塔吊基础专项施工方案专家论证.docx
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塔吊基础专项施工方案专家论证
专家论证意见
1、根据已安装的现场实际，重新复核塔机基础地基承载力是否符合；
一、工程概况
（一）各方主体单位
项目名称：
九江中航城一期
建设单位：
九江中航城地产开发有限公司
设计单位：
深圳市华阳国际工程设计有限公司
监理单位：
江西中昌工程咨询监理有限公司
施工单位：
浙江城建建设集团有限公司
租赁单位：
江西鸿胜建筑机械租赁有限公司
安拆单位：
浙江省建设机械集团有限公司
（二）现场概况
本项目位于九江市八里湖新区，总用地面积为44378.29平方米。
基地东临长江路，其中长江路东侧为新建小区，已有住户，市政条件较完善。
南面为空地，原先为水塘，是淤泥土。
北面为十里河南路，十里河南路北侧是一个公园，南面为二期待开发，西面为三期、四期待开发。
建筑物周围施工场地狭窄，基坑施工期间只有1栋2栋3栋6栋商业楼位置设置一条临时施工道路（主体施工时此临时道路将取消），一期工程南面与二期工程相连位置,无法设置施工道路。
现场在3#、4#楼淤泥带长度573米、面积约18386平方米，此处位置桩已成型给换填带来很大阻力，影响土方开挖进度；现土方标高高于路面标高，基坑支护未进行施工。
现场水源所在位置为长江大道与十里河南路交接处，在甲方围墙外侧；甲方提供总配电箱位置为5#楼B座商铺位置，总功率为1000kvA，未能满足施工高峰期要求，建议再增设一台630KVA变压器。
（三）建筑设计概况
九江中航城一期由住宅大底盘（地下车库）、6栋高层住宅楼和局部二层商铺组成。
其中地下车库为一层，主要用途为地下停车库，塔楼为6栋（1#~6#）高层住宅楼。
1#~6#塔楼明细表:
栋号
层数
建筑高度（m）
建筑面积（㎡）
层高情况（m）
使用功能
1#
地上33层
99.550
27129.50
2.950
住宅、商业、架空绿化
2#
地上33层
99.550
26845.52
2.950
住宅、商业、架空绿化
3#
地上33层
99.550
23978.87
2.950
住宅、商业、架空绿化
4#
地上33层
99.550
25522.68
2.950
住宅、商业、架空绿化
5#
地上33层
99.550
26159.38
2.950
住宅、商业、架空绿化
6#
地上33层
99.550
27142.66
2.950
住宅、商业、架空绿化
4#5#商业楼
地上2层
8.150
4891.08
一层4.800
商业
二层4.200
地下室
地下一层
3.900
33244.35
3.900
车库
住宅建筑面积约为158709.57平方米，结构系为钢筋混凝土剪力墙结构，基础形式为独立承台伐板基础，抗震等级为三级，抗震烈度为6度,建筑耐火等级为一级。
地下车库统称为住宅大底盘，住宅大底盘为地上一层，建筑面积33244.35m2，框架结构。
本项目工程总建筑面积为195380.74平方米。
本工程设计标高±0.000相当于绝对标高（黄海标高）24.650米。
根据现场6幢楼平面位置关系，本项目计划安装6台塔吊，分别编号为1#塔吊、2#塔吊、3#塔吊、4#塔吊、5#塔吊、6#塔吊。
6台塔吊均采用浙江建设机械有限公司研制生产的ZJ5710型塔式起重机。
1#塔吊安装在1#B座楼南侧，2#塔吊安装在2#B座楼南侧，3#塔吊安装在3#楼B座南侧，4#塔吊安装在4#楼A座南侧，5#楼安装在5#楼A座南侧，6#楼安装在6#楼A座北侧，6台塔吊均位于地下室内，基础顶于结构底板同一标高。
二、对塔机基础地基承载力重新复核
一、根据《九江八里湖新区一期、二期、三期、四期岩土工程勘察报告》桩端持力层为中风化粉砂质泥岩层（11）；
据钻探揭露，场地地层自上而下依次由人工填土、第四系冲积层、第三系新余群（E）泥质粉砂岩组成．各地层的野外特征分述如下：
1．人工填土（Qml）①（①为地层编号，下同）：
为素填土，褐红、褐黄色，色杂，由粘性土含10-20%碎石等组成，局部地段表层为杂填土，主要由碎砖、砼块（块径0.20-1.50m）等生活垃圾及建筑垃圾混10-30%粘性土组成。
系近期堆填，结构松散，密实度不均匀，未完成自重固结。
场地内普遍分布，各钻孔均遇见该层，层厚1.40~10.80m。
2．第四系冲积层（Qal）：
（1）粉质粘土②：
褐红、褐黄色、可塑状态，具灰白色斑纹，中间夹少量卵石。
稍光滑、中等干强度、韧性中等、无摇振反应。
钻孔ZK1~ZK18、ZK20~ZK24、ZK26、ZK30、ZK32、ZK34~ZK82号遇见该层，层厚1.00~12.10m。
粉质粘土:
（2）粉质粘土②-1：
褐灰色、灰黑色，干强度中等，韧性中等，摇震无反应，稍有光泽，呈湿，软塑状态。
钻孔ZK18、ZK19、ZK24~ZK33、ZK41、ZK50、ZK82号遇见该层，层厚1.00~7.80m。
（3）卵石③：
褐黄、浅黄色、稍密状态、饱和。
卵石直径40-200mm，其含量占50%、2.0～20mm的占15%，余为细颗粒，主要为圆砾及砾砂，呈次棱角～次圆状，成份以石英、砂岩及硅质岩为主，级配良好，局部含少量粘土。
各孔均遇见该层，层厚2.00~6.10m。
（4）粉质粘土④：
褐红、褐黄色、可塑状态，不均匀夹卵石，具灰白色斑纹。
稍光滑、中等干强度、韧性中等、无摇振反应。
除钻孔ZK19、ZK40、ZK43、ZK63号外其余各孔均遇见该层，层厚0.50~1.70m。
（5）圆砾⑤：
浅黄、褐黄色、饱和、稍密状态。
含卵石20-35%，卵石直径20-25mm，呈次棱角～次圆状，成份以石英、砂岩及硅质岩为主，级配良好，局部夹粘性土。
各孔均遇见该层，层厚8.00~14.40m。
（6）粉质粘土⑥：
黄、灰白色，硬塑状态。
见铁锰质染膜及灰白色斑纹或斑团。
稍有光滑、中等干强度、韧性中等、无摇振反应。
各孔均遇见该层，层厚4.90~11.30m。
（7）卵石⑦：
褐黄、浅黄色、稍密～中密状态、饱和。
混砾砂，局部粘粒稍高，卵石直径50-150mm，呈次棱角～次圆状，成份以石英岩为主，级配良好。
各孔均遇见该层，层厚3.80~9.00m。
3.第三系（E）泥质粉砂岩：
褐红、紫红色，主要矿物成分为石英、长石、云母及粘土矿物等，细粒结构，局部粗粒结构，巨厚层状构造，泥质、铁质胶结，胶结较好。
该层具有失水易干裂、浸水易软化的特性。
按其风化程度不同，本次钻探揭露其全风化、强风化及中风化层，其野外特征分述如下：
（1）全风化（r4）泥质粉砂岩⑧：
褐红、紫红色，矿物成分已风化成土。
岩芯呈土柱状。
局部夹强风化岩块。
属极软岩。
各孔均遇见该层，层厚0.50~4.30m。
（2）强风化（r3）泥质粉砂岩⑨：
褐红、紫红色，矿物成分大部分已风化变质，风化裂隙极发育。
岩芯呈碎块状、块状及土柱状，岩块手可折断，冲击钻进困难，合金回转钻进较易。
局部夹中风化岩块。
属极软岩，岩体极破碎。
各孔均遇见该层，层厚0.90~6.70m。
（3）中风化（r2）泥质粉砂岩⑩：
褐红、紫红色，节理裂隙较发育，岩土较完整，岩石质量指标RQD=50-75，为较差的，为极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级，合金钻进容易，岩芯呈短柱状、柱状及块状，手可捏碎，局部夹强风化块状及碎块状。
原岩结构较清晰，锤击声较清脆，岩芯呈柱状、短柱状，少量块状。
各孔均遇见该层，揭露层厚5.00-9.50m。
上述各地层的分布状况及野外岩性特征描述详见《工程地质剖面图》、《钻孔柱状图》（见附图）。
（一）、1#塔吊桩基础计算书
塔吊型号:
ZJ5710塔机自重标准值:
Fk1=449.00kN
起重荷载标准值:
Fqk=60.00kN塔吊最大起重力矩:
M=954.00kN.m塔吊计算高度:
H=40.5m塔身宽度:
B=1.60m
非工作状态下塔身弯矩:
M1=1668kN.m桩混凝土等级:
C35承台混凝土等级:
C35
保护层厚度:
50mm矩形承台边长:
5.0m承台厚度:
Hc=1.350m
承台箍筋间距:
S=549mm承台钢筋级别:
HRB335承台顶面埋深:
D=0.000m
桩直径:
d=0.800m桩间距:
a=3.200m桩钢筋级别:
HRB335
桩入土深度:
10.40m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=449kN
2）基础以及覆土自重标准值
Gk=5×5×1.35×25=843.75kN
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）
=0.8×1.48×1.95×1.54×0.2=0.71kN/m2
=1.2×0.71×0.35×1.6=0.48kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.48×40.50=19.35kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×19.35×40.50=391.91kN.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=0.35kN/m2）
=0.8×1.51×1.95×1.54×0.35=1.27kN/m2
=1.2×1.27×0.35×1.60=0.85kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.85×40.50=34.56kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×34.56×40.50=699.74kN.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=1668+0.9×（954+391.91）=2879.32kN.m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=1668+699.74=2367.74kN.m
三.桩竖向力计算
非工作状态下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（449+843.75）/4=323.19kN
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=（449+843.75）/4+（2367.74+34.56×1.35）/4.52=856.78kN
Qkmin=（Fk+Gk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L
=（449+843.75-0）/4-（2367.74+34.56×1.35）/4.52=-210.40kN
工作状态下：
Qk=（Fk+Gk+Fqk）/n=（449+843.75+60）/4=338.19kN
Qkmax=（Fk+Gk+Fqk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=（449+843.75+60）/4+（2879.32+19.35×1.35）/4.52=980.30kN
Qkmin=（Fk+Gk+Fqk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L
=（449+843.75+60-0）/4-（2879.32+19.35×1.35）/4.52=-303.93kN
四.承台受弯计算
1.荷载计算
不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：
工作状态下：
最大压力Ni=1.35×（Fk+Fqk）/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×（449+60）/4+1.35×（2879.32+19.35×1.35）/4.52=1038.64kN
最大拔力Ni=1.35×（Fk+Fqk）/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×（449+60）/4-1.35×（2879.32+19.35×1.35）/4.52=-695.07kN
非工作状态下：
最大压力Ni=1.35×Fk/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×449/4+1.35×（2367.74+34.56×1.35）/4.52=871.89kN
最大拔力Ni=1.35×Fk/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×449/4-1.35×（2367.74+34.56×1.35）/4.52=-568.81kN
2.弯矩的计算依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4.2条
其中Mx,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值（kN.m）；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；
Ni──不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值（kN）。
由于工作状态下，承台正弯矩最大：
Mx=My=2×1038.64×0.80=1661.83kN.m
承台最大负弯矩:
Mx=My=2×-695.07×0.80=-1112.11kN.m
3.配筋计算
根据《混凝土结构设计规程》GB50010-2002第7.2.1条
式中
1──系数，当混凝土强度不超过C50时，
1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，
1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:
s=1661.83×106/（1.000×16.700×5000.000×13002）=0.0118
=1-（1-2×0.0118）0.5=0.0118
s=1-0.0118/2=0.9941
As=1661.83×106/（0.9941×1300.0×300.0）=4286.5mm2
顶部配筋计算:
s=1112.11×106/（1.000×16.700×5000.000×13002）=0.0079
=1-（1-2×0.0079）0.5=0.0079
s=1-0.0079/2=0.9941
As=1112.11×106/（0.9960×1300.0×300.0）=2862.9mm2
五.承台剪切计算
最大剪力设计值：
Vmax=1038.64kN
依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）的第7.5.7条。
我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：
式中
──计算截面的剪跨比,
=1.500
ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570N/mm2；
b──承台的计算宽度，b=5000mm；
h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1300mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2；
S──箍筋的间距，S=549mm。
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!
六.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
七.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=1.35×980.30=1323.41kN
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中
c──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=16.7N/mm2；
Aps──桩身截面面积，Aps=502655mm2。
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=-410.30kN
经过计算得到受拉钢筋截面面积As=1367.678mm2。
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1368mm2
八.桩竖向承载力验算
依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）的第6.3.3和6.3.4条
轴心竖向力作用下，Qk=338.19kN；偏向竖向力作用下，Qkmax=980.30kN.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:
序号土厚度（m）土侧阻力标准值（kPa）土端阻力标准值（kPa）土名称
①1.7800人工填土
②3.2350粉质粘土
③3.71102500卵石
④0.9350粉质粘土
⑤11.8902200圆砾
由于桩的入土深度为10.4m,所以桩端是在第5层土层。
最大压力验算:
Ra=2.51×（1.78×0+3.2×17.5+3.7×55+.9×17.5+.819999999999999×45）+1100×0.50=1337.44kN
由于:
Ra=1337.44>Qk=338.19,所以满足要求!
由于:
1.2Ra=1604.93>Qkmax=980.30,所以满足要求!
九.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=-303.93kN.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；
i──抗拔系数；
Ra=2.51×（0.700×1.78×0+0.700×3.2×35+0.700×3.7×110+0.700×.9×35+0.700×.819999999999999×90）=1152.061kN
Gp=0.503×（10.4×25-5.48×10）=103.145kN
由于:
1152.06+103.14>=303.93满足要求!
（二）、2#塔吊桩基础计算书
一.参数信息
塔吊型号:
ZJ5710塔机自重标准值:
Fk1=449.00kN起重荷载标准值:
Fqk=60.00kN
塔吊最大起重力矩:
M=954.00kN.m塔吊计算高度:
H=40.5m塔身宽度:
B=1.60m
非工作状态下塔身弯矩:
M1=1668kN.m桩混凝土等级:
C35承台混凝土等级:
C35
保护层厚度:
50mm矩形承台边长:
5.00m承台厚度:
Hc=1.250m
承台箍筋间距:
S=549mm承台钢筋级别:
HRB335承台顶面埋深:
D=0.000m
桩直径:
d=0.800m桩间距:
a=3.200m桩钢筋级别:
HRB335
桩入土深度:
12.30m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=449kN
2）基础以及覆土自重标准值
Gk=5×5×1.25×25=781.25kN
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）
=0.8×1.48×1.95×1.54×0.2=0.71kN/m2
=1.2×0.71×0.35×1.6=0.48kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.48×40.50=19.35kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×19.35×40.50=391.91kN.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=0.35kN/m2）
=0.8×1.51×1.95×1.54×0.35=1.27kN/m2
=1.2×1.27×0.35×1.60=0.85kN/m
b.塔机所受风荷载水平合力标准值
Fvk=qsk×H=0.85×40.50=34.56kN
c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值
Msk=0.5Fvk×H=0.5×34.56×40.50=699.74kN.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=1668+0.9×（954+391.91）=2879.32kN.m
非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值
Mk=1668+699.74=2367.74kN.m
三.桩竖向力计算
非工作状态下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（449+781.25）/4=307.56kN
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=（449+781.25）/4+（2367.74+34.56×1.25）/4.52=840.39kN
Qkmin=（Fk+Gk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L
=（449+781.25-0）/4-（2367.74+34.56×1.25）/4.52=-225.27kN
工作状态下：
Qk=（Fk+Gk+Fqk）/n=（449+781.25+60）/4=322.56kN
Qkmax=（Fk+Gk+Fqk）/n+（Mk+Fvk×h）/L
=（449+781.25+60）/4+（2879.32+19.35×1.25）/4.52=964.25kN
Qkmin=（Fk+Gk+Fqk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L
=（449+781.25+60-0）/4-（2879.32+19.35×1.25）/4.52=-319.13kN
四.承台受弯计算
1.荷载计算
不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：
工作状态下：
最大压力Ni=1.35×（Fk+Fqk）/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×（449+60）/4+1.35×（2879.32+19.35×1.25）/4.52=1038.07kN
最大拔力Ni=1.35×（Fk+Fqk）/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×（449+60）/4-1.35×（2879.32+19.35×1.25）/4.52=-694.49kN
非工作状态下：
最大压力Ni=1.35×Fk/n+1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×449/4+1.35×（2367.74+34.56×1.25）/4.52=870.85kN
最大拔力Ni=1.35×Fk/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L
=1.35×449/4-1.35×（2367.74+34.56×1.25）/4.52=-567.78kN
2.弯矩的计算依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4.2条
其中Mx,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值（kN.m）；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离（m）；
Ni──不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值（kN）。
由于工作状态下，承台
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