惠水塔吊基础施工方案.docx
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惠水塔吊基础施工方案
惠水县盛世风华·钻石城一期
塔
吊
基
础
施
工
方
案
惠水县永利建设工程有限公司
二零一五年五月二日
一、工程概况
1、简介
惠水县盛世风华·钻石城一期1-3#楼及相应的地下车库和商业楼工程是惠水县盛世风华房地产开发有限公司开发的项目工程，该工程位于县府南路两侧。
主要包括地下二层，商业楼五层,住宅3栋，总建筑面积125060.53㎡。
由重庆博鼎建筑设计有限公司负责承担该工程的建筑、结构、水、电等施工图设计；由重庆钓鱼城建设监理咨询有限公司进行监理；惠水县永利建设工程有限公司承建。
2、项目组成
栋号
层数
建筑高度
抗震烈度
建筑安全等级
耐火等级
设计年限
结构形式
1#
-2+5+23F
100.8m
6度
二级
一级
50年
框支剪力墙
2#
-2+5+23F
100.8m
二级
一级
框支剪力墙
3#
-2+5+23F
100.8m
二级
一级
框支剪力墙
3、施工条件
本项目位于惠水县县府南路南面。
场内地块三通一平基本完成，施工用电根据建设方指定位置接入，现场设置总配电室，再分设至各用电区域，施工用水接入市政给水管网。
二、塔机设备的数量及要求：
本工程属超高层建筑，总高度为96米，由3栋民用住宅组成，3栋呈一字型排开，北面商业面积较大，根据现场实际情况，现场安装2台QTZ63（5012）、1台QTZ63（5013）、1台QTZ63、一台QTZ80（5610）塔吊可全面覆盖，可满足基础施工阶段、主体结构施工阶段、主体装饰装修施工阶段的垂直和操作面水平运输。
根据施工总平面布置图设定塔吊位置，着重考虑钢筋原材料进场下车起吊的有效距离。
本工程根据工程图示尺寸，结合工程实际吊运范围和不与其它结构发生定位矛盾，且考虑到今后能方便拆除塔吊的情况下而准确的放线定位。
QTZ63（5012）、QTZ63（5013）、QTZ63塔吊前臂长50m，QTZ80（5610）塔吊前臂长56米，覆盖整个1#、2#、3#楼住宅工程，并全部覆盖相应的商业，每台塔吊基础中心点离建筑边轴线距离≥4米。
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）。
安装采用大于等于25T汽车吊进行安装。
塔机安、拆施工方案由租赁安装单位编制，并报审认定后方可进行。
施工主要设备一览表
序号
设备名称
数量
规格
额定功率
备注
1
挖掘机
1台
CAT325
2
手动摇架
2套
3
风镐
2支
4
钢筋切断机
1台
GQ-40
5
钢筋弯曲机
1台
GW-40
6
混凝土汽车泵
1辆
HB52
47米
7
汽车吊
1台
25T
三、塔机基础施工方案选择
塔吊基础设计：
QTZ63、QTZ80塔吊,地基的地质应均匀，要求承载能力≥0.2MPa；塔吊基础长5000mm，宽5000mm，高1350mm，体积为37.5m³，自重约为90吨。
塔吊基础混凝土强度等级为C35。
根据地勘报告所知基底为中风化泥岩。
1#、2#、3#、5#塔吊基础相对土质较松软，故1#、2#、3#、5#塔吊采用1根人工挖孔桩加大基础的承载能力，孔桩钢筋伸入塔吊基础内；4#塔吊基础土质为中风化泥岩硬质土，根据初步计算，地基承载力符合要求，不考虑做桩基础。
由于整个商业部分、包括塔楼面积较大，场地限制等因素，塔吊必须设置在地下车库上提前预留洞，待后期塔吊使用完毕，再对预留洞进行浇筑。
四、塔吊基础施工方法
1、塔机基础施工
施工流程
测量放线→人工挖孔桩→护壁→放钢筋笼→浇筑混凝土→挖掘基坑→浇C25垫层→放线→砌筑240mm厚砖胎模→扎塔机基础钢筋→安装塔机机座→浇筑C35塔机基础→混凝土养护
1.1·工程开工前，反复复合点位，塔吊位置的选定必须避开主梁以及承重柱结构。
1.2·为保证塔吊基础不沉降，有考虑的成本控制的相关要求，必须对塔吊人工挖孔桩的长度进行准确计算：
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。
其中n──单桩个数，n=1；
F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=830kN；
G──桩基承台的自重：
G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc）=1.2×（25×5.00×5.00×1.35）=1012.50kN；
Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取2397.43kN·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=（830+1012.50）/1+2397.43×2.83/（2×2.832）=2266.07kN。
最小压力：
Nmin=（830+1012.50）/1-2397.43×2.83/（2×2.832）=1418.9kN。
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第4.1.1条。
桩型采用直径1600mm人工挖孔桩
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=2266.07kN；
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35.90N/mm2；
A──桩的截面面积，A=20.1×105mm2。
则，1.00×2266070=22.66×105N≤35.90×20.1×105=721.59×105N；
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！
所以桩的入土深度为7米，符合要求。
具体情况地勘单位现场勘探。
人工挖孔桩采用从上到下逐层用镐、锹进行开挖，遇坚硬土或大块孤石采用锤、钎、风镐破碎，挖土顺序为先挖中间后挖周边，按设计桩径加护壁设计要求厚度控制截面大小。
孔内挖出的土装入吊桶，采用自制提升设备（手动或电动摇架）将渣土垂直运输到地面，堆积到指定地点，防止污染环境，然后及时清运。
注意挖孔过程中，不必将孔壁修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加桩的摩擦力。
开挖第一节桩孔（约1.0米深），根据已定好的桩位，进行桩孔开挖，挖到约0.8m深时，将底整平。
然后安装护壁钢模安模完成后，由班长、施工员配合拉通桩位轴线进行校对，确保桩孔位置准确，校对无误后将模板固定。
第一节孔圈护壁应比下面的护壁厚150mm-200mm，并应高出现场地面150mm，上下护壁间的搭接长度不得少于50mm。
桩孔的开挖应随挖随吊直桩的垂直度和检查桩径的截面尺寸。
护壁模板分节的高度视土质情况而定，根据设计要求，本工程一般土层采用100cm高模板，可满足每节浇筑900mm高度的要求，软弱土层、流塑性土层要按图纸配筋进行护壁施工，出现流砂时需要采用钢模护壁。
每节模板安装应设专人严格校核中心位置及护壁厚度，可用十字架对准轴线标记，在十字交叉中心悬吊垂球，复核模板位置，保证垂直度。
符合要求后，可用木楔打入土中支撑模板，稳定位置，防止捣混凝土时模板时发生位移。
桩土方的开挖要遵循边开挖边校核的原则，每节桩孔浇护壁前应进行吊垂直，验收桩孔的圆度，对于质量指标不符合要求的，严格修改，确保桩的护壁厚度。
桩底开挖成锅底形，增大桩的承载能力。
护壁内应设置加强钢筋，壁身采用C8@200钢筋网片双向布置，护壁口锁口箍为2道C8等分，采用ψ22火烧丝进行绑扎，上下节钢筋搭接长度根据施工规范不小于450mm。
如图：
1.3·护壁施工完成，在混凝土达到一定强度后，25T汽车吊对钢筋笼进行定位吊放。
钢筋笼主筋为40C14，桩顶预留300mm钢筋，作为伸入塔吊基础内锚固筋，螺旋箍筋加密区C8@100，非加密区C8@300，加劲箍C14@2000，底部扩大头部位采用C12@250双向布置，采用绑扎搭接，搭接长度按照11G101-1规范进行，详细尺寸见图：
1.4·由于盛世风华·钻石城塔机基础不宜进行大比例放坡，塔吊基坑形成后浇筑100厚C25商品混凝土垫层，放线定位砌筑240mm厚砖胎模，高度同塔基高。
塔机基坑缘塔机基础边缘放大1000mm作为砌筑操作面，基坑挖掘不进行放坡。
（详见塔基基坑开挖图）具体情况现场收方确定。
1.5·当塔吊基础垫层C25砼浇干硬后，重新施放塔吊基础准确定位线，采用M5水泥砂浆砌筑240厚砖胎模，砖胎模砌筑完成后，次日将砖胎模外空隙以细土回填至砖模顶部，防止混凝土浇筑过程中砖模受侧压至倒塌。
按照设计的配筋要求进行就位绑扎成型，按照设计的要求准确定位点焊预埋螺栓，待监理验收合格后浇筑混凝土。
1.6·塔吊基础浇灌砼前，必须将塔吊基础上应埋设的部件及留孔进行仔细检查，并进行标高复核方可浇灌塔吊基础混凝土，塔吊租赁公司必须派人员到施工现场校正地脚螺检栓的位置，保证尺寸准确。
1.7·护壁混凝土采用C30机械自拌混凝土配合0.15方手推车进行浇筑；桩身混凝土采用C30商品混凝土，47米混凝土汽车泵进行输送，塔吊基础采用C35商品混凝土配合47米混凝土汽车泵进行输送，浇筑时要随浇随捣，每次插入下层不少于5cm。
根据惠水县的实际情况，在桩身混凝土最少浇筑3天后，才能进行塔吊基础施工。
2、计算书：
2.1塔吊基础承载力计算
依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2条承载力计算。
计算简图:
当不考虑附着时的基础设计值计算公式：
当考虑附着时的基础设计值计算公式：
当考虑偏心矩较大时的基础设计值计算公式：
式中F──塔吊作用于基础的竖向力，它包括塔吊自重，压重和最大起重荷载,F=304.30kN；
G──基础自重与基础上面的土的自重：
G=1.2×（25.0×Bc×Bc×Hc+γm×Bc×Bc×D）=2250.00kN；
γm──土的加权平均重度
Bc──基础底面的宽度，取Bc=5.000m；
W──基础底面的抵抗矩，W=Bc×Bc×Bc/6=20.833m3；
M──倾覆力矩，包括风荷载产生的力矩和最大起重力矩，M=1.4×630.00=882.00kN.m；
a──合力作用点至基础底面最大压力边缘距离（m），按下式计算：
a=Bc/2-M/（F+G）=5.000/2-882.000/（612.960+2250.000）=2.192m。
经过计算得到:
无附着的最大压力设计值Pmax=（612.960+2250.000）/5.0002+882.000/20.833=156.854kPa；
无附着的最小压力设计值Pmin=（612.960+2250.000）/5.0002-882.000/20.833=72.182kPa；
有附着的压力设计值P=（612.960+2250.000）/5.0002=114.518kPa；
偏心矩较大时压力设计值Pkmax=2×（612.960+2250.000）/（3×5.000×2.192）=174.152kPa。
2.2、地基基础承载力验算
地基基础承载力特征值计算依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第5.2.3条。
计算公式如下:
fa--修正后的地基承载力特征值（kN/m2）；
fak--地基承载力特征值，按本规范第5.2.3条的原则确定；取145.000kN/m2；
ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数;
γ--基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3；
b--基础底面宽度（m），当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值，取5.000m；
γm--基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，取20.000kN/m3；
d--基础埋置深度（m）取2.000m；
解得地基承载力设计值：
fa=193.000kPa；
实际计算取的地基承载力设计值为:
fa=200.000kPa；
地基承载力特征值fa大于最大压力设计值Pmax=156.854kPa，满足要求！
地基承载力特征值1.2×fa大于偏心矩较大时的压力设计值Pkmax=174.152kPa，满足要求！
2.3、配筋计算
依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.7.2条。
公式如下:
式中，αl---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，
取为0.94,期间按线性内插法确定，取αl=1.00；
fc---混凝土抗压强度设计值，查表得fc=16.70kN/m2；
ho---承台的计算高度，ho=1.35m。
经过计算得：
αs=372.15×106/（1.00×16.70×5.00×103×（1.35×103）2）=0.002；
ξ=1-（1-2×0.002）0.5=0.002；
γs=1-0.002/2=0.999；
As=372.15×106/（0.999×1.35×300.00）=920.00mm2。
由于最小配筋率为0.15%,所以最小配筋面积为:
5000.00×1400.00×0.15%=10500.00mm2。
故取As=10500.00mm2。
选用钢筋为：
上下为40根
20，竖向96根
16，内支撑筋为
20@1000，高度1350mm。
五、基础施工技术要求
为早日安装塔吊，塔吊配筋砼承台砼等级均为C35砼，使砼7天能达到85％以上强度。
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提供的塔机基础图施工。
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：
将上下层钢筋网片的边根钢筋进行焊通，并与垫层砼中预留的2φ16圆钢或12*40镀锌扁钢进行防雷焊接，预留的2φ16圆钢留出塔吊配筋砼承台1.50m，待塔吊安装后与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），其防雷接地电阻值测试应≤4欧姆，否则应另行增设接地极，并满足测试要求。
如图：
塔吊基础配筋砼表面高低差不大于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,上部采用木枋凿凹槽卡（或先安装塔机底座）作地脚螺栓定位,下部采用钢筋加固焊点定位。
塔机基础除满足上述要求外，施工中还应做到：
1、地基土质应坚固、牢实，要求地基承载力>0.2Mpa。
2、基坑开挖深度≥1400mm，达到深度要求后用100mm厚C25混凝土垫层封底。
3、在浇筑混凝土施工中，要搭设好钢管脚手架固定塔机机座，埋好螺栓用水准仪进行校核后加固焊牢。
4、砼基础表面应校水平，平整度小于1/500。
5、所用原材料必须具备合格证和试验报告。
6、钢筋的制作、绑扎应符合基础设计及规范要求。
7、混凝土配合比应经试验室出具试配报告，浇筑时严格控制施工配合比，混凝土应取样试验。
8、在基础中预埋防雷接地极,采用φ16钢筋与塔楼基础连接。
9、为保证地基不被水侵蚀，在塔吊基础周边挖排水小沟排除积水以免因地基沉陷而产生沉降，距塔吊基础1米处设置集水坑，坑深1.5米，采用混凝土标准砖砌筑，积水量≥2m³时，安装一台自动排水泵，以此确保塔机基础周边的散水集中排出，使塔机机座不得以锈蚀。
为防止塔吊基础受到碰撞，在混凝土浇筑好后，用240厚混凝土标准砖砌筑围护墙，在砌筑好后，用18mm木胶模板全封闭，围护墙尺寸如图：
六、施工注意事项
1、塔基础施工前一道工序完成后，进行自检，符合要求后填报隐蔽工程报验单，经现场监理和业主现场代表认可后，方可进行下一道工序。
2、由专业队伍按塔机安装和拆除方案进行安装和拆除，
3、经安全监察机关安检合格方可投入使用，在使用前应编制多机作业指导书，并进行安全技术交底并签字后方可上机操作。
4、施工时以塔机租赁公司盖有公章的《基础》图为准，本方案附图为塔机租赁公司提供的《基础图》。
附：
塔吊基础图
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