桩基础塔吊基础施工方案(1)

一、编制依据
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；
《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）；
《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）；
建筑、结构设计图纸；
《东方红大厦工程岩土工程详细勘察报告》
QTZ80自升塔式起重机使用说明书。

二、工程概况：
东方红大厦位于湖南省郴州市桂东县桂东大道旁，由湖南浙商房地产开发有限公司筹建，湖南建设科学研究院有限公司设计，由湖南长大建设集团股份有限公司承建。

项目工程计划工期大厦270日历天，计划开工日期大厦2014年8月2日、广场2014年9月2日，计划竣工日期大厦2015年5月2日、广场2014年9月2日。

东方大厦全楼共十层，地下一层，地上九层，一至三层为商业，四至九层为住宅，地下一层层高为5.4米，一层层高为层高4.8ｍ，二、三层层高为4.5m，住宅层高均为2.9ｍ，建筑总高度为36.000米，占地面积为2696.85m2,总建筑面积为19072.45m2,一至三层为整体商业，四至九层分南、北两栋，由三个一梯两户的住宅单元组成。

本工程为二类商住楼建筑。

建筑耐火等级为地上二级，地下一级，结构形式为框架结构，抗震不设防，设计使用年限50年。

混凝土环境：室内正常环境为一类，室内潮湿，露天及与水土直接接触部分（基础、屋面等）为二类（a）。

基础采用长螺旋钻孔灌注桩基础，桩心截面为600㎜，其中由于现场场地条件限制，在○1轴/○A轴、○1轴/○H轴、N-1轴/N-J轴、N-1轴/N-B轴、N-31轴/N-J 轴五个桩钻孔桩设备无法就位，改做Φ1000mm的人工挖孔桩。

持力层为强风化花岗岩○5-1，单桩竖向承载力特征值1400KN，要求桩长不小于12米，桩端入持力层≥1.2米。

根据现场实际情况，本工程考虑采用一台QTZ80型塔式起重机，详见塔吊布置图。

三、现场地质条件
（一）地形、地貌
场地位于桂东县桂东大道旁，属基坑内长螺旋钻孔灌注桩，低于±000标高约5.7m。

（二）场地岩土构成、水文地质条件
地层岩性构成
据现场勘探及已有地质勘察资料，构成场地的地层自上而下描述如下：
中粗砂：冲洪积成因，黄色，水饱和，稍密至中密，含泥，水饱和，骨架颗粒小于0.25-0.5mm，其含量为45%-65%，含少量砾石，泥质胶结，粘性土含量为15%-25%，该土层场地内27个钻孔均有揭露，其厚度3.8-5.0m，平均厚4.34 m。

力学强度较低、工程特性较差。

残积土：残积成因，褐黄色、黄色，由粉质粘土和粉土等组成，硬可塑状态，干强度中等，韧性中等，摇振无反应，土芯切面规则，稍有光泽和滑腻感，含少量（母岩）石英砾石积石英碎石，该土层场地内27个钻孔均有揭露，其厚度为3.50-11.10m，平均厚9.46 m。

该土层力学强度中等、工程特性中等。

强风化花岗岩：浅肉红色，黄色，强风化，散体—碎裂结构，块状构造，矿物成分由长石、石英、云母组成，原岩长石矿物已风化呈高岭土，石英呈颗粒状，局部夹全风化花岗岩，镐可挖掘，不易干钻，岩石RQD指标极差，岩体基本质量等级为软岩V级。

该岩层场地27个钻孔均有揭露，其厚度3.0-6.70m（部分钻孔未揭穿该层），平均厚度3.31m。

该岩层力学强度中等，工程特性中等。

中风化花岗岩：褐黄色、黄色、中风化，块状构造，岩芯呈短柱状，少量碎块状，岩块不易折断，不能干钻，岩石RQD指标为40-60，岩体基本质量等级为较软岩Ⅳ级。

该岩层ZK1~ZK16等16个钻孔探至该层，其厚度5.0-5.4m，未揭穿，该岩层力学强度高，工程特性好。

四、塔吊布置原则
1、最大限度的满足垂直运输的要求和服务半径，满足现场施工需求。

2、塔吊与周围建筑物之间的距离最大限度的满足安全规范的要求；
3、塔吊附着满足塔吊性能要求
4、满足塔吊安装和拆卸的工作面要求，保证塔吊安装拆卸的可行性。

五、塔吊选择
考虑本工程实际垂直运输工程量及施工总平面布置，拟布置1台塔吊，塔吊型号为QTZ5013，臂长56米。

六、塔吊定位
根据地下室结构平面布置图、主楼结构平面布置图和建筑布置图，塔吊基础具体位置详见塔吊基础平面布置图。

七、塔吊基础
塔吊采用长螺旋钻孔桩承台基础，桩径为600mm,承台尺寸为 5000mm×5000㎜×1500㎜。

塔吊基础土方开挖后须经监理、勘察单位验收，进行地基承载力试验，满足设计要求200 Kpa后方可进行封底。

塔吊基础混凝土浇筑前，应先预埋好塔吊地脚螺栓，做好基础隐蔽工程资料，并组织监理单位（或建设单位）验收，报送混凝土浇灌令后方可进行混凝土浇筑施工。

八、塔吊基础配筋图
九、结构验算
计算简图:
一、参数信息
1.塔吊参数
2.矩形承台参数
3.桩参数
4.地基参数
二、塔吊抗倾覆稳定性验算
1.自重荷载以及起重荷载
1）塔机自重标准值：F
kl =G
+G
1
+G
2
+G
3
+G
4
=251+37.4+3.8+19.8+89.4=401.40kN
2）起重荷载标准值：F qk=60.00kN
3）竖向荷载标准值：F k= F k1+ F qk=401.40+60.00=461.40kN
4）基础及其上土自重标准值：G k=b c×l c×h c×25=5×5×1.35×25=843.75kN 受水位影响后其值：G k′=G11+G21=506.25+0.00=506.25kN
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
①塔基所受风均布线荷载标准值（ω
=0.20 kN/m2）
q sk =0.8×α×βz×μ
S
×μ
Z
×ω
×α
×B×H/H
=0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.20×0.35×1.6 =0.44kN/m
②塔机所受风荷载水平合力标准值
F vk = q
sk
·H=0.44×43=18.92kN
③基础顶面风荷载产生的力矩标准值
M sk =0.5 F
vk
·H=0.5×18.92×43=406.82kN·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①塔机所受风线荷载标准值（深圳市ω
′=0.75kN/m2）
q sk ′=0.8×α×β
z
×μ
s
×μ
z
×ω
′×α
×B×H/H
=0.8×1.2×1.69×1.95×1.32×0.75×0.35×1.6
=1.75kN/m
②塔机所受风荷载水平合力标准值
F vk ′=q
sk
′·H=1.75×43=75.42kN
③基础顶面风荷载产生的力矩标准值
M sk ′=0.5 F
vk
′·H=0.5×75.42×43=1621.52kN·m
3.基础顶面倾覆力矩计算
1）工作状态下塔机倾覆力矩标准值
M k =M
1
+M
2
+M
3
+M
4
+0.9(M
5
+M
sk
)
=(37.4×22)+(3.8×11.5)+(-19.8×6.3)+(-89.4×11.8)+0.9×(m ax（60×11.5，10×50）+406.82)
=673.98kN·m
2）非工作状态下塔机倾覆力矩标准值
M k ′=M
1
+M
3
+M
4
+M
sk
′
=(37.4×22)+(-19.8×6.3)+(-89.4×11.8)+1621.52
=1264.66kN·m
比较上述两种工况的计算，可知塔机在非工作状态时对基础传递的倾覆力矩最大，故应按非工作状态的荷载组合进行地基基础设计。

三、承台计算
1.荷载计算
最大压力：N
1=1.35×[F
k1
/n+(M
k
′+F
kv
′h
c
)/L]=1.35×
[401.40/4+(1264.66+75.42×1.35)/3.54]=657.25kN
最大拔力：N
2=1.35×[F
k1
/n-(M
k
′+F
kv
′h
c
)/L]=1.35×
[401.40/4-(1264.66+75.42×1.35)/3.54]=-386.30kN
N i =max{ N
1
,N
2
}=657.25kN
2.承台弯矩计算
依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条：
x i =(a
1
-B)/2=(2.5-1.6)/2=0.45m
y i =(a
2
-B)/2=(2.5-1.6)/2=0.45m
M x = ∑N
i
y
i
=2×657.25×0.45=591.52kN·m
M y = ∑N
i
x
i
=2×657.25×0.45=591.52kN·m
3.承台截面配筋的计算
依据《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002：1）底面配筋：
h 0=h
c
-a
s
-d/2=1.35-50/1000-25/1000/2=1.29m
αsⅠ= M y/(α1f c l c h02)= 591.52/(1×16.70×103×5×1.292)=0.004 ξⅠ= 1-(1-2αsⅠ)1/2=1-(1-2×0.004) 1/2=0.004
γⅠ=1-ξⅠ/2=0.998
沿b
c 向配筋面积：A s
Ⅰ= M y/(γⅠh0f y)= 591520.69/(1.00×1.29×
360.00)=1278.943mm2；
建议配筋面积：A s=max{A sⅠ，0.15%l c h c}=max{1278.943,0.15%×5000×1350}=10125.00 mm2
αsⅡ= M x/(α1f c l c h02)= 591.52/(1×16.70×103×5×1.292)=0.004
ξⅡ= 1-(1-2αsⅡ)1/2=1-(1-2×0.004) 1/2=0.004
γⅡ=1-ξⅡ/2=0.998
沿l
c 向配筋面积：A s
Ⅱ= M x/(γⅡh0f y)= 591520.69/(1.00×1.29×
360.00)=1278.943mm2；
建议配筋面积：A s=max{A sⅡ，0.15%b c h c}=max{1278.943,0.15%×5000×1350}=10125.00 mm2
2）顶面配筋：
建议最小配筋面积：
沿b
c 向配筋面积：A s
Ⅰ
′=0.5A s
Ⅰ=5062.50mm
2
沿l
c 向配筋面积：A s
Ⅱ
′=0.5A s
Ⅱ=5062.50mm
2
4.承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.10条和第5.9.14条：
a 1x =(a
1
-B-D)/2=(2.5-1.6-0.6)/2=0.15m
a 1y =(a
2
-B-D)/2=(2.5-1.6-0.6)/2=0.15m
λx=a1x/h0=0.15/1.29=0.12 λy=a2x/h0=0.15/1.29=0.12
(800/h
0)1/4×f
t
b
c
h
×1.75/(λ
max
+1)=(800/(1.29×103))1/4×1.57×103×5×
1.29×1.75/(0.25+1)
=12562.63k N≥N
i
=657.25k N,满足要求！
5.承台受冲切验算
角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏椎体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台受角桩冲切的承载力验算。

四、基桩承载力验算
1.基桩竖向承载力验算
μ=πD=3.14×0.6=1.88m
A
ps
=πD2/4=3.14×0.62/4=0.28m2
R a =μ∑q
sik
·l
i
+q
pk
·A
Ps
=1.88×255.85+200×0.28=538.81kN
Q k =(F
k1
+G
k
)/n=(401.40+843.75)/4=226.91kN＜R
a
=538.81kN
Q kmax =(F
k1
+G
k
)/n+(M
k
′+F
kv
h
c
)/L=(401.40+843.75)/4+(1264.66+75.42×
1.35)/3.54
=613.41kN＜1.2R
a
=646.58kN 满足基桩竖向承载力要求！
Q kmin =(F
k1
+G
k
′)/n-(M
k
′+F
kv
h
c
)/L=(401.40+506.25)/4-(1264.66+75.42×
1.35)/3.54
=-159.59kN
G
p
=15×12×3.14×0.62/4=50.89kN
R a ＇=μ∑λ
i
q
sik
·l
i
+G
p
=1.88×179.10+50.89 =388.48KN≥Q kmin=159.59kN
满足抗拔要求！
2.桩身轴心抗压承载力验算
荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：
Q max =1.35[(F
k1
+G
k
)/n+(M
k
′+F
kv
h
c
)/L]=1.35×
[(401.40+843.75)/4+(1264.66+75.42×1.35)/3.54] =942.01kN
A
ps
=0.28m2
A
s1
＇=nπd2/4=9×3.14×142/4=1385.44mm2
A
s2
＇=nπd2/4=11×3.14×10.72/4=989.12mm2
N=φ
c f
c
A
ps
+0.9f
y
＇A
s
＇=0.75×14.3×103×0.28+0.9(360×1385.44+1040×
989.12)/1000=4407.12kN≥Q
max
=942.01kN
桩身轴心受压承载力符合要求！
3.桩身轴心抗拔承载力验算
荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：
Q＇=丨1.35[(F
k1+G
k
′)/n-(M
k
′+F
kv
h
c
)/L]丨=丨1.35×
[(401.40+506.25)/4-(673.98+75.42×1.35)/3.54]丨=10.10kN
N＇=f
y A
s1
＇+f
py
A
s2
＇=(360×1385.44+1040×989.12)/1000
=1527.45kN≥Q＇=10.10kN
桩身轴心抗拔承载力符合要求！
4.桩构造配筋
根据《塔式起重机混凝土基础工程技术规范》JGJ/T187-2009,第6.2.2条规定：基桩应按计算和构造要求配置钢筋，纵向钢筋的最小配筋率，对于灌注桩不宜小于0.20%~0.65%(小直径取高值)；对于预制桩不宜小于0.8%；对于预应力混凝土管桩不宜小于0.45%。

纵向钢筋应沿桩周边均匀布置，其净距不应小于60mm，非预应力混凝土桩的纵向钢筋不应小于6根直径为12mm的HRB335钢筋。

十、质量保证措施
为认真贯彻“百年大计，质量第一”的方针，力争本工程质量达标创优，根据甲方合同要求，行业规范要求及公司ISO9002质量体系要求，特制定以下质
量保证措施：
1、建立质量保证体系
在项目经理的统一安排下，质量措施要求层层落实并认真贯彻到每个岗位上。

2、保证原材料质量
①所用原材料要严格按规范要求分批检验、检测，合格后方可使用。

②原材料必须有合格证（质量保证书）。

3、保证施工质量
①凡施工中现有原材料，材料部门均应按规定提供材料合格证证明，并必须经过复检后使用。

②每道工序施工前要进行技术交底，项目技术负责人要对施工队人员技术交底，各级交底以口头进行，并有文字记录，交底和接受都必须有签字手续。

③浇灌必须在上道工序检查合格并经监理签字后，施工人员根据项目质检、业主代表、监理人员签字认可后开始浇灌。

④在施工过程中实施施工挂牌制，牌上注明管理者，操作者，施工日期和简洁明了的质量要求。

⑤各工序班组要像重视工序的操作一样重视成品的保护，项目管理人员应合理安排工序，尽力减少工序的交叉作业，上下工序之间做好交接工作记录，如下道工序可能对上道工序的成品造成影响时，应征得上道工序的操作人员及管理人员的同意，并采取可靠措施避免破坏和污染，否则造成的损失由下道工序操作人员与管理人员负责。

4、保证施工记录质量
①严格按照规范及公司质量体系要求进行施工记录。

②认真完成各项施工记录，保证其真实性、规范性和可溯性。

5、应注意的质量问题
①垂直偏差过大：为防止偏差过大，每挖完一节，必须根据桩孔口上的轴线吊直、修边、使孔壁圆弧保持上下顺直。

②孔壁坍塌：若桩位土质不好，或地下水渗出容易发生孔壁坍塌。

因此开挖前应掌握现场土质情况，错开桩位开挖，缩短每节高度，随时观察土体松动情
况，必要时可在坍孔处用砌砖，钢板桩、木板桩封堵；操作进程要紧凑，不留间隔空隙，避免坍孔。

③孔底残留虚土：成孔、修边以后有较多虚土、碎砖，若不清除会影响桩基砼的质量。

因此在放钢筋笼前后均应认真检查孔底，清除虚土杂物。

必要时用水泥砂浆或混凝土封底。

④孔底出现积水：当地下水渗出较快或雨水流入，抽排水不及时，就会出现积水。

开挖过程中孔底要挖集水坑，及时下泵抽水。

如有少量积水，浇筑混凝土时可在首盘采用半干硬性的，大量积水一时又排除困难的情况下，则应用导管水下浇筑混凝土的方法，确保施工质量。

⑤桩身混凝土质量差：为防止空洞、夹土等现象的出现。

在浇筑混凝土前一定要做好操作技术交底，坚持分层浇筑、分层振捣、连续作业。

⑥钢筋笼扭曲变形：为防止钢筋笼加工制作时点焊不牢，运输、吊放时产生变形、扭曲，钢筋笼应在专用平台上加工，主筋与箍筋点焊牢固；运输过程支撑加固措施要可靠，吊运要竖直，使其平稳地放入桩孔中，保持骨架完好。

十一、安全技术措施
1、挖孔时，挖孔工人配有安全帽、安全绳、必要时就搭设掩体。

2、对于取出土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等机具，要求经常检查。

3、在井口周围用木料、型钢或混凝土制成框架或围圈予以围护，进口围护高于地面20cm～30cm，以防止土、石、杂物滚入孔内伤人。

为防止井口坍塌，在孔口用混凝土护壁，高约2.0m。

4、挖孔时还应经常检查孔内的二氧化碳含量，如超过0.3%，或孔深超过10m时，采用机械通风。

5、挖孔工作暂停时，将孔口罩盖。

在井孔安设牢固可靠的安全梯，以便于施工人员上下。

6、浇灌砼时，孔口料斗应牢固固定于孔口，不得有晃动、摇摆等现象。

放料人员必须准确对准孔口料斗放料，防止砼溅落桩孔内伤人。

7、在灌注桩身砼时，相邻10m范围内挖孔作业应停止，并不得在孔底留人。

8、孔内作业的振捣手应着装简便，穿防滑鞋，戴安全帽，绑扎安全带并挂
设于井口牢固处，随作业面的上升安全带应逐步收紧。

9、孔内作业的振搞手应搭设牢固的临时作业平台，作业平台应牢固设于护壁凸缘，不宜支设在箍筋上。

10、孔内有作业时，孔口应有2人以上配合并监护井内情况，孔口人员必须挂好安全带，密切注意孔内一切情况，保持与孔底的密切联系，认真配合孔内人员的操作。

11、砼浇注完毕，桩顶标高低于地面的应盖好板（网）或设置封闭围栏。

十二、雨季施工措施
（一）雨季施工
1、本项目可能会遇到较多的雨天施工。

2、做好现场材料防雨设施，对水泥等材料应垫高基础，搭设雨棚，覆盖薄膜，并在四周开挖排水沟，将水引自场区排水总水沟，以防变潮；
3、雨天施工时，应注意可能的带电作业必须严格执行我公司安全规定规程，电焊机棚应设在屋内或设置较高处且有雨棚，用电设施需有漏电保护装置。

4、用潜水泵及时排出挖孔桩内积水。

5、随时掌握气象动态，提前做好防雨措施
6、加强季节性劳动保护工作，冬雨季要做好防滑、防雨、防触电工作，对道路要采取防滑措施，雨天后要及时排水。

十三、文明施工
（一）文明施工措施
①、建筑场地设专人值班，负责文明施工管理。

②、职工不准进入工作区内惹事生非。

③、建立各项管理制度。

④、定期进行文明施工检查评比。

⑤、保持场地整洁，做好饮食管理，防腐、防毒，确保饮食卫生。

⑥项目经理部设常备药品的医药箱。

⑦雨雪天施工应注意路面保洁工作，车辆出入大门要注意冲洗。

⑧保持施工现场整齐、整洁、实行文明施工、合理安排、合理利用场地、建立安全文明施工小组，以保证施工顺利进行。

⑨制订生活和环境卫生管理制度，搞好职工宿舍卫生和食堂的饮食卫生，做好厕所清扫的保洁工作，不乱倒生活垃圾，生活垃圾集中纳入城市垃圾处理系统，搭建的临设经业主批准，做到整齐美观。

（二）、现场文明施工措施
①施工临时用地张贴宣传标语，经常更换黑板报或报栏的内容；施工现场入口处悬挂宣传标语横幅。

②所有施工人员都应穿戴整齐，行为文明。

佩带项目部统一发放的工作证，并在工作证上标明姓名、职务、身份及编号，在现场期间应一直佩带胸前。

所有机械及设备都在醒目地注上施工单位名称。

每天一次由项目经理组织文明施工检查，及时发现问题，使现场符合南京市标准化工地要求。

③对受施工过程影响的文物、古木采取保护措施，对于需保护的文物提出监测保护方案，及时报告文物保护单位。