塔吊基础施工方案.docx
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塔吊基础施工方案
一.工程概况
二.编制依据
厂家提供的TC6013型塔机说明书；
《地基基础设计规范》（GB50007-2002）；
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008；
中航天逸花园岩土工程勘察报告及国家有关规范。
三.塔吊概况
根据工程场地条件及施工特点，本工程主体结构施工阶段共布置7台塔吊，塔吊平面位置及塔吊编号详见平面布置图，其中1#塔吊TC6013（A1#楼）、2#塔吊TC6013（A2#楼）、3#塔吊TC7030（A3#楼），4#塔吊TC6013（A4#楼），5#塔吊TC6020（A5#楼）6#塔吊TC6013（B1#楼），7#塔吊TC6020（B2#楼）。
本方案为1#塔吊基础方案，平面布置如下图：
各塔吊安装情况及基础设计如下表：
编号
塔吊型号
安装高度（m）
安装臂长（m）
1#
TC6013
145.6m
60m
2#
TC6013
151.2m
60m
3#
TC7030
156.8m
60m
4#
TC6013
145.6m
55m
5#
TC6020
151.2mm
55m
6#
TC6013
140m
60m
7#
TC6020
136m
60m
四.塔吊基础选择
1、工程地质情况
根据地质勘察报告，工程场地内未发现其它影响地基稳定性的不良地质现象。
在钻探深度范围内，各岩土层分布情况及特征自上而下为：
素填土，揭露层厚0.4-16.9m，层底标高59.29-76.97m；粘性土，揭露层厚0.5-3.0m，层顶高程62.24～69.27m；含粘土中砂，揭露层厚1.1～4.4m，层顶高程61.73～65.14m；含砾粘土，揭露层厚0.8～10.4m，层顶高程62.83～76.97m；砾质粘土，揭露层厚1.1～30.2m，层顶高程58.73～77.11m；全风化花岗岩，揭露层厚0.4~16.3m，层顶标高45.59~67.41m；地基承载特征值fak=250kPa；强风化花岗岩，揭露层厚1.95~43.2m，层顶标高34.76~63.65m；地基承载特征值fak=300kPa；中风化花岗岩，揭露层厚0.4~4.9m，层顶标高9.54~55.01m；地基承载特征值fak=1500kPa；微风化花岗岩，揭露层厚2.5-6.7m，层顶标高7.34~50.81m；地基承载特征值fak=4000kPa。
预制桩桩侧摩阻力及桩端阻力特征值（qsa）：
地层名称及
成因代号
状态
预制桩
桩侧摩阻力特征值
qsa（kPa）
端阻力特征值
qpa（kPa）
桩入土深度（m）
L≦16
L>16
Qml
素填土①层
松散
0
（Qal+pl）
黏土（②1层）
可塑
30
含黏土中砂（②2层）
稍～中密
25
Qdl
含砾黏土（③层）
可～硬塑
35
Qel
砾质黏性土④层
可～硬塑
45
53
花岗岩⑤1层
全风化
75
3000
3500
花岗岩⑤2层
强风化
120
4000
5000
根据地勘报告1#塔吊基础附近钻孔为ZK48，ZK49，剖面14—14’，塔吊承台开挖深度1.9m，坑底标高-12.5m，土质为粘土，地基承载力特征值150KPa；1#塔吊基础采用4根高强预应力管桩基础，将强风化岩层及以下岩土层作为桩基持力层，预计桩长20m。
2、基础设计
根据本工程的地质情况及现场情况，塔吊基础采用桩承台基础，桩身钢筋伸入承台1m，基础尺寸为：
5000mm×5000mm，高1800mm。
具体做法如下：
在基础四角击入四根Φ500预制管桩，桩入土深度为20m；桩位置详见塔吊基础平面布置图，单桩承载力设计值为2200KN，以强风化岩为桩尖持力层。
塔吊基础承台底面标高为-12.50米，顶面标高为-10.7米；基础位于地下室，底板浇筑时需对承台进行打凿、预埋筋，并设置止水钢板。
承台均采用C35商品砼，承台配筋根据塔吊基础设计计算中配筋。
塔吊定位见下图：
五.塔吊基础施工
1、施工顺序
本工程桩基正在施工，根据现场特点和定位，拟在地下室土方二次开挖后，在施工地下室底板时结合该区域底板和相临承台的结构做法一起施工，其施工顺序如下：
基础土方开挖及降水→截桩、破桩头→桩芯钢筋绑扎→桩芯砼浇灌→基底平整→基础垫层浇筑→基础砖胎膜砌筑抹灰→基础底筋绑扎→塔吊地脚埋设→基础面筋绑扎及墙柱、底板插筋→基础砼浇筑。
2、桩基施工
管桩采用C80高强预应力管桩，桩径500mm，壁厚125mm，单桩设计抗压承载力特征值2200KN，桩端持力层为强风化花岗岩，桩进入持力层不小于750mm，桩入承台100mm，采用锤压施工，根据塔吊基础桩基定位，将管桩锤击入持力层，经纬仪跟踪监测，保证桩垂直度，锤压桩收锤标准以最后三阵，每阵10锤，贯入度不大于25mm，确保桩长及桩尖进入持力层深度。
3、土方、垫层、防水施工
先按定位尺寸撒好灰线，机械开挖至设计标高，按要求桩头处理后，整平夯实基底，浇筑100mm厚C15垫层，按原设计图纸做好防水层及保护层。
4、模板施工
底板面标高以下采用240砖胎模，1:
2.5砂浆抹灰，底板面以上模板体系选用18mm厚普通模板，100×50mm木方，根据定位线采用Ф48×3.5mm钢管扣件加固。
5、钢筋施工
钢筋制作加工、绑扎严格按照设计图纸及相应规范标准进行，底板钢筋按原底板配筋进行预埋，预留搭接长度，四周设置止水钢板及快易收口网。
（施工缝设置见附图）
6、地脚螺栓预埋
地脚螺栓及调平框采用塔吊厂家提供，在埋设时必须在机电工长的现场监督下预埋，必须保证按塔吊说明书准确定位并加固牢靠，利用经纬仪及水准仪随测随调保证预埋螺栓定位准确、水平。
预埋件的定位无误后并办理隐蔽验收手续。
7、防雷接地装置
根据《塔式起重机安全规程》，起重机金属结构、所有电气设备的金属外壳、金属线管等，均需可靠接地。
严格按照使用说明书进行防雷接地装置的预留预埋，用φ10圆钢将桩心钢筋和承台钢筋焊接，承台钢筋通过预埋螺栓和塔吊标准节引入塔吊顶端避雷器，要求圆钢和承台钢筋焊缝饱满，每根桩不少于2个接地点。
并办理隐蔽验收手续。
8、混凝土施工
在钢筋绑扎、模板加固、螺栓预埋件埋设、防雷接地预埋完成并经验收合格后方可进行混凝土浇注，混凝土采用C35商品混凝土，塔吊基础属大体积混凝土，浇筑时应分层进行，每层控制不超过500mm，振捣密实；浇筑过程中应避免影响预埋螺栓的定位，采用经纬仪及水准仪随测随调。
浇筑后派专人进行蓄水养护，养护时间不少于14d，拆除模板、周边土方回填夯实，进行塔吊安装，塔吊安装详见安装方案。
管桩与承台连接大样
塔吊基础承台在地下室底板位置
塔吊基础承台与底板相交节点大样
塔吊基础承台配筋详图
六.安全保证措施
1、施工人员进入施工现场必须佩带安全帽，安全帽应符合GB2811—2007《安全帽》标准的技术要求，并按规定的佩带方法使用。
2、塔吊基础基坑开挖时需按要求防坡，基坑底部需保留施工人员操作空间，塔吊基础承台边距基坑边距离不小于800mm。
3、雨天禁止进行钢筋焊结、预埋件焊接等电焊工作。
4、夜间施工，需配备足够的照明设备，非电工不得进行接电工作。
5、塔吊承台垫层浇注、钢筋绑扎过程中，注意塔吊基坑周边土方位移变化，防止土方塌陷造成人员伤亡。
6、成立由总承包管理负责人为组长的塔机作业指挥中心，负责各塔机之间关系、协调、维修、顶升和运行工作。
7、成立防汛领导小组，制定防汛计划和应急措施。
明确遇雨施工中的施工工艺、安全、防雷等施工要点，做好施工人员的培训工作以及对工人的技术交底。
8、施工期间加强对未来几天天气预报的关注，根据天气预报情况合理组织生产。
9、定期检查塔吊基础固定螺栓是否牢固，并保证排水良好，避免塔吊基础固定构件积水浸泡。
10、在塔吊基础预留基坑配备自动潜水泵，并定期检查潜水泵的工作运转，发现故障立即维修或更换，防止基础积水。
11、在雨前对避雷装置进行全面检查，施工中定期检查，并应测量接地电阻，确保防雷安全，雷电停止后应检查避雷器的连接线和地线是否完好无损。
七.塔吊基础验算
根据工程施工特点及建筑楼层高度，1#塔吊安装高度150m。
基础进行验算如下：
1、设计参数
塔吊型号
（TC6013）
自重
F1=744.8kN
最大起重荷载
F2=80.00kN
塔吊倾覆力距
M=2977.98kN.m
塔吊起重高度
H=150.00m
塔身宽度
B=2m
桩混凝土等级
C80
承台混凝土等级
C35
保护层厚度
50mm
矩形承台边长
5m
承台厚度
Hc=1.800m
承台箍筋间距
S=200mm
承台钢筋级别
Ⅱ级
桩空心直径
0.350m
承台顶面埋深
D=1.800m
桩直径
d=0.500m
桩间距
a=4.00m
桩钢筋级别
Ⅱ级
桩入土深度
20.00m
桩型与工艺
预制桩
2、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算
塔吊自重F1=744.80kN，
塔吊最大起重荷载F2=80.00kN，
作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×（F1+F2）=989.76kN，
塔吊倾覆力矩计算：
Mkmax＝1.4×2977.98kN·m=4169.17kN·m；
3、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算
（1）桩顶竖向力的计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。
Ni=（F+G）/n±Mxyi/∑yi2±Myxi/∑xi2
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=989.76kN；
G──桩基承台的自重：
G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc）=1.2×（25×5×5×1.80）=1350kN；
Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取4169.17kN·m；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.83m；
Ni──单桩桩顶竖向力设计值；
经计算得到单桩桩顶竖向力设计值：
最大压力：
Nmax=（989.76+1350.00）/4+4169.17×2.47/（2×2.832）=1321.95kN。
最小压力：
Nmin=（989.76+1350.00）/4-4169.17×2.47/（2×2.832）=-152.07kN。
以上计算得知需要验算桩的抗拔。
（2）承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.6.1条。
Mx=∑Niyi
My=∑Nixi
其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=1m；
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=Ni-G/n=984.45kN；
经过计算得到弯矩设计值：
Mx=My=2×984.45×1=1968.90kN·m。
4、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。
αs=M/（α1fcbh02）
ζ=1-（1-2αs）1/2
γs=1-ζ/2
As=M/（γsh0fy）
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16.70N/mm2；
ho──承台的计算高度：
Hc-50.00=1750.00mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；
经过计算得：
αs=1968.90×106/（1.00×16.70×5000.00×1750.002）=0.008；
ξ=1-（1-2×0.008）0.5=0.008；
γs=1-0.008/2=0.996；
Asx=Asy=1968.90×106/（0.996×1750.00×300.00）=3764.84mm2。
由于最小配筋率为0.15%，所以构造最小配筋面积为:
5000.00×1800.00×0.15%=13500.00mm2。
承台主筋采用二级钢25@180，双层双向制作成钢筋笼，实际配筋13720mm2。
5、承台斜截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.6.8条和第5.6.11条，斜截面受剪承载力满足下面公式：
γ0V≤βfcb0h0
其中，γ0──建筑桩基重要性系数，取1.00；
b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1750mm；
λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0此处，a=（4000.00-2000.00）/2=1000.00mm；当λ<0.3时，取λ=0.3；当λ>3时,取λ=3，得λ=0.57；
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=0.14；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2；
则，1.00×1363.11=1363.115kN≤0.14×16.70×5000×1750/1000=20457kN；
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！
6、桩竖向极限承载力验算
依据《建筑桩基技术规范》，单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：
R=ηsQsk/γs+ηpQpk/γp
Qsk=u∑qsikli
Qpk=qpkAp
其中R──复合桩基的竖向承载力设计值；
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,γp──分别为桩侧阻抗力分项系数，桩端阻抗力分项系数；
qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；
qpk──极限端阻力标准值；
u──桩身的周长，u=1.571m；
Ap──桩端面积,Ap=0.283m2；
li──第i层土层的厚度；
各土层厚度及阻力标准值如下表:
序号
土厚度（m）
土侧阻力标准值（kPa）
土端阻力标准值（kPa）
抗拔系数
土名称
1
6.00
25.00
0
0.80
粘性土
2
8.00
35.00
0.00
0.70
砾质粘土
3
5.00
75.00
3500.00
0.70
全风化
4
5.00
100.00
5000.00
0.70
强风化
由于桩的入土深度为20.00m,所以桩端是在第4层土层。
单桩竖向承载力验算:
R=1.571×（6.00×25.00×1.00+8.00×35.00×1.00+5.00×75.00×1.00+1.00×100.00×1.00）/1.65+1.07×5000.00×0.283/1.65=1.79×103kN>N=1321.95kN；
上式计算的R的值大于最大压力1321.95kN，所以满足要求!
7、桩基础抗拔验算
非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：
Uk=Σλiqsikuili
其中：
Uk──桩基抗拔极限承载力标准值；
ui──破坏表面周长，取ui=πd=3.142×0.5=1.571m；
qsik──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；
λi──抗拔系数，砂土取0.50～0.70，粘性土、粉土取0.70～0.80，桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值；
li──第i层土层的厚度。
经过计算得到：
Uk=Σλiqsikuili=1018.66kN；
整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：
Ugk=（ulΣλiqsikli）/3=3458.67kN
ul──桩群外围周长，ul=4×（4+0.5）=18.00m；
桩基抗拔承载力公式：
γ0N≤Ugk/2+Ggp
γ0N≤Uuk/2+Gp
其中N-桩基上拔力设计值，Nk=152.07kN；
Ggp-群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数，Ggp=2025.00kN；
Gp-基桩自重设计值，Gp=50.07kN；
Ugk/2+Ggp=3459/2+2025=3970.50kN>1.0×152.07kN
Uuk/2+Gp=1018.661/2+50.07=559.40kN>1.0×152.075kN
经验算桩抗拔满足要求。
8、桩配筋计算
（1）桩构造配筋计算
As=πd2/4×0.65%=3.14×5002/4×0.65%=1276mm2。
（2）桩抗压钢筋计算
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！
（3）桩受拉钢筋计算
依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.4条正截面受拉承载力计算。
N≤fyAs
式中：
N──轴向拉力设计值，N=321484.94N；
fy──钢筋强度抗压强度设计值，fy=210.00N/mm2；
As──纵向普通钢筋的全部截面积。
As=N/fy=321484.94/210.00=724.15mm2。
经计算桩基满足要求。
一.工程概况1
二.编制依据1
三.塔吊概况1
四.塔吊基础选择2
五.塔吊基础施工4
1、施工顺序4
2、桩基施工4
3、土方、垫层、防水施工4
4、模板施工4
5、钢筋施工4
6、地脚螺栓预埋5
7、防雷接地装置5
8、混凝土施工5
六.安全保证措施7
七.塔吊基础验算7
1、设计参数7
2、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算7
3、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算8
4、承台截面主筋的计算8
5、承台斜截面抗剪切计算9
6、桩竖向极限承载力验算9
7、桩基础抗拔验算10
8、桩配筋计算10
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