水中塔吊基础方案.doc
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潮州大桥工程项目
主桥H36节段塔吊基础施工方案
龙建路桥股份有限公司
潮州大桥工程项目经理部
二〇一六年五月
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潮州大桥工程项目
主桥H36节段塔吊基础施工方案
编制：
审核：
龙建路桥股份有限公司
潮州大桥工程项目经理部
二〇一六年五月
目录
一、工程概况 1
二、编制依据 1
三、施工准备工作 2
四、塔吊基础设计 2
五、塔吊基础施工 4
六、塔吊基础承台施工 6
七、安全措施 9
八、塔吊桩基础的计算书 10
附件.........................................................................................................13
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一、工程概况
潮州大桥位于规划的城市中轴线潮州大道上，以潮州大道与南校西路交叉路口为起点，跨南堤路、韩江西溪、沙洲岛、韩江东溪、宝塔路后，与韩江东岸的规划道路相接。
潮州大桥工程由主桥、引桥、南堤路立交、沙洲岛立交以及组织人行过江交通的人行梯道系统组成。
主桥位于全桥的第五联，主梁采用悬浇牵索挂篮施工，主梁的直线段H36节段全长59.2m，混凝土量2120m3，钢筋265t。
为满足施工需要，保证工期，我部注备在H36节段旁设置一台QTZ63型塔吊。
此塔吊高度20m，臂长55m，最大起重能力为6t，最远端起重为1t。
可以满足施工需要。
二、编制依据
1、《混凝土结构设计规范》（GB5001-2002）
2、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
3、《建筑机械使用安全规范》（JGJ33-2012）
4、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）
5、《潮州大桥工程施工图设计》
6、地质工程勘察院提供的地质勘察报告
7、QTZ63（HS5510）自升塔式起重机使用说明书
8、JGJT187-2009塔式起重机混凝土基础工程技术规程
9、JGJ_196-2010《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》
三、施工准备工作
1、为保证施工生产的顺利进行，在17#墩柱与18#墩柱之间布置一台QTZ63（HS5510）塔吊。
2、施工前要熟悉塔吊使用说明书及塔吊平面布置图。
3、进行塔吊工程定位，依据塔吊平面图准确定位。
4、必须制定塔吊的基础施工方案和技术措施，并按其执行，施工方案必须经审批后方可生效。
四、塔吊基础设计
1、技术要求
（1）按照说明书要求，塔吊基础要承受的竖向荷载为511.2KN，最大弯矩为1552KN.M。
（2）塔吊基础的混凝土强度等级C35，混凝土量25m3重量60T，土质要求牢固，地基承载力不小于0.16MPa。
2、设计形式
（1）塔基基础下设5根Ф630钢管桩作为主要承重体系，单桩承载力承载力不得小于80KN。
基础土质夯实，作为辅助承重。
（2）塔吊基础尺寸长、宽、高5m×5m×1.15m，方量28.75m3，重量71.9T。
塔吊基础按照图中要求混凝土强度采用C35，施工中按要求留置试块。
（3）塔吊基础使用钢筋：
按照说明书要求，塔吊基础钢筋型号有Ф20、Ф16。
3、塔吊位置确定
从本工程的地质情况、使用安全等因素考虑，塔吊采用承台基础，承台下为钢管桩，以确保塔吊基础的稳定性，塔吊基础桩基础采用桩径为Ø630mm钢管桩，根据承台尺寸，承台下布置五根桩，四角与中心分别布置。
承台采用钢筋混凝土承台，承台尺寸为500cm×500cm×115cm，混凝土强度为C35。
塔式起重机脚部宽度为：
165cm×165cm。
为最大限度的满足施工需要，拟定一台塔吊位置作如下确定：
塔吊基础位于桥位右侧。
塔吊选用臂长为55m。
具体详见塔吊平面布置图。
塔吊基础布置图
五、塔吊基础施工
1、塔吊位置土层属于河道上后填土，土质压实，塔吊基础位置的土层标高设置为12m，将基础范围内土体夯实后，进行钢管桩施工。
2、钢管桩的施打由50吨履带吊车配合振拔机完成，根据平面布置图每根桩中心的平面位置，钢管顶面标高为12.2m，测量人员跟踪测量，待钢管桩平面位置及垂直度调整完毕后，测量复测桩位和倾斜度、偏位满足要求后开始施打。
钢管桩打入深度根据地质情况而定，主要以入土深度控制，通过计算，需打入河床8米，为满足设计承载力的要求，计算钢管桩入土深度，确保钢管的稳定性。
（1）钢管桩施打注意事项：
钢管桩施打时注意桩位标高控制，进尺缓慢或施沉困难时，分析原因并采取措施调整。
桩顶损坏局部压曲应对该部割除并接长至设计标高。
打桩质量以设计桩尖标高控制为主，最终贯入度不大于2cm/min标高控制为辅。
（2）振动插打的停锤控制标准
①根据入土深度变化并对照地质资料，确认桩尖已沉入预计地层，钢管顶到预定标高时，即可停锤。
②若桩尖标高比设计规定标高高得多时，应详细分析确定。
③当桩尖未达设计标高，而钢管桩停止下沉，应继续锤击，使其贯入度接近设计的控制入土深度。
3、具体布置如下图：
4、基础钢筋按塔吊基础配筋图进行施工，下料准确，绑扎牢固，其规格、数量应与图纸相符。
预埋件按照塔吊基础施工图进行制作安装，安放位置要准确。
5、施工中要保证塔吊基础的几何尺寸及位置准确。
混凝土浇筑前利用水准仪控制底角及预埋螺栓，浇筑过程中随时校正，防止位移。
6、施工中所用的材料必须具备合格证、使用说明，预埋螺栓要有质量保证文件。
7、浇筑混凝土时，其振捣方式应遵循快插慢拔，不漏振的原则。
混凝土分层振捣，每一振点的延续时间不宜过长或过短，宜为20s左右，以混凝土表面不再沉落和不再出现气泡、表面不再出现浮浆为度。
8、混凝土施工时要留置同条件试块，以用于检查混凝土的强度。
本工程在施工中垂直运输工作量很大，材料的运输周转也很大。
安装现场位于塔机中心的空地上，塔机的地面组装方便。
现场没有太大的障碍物和沟、管道等不利因素，也没有电线经过，有利于安装工作。
六、塔吊基础承台施工
基础的施工顺序：
土方夯实→垫层→放线→支模→钢筋邦扎及避雷接地的焊接→预埋螺栓固定→再复查并做隐蔽记录→混凝土浇灌→养护→拆模→做基础隐蔽→回填。
特别注意预埋螺杆的标高，及时与预埋螺杆人员交底，以保证螺杆高出混凝土的高度要满足塔吊安装单位的要求。
1、基础垫层的施工：
本工程塔吊基础的土层属于后填土，钢管桩施工完成后，将基础范围内的土体夯实，保证基础平整，方便人员施工。
再在土体上均匀撒3-5cm的砂，作为混凝土基础的垫层。
2、桩顶搭接：
土方开挖后应由测量员测量实际桩顶标高，用红油漆标识设计桩顶标高线，截桩采用专用的切割工具。
桩顶与承台的圈梁钢筋搭接。
3、基础钢筋绑扎：
钢筋的制作绑扎要严格按照设计要求施工，要求绑扎牢靠，碰撞不变形，绑扎完毕必须经钢筋工长、质检员检验，合格后方可进行下一道工序的施工。
承台上下面钢筋加工时，焊接采用闪光对焊、机械成型。
钢筋绑扎的几个关键点：
（1）钢筋撑脚的数量应保证，以确保上下层钢筋之间的厚度。
钢筋撑脚摆放时应注意避开桩头钢筋。
（2）保证钢筋位置的准确性，在垫层上均弹出中心线和边线，按线绑扎，绑扎完毕，再拉线检查，避免插筋单根或整体偏移。
（3）避免钢筋整体扭转。
绑扎完毕必须经钢筋工长、质检员检验，合格后方可进行下一道工序施工。
（4）垫块数量及位置适当。
垫块数量及位置得当，以确保钢筋保护层，垫块用1：
2水泥砂浆制作。
（5）按图纸和规范认真施工，加强施工过程管理。
钢筋绑扎完毕，项目在要自检的基础上，会同公司工程管理处、建设单位、监理单位对钢筋严格检查。
另外及时通知质监站进行验收，做好隐检记录。
（6）浇筑混凝土时，钢筋绑扎班应及时派人看护预埋螺栓及钢筋，以免混凝土的流动带动预埋螺栓或钢筋移位。
4、模板安装：
模板选用18mm厚多层胶合板模板；模板的支撑体系，选用Φ48钢管作背肋。
（1）模板安装工艺：
模板安装就位→检查对角线、垂直和位置→安装背肋→安全面检查校正→群体固定。
（2）先在基槽底弹出基础边线和中心线，再把模板对准边线，作水平尺校正侧板顶面水平，经检测无误差后，用立杆、水平撑及拉撑钉牢。
塔吊基础承台高1.150m采用3道抱箍，每道间距50cm，转角处采用双扣件加固。
5、塔吊预埋螺栓的安装：
安装塔吊预埋螺栓的安装必须在相关专业人员指导下进行。
注意事项：
（1）安装前应对螺栓型号、数量、螺纹的完整性、螺帽等进行核查、验收，并分类堆放、保管。
（2）固定钢筋上横梁标高控制必须精确，固定钢筋之间焊接必须可靠，使之能形成一个稳固的体系。
（3）每根预埋螺栓必须在两个方向校正的偏差，标高、位置、垂直度都应经过初步调整并初步固定，以及二次校正、调整，无误后进行最终固定。
（4）穿筋和绑扎过程中必须小心，防止碰撞固定架或预埋螺栓；绑扎好的钢筋必须与螺栓固定架和预埋螺栓完全脱开，使螺栓固定架和预埋螺栓形成独立的体系，确保预埋螺栓的安装精度。
钢筋绑扎完毕后，还需对预埋螺栓进行全面复测，符合设计要求和规范规定后才能进行混凝土的浇筑。
（5）混凝土浇筑前，对预埋螺栓螺纹部分进行包裹，防止混凝土浇筑时造成螺纹损坏。
混凝土应沿螺栓周围对称下料，避免混凝土直接冲击固定架和预埋螺栓，振捣时严禁振动棒接触固定架和预埋螺栓，以免造成预埋螺栓的的偏位或变形。
浇筑过程中应安排专人看护，发现异常及时处理。
（6）混凝土终凝后，将轴线投测基础面，将标高投到预埋螺栓上，逐根检查并填好记录，以便交安。
（7）清除检查合格后，用钢丝刷将预埋螺栓上附着的混凝土浮浆清除干净，在丝扣上抹上黄油，并用特制塑料套加以保护，以防止丝扣生锈和损坏，影响安装。
6、基础混凝土的浇注：
塔吊基础混凝土采用C35混凝土，利用汽车泵泵送入模,在浇注过程中要严格按照混凝土浇注操作规程进行。
为预防施工缝的出现，保证结构的施工质量，混凝土浇筑应连续进行，分层震捣，防止出现施工缝。
要分层下料、分层振捣并控制每层的浇筑厚度。
混凝土下料时，应沿螺栓周围对称下料，严禁混凝土直接冲击固定架、预埋螺栓和模板，振捣时，不可随意挪动钢筋，振动棒不得直接接触模板、螺栓固定架和预埋螺栓，防止模板变形和预埋螺栓偏位。
因钢筋较密，混凝土振捣应设置专门的熟练工人,震动棒插点要均匀，尤其是预埋螺栓附近的混凝土，要确保混凝土震捣密实，震动时严禁碰撞预埋螺栓，如发生碰撞，必须检查预埋螺栓是否移位，确认未发生移位等现象后方可进行继续浇注。
要安排专人跟班检查钢筋及预埋螺栓，巡察模板及支撑体系是否出现松动或变形，特别是预埋螺栓位置的准确性，出现异常情况应及时采取对应措施。
基础混凝土浇注后，表面收光抹平。
7、基础养护：
基础混凝土浇筑完成后，及时进行混凝土养护，养护日期至少7天以上。
待基础混凝土强度达到设计要求时，方可进行塔吊的安装工作。
七、安全措施
1、水上作业人员必须穿救生衣，基底铺设后，临边必须做好防护栏，预防坠落。
2、施工前，必须做好安全技术交底，并办理好各相关手续，经批准后方可施工。
3、对支护结构进行监测，发现问题及时处理，以保证塔吊施工作业安全。
4、夜间施工作业必须提供足够的照明。
5、安装前首先要遥测各部分对地绝缘电阻，电动机的绝缘电阻值不低于0.5兆欧，导线间导线对地绝缘电阻不低于1兆欧。
6、检查准备吊装的机械及常用工具的质量要有绝缘保证。
八、塔吊桩基础的计算书
1、参数信息
塔吊型号:
QTZ63,自重（包括压重）F1=511.20kN,最大起重荷载F2=60.00kN
塔吊倾覆力距M=1552kN.m。
混凝土强度:
C35,钢筋级别:
Ⅱ级,承台长度Lc或宽度Bc=5.00m
桩直径或方桩边长d=0.50m,桩间距a=4m,承台厚度Hc=1.15m
基础埋深D=0.00m
2、塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算
作用于桩基承台顶面的竖向力F=511.2kN
塔吊的倾覆力矩M=1552kN.m
3、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M最不利方向进行验算。
1.桩顶竖向力的计算（依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条）
其中n──单桩个数，n=5；
F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=511.2kN；
G──桩基承台的自重，G=25.0×Bc×Bc×Hc=718.75kN；
Mx,My──承台底面的弯矩设计值（kN.m）；
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=（511.2+718.75）/5+1552×（4×1.6/2）/[2×（4×1.6/2）2]=488.5kN
4、桩身承载力验算
根据计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=488.5kN
本项目采用630钢管、长18.7m、管顶高程12.7m、承台底高程12m。
根据查看地质层构造图纸，钢管插入位置位于ZK32附近，得出河床底高程为8.4m。
计算得出：
12-18=-6（m）管底高程为-6m。
入土深度：
8.4-（-6）=14.4m
查看地质层图纸得出入土地质层每层结构：
第一层粉质粘土=40Kpa=0.5m=20Kpa•m
第二层中砂、粗砂=30Kpa=8.5m=255Kpa•m
第三层淤泥、淤泥质粉质粘土=15Kpa=4.2m=63Kpa•m
第四层粉砂、细砂=22Kpa=1.2m=26.4Kpa•m
—为极限摩阻力，—为入土深度。
平均摩阻力：
=
—钢管材料周长
代入公式：
根据计算得出长度为18m的630钢管，管顶高程12m的单桩摩阻力为721.6KN≥单桩最大的轴向压力N=488.5KN，满足施工要求。
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