塔吊基础设计及施工方案

皇御苑C区A地块工程 塔吊基础设计及施工方案塔吊基础施工方案一、工程概况：本工程位于深圳市皇岗口岸商住区，用地现为非耕地，建设用地:18672.88M2;总建筑面积:75122.24M2;结构类型:桩基础、框支剪力墙,由两层地下室及上盖4栋25-28层的塔楼组成，首层为架空层花园。建筑高度约94.20m。施工工期480天。采用QTZ80、QTZ63塔吊各一台，塔吊位置布置详（附图）。二、塔吊基础设计（一）、塔式起重机技术性能参数说明：塔吊型号：QTZ80、QTZ63自升式塔式起重机技术性能参数序号名称单位参数（QTZ80/QTZ63）1最大起重量吨8.0/6.02工作幅度米55.0/50.03最大起升高度(附着式)米148.6/141.34最大起升高度(独立式)米45.0/40.55前端回转半径米56.0/50.06平衡重重量吨13.5/13.07回转机构传动式1回转力矩(N/M)2*75速度(r/min)0.60传动方式2回转力矩(N/M)2*75速度(r/min)00.808小车牵引机构功率(KW)37.0/32.8速度(r/min)00.6概况：本方案以QTZ80进行验算，本塔吊为上回转自升式，有重、中、轻三档，最大起升速度达80.0米/分钟，最大起重量为8.0T，最大幅度处起重量为1.30T，起重臂长为56.0米，平衡臂长为12.0米。本次安装高度为110.0米。本机具有起升、变幅、回转机构，有起升高度限位，最大和最小幅度限位，回转限位，重量限位，力矩限位。操作简单，视野开阔。（二）、现场地质情况：据野外钻探揭露，地质观察和室内土工试验结果分析、拟建场地揭露的岩土层有：第四纪人工填土层（Qml）、第四纪海相沉积层（Qm）、第四纪冲洪积层（Qal+pl）、第四纪残积层（Qel）、燕山期粗粒花岗岩（Y53（1），现从上至下分述如下：1、第四纪人工填土层（Qml）杂填土：褐灰、淡灰、褐红色，湿，松散状，主要由残积粘性土、砖块、砼块和碎块回填而成，含少量砂和块石。本层场地内各孔均有钻遇，揭露层厚3.606.20M。2、第四纪海相沉积层（Qm）淤泥质土：黑、深灰色，湿饱各，软可塑状，手捏细腻，味臭，污手，含少量贝壳、有机质和细砂，岩芯呈土柱状，本层场地内除ZK2、5、8、10、15、16、19、22孔未有钻遇外，其它各孔均有揭露，揭露厚度0.802.80M，层顶埋深3.606.00M，层顶标高0.281.85M。3、第四纪冲洪积层（Qal+pl）粉质粘土：灰褐、灰白、褐红色，湿饱和，软可塑状，粘性好，岩芯呈土术状。本层场地内各孔均有揭露，揭露厚度0.604.40M，层顶埋深5.407.00M层顶标高1.281.02M。砂混粘性土：灰白、淡灰、深灰、淡红色，饱和，松散中密，砂主要为石英质中粗砂，级配良好，不均匀含1030%粘性土，在ZKI（11.8017.60M）ZK3（14.1015.40M）、ZK5(13.2015.20M)、ZK6(16.0017.50M)、ZK7(15.0017.50M)、ZK8(16.0017.60M)、ZK9(13.3015.40M)、ZK10(14.0014.80M)、ZK12(14.1015.10M)、ZK13(14.0017.80)、ZK14(16.5018.00M)ZK15(15.4018.00M)、ZK17(13.2015.40M)、ZK18(14.0015.20M)、ZK20(12.4016.00M)段表现为软可塑状淤泥质土,本层场地内各孔均有揭露,揭露厚度7.0010.60M,层顶埋深6.0010.00M,层顶标高4.500.93M。含卵石中粗砂：灰白、褐灰、淡黄色，饱和，松散密实，级配好，不均匀含15CM卵石，从上而下逐渐增多，底部含量达30%，另含10%粘性土。本层场地内各孔均有揭露，揭露厚度0.907.60M,层顶埋深15.1018.00M,层顶标高12.389.85。4、第四纪残积层（Qel）砾质粘性土：灰褐、淡灰、淡黄、褐红、灰白色，湿，可硬塑状，水浸软化、崩解、砂土分离，系下伏燕山期粗粒花岗岩风化残积而成，主要由石英、高岭石、水云母等矿物组成，岩芯呈土柱状。本层场地内除ZK9、16、18孔未有钻遇外，其它各孔均有揭露，揭露厚度0.544.20M,层顶埋深18.0024.60M,层顶标高18.4712.80M。5、燕山期粗粒花岗岩（Y53（1）全风化花岗岩：褐灰、黄褐、褐红色，硬塑坚硬状，残留粗粒花岗结构、块状构造，其成份有石英、水云母、高岭石等，部分长石晶形尚存，手捏成粉末状，岩芯呈土术状。本层场地内仅在ZK2、4、8、15、19孔有钻遇，揭露厚度0.802.40M，层顶埋深22.2028.00M，层顶标高21.8717.00M。强风化花岗岩：褐灰、褐黄、褐红、灰白色，结构基本破坏，尚可辩认，除石英外，部分长石、云母已风化成高岭石、水云母等，岩石节理、裂隙特别发育，铁染普遍，岩芯多呈砂土状和碎块状，部分岩块后可折断。本层场地内除ZK16孔未有钻遇外，其余各孔均有钻遇，揭露厚度0.404.40M,层顶埋深20.0029.00M,层顶标高22.8714.38M。中等风化花岗岩：肉红、灰白、青灰、青绿色，结构、构造清晰，部分破坏，主要呈粗粒花岗结构，块状构造，岩石节理、裂隙特别发育，裂隙面有次生矿物，铁染明显，其中ZK17孔见绿泥石，岩芯呈短柱状，本层场地内各孔均钻遇此层，揭露厚度0.603.60M，层顶埋深20.6032.40M,层顶标高25.7818.76M。微风化花岗岩：肉红、灰白、青灰色，结构、构造清晰，主要呈粗粒花岗结构，块状构造，岩石新鲜，结构，构造基本未变，有少量风化裂隙，岩芯呈柱状，本层场地内各孔均钻遇此层，揭露厚度1.205.60M,层顶埋深22.0033.30M,层顶标高26.6816.45M。（三）、塔吊为附着式。1、QTZ80塔吊桩基础验算：本工程塔吊基础拟采用，四桩独立承台基础，冲钻孔灌注桩直径800mm，主筋1316，箍筋8200，加强箍122000,桩深约1520米，C30水下砼。验算结果及配筋如下：灌注桩配筋计算计算项目参数桩身长度Li(m)20.00 桩侧极限侧阻力标准值qsik（kPa）50.00 桩端极限端阻力标准值qpk（kPa）2400.00 桩径D(m)0.80 桩侧阻抗力分项系数s1.67 桩端阻抗力分项系数p1.67 桩身周长u(m)2.51 桩端面积Ap(m2)0.50 单桩极限侧阻力标准值(kN) Qsik = u * qsik * lsi1884.00 单桩总极限侧阻力标准值(kN) Qsik = u * qsik * lsi1884.00 单桩极限端阻力标准值(kN) Qpk = qpk * Ap1206.53 单桩竖向极限承载力标准值(kN) Quk = Qsik + Qpk3090.53 单桩竖向承载力设计值(kN) R = Qsik / s + Qpk / p1850.62 根据桩径按内插法计算桩身配筋率(0.20%0.65%)0.518 桩身最小配筋值2602.32 16根数(As=201)13 2、整体式承台基础计算：独立承台基础，拟采用4500mm4500mm1600mm，本塔吊基础埋置深度（不计桩长）按1.60m计，塔基最小配筋率不小0.15%。验算结果及配筋如下：荷载：作用于整体式基础上的荷载主要有坚向荷载各力矩。竖向荷载包括塔机重量、配重、压重、吊重各基础自重；力矩主要包括风荷载产生的力矩各竖向荷载作用点偏离基础中心产生的力矩等。计算包括工作状态及风向等多种情况下的荷载组合。验算并确定定截面尺寸和长度整体式基础堆面尺寸各长度根据地基承载力计算确定。本工程塔吊基础全部彩直径800mm冲钻孔灌注桩，单桩承载力特征值为1300KN，桩端持力层为卵石层与强风化泥岩层，桩端持力层承载力标准值为4500kpa，设计单桩深度约15米，要求桩端进入持力层1.5米。整体式基本上作用有竖向力和力矩，因此应计算轴心荷载和偏心荷载地基础的作用。3、当轴心荷载作用时，基础底面压力验算：pfap=(1450+4.54.51.624)/4=2227.6KN/4=556.9KNFa=按单桩承载力值=1300KN(满足要求)当受偏心荷载作用时,应符合以下要求:pmax1.2fa=668.281560(满足要求)式中：P基础底面处的平均压力设计值，取最大整机自重+基础钢筋砼自重+基础顶面的土体重/平均受力面积；Fa地基承载力设计值按单桩承载力特征值1300KN。当e b/6时，Pmax=（F+G）A+M/W=（1450+777.6）/4+3630/340=567.58KNPMIN=（F+G）A-M/W=(1450+777.6)/4-3630/340=546.22KNF上部结构传至基础顶面的竖向力设计值KNG基础自重设计值各基础上的土重量标准值4.54.51.624KN/M3=777.6KNA基础底面面积按四个桩平均受力；M作用于基础底面的最大力矩设计值，按3630KN.M；W基础底面的抵抗矩，按340KN.M4、确定基础埋置深度:根据现场具体情况确定,现场以按基础埋设深度由地下室底板面以下2.1M深度,经上述复核满足要求.5、计算基础高度验算:基础高度须满足抗冲切要求，如下式：hF06ftum=1450/0.61.758.8=156.93(满足要求)式中: h基础高度（本塔基厚按1600mm） F06塔式起重机传至基础顶面的坚向力值； ft混凝土抗拉强度设计值经查表得1.75 um基础顶面荷载作用面积的周长，即塔机支腿底座周长。6、塔基抗倾覆验算：如下式：e=Mt+H*h/F+G1/3bE=3630+70*1.2/1450+777.6=1.152(1/3b=1/36=2)，满足要求。式中：e偏心距，即地基反力的合力至基础中心的距离M作用于塔机的最大不平衡力矩H作用于基础上的水平力h整体基础高度F作用于基础顶面的竖向力G基础自重B基础宽度7）配筋：按照建筑地基基础设计规范中“扩大基础”构造要求确定，最小配筋不小于0.15%。即：本塔吊基础受力钢筋直径按二级钢筋20,180，双层双向布置。塔吊基础施工要求塔吊承台尺寸4500mm4500mm1600mm（设计详附图），砼强度等级C35，垫层C15。要求桩顶嵌入承台内尺寸为100mm，嵌入部分与承台接触的桩周打毛。承台内钢筋端部至承台边的距离不得大于100mm，钢筋保护层厚度为50mm。施工过程中由专业设备公司组织技术人员进行塔吊高强度地脚螺栓的预埋，螺栓的留置长度与二次找平至水平误差应小于1/1000，安装时，所有螺栓均采用与塔吊底座坚固钢板留孔一致的一型钢板套住，平面方向四块钢板均彩角钢横向、对角线方向均焊牢；所有螺栓按要求找平好与基础内部钢筋相互焊牢，以保证不移动。三、基础主要施工方法（一）、土方开挖 1、开挖前准备：应调查地上障碍物与地下埋设物，制定拆迁或加固措施，确定可行的开挖方法。2、基坑尺寸应满足基础设计与施工操作要求。（1）符合基础设计位置和几何尺寸。（2）根据基坑坑壁坡度、临时排水方法和基础模板形式，确定基坑尺寸。（3）一般基底应比设计平面尺寸各边加宽50-100cm。2、基底避免超挖已经超挖或松动部分的基底，应将其松动部分清除，重新处理；任何土质基坑，挖至标高后，均不得长时间暴露、扰动或浸泡；一般土质基坑挖至接近基底标高时，应保留15-30cm一层，等基础施工前，再人工突击挖除并迅速检验。3、基坑开挖后，应对基底进行检验，合格后，才能进行基础施工。如基底土质及地层情况与设计不符时，则应检查判定其地基容许承载能力能否满足需要和保证基础的稳定，当不能满足需要时，须与设计人员洽商确定处理方法。（二）、垫层的施工方法1、根据设计图测绘出垫层边缘线，边缘线可利用小木桩，边缘可用白石灰放出外缘边线。2、垫层模板可利用零星模板、小木枋支撑，小木枋斜撑模板间距不大于400mm。3、垫层模板安装时，根据外缘线控制桩位，用尼龙线控制垫层模板的平面位置。4、垫层的平面控制，垫层的表面高程与平整度的精度影响了上部结构的质量水平，垫层砼表面高程应控制在允许偏差10mm以内。（三）、钢筋砼施工1、钢筋安装的方法：（1）先绑扎底筋，后绑扎面筋。绑扎底筋时应先垫好砼垫块，确保钢筋的保护层厚度满足设计要求，钢筋间的绑扎采用铅丝（双股）进“梅花”绑扎，且必须绑扎牢固。在绑扎面筋时要设置加立筋（即板凳筋），确保底板上下层钢筋的受力截面满足设计与规范要求。（2）钢筋绑扎完毕后应及时组织业主、监理公司共同参加钢筋隐蔽验收，做好隐蔽签收记录等资料。并对存在的问题及时整改。2、砼承台质量要求：（1）砼振捣要密实，不得有蜂窝、孔洞、裂缝并保证钢筋位置正确，不得有露筋现象。（2）混凝土应分层浇筑振捣，每层浇筑厚度控制在500mm左右。混凝土下料点的应分散布置循环推进，连续进行，控制好混凝土的浇筑时间，以防出现水平施工冷缝。（3）混凝土浇筑完毕后，应在12小时以内加以覆盖，并浇水养护，混凝土连续浇水养护日期一般不少于7天，达到规定