深湾站塔吊基础施工方案最终版Word下载.docx
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图2-1车站地理位置图
车站起点里程YCK1+502.750，终点里程YCK1+713.100，有效站台中心里程YDK1+585.000。
车站结构为地下两层岛式车站，线间距为13.6m，站台宽10.4m，车站总长度为210.35m，总宽度为19.6m，底板埋深约16.2m，顶板覆土约2.6～3.2m。
车站总体平面布置如图2-2所示。
图2-2深湾站总体平面布置图
本站为地下两层双跨单柱钢筋混凝土框架结构，顶、中、底板与中柱、内衬墙形成一闭合框架，顶、中、底板设计为梁板体系。
车站内衬墙与围护结构间设置柔性防水层，采用重合式结构。
在通道、风道与主体结构连接处设置变形缝，
变形缝宽度20mm。
车站结构断面如图2-3所示。
图2-3深湾站横断面（标准断面）示意图
本站结构采用明挖顺筑法施工，共分两期完成，一期进行车站主体结构的施工，二期进行车站两侧的风道、出入口等附属结构施工。
主体结构标准段主要构件尺寸为：
顶板800mm；
中板400mm；
底板900mm；
侧墙及端墙700mm，顶纵梁1200×
1800mm，中纵梁700×
1100mm，底纵梁1400×
2100mm，结构中柱800×
1000mm，板与内衬墙支座处设300*900mm斜托局部加厚。
2.2塔吊布置情况
深湾站东侧主体已经完成，西侧还剩余154米车站主体结构，根据现场情况，通过对前期施工中出现的问题进行分析对比，综合考虑场地布置及施工效率，我部拟安装两台【TC5613-6】型塔吊，以满足西侧主体施工的需要。
具体塔吊布置平面图见附图一。
其中，1#塔吊基础距基坑净距10.0米，位于5轴西侧2.15米处（基础中心）；
2#塔吊基础距基坑净距11.1米，位于12轴西侧2.0米处（基础中心）。
塔吊位置确定主要考虑施工料场及主体结构之间的关系，同时兼顾场地管线及后期施工的出入口等附属设施。
第三章塔吊基础设计
3.1场区地质条件
根据《深圳地铁九号线深湾站地下工程岩土工程详细勘察报告及补勘》显示，拟设立塔吊部位地质情况见表3-1：
表3-1场区地质分层情况表
岩土分层
岩土名称
层厚（米）
备注
<
1-2>
杂填土
0.2
1#塔吊处原地面为市政道路绿化带，2#塔吊原地面为市政沥青路面
1-3>
人工填石
7.1
2-1>
淤泥层
1.6
6-1>
可塑状砾质粘土层
7.8
6-2>
硬塑状砾质粘土层
12.3
其详细地质剖面图如图3-1、图3-2：
图3-11#塔吊地质剖面图
具体地层物理力学参数见表3-2
表3-2地层物理力学参数表
天然密度
（g/cm3）
天然含水率
（%）
孔隙比
e
承载力
特征值（fak）
〈1-1〉
素填土
1.84
50
〈1-3〉
人工填石
2.00
〈2-1〉
淤泥土
1.67
53.1
1.397
80
〈6-1〉
砾（砂）质粘土
1.83
30
0.95
250
〈6-2〉
28.9
0.907
300
塔吊基础位于〈1-1〉、〈1-3〉、〈6-1〉位置。
3.2塔吊规格参数
根据深湾站场地条件及施工需求，深湾站拟安装两台中联重科【TC5613-6】型塔吊，其机械性能及技术参数见表3-2：
表3-3TC5613-6型塔吊主要参数表
本工程塔吊使用独立固定式
3.3塔吊基础确定
3.3.1塔吊基础设计说明
根据所定的塔吊位置、基坑结构条件、场地地质条件、塔吊各项技术参数、以及类似工程塔吊设置经验确定：
1#塔吊基础承台中心距基坑边缘为10.0米，采用3根￠800的冲孔灌注桩，桩长为16米，桩顶标高为+3.32m，桩底标高-12.68m。
桩顶竖向主筋均锚固进入塔吊基础承台，锚固长度不小于35d。
基础承台平面形式为边长5.3m的等边三角形，厚度1.2m，保护层100mm。
基础承台布置图见附图二，基础承台及桩身配筋图见附图三。
2#塔吊基础承台中心距基坑边缘为11.1米，采用3根￠800的冲孔灌注桩，桩长为16米，桩顶标高为+3.60m，桩底标高-12.4m。
基础承台平面形式为边长5.3m的等边三角形，厚度1.2m，厚度1.0m，保护层100mm。
详细见附图二、三。
3.3.2塔吊基础主要建筑材料
塔吊基础主要建筑材料见表3-4
工程部位
材料名称
规格型号
桩基
钢筋
HRB335HPB300
混凝土
C30
承台
HRB335
C35
所有材料须满足相关标准要求。
3.4安全验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）。
一.参数信息
塔吊型号:
QT80A
塔机自重标准值:
Fk1=548.70kN
起重荷载标准值:
Fqk=60kN
塔吊最大起重力矩:
M=1766kN.m
非工作状态下塔身弯矩:
M=-342kN.m
塔吊计算高度:
H=40.5m
塔身宽度:
B=1.6m
桩身混凝土等级:
承台混凝土等级:
保护层厚度:
H=100mm
承台边长:
5.3m
承台厚度:
Hc=1.2m
承台箍筋间距:
S=200mm
承台钢筋级别:
承台顶面埋深:
D=0.0m
桩直径:
d=0.8m
桩间距:
a=2.65m
桩钢筋级别:
桩入土深度:
16m
桩型与工艺:
泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩
计算简图如下：
二.荷载计算
1.自重荷载及起重荷载
1）塔机自重标准值
Fk1=548.7kN
2）基础以及覆土自重标准值
Gk=5.3×
5.3×
1.732/4×
1.20×
25=364.8891kN
3）起重荷载标准值
Fqk=60kN
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）
=0.8×
1.48×
1.24×
1.654×
0.2=0.49kN/m2
=1×
0.49×
0.35×
1.6=0.27kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×
H=0.27×
40.50=11.01kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×
H=0.5×
11.01×
40.50=223.05kN.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=0.75kN/m2）
=0.8×
1.56×
0.75=1.92kN/m2
=1×
1.92×
1.6=1.08kN/m
H=1.08×
40.50=43.54kN
43.54×
40.50=881.66kN.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=-342+0.9×
（1766+223.05）=1448.15kN.m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=-342+881.66=539.66kN.m
三.桩竖向力计算
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》GJ94-2008的第5.1.1条
其中Fk──作用于承台顶面的竖向力；
Gk──桩基承台和承台上土自重标准值；
Mxk,Myk──荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的x、y轴的力矩；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；
Nik──荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力（kN）。
经计算得:
桩顶竖向力最大压力设计值：
非工作状态下：
Mxk=Mk+Fvk×
h=539.66+43.54×
1.20=591.91kN.m
Nk=（Fk+Gk）/n=（548.7+364.89）/3=304.53kN
Nkmax=（548.7+364.89）/3+（591.91×
2.65×
1.732/3）/[（2.65×
1.732/3）2+2×
（2.65×
1.732/6）2]=562.45kN
Nkmin=（548.7+364.89）/3-（591.91×
1.732/6）2]=46.61kN
工作状态下：
h=1448.15+11.01×
1.20=1461.37kN.m
Nk=（Fk+Gk）/n=（548.7+364.89+60）/3=324.53kN
Nkmax=（548.7+364.89+60）/3+（1461.37×
1.732/6）2]=961.32kNNkmin=（548.7+364.89+60-0）/3-（1461.37×
1.732/6）2]=-312.26kN
2.承台弯矩的计算
依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条
其中M──通过承台形心至各边缘正交截面范围内板带的弯矩设计值（kN.m）；
Nmax──不计承台及其上土重，三桩中最大基桩竖向力设计值（kN）；
sa──桩中心矩；
c──塔身宽度。
经过计算得到弯矩设计值：
最大正弯矩：
M=（961.32-121.63）×
（2.65-1.732×
1.60/4）/3=547.81kN.m
最大负弯矩：
M=（-312.26-121.63）×
1.60/4）/3=-283.07kN.m
3.配筋计算
根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第6.2.10条
式中α1──系数，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，
α1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──承台的计算高度。
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。
底部配筋计算:
αs=547.81×
106/（1.000×
16.700×
1530×
11002）=0.0177
=1-（1-2×
0.0177）0.5=0.0179
γs=1-0.0179/2=0.9911
As=547.81×
106/（0.9911×
1100.0×
300.0）=1675.0mm2
顶部配筋计算:
αs=283.07×
11002）=0.0092
0.0092）0.5=0.0092
γs=1-0.0092/2=0.9911
As=283.07×
106/（0.9954×
300.0）=861.7mm2
四.承台受冲切验算
角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩冲切承载力验算
五.桩身承载力验算
桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》（JGJ94-2008）的第5.8.2条
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=1.35×
961.32=1297.78kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中Ψc──基桩成桩工艺系数，取0.75
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.3N/mm2；
Aps──桩身截面面积，Aps=502655.20mm2。
桩身受拉计算，依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.8.7条
受拉承载力计算，最大拉力N=1.35×
Qkmin=-421.55kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积As=1405.163mm2。
由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为1005mm2
综上所述，全部纵向钢筋面积1005mm2
六.桩配筋计算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）的第6.3.3和6.3.4条
轴心竖向力作用下，Qk=324.53kN；
偏向竖向力作用下，Qkmax=961.32kN.m
桩基竖向承载力必须满足以下两式：
单桩竖向承载力特征值按下式计算：
其中Ra──单桩竖向承载力特征值；
qsik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；
按下表取值；
qpa──桩端端阻力特征值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=2.51m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.50m2；
li──第i层土层的厚度,取值如下表；
厚度及侧阻力标准值表如下:
序号
土层厚度（m）
侧阻力特征值（kPa）
端阻力特征值（kPa）
土名称
1
6.1
10
回填土
2
5
松散粉土
3
35
粘性土
4
0.5
600
由于桩的入土深度为16m,所以桩端是在第4层土层。
最大压力验算:
Ra=2.51×
（6.1×
10+1.6×
5+7.8×
35+0.5×
50）+600×
0.50=1223.97kN
由于:
Ra=1223.97>
Qk=324.53,所以满足要求!
1.2Ra=1468.76>
Qkmax=961.32,所以满足要求!
七.桩的抗拔承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）的第6.3.5条
偏向竖向力作用下，Qkmin=-312.26kN.m
桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式：
式中Gp──桩身的重力标准值，水下部分按浮重度计；
λi──抗拔系数；
Ra=2.51×
（0.750×
6.1×
10+0.750×
1.6×
5+0.750×
7.8×
35+0.750×
0.5×
50）=731.992kN
Gp=0.503×
（16×
25-7.18×
10）=164.971kN
731.99+164.97>
=312.26满足要求!
塔吊计算满足要求！
2#塔吊技术参数及基础部位地质条件与1#塔吊相似，故省略计算。
第四章塔吊基础施工
4.1基础施工顺序
桩位放线→桩基施工→承台基础放线→土方开挖→浇注砼垫层→钢筋绑扎→固定支腿预埋安装→模板支设→浇筑砼→养护
4.2桩基施工
一、桩基施工准备
本塔吊桩基为冲孔灌注桩，设计桩径￠800，1#塔吊有效桩长16米，桩顶标高为+3.32m，桩底标高-12.68m，2#塔吊有效桩长16米，桩顶标高为+3.60m，桩底标高-12.4m。
由专业的桩基单位施工。
二、工艺流程
原地面破除→桩位放线→开挖浆池、浆沟→埋设护筒→钻机就位→孔位校正→成孔、泥浆循环、清除废浆→第一次清孔→质量验收→下钢筋笼、导管→二次三、机械设备选择
根据本工程的场地地质条件，确定采用1台冲孔桩机，配备直径为800mm的锤头两个，按要求配备泥浆泵、钢护筒、导管、储料料斗、16吨吊车和泥浆比重测试仪器。
四、主要施工方法
（1）施工顺序
由于冲孔作业对临近土层震动大，容易影响已灌注完混凝土但强度未达到要求的桩身，因此，施工时必须待先浇桩身混凝土强度达到设计值的70%以上，才可钻相邻孔位。
具体施工顺序依次为1-1#、2-1#、1-2#、2-2#、1-3、2-3#桩基，具体见图4-1
图4-1塔吊桩基施工顺序
（2）泥浆的制备
冲孔灌注桩是靠泥浆护壁，防止坍孔，运用泥浆循环清孔掏渣。
在本工程泥浆指标根据前期地连墙施工的经验及相关规范确定为1.2-1.5。
由于工程量较小，利用现场粘土及碎石片制备。
（3）冲孔过程
先测量放线，找准桩位，然后定位埋设钢护筒，护筒直径为1.0米。
钢护筒周围使用砾质粘性土填平夯实。
正式开始冲孔前要检查机械性能及桩锤锤径、锤牙、钢丝绳是否符合要求。
刚开孔时，应低锤密击，当孔位已形成稳定时，再适当提高冲锤落距，以获得较快的进尺，在本工程中，由于要穿过抛石层，冲锤落距在抛石层应低锤密击；
冲孔过程中，泥浆循环量应根据地层和进尺速度加以调整，若进尺速度快而循环量小，泥浆必定粘稠而泥块沉渣多，影响成孔质量；
在松软地层若循环量大，则会造成扩径甚至坍孔。
终孔时，需对桩孔的孔深、孔径和是否到达持力层进行检查，符合设计要求方可终孔。
（4）清孔
当钻孔至设计标高时，开始清孔，使用泥浆泵将新鲜的泥浆泵入孔底，使带渣的废浆由护筒上口流入废浆池。
在清孔过程中必须保持孔内泥浆高度，防止坍孔，清孔完毕后孔底500MM以内的泥浆应达到以下技术性能要求：
孔底沉渣厚度≤100mm，泥浆比重1.2-1.5。
（5）钢筋笼制安
钢材应具备材料合格证明文件并经现场复验合格,钢筋绑扎及焊接质量应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002）中关于钢筋分项工程的相关要求。
钢筋笼制作的技术要求主要是：
①钢筋笼直径应符合设计尺寸；
②每节的长度不宜超过9米，也不宜短于5米，因为过长则吊起时易弯曲变形，过短则增加焊接时间，对成桩的质量不利；
④制作好的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的场地，堆高不得超过两层。
⑤钢筋笼应逐节吊装，孔口焊接，钢筋笼主筋焊接方式为单面搭接焊，焊工应持证上岗。
⑥钢筋笼在下笼过程中应从速，一般桩孔应在2—4个小时内完成。
（6）水下混凝土的灌注
混凝土灌注采用导管法水下混凝土灌注。
混凝土采用商品混凝土，混凝土输送罐运至施工现场。
灌注前，需对孔底沉碴厚度进行测定，如沉碴厚度超过规定标准100mm时，应进行第二次清孔。
混凝土运至施工现场时，混凝土从输送罐中倾倒入料斗中，再用吊机起吊料斗进行混凝土灌注。
灌注首批混凝土之前在漏斗中放入隔水塞，然后再放入首批混凝土。
在确认储存量备足后，即可剪断铁丝，借助混凝土重量排除导管内的水，使隔水塞留在孔底。
灌注首批混凝土量应使导管埋入混凝土中深度不小于1.0m，首批混凝土不得少于1.5m3。
混凝土灌注必须保持连续进行，以防止断桩。
浇注过程中应勤量测，勤拆管，始终保持导管埋深在2.0～6.0m左右，最后一次拆管时要缓慢提升导管,以免孔内因导管拆除留下的空间，不能被周围砼所填充，桩体中出现空芯。
施工过程中严禁将导管提出混凝土面，以免形成断桩，同时严禁将导管埋置过深，以防混凝土堵管或钢筋笼上浮。
随孔内混凝土的上升，需逐节快速拆除导管，时间不宜超过15分钟。
在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续的混凝土应徐徐灌入漏斗和导管，不得将混凝土整斗从上而下倾入管内，以免管内形成高压气囊，挤出管节的橡胶密封垫。
为确保桩头混凝土质量达到设计要求，桩芯混凝土需超浇50cm,浇注过程应作好详细记录。
在砼灌注过程中，为防止钢筋笼上浮，开始灌注砼时放慢灌注速度；
当孔内砼面进入钢筋笼1～2m后，适当提升导管减小导管埋置深度（不小于1m），增大钢筋笼在下层砼中的埋置深度。
混凝土施工过程中，要严格检测混凝土坍落度，坍落度180～220mm，并留置试块。
4.2基础承台施工
一、承台钢筋施工
承台按照三向板要求进行配筋，即上下两层平行三角形三个边各分布8根HRB335级φ25，箍筋及拉筋为HPB300级Φ12的钢筋，拉筋梅花形布置，并按照实际平面形式进行钢筋加工和安装。
当预埋固定支腿与主筋交叉时，主筋位置可作相应调整，但主筋数量不得减少和切断。
钢筋保护层厚度为100mm。
基础配筋图详见图附图四。
二、基础模板施工
承台基础底模利用垫层作为模版，侧模采用18mm后木胶合板拼制，后背采用50*100mm木枋及￠48*3.0扣件式钢管支撑加固，模板内边线不得超过承台外边线。
三、固定螺栓预埋、安装
本工程塔吊采用预埋螺栓固定基础，具体平面布置及安装见图4-2、4-3所示：
图4-2预埋螺栓固定基础平面图
图4-3预埋螺栓固定基础安装
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