塔吊桩基础施工方案专家论证

/某某工程塔吊桩基础施工方案编制单位：编制：审核：编制日期：2018年月日TOC\o"1-3"\h\u书目一、工程概况 1二、编制依据 3三、塔机设备的数量要求 3四、塔机基础施工方案选择 3五、基础的设计方案 4六、塔吊基础施工方法 5七、基础施工技术要求 6八、施工留意事项 8九、塔吊独立桩基础结构验算 8塔吊基础施工方案工程概况项目简况序号项目内容1工程名称2工程地址3建设规模4建设单位5设计单位6监理单位7施工单位8检测单位9施工范围10合同工期以合同约定为准2、设计概况：2.1工程位于×××，紧邻南北大道。结构类型为剪力墙结构，车库为框架结构，基础型式为机械钻孔灌注桩基础及独立基础；抗震等级为四级，建筑结构平安等级为二级，抗震设防烈度6度，耐火等级一级，设计合理运用年限50年。2.2工程项目组成：工程名称用途结构类型总高度（m）建筑层数57#～65#、77#、89#～93#、95#～101#楼住宅剪力墙10.83F/1F66#～76#、78#～88#楼住宅剪力墙20.16F/1F车库公共停车框架-5.41F2.3总平面图（图一）3、施工条件二期场内地三通一平基本完成，施工用电和用水由一期最近点接入，施工现场的前期准备工作就绪，具备施工条件。二、编制依据1、《QTZ63（5013）塔式起重机运用说明书》2、《岩土工程勘察报告》3、《塔式起重机操作运用规程》（ZBJ80012—89）；4.《建筑机械运用平安技术规程》（JGJ33-2012）；5.《塔式起重机平安规程》（GB5144-2006）；6、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T301-2013）7、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）8、《地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）9、《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）10、混凝土结构设计规范（GB50010-2010）（2015版）。11、建筑结构荷载规范（GB50009-2012）12、国家和行业现行的相关施工及工程质量验收规范。  三、塔机设备的数量要求本工程拟接受11台QTZ63（5013）塔吊可满足施工阶段垂直和操作面水平运输要求。如总平面布置图示。四、塔机基础施工方案选择本工程塔吊定位依据塔吊平面布置图；本工程塔吊定位是依据工程图示尺寸，且考虑到完工后能便利拆除塔吊的状况下而精确的放线确定。塔吊基础定位具体详总平面布置图（见附图一）并按现场实际状况调整。每台塔吊安装的高差保持和各楼栋室外环境标高确定。该工程全部为洋房，地面上屋顶高度最高处24.6m,因此1#~11#塔吊均接受独立式即可满足运用要求，安装完成高度：1#塔吊40m、2#塔吊35m、3#塔吊40m、4#塔吊35m、5#塔吊35m；6#塔吊40m、7#塔吊35m、8#塔吊40m；9#塔吊35m、10#塔吊40m、11#塔吊35m。每台塔吊中心点定位由测量员精确测量，放线定位，经技术负责人核实后进行施工。具体详塔吊平面布置图，支配接受大于等于20T以上汽车吊进行安装，塔机安、拆方案由租赁安装单位编制，并报审认定后方可进行。基础的设计方案厂家供应的塔机说明书要求承载力≥220kpa，依据现场地质实际状况，1#~4#、6~8#、10~11#塔机基础地基为中风化泥岩，承载力能满足要求，故接受独立墩基础；5#、9#塔机基础分别为深度7m、12m软弱土质地基，地质较弱，故接受塔吊承台底部中心设置机械成孔桩嵌岩基础的结构形式。桩基础接受直径为1.6m的旋挖桩，嵌入中风化泥岩3d,岩石的自然单轴抗压强度标准值frk≥5Mpa，桩深16~22m之间。桩竖向纵筋24根C16，加紧箍C14@2000mm，螺旋箍C10@100/200mm，竖向纵筋锚入承台上部钢筋之下900弯折150mm，桩混凝土强度等级C30。基础承台（含独立墩基础）高度为1.5m,边长为5m×5m正方形。承台水平受力钢筋C18@200双层双向，竖向构造钢筋C14@400纵横设置，承台混凝土强度等级C35。塔吊基础施工方法1、塔机基础施工依次（独立墩基础除无桩工序外其余工序相同）测量放线浇筑桩C30砼挖承台土石方绑扎安装桩笼旋挖桩成孔测量放线浇筑桩C30砼挖承台土石方绑扎安装桩笼旋挖桩成孔安装塔机机座(埋螺栓)扎塔机基础钢筋模板支设放线浇C10垫层 安装塔机机座(埋螺栓)扎塔机基础钢筋模板支设放线浇C10垫层砼蓄水养护浇筑C35塔机承台基础砼蓄水养护浇筑C35塔机承台基础2、本工程各塔吊所在位置标高均和所对应楼栋基本一样，旋挖桩施工时和工程桩同步。3、桩基施工完成后，按设计的塔吊基础几何尺寸外边框接受胶合板支模，40×80木枋、A48×3.2钢管、A14对拉杆加固，基底接受C10砼垫层浇至设计配筋砼塔吊基础下口低于桩顶100。详平面图及1-1剖面图:图二4、当塔吊基础垫层C10砼浇至配筋砼塔吊基础下口标高干硬后,重新施放塔吊基础精确定位线,依据设计的配筋要求进行就位绑扎成型,依据设计的要求精确定位点焊预埋螺栓,待验收后浇灌砼。5、塔吊承台基础混凝土浇灌砼前,必需将塔吊基础上应埋设的部件及留孔进行细致检查,并进行标高复核方可浇灌塔吊基础砼,塔吊租赁公司必需派人员到施工现场校正地脚螺栓的位置,保证尺寸精确。6、基础构造:图三7、留意事项:塔吊基础施工前一道工序完成后进行自检，符合要求后填报隐藏工程报验单，经现场监理和业主现场代表认可，方可进行下一道工序。七、基础施工技术要求为早日安装塔吊，塔吊钢筋混凝土承台强度等级为C35砼，使砼7天能达到75%以上的强度，确保塔吊基础砼强度能达到塔吊安装要求。塔吊基础及螺栓配筋、位置及具体做法应严格塔机生产厂家供应的塔机基础图施工。塔吊基础施工时，应按塔吊基础图要求设置防雷接地装置，塔吊基础的防雷接地做法为：将上下层钢筋网片四周边沿钢筋按规范标准焊接连通，并和桩基主筋焊通，再用-40×4焊接留出塔吊配筋砼承台1.50m，待塔吊安装后和塔吊底部型钢进行焊接作为防雷接地装置，焊缝长度双面焊接为6d，单面焊接为12d（d为较小钢筋的直径），其防雷接地电阻测试应≤4欧姆，否则应另行增设接地极，并满足测试要求。塔吊基础配筋砼表面凹凸差不大于2mm，地脚螺栓位置偏差不大于正负1mm，地脚螺栓露出部分不得超过塔吊基础设计±5mm。塔吊基础的地脚螺检栓定位，上部接受木枋凿凹槽卡（或先安装塔机底座）作地脚螺栓定位，下部接受钢筋焊点定位。塔机基础除满足上述要求外，施工中还应做到：在浇筑混凝土施工中，依据出厂说明书图示埋好螺栓用水准仪进行校核后加固焊牢。砼基础表面应校水平，平整度小于1/500。所用原材料必需具备合格证和试验报告。钢筋的制作、绑扎应符合基础设计及规范要求。混凝土协作比应经试验室出具试配报告，浇筑时严格限制施工协作比，混凝土应取样试验。在基础中预埋防雷接地极，接受-40×4和塔楼基础连接。为保证地基不被水侵蚀，在塔吊基础周边挖排水小沟解除积水以免因地基沉陷而产生沉降。八、施工留意事项1．塔基础施工前一道工序完成后，进行自检，符合要求后填报隐藏工程报验单，经现场监理和业主现场代表认可后，主可进行下一道工序。2．由专业队伍按塔机安装和拆除方案进行安装和拆除。3．经平安监督机关验收合格方可投入运用，在运用前应编制多机作业指导书，并进行平安技术交底并签字后方可上机操作。九、塔吊独立桩基础结构验算<一>、塔吊基本参数信息：塔吊型号:QTZ63(5013)桩直径=1.6m桩长：22米(按最不利取值)桩钢筋级别:HRB400嵌入岩层的石质地基强度标准值：5.0MPa嵌岩深度：1500（现场要求按3d，计算取值按岩层能达到要求强度）1、塔机属性塔机型号QTZ63塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)40塔机独立状态的计算高度H(m)48塔身桁架结构圆钢管塔身桁架结构宽度B(m)1.62、塔机自身荷载标准值塔身自重G0(kN)224.18起重臂自重G1(kN)59.2起重臂重心至塔身中心距离RG1(m)25.3小车和吊钩自重G2(kN)4.1小车最小工作幅度RG2(m)2.5最大起重荷载Qmax(kN)60最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m)14.16最大起重力矩M2(kN.m)630平衡臂自重G3(kN)37.52平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m)6.7平衡块自重G4(kN)92平衡块重心至塔身中心距离RG4(m)12.53、风荷载标准值ωk(kN/m2)工程所在地重庆重庆基本风压ω0(kN/m2)工作状态0.2非工作状态0.4塔帽形态和变幅方式锥形塔帽，小车变幅地面粗糙度B类(田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区)风振系数βz工作状态1.588非工作状态1.635风压等效高度变更系数μz1.336风荷载体型系数μs工作状态1.789非工作状态1.639风向系数α1.2塔身前后片桁架的平均充溢率α00.35风荷载标准值ωk(kN/m2)工作状态0.8×1.2×1.588×1.789×1.336×0.2＝0.729非工作状态0.8×1.2×1.635×1.639×1.336×0.4＝1.3754、塔机传递至基础荷载标准值工作状态塔机自重标准值Fk1(kN)224.18+59.2+4.1+37.52+92＝417起重荷载标准值Fqk(kN)60竖向荷载标准值Fk(kN)417+60＝477水平荷载标准值Fvk(kN)0.729×0.35×1.6×48＝19.596倾覆力矩标准值Mk(kN·m)59.2×25.3+4.1×14.16-37.52×6.7-92×12.5+0.9×(630+0.5×19.596×48)＝1144.706非工作状态竖向荷载标准值Fk'(kN)Fk1＝417水平荷载标准值Fvk'(kN)1.375×0.35×1.6×48＝36.96倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)59.2×25.3+4.1×2.5-37.52×6.7-92×12.5+0.5×36.96×48＝993.6664、塔机传递至基础荷载设计值工作状态塔机自重设计值F1(kN)1.2Fk1＝1.2×417＝500.4起重荷载设计值FQ(kN)1.4Fqk＝1.4×60＝84竖向荷载设计值F(kN)500.4+84＝584.4水平荷载设计值Fv(kN)1.4Fvk＝1.4×19.596＝27.434倾覆力矩设计值M(kN·m)1.2×(59.2×25.3+4.1×14.16-37.52×6.7-92×12.5)+1.4×0.9×(630+0.5×19.596×48)＝1571.701非工作状态竖向荷载设计值F'(kN)1.2Fk'＝1.2×417＝500.4水平荷载设计值Fv'(kN)1.4Fvk'＝1.4×36.96＝51.744倾覆力矩设计值M'(kN·m)1.2×(59.2×25.3+4.1×2.5-37.52×6.7-92×12.5)+1.4×0.5×36.96×48＝1369.807三、桩顶作用效应计算承台布置承台长l(m)5承台宽b(m)5承台高度h(m)1.5桩直径d(m)1.6承台混凝土等级C35承台混凝土爱惜层厚度δ(mm)50承台混凝土自重γC(kN/m3)25承台上部覆土厚度h'(m)0承台上部覆土的重度γ'(kN/m3)19承台及其上土的自重荷载标准值：Gk=bl(hγc+h'γ')=5×5×(1.3×25+0×19)=812.5kN承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2×812.5=975kN1、荷载效应标准组合轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/1=(477+812.5)/1=1289.5kN2、荷载效应基本组合轴心竖向力作用下：Q=(F+G)/1=(584.4+975)/1=1559.4kN<二>、抗倾覆验算：（一）圆形桩底部抗拒倾覆弯矩最大值M1计算由于塔吊基础持力层为中风化岩质地基，地基变形忽视不计，整个钢筋混凝土基础为刚性状态，因此，作为钢筋混凝土承台的底部回填土软弱地基的承载力忽视不计。桩自重（按1米长度取值）=0.82×3.14×22×2.5=110.5吨=1105KN塔吊正常工作重力应力σ=1559.4+1105=1326kN/m2=1.33MPa3.14×0.82验算抗倾覆力矩时取较小值趋于平安，因此取σ=1.33Mpa桩基抗倾覆必需满足以下两个条件：1、叠加后拉应力为零，即σ+σmin=0从第一条件可得：σ=|σmin|=σmax=1.33Mpa桩基底部受压受弯叠合如下图：圆形桩底部的抗弯矩模量为：W1=0.0982d3=0.402m3以上计算简图可知弯矩图产生的三角形荷载的最大应力为：1.25Mpa圆形桩底部最大抗拒弯矩M1=1.33×103×0.402=534.7KN.m2、叠加后的总压应力小于地基承载力即：σ+σmax=2.66MPa﹤5×0.85=4.25MPa满足要求。（二）桩底嵌岩部分抗拒倾覆弯矩最大值M2计算计算设定参数：嵌入中风化岩层的石质地基强度标准值：5.0Mpa，嵌岩深度按1500取值。计算简图如下：M2=1.6×0.75×5×1×103=3000KN.m2通过以上计算，总抗倾覆矩M=M1+M2=3534.7KN.m﹥K×塔吊倾覆力矩=2835kN.m(式中K为平安系数，取值1.5)满足抗倾覆要求并具有确定平安富余。<三>、桩身钢筋验算计算设定参数：桩身横截面的最小配筋率配筋：Ag=3.14×802×0.2%=40.19cm2桩身配钢筋配置为：HRB400，24Φ16@200均分。钢筋实际配筋面积为：Ag=2.011×24=48.264cm2钢筋笼直径d为：14801、截面力学特性：面积A=3.14×802=20096cm2惯性矩J=3.14×804÷4=128614400cm