.00=892.54kN.m
塔机的倾覆力矩
工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=-1435+0.9×（1339+344.03）=79.73kN.m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=-1435+892.54=-542.46kN.m
4.3.3桩竖向力计算
非工作状态下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（594+1215.00）/4=452.25kN
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=（594+1215）/4+（-542.46+44.63×1.35）/5.66=366.99kN
Qkmin=（Fk+Gk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L
=（594+1215-306）/4-（-542.46+44.63×1.35）/5.66=461.01kN
工作状态下：
Qk=（Fk+Gk+Fqk）/n=（594+1215.00+60）/4=467.25kN
Qkmax=（Fk+Gk+Fqk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=（594+1215+60）/4+（79.73+17.20×1.35）/5.66=485.45kN
Qkmin=（Fk+Gk+Fqk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L
=（594+1215+60-306）/4-（79.73+17.20×1.35）/5.66=372.55kN
4.3.4.承台受弯计算
荷载计算
不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：
工作状态下：
最大压力Ni=1.35×（Fk+Fqk）/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×（594+60）/4+1.35×（79.73+17.20×1.35）/5.66=245.30kN
非工作状态下：
最大压力Ni=1.35×Fk/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×594/4+1.35×（-542.46+44.63×1.35）/5.66=85.38kN
弯矩的计算依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4.2条
其中Mx,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（m）；
Ni──不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值（kN）。
由于工作状态下，承台正弯矩最大：
Mx=My=2×245.30×1.20=588.72kN.m
配筋计算
根据《混凝土结构设计规程》GB50010-2002第7.2.1条
式中
1──系数，当混凝土强度不超过C50时，
1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，
1取为0.94,期间按线性内插法确定；
fc──混凝土抗压强度设计值；
h0──承台的计算高度；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。
底部配筋计算：
s=588.72×106/（1.000×14.300×6000.000×13002）=0.0041
=1-（1-2×0.0041）0.5=0.0041
s=1-0.0041/2=0.9980
As=588.72×106/（0.9980×1300.0×300.0）=1512.6mm2
4.3.5.承台剪切计算
最大剪力设计值：
Vmax=245.30kN
依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）的第7.5.7条。
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：
式中
──计算截面的剪跨比,
=1.500
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.430N/mm2；
b──承台的计算宽度，b=6000mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1300mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2；
S──箍筋的间距，S=200mm。
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！
4.3.6承台受冲切验算
角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩。
4.3.7桩身承载力验算
桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.8.2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=1.35×485.45=655.36kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中
c──基桩成桩工艺系数，取0.85
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=19.1N/mm2；
Aps──桩身截面面积，Aps=80425mm2。
经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求
由于桩的最小配筋率为0.56%，计算得最小配筋面积为450mm2
综上所述，全部纵向钢筋面积450mm2
4.3.8.桩竖向承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）的第6.3.3和6.3.4条
轴心竖向力作用下，Qk=467.25kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=485.45kN.m
桩基竖向承载力必须满足以下两式：
单桩竖向承载力特征值按下式计算：
其中Ra──单桩竖向承载力特征值；
qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值；
qpa──桩端端阻力特征值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=1.26m；
Ap──桩端面积，取Ap=0.13m2；
li──第i层土层的厚度，取值如下表；
1#塔吊基础一下土层厚度及侧阻力标准值表如下：
序号
土层厚度
侧阻力特征值
端阻力特征值
土名称
（m）
（kPa）
（kPa）
1
2.7
31
100
粘性土
2
1.5
18
110
粘性土
3
3.5
15
100
粘性土
4
1
65.3
125
粉土或砂土
5
4.5
19
110
粘性土
6
1.5
27.9
120
粘性土
7
5
91.7
160
密实粉土
由于桩的入土深度为17m，所以桩端是在第7层土层。
最大压力验算：
Ra=1.26×（2.7×31+1.5×18+3.5×15+1×65.3+4.5×19+1.5×27.9+2.3×91.7）+160×0.13=732.32kN
由于：
Ra=732.32>Qk=467.25kN.m，所以满足要求。
由于：
1.2Ra=878.78>Qkmax=485.45kN.m，所以满足要求。
2#塔吊基础一下土层厚度及侧阻力标准值表如下：
序号
土层厚度
侧阻力特征值
端阻力特征值
土名称
（m）
（kPa）
（kPa）
1
1.5
18
110
粘性土
2
3.5
15
100
粘性土
3
1
65.3
125
粉土或砂土
4
4.5
19
110
粘性土
5
1.5
27.9
120
粘性土
6
5
91.7
160
密实粉土
由于桩的入土深度为17m,所以桩端是在第7层土层。
最大压力验算:
Ra=1.26×（0×0+1.5×18+3.5×15+1×65.3+4.5×19+1.5×27.9+5×91.7）+160×0.13=938.27kN
由于:
Ra=938.27>Qk=467.25,所以满足要求!
由于:
1.2Ra=1125.92>Qkmax=485.45,所以满足要求!
第五章施工管理措施
5.1质量保证措施
5.1.1实行全过程管理，建立健全“三检制”，落实参施人员的职责和权利。
5.1.2严格按程序施工，发现问题及时解决，及时上报，确保每道工序的正常进行。
5.1.3做好塔吊基础施工期间的施工记录。
5.2工期保证措施
5.2.1科学管理，合理安排施工顺序，合理安排机械劳动力。
5.2.2根据施工图到位情况，及时调整作业进度，确保整体工期不受影响。
5.2.3由于项目为公司的重点工程，工期紧，施工难度大，群塔作业的危险系数较高，因此要求租赁公司选派一名责任心较强的专职安全人员常驻工地，专门负责塔吊的检查，维护和安全管理工作，并做好与经理部的协调管理，保证不因塔吊问题影响施工进度。
5.3安全文明施工措施
5.3.1实行安全技术交底制。
并由现场管理副经理根据安全措施要求和现场实际情况，对管理人员进行安全交底，会后各级管理人员再分别对作业人员进行书面交底。
5.3.2实行班前检查制。
即班组施工前，要由分项负责人对作业面进行安全检查，发现问题及时通知值班领导，问题解决后再行施工。
5.3.3现场实施封闭式管理，减少一切行政事故。
5.3.4加强对劳务人员管理，严格审核进场人员的有关证件，确保现场及周边安全。
施工现场严禁赌博、酗酒、传看不健康物品等。
5.4环境保护措施
5.4.1混凝土施工时使用低噪音振捣棒，减少对周边居民的影响。
5.4.2每天设专人对现场及周边道路进行清扫防止灰尘飞扬，保护周围空气清洁。
5.4.3办公室、宿舍保持整洁，生活区保持卫生，并设生活垃圾收集站及垃圾分检站各一个，施工垃圾要进行分检处理，分检出的有毒有害废弃物统一进行清运。
第六章安全文明施工现场措施
6.1当塔吊基座按设计要求施工完成后，协同塔吊租赁公司对其共同签字验收。
6.2施工现场所有设备、设施、安全装置、工具配件以及个人劳保用品必须经常检查，确保完好和使用安全。
6.3挖出的土石方应及时运离塔吊基础上口，不得堆放在上口四周1m范围内。
6.4施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作；电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。
各孔用电必须分闸，严禁一闸多用。
孔上电缆必须架空2m以上，严禁拖地和埋压土中，孔内电缆、电线必须有防磨损、防潮、防断等保护措施。
照明应使用安全矿灯或12V以下的安全灯。
6.5现场施工人员必须戴好安全帽，工作期间不得吸烟、饮酒，严格遵守工地各项规章制度。
6.6和塔吊租赁公司签订安全协议，敦促租赁公司加强安全管理和人员培训。
附图一：
塔吊平面布置图
附图2：
塔吊基础配筋图
目录
第一章编制依据1
1.1施工组织设计1
1.2设计图纸1
1.2主要施工规范、规程1
1.3其它参考文件1
第二章工程概况及特点分析2
2.1工程简介2
第三章工程地质与水文条件2
3.1工程地质条件2
第四章塔吊选择及基础设计4
4.1垂直运输设备的选择4
4.2塔吊基础型式4
4.3塔吊基础的计算书4
第五章施工管理措施11
5.1质量保证措施11
5.2工期保证措施11
5.3安全文明施工措施11
5.4环境保护措施11
第六章安全文明施工现场措施12
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