塔吊桩基施工方案

武汉建工股份有限公司 安徽省江北产业集中区市政工程皖江大道桥梁塔式起重机基础专项施工方案武汉建工集团股份有限公司二一三年四月 目录一、编制依据3二、工程概况3三、地质情况4四、塔机定位和基础设计4六、塔机安装7七、砼承台钢筋布置，砼浇灌即基脚预埋的施工技术要求及安装线路的加固7八、塔机安装的作业安全注意事项8九、基础验算8塔式起重机基础方案一、编制依据1、塔吊租赁公司提供QTZ80自升塔式起重机使用说明书2、安徽省江北产业集中区市政道路皖江大道桥梁施工平面图3、和县集中区皖江大道工程地质勘查报告4、建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)5、建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-20026、混凝土体结构设计规范GB50010-20107、混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204-2002(2011年修订版)8、建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001二、工程概况 安徽省江北产业集中区起步区沈巷片区，规划范围东至长江中心线，南至淮南铁路控制线100米，西以沈巷镇规划东控制线下沟为界，北以和沈路、北港沟为界，总面积15平方公里。皖江大道桥位于皖江大道与十里长河交汇处，桥梁中心桩号2+15，该桥位于十里长河景观带内，按照与景观相协调的原则，经方案比选确定采用拱梁组合结构，跨径布置为30+45+30=105m。三、地质情况 层素填土（Q4ml）：灰黄、灰褐等杂色，松散稍密，稍湿湿，主要成分为粘性土，层厚1.303.20m。该层主要分布于河道两岸。-1层淤泥（Q4ml）：灰褐色，流塑状，湿，主要成分为粘性土，层厚1.301.40m，该层主要分布在河道内。层淤泥质粉质粘土（Q4al+pl）：青灰、灰色，流塑软塑状态，具摇振反应，光泽反应稍有光泽，干强度低，韧性低，含有机质，夹薄层粉土、粉细砂。层顶埋深1.303.20m，层厚7.7013.10m，层顶高程3.205.10m。该层在场地分布普遍。粉土夹粉质粘土（Q4al）：青灰、灰色，稍密状态，具摇振反应，光泽反应稍有光泽，含有机质，夹薄层粉质粘土、粉细砂。层顶埋深9.3016.30m，层厚21.9027.90m，层顶高程-9.40-2.60m。该层在场地分布普遍。地基承载力基本允许值（fa0）为130kPa层粉土夹粉砂（Q4al）：灰、灰褐色，密实状，局部中密，摇振反应中等，光泽反应稍有光泽，干强度中等，韧性中等，含有机质，夹薄层粉土、粉细砂。层顶埋深35.6038.20m，层厚4.306.10m，层顶高程-31.70-29.50m。该层在场地内分布普遍。地基承载力基本允许值（fa0）为220kPa。强风化砂岩（K2z）：灰褐色，岩芯破碎，裂隙较发育。层顶埋深39.9042.80m，层厚1.402.20m，层顶高程-36.50-34.78m。该层在场地内分布普遍。地基承载力基本允许值（fa0）为400kPa。中风化砂岩（K2z）：灰褐色，岩芯完整，局部见裂隙发育，层状构造，含石英晶体。层顶埋深42.0044.50m，层顶高程-38.70-36.28m。最大揭露厚度8.80m.该层在场地内分布普遍。地基承载力基本允许值（fa0）为1200kPa。四、塔机定位和基础设计根据整个桥梁平面尺寸，结合现场施工需要，塔吊安、拆所需设备的工作半径，以及施工场区周边情况、塔吊基础的平面定位在右侧桥梁中心桩号2+15处。基础尺寸的确定详见下图，具体平面布置详见所附平面布置图。五、塔吊基础现场施工步骤及施工要点（1）、塔吊土方开挖至方案要求的基底标高后，即开始基础混凝土结构施工，在基础混凝土结构施工时，进行塔吊地脚螺栓的预埋工作，待养护期达到要求后，开始塔吊基础以上部分安装。（2）、基础承台施工顺序1）、施工顺序为：塔基放线灌注桩施工塔基坑土方开挖100mm厚C15素砼垫层灌注桩截桩头用水准仪在坑壁四周测设标高线（1350mm高处均打水平桩）基础底层钢筋网绑扎竖向拉钩钢筋绑扎预埋地脚螺栓支马凳筋（直径20间距1m梅花布置）纵横向临时固定面筋钢筋基础面层钢筋绑扎分层浇捣C35砼找平压实（用水准仪）注意养护。2）、承台基坑开挖前应首先对所在区域塔吊基础进行定位，并放出轮廓线，此次土方开挖深度底面标高为0.45m，开挖底面尺寸为塔吊基础周边向外扩50cm。开挖分层开挖方式，每层开挖厚度为2000mm。塔吊基础周边留置30cm*30cm排水沟，并采用C15砼进行沟面硬化。在排水沟一角设置100cm*100cm*60cm集水井，当有积水时，及时采用抽水泵将水抽出。机械开挖时应避免对基底原质土进行扰动。机械开挖到基础底面标高以上100mm应改为人工开挖，开挖到基底附近时应严格控制基底标高，严禁超挖。超挖后应根据超挖深度做相应的回填处理措施，如超挖，应通知技术管理部确定处理方案后再行施工。承台基础底部必须清除淤泥、浮土，必要时要垫砂夯实，若有积水应及时抽干。3）基础尺寸以及配筋根据塔吊安装公司提供的设计方案，选用承台尺寸为6000mm6000mm1350mm的塔吊基础。该塔吊基础的配筋方案为承台钢筋级别: 级，基础底面、顶面纵筋为18180双向钢筋，箍筋采用竖向拉筋为12180，钢筋沿长宽方向双向分布将上下层钢筋拉结。按设计图纸要求对因固定支脚使得面筋打断的部位在固定支脚四周各设置2根与面筋同型号、规格的钢筋进行加强处理。钢筋保护层底面厚度为100mm，外侧保护层厚度为40mm。4）、基础模板施工塔吊基础开挖后，按照塔吊基础尺寸采用18mm厚木胶合面板、外配每隔20cm一条50*100木方，采用直径48mm壁厚2.8mm圆钢管配合M14对拉丝杆进行模板加固。5）、基础砼的浇筑基础砼强度等级为C35，使用商品砼，采用砼泵车输送、插入式振动棒振捣。浇筑时砼一次性浇捣完毕，在浇捣过程中要分层浇捣，每层按500mm进行。浇捣必须密实，不得留施工缝。砼浇筑完后浇水养护7天，方可进行塔吊安装。塔吊承台按照规范要求留置标准养护及同条件养护试块各一组。6)、基础的防雷接地使用-40*4的镀锌扁铁焊接在塔吊的基础节下部，再把-40*4的镀锌扁铁焊接到接地整个防雷接地系统里，连成一体，起到防雷接地的作用。接地电阻不大于4欧姆，重复接地电阻不大于10欧姆。六、塔机安装塔机加节方向均按图纸所示方向进行设置。七、砼承台钢筋布置，砼浇灌即基脚预埋的施工技术要求及安装线路的加固（特别提示：在承台布筋时，竖筋数量、规格一定不得低于图纸要求，切必须弯勾和上下面筋钩牢并绑扎）1、承台基础底部必须清除淤泥、浮土，必要时要垫沙夯实，若有积水应随时抽干。然后制作10cm厚C15垫层。2、土方工作完成后由设备部技术人员和总包人员以及配合甲方、监理进行验槽。3、承台施工混凝土一次分层浇灌成型。首先按图纸要求扎好底层钢筋，然后按图纸将竖筋（两头需弯钩）钩住底层钢筋并竖直焊牢（或者钩住底层钢筋用扎丝绑扎，上面只铺设竖筋对应的双向钢筋，并与竖筋弯钩绑扎），使竖筋能够站稳。（为方便预埋地脚螺栓，面筋暂不绑扎待预埋后再绑扎），在四个地脚螺栓区域内用水泥沙浆抄平，水平度为2。4、由设备部门预埋地脚螺栓构件，一般连同基础节进行垂直测量，垂直度必须控制在1以内，然后将地脚螺栓与垫块，地脚螺栓与周围钢筋焊牢，在受到冲力时不得有丝毫移动。5、按图纸要求扎好双向面筋，注意要求竖筋钩住面筋并绑扎牢，合格后进行混凝土的浇捣工作。6、承台四周若有积水，必须设置排水沟或抽水装置，承台四周的土必须及时进行回填夯实。若周围地面低于承台时，需进行护坡加固处理。7、砼强度为C35，达到强度要求时可以进行整机安装，施工方需出具砼强度检查报告。八、塔机安装的作业安全注意事项1、进入施工现场必须戴安全帽、穿防滑鞋，上塔吊或高处作业（2米以上）必须系安全带。2、安拆前作业工长必须接受安拆施工方案，熟悉方案和施工工艺，并落实到作业人员。3、拆装时，设立警戒线，并派专人守护，警戒范围内严禁交叉作业。4、工作时间严禁喝酒，违者必须离开现场。5、规定统一信号，机上机下必须有专人指挥，其他人员不得随意指挥，工作人员必须服从统一指挥，密切配合作业。6、保证吊物与高压线的安全距离，严禁碰撞。7、吊装用的钢丝绳、卸扣、工具必须安全可靠，符合安全使用规定。8、机械连接件严禁代用。9、安装完毕，施工人员必须带领作业人员进行自检，重点是结构联结部位是否可靠、安全装置是否齐全、灵敏、有效，再进行试运行。同时检查机械部位是否有异响，在确认设备运行正常后，报请公司安全技术部门复检。10、大风（6级及以上），雷暴等恶劣天气严禁作业。九、基础验算1、参数信息塔吊型号：QTZ80 自重（包括压重）F1=450KN最大起重荷载F2=59KN 最大起重力矩：M=630 KN.m非工作状态塔身弯矩800 KN.m 塔身宽度B=1.6 m混凝土强度：C35 钢筋级别：II级承台长度L或宽度B=6.00m 桩直径d=1.0m桩间距a=4.0m 承台厚度H=1.35m承台箍筋间距S=180mm 保护层厚度：40 mm2、荷载计算1. 自重荷载及起重荷载 1) 塔机自重标准值 Fk1=450kN 2)承台自重标准值 Gk=661.3525=1215kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=59kN 2. 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) =0.81.481.951.540.2=0.71kN/m2 =1.20.710.351.6=0.48kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.4830=14.4kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.514.430=216kN.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=0.35kN/m2) =0.81.511.951.540.35=1.27kN/m2 =1.21.27.351.6=0.85kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qskH=0.8530=25.5kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5FvkH=0.525.530=382.5kN.m 3. 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=800+0.9(630+216)=1561.4kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=800+382.5=1182.5kN.m（二）、矩形承台弯矩的计算计算简图：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5.5.5条）Ni=F+GnMxyiyi2Myxixi2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=1.2509=610.8KN G桩基承台自重，G=1.2(25LBH)=1458KN Mx, My承台底面的弯矩设计值（274KNm） xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m） 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=(610.8+1458)/4+1561.41.2(41.414/2)/2(41.414/2)2=848.4KN没有抗拔力！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） MX1=Ni1yi My1=Ni1xi 其中 MX1，My1计算截面处XY方向的弯矩设计值（KNm） xi，yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m） Ni1扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值（KN）， Ni1=Ni_- Gn经过计算得到弯矩设计值：N=（610.8+1458）/4+1873.7 (4/2)/4*(4/2)2=754.2KN MX1=MY1=2(754.2-1458/4)(2-1.35)=506.6KNm（三）、矩形承台截面主筋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。 as=Ma1fcbh02 =1-1-2as rs=1- /2 AS=Mrsh0fy式中a1系数，当混凝土强度不超过C50时，a1取为1.0，当混凝土强度等级为C80时，a1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承台计算高度。 fy钢筋受拉强度设计值， fy=300N/mm2经过计算得as=Ma1fcbh02=274.171061.016.7600012702=0.002 =1-1-2as=1-1-20.002=0.003 rs=1- /2=1-0.001=0.999 ASX=ASy=506.61060.9991270300=1332mm2（四）、矩形承台截面抗剪切计算依据建筑技术规范（JGJ94-94）的第5.6.8条和5.6.11条。根据第三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=597.1KN,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： r0Vfcbh0+1.25fyAsvsh0其中 r0建筑重要性系数，取1.0 剪切系数，=0.08 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.7N/mm2 b承台截面处的计算宽度，b=6000mm h0承台截面处的计算高度h0=1270mm fy钢筋受拉强度设计值，fy=300KN/mm2 S箍筋间距，s=180mm 1.0848.41030.0816.760001270+1.253001270 848.410310830.95103经计算承台满足抗剪要求，只需构造配箍筋。（五）、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条根据第三步的计算方案可得到桩的轴向压力设计值，取其最大值597.1KN桩顶轴向压力设计值应满足下面公式： r0NfcA其中 r0建筑重要性