塔吊基础预应力桩施工方案

1、五矿·麓谷科技产业园16号塔吊基础专项方案编制人： 审核人： 审批人： 编制单位：五矿二十三冶建设集团五矿·麓谷科技产业园项目经理部编制时间：二一四年三月一日 目 录l 工程概况1l 设计依据2l 塔吊基础施工计划3l 塔吊基础设计计算6l 塔吊基础配筋图15l 塔吊基础施工19l 沉降观测22l 附件（地质勘查报告、塔吊布置图） 一、工程概况 由湖南金拓置业有限公司投资建设的五矿·麓谷科技产业园项目位于长沙市岳麓区，北侧邻岳麓大道，东侧邻麓枫路，南侧邻麓天路，西侧邻麓谷大道。该产业园由B、C、D区组成，总建筑面积约109466m2。本工程计划采用8台TC5610

2、（QTZ63）型塔式起重机，用于垂直运输施工，8台塔吊分布覆盖情况详见附图（施工总平面布置图）。其中17号塔吊基础为预应力方桩基础，7号、8号塔吊基础为人工挖孔灌注桩基础。本方案为16号塔吊基础的设计及施工方案。 塔吊（覆盖）建筑物一览表 区号栋号建筑面积层数建筑高度塔吊名称塔吊型号臂长备注B区B-18283m26F24.2m4号塔吊TC561056m该区塔吊基础为预应力管桩基础，5号塔吊与6号塔吊均覆盖B-2栋。B-28283m26F24.2mB-38283m26F24.2m3号塔吊TC561056mB-415147m26F24.2m5号塔吊TC561056mB-515147m26F24.2

3、m6号塔吊TC561056mC区C-1C-48236m26F22.9m1号塔吊TC561056m该区塔吊基础为预应力方桩基础。C-5C-78428m26F22.9mC-8C-106109m26F22.9m2号塔吊TC561056mC-11、C-125528m26F22.9mD区D-19829m27F/1D31.9m8号塔吊TC561056m该区塔吊基础为人工挖孔灌注桩基础。塔吊均附着于建筑。D-210389m27F/1D31.9m7号塔吊TC561056m二、设计依据2.1塔吊布置原则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。两台塔吊之间的距离最大限度的满足安全规范的要求；塔吊

4、附着满足塔吊性能要求；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。2.2编制依据建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程JGJ196-2010塔式起重机设计规范GB/T13752-1992 建筑地基基础设计规范GB50007-2011建筑结构荷载规范GB50009-2001（06版本）混凝土结构设计规范GB50010-2010建筑桩基技术规范JGJ97-2008中南标图集12ZTG208预应力混凝土空心方桩2.2.8金拓麓谷科技产业园地勘报告2.2.9 五矿·麓谷科技产业园项目施工组织设计及其建筑、结构施工图纸2.2.10 TC5610塔式起重机使用说明书三、塔

5、吊基础施工计划3.1地质条件 根据金拓麓谷科技产业园地勘报告土质情况如下表：指标名称地层名称承载力特征值fak(kPa)压缩模量Es(MPa)人工挖孔桩预应力管桩固结快剪标准值桩侧阻力特征值（kPa）桩端端阻力特征值（kPa）桩侧阻力特征值（kPa）桩端端阻力特征值（kPa）内摩擦角（）凝聚力C（kPa）人工填土/10/15/810粉质粘土1606.1420/2510001737强风化板岩450/4525005026001631中风化板岩1000/12035001304000/ 从地质报告看，塔吊地基基础采用天然地基基础时，承载力不能 满足塔吊使用说明书中关于地基承载力要求（20T/m2），故

6、采用矩形板式承台桩基础。3.2 土质参数计算选择 根据勘探钻孔柱状图选择距塔吊较为接近的ZK26、ZK37、ZK38、ZK69、ZK72、ZK73、ZK86、ZK95、ZK99进行比较，并取最不利值，以上钻孔各土层厚度情况如下表： 钻孔土层1号塔吊2号塔吊3号塔吊4号塔吊5号塔吊6号塔吊ZK37ZK38ZK26ZK95ZK86ZK99ZK72ZK73ZK68ZK69人工填土6m14m9.4m11.5m10.9m11.1m10.5m11.7m10.1m10.6m粉质粘土8.2m6m3.8m3.4m1.8m2.6m2m1.5m2.1m1.9m强风化板岩8.8m7.4m5.4m6m10.1m9.8m

7、11.5m9.6m9.6m10.7m中风化板岩4m4.3m2.85m4.95m5.25m9.85m2.55m3.75m6.4m 由桩基竖向抗压承载力公式：Ra=uqsia·li+qpa·Ap ；选取强风化板岩作为持力层并取最不利钻孔ZK68土层进行计算。 u:桩身周长； qsia：各土层桩侧阻力特征值； li:各土层厚度； qpa:持力层桩端端阻力特征值； Ap：桩端面积3.3桩型选择B区、C区工程桩均采用预应力混凝土空心方桩，选自中南标图集12ZTG208预应力混凝土空心方桩桩编号为PHS300(130)A，为便于施工，选用同编号方桩进行计算。 预应力混凝土空心方桩参数表

8、序号PHS300(130)A混凝土等级 预应力 钢筋单桩竖向抗压承载力特征值单桩竖向抗拔承载力特征值边长内径桩长箍筋纵筋1300mm150mm13m-15mC80Ab48AD7.11326KN159KN3.4 塔吊基础标高及定位3.4.1 根据总建筑平面图的室外地坪标高，各栋号建筑正负零标高以及塔吊说明书，设计塔吊基础标高如下表：塔吊名称1号塔吊2号塔吊3号塔吊4号塔吊5号塔吊6号塔吊承台高度(m)111111承台面设计标高（绝对标高）5454.453.453.453.553.5承台底设计标高（绝对标高）5353.452.452.452.552.5桩顶设计标高（绝对标高）53.153.552.

9、552.552.652.63.4.2 16号塔吊均为独立式，塔吊基础均位于室外，塔吊中心距建筑外边3.5m。基础具体定位详见塔吊基础平面布置图。3.5材料计划钢材进场时，按相关规定进行取样检验，检验合格后方可使用。焊接材料的品种、规格、性能等符合国家产品标准和设计要求。焊条等焊接材料与母材的匹配符合设计要求及现行行业标准建筑钢结构焊接技术规程JGJ81的规定，焊接接头需经取样检验合格。 3.5.3 混凝土采用商品混凝土，每个基础留设一组试块，基础混凝土强度经检验合格后，方可安装塔吊。3.5.4 塔吊地脚螺栓，由设备厂家提供。四、塔吊基础设计计算 16号塔吊的旋转半径均为55米，型号相同。土质取

10、最不利ZK68进行计算，则以下计算书适用于16号塔吊。4.1塔机属性塔机型号TC5610塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)40.5塔机独立状态的计算高度H(m)43塔身桁架结构型钢塔身桁架结构宽度B(m)1.64.2塔机荷载4.2.1由塔吊租赁公司提供的塔吊说明书，塔机基础受力情况如下：工况塔机垂直力G（KN）水平力F（KN）倾覆力矩M(KN·m)扭矩(KN·m)工作状态511.218.31335269.3非工作状态46473.915520塔机传递至基础荷载设计值工作状态塔机自重设计值F1(kN)1.35Fk11.35×511.2690.12起重荷载设计值FQ(

11、kN)1.35FQk1.35×6081竖向荷载设计值F(kN)690.12+81771.12水平荷载设计值Fv(kN)1.35Fvk1.35×18.324.7倾覆力矩设计值M(kN·m)1.35Mk1.35×13351802.25非工作状态竖向荷载设计值F'(kN)1.35Fk'1.35×511.2690.12水平荷载设计值Fv'(kN)1.35Fvk'1.35×73.999.77倾覆力矩设计值M'(kN·m)1.35Mk1.35×15522095.24.3桩顶作用效应计算承

12、台布置桩数n4承台高度h(m)1承台长l(m)5承台宽b(m)5承台长向桩心距al(m)4承台宽向桩心距ab(m)4桩直径d(m)0.3承台参数承台混凝土等级C35承台混凝土自重C(kN/m3)25承台上部覆土厚度h'(m)0承台上部覆土的重度'(kN/m3)19承台混凝土保护层厚度(mm)50配置暗梁否 矩形桩式基础布置图 承台及其上土的自重荷载标准值： Gk=bl(hc+h'')=5×5×(1×25+0×19)=625kN 承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.35Gk=1.35×625=843.75kN 桩

13、对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(42+42)0.5=5.66m荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(511.2+625)/4=284.05kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L =(511.2+625)/4+(1552+73.9×1)/5.66=571.47kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L =(511.2+625)/4-(1552+73.9×1)/5.66=-3.37kN荷载效应基本组合 荷载效应基本组合偏心竖向力作用下： Qmax=(F+G)/n+(

14、M+Fvh)/L =(690.12+843.75)/4+(2095.2+99.77×1)/5.66=771.49kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L =(690.12+843.75)/4-(2095.2+99.77×1)/5.66=-4.55kN4.4桩承载力验算桩参数桩混凝土强度等级C80桩基成桩工艺系数C0.85桩混凝土自重z(kN/m3)25桩混凝土保护层厚度(mm)35桩入土深度lt(m)>13米桩配筋自定义桩身承载力设计值是桩身承载力设计值1326地基属性是否考虑承台效应否土名称土层厚度li(m)侧阻力特征值qsia(kPa)端阻力特征值qpa

15、(kPa)抗拔系数承载力特征值fak(kPa)杂填土91500.3-粉质粘土2.12510000.6-强风化板岩9.65026000.6-桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长：u=4d=4×0.3=1.2m 桩端面积：Ap=d2=0.32=0.09m2 Ra=uqsia·li+qpa·Ap =1.2×(9×15+2.1×25+1×50)+2600×0.09=519kN Qk=284.05kNRa=519kN Qkmax=571.47kN1.2Ra=1.2×519=622.8kN 满足要求！桩基竖向抗拔承载力计

16、算 Qkmin=-3.37kN<0 按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Qk'=3.37kN 桩身的重力标准值：Gp=ltApz=13×0.07×25=22.97kN Ra'=uiqsiali+Gp=0.94×(0.3×8.6×15+0.6×2.1×25+0.6×2.3×50)+22.97=154.17kN Qk'=3.37kNRa'=154.17kN桩身承载力计算 纵向普通钢筋截面面积：As=nd2/4=4×3.14×162/4=804mm2轴心受

17、压桩桩身承载力 荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=771.49kN 桩身结构竖向承载力设计值：R=1326kN满足要求！轴心受拔桩桩身承载力 荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：Q'=-Qmin=4.55kN fyAS=360×804.25×10-3=289.53kNQ'=4.55kNfyAS=289.53kN满足要求！4.5承台计算承台配筋承台底部长向配筋HRB400C25200承台底部短向配筋HRB400C25200承台顶部长向配筋HRB400C25200承台顶部短向配筋HRB400C25200荷载计算 承台有效高度：h0=100

18、0-50-25/2=938mm M=(Qmax+Qmin)L/2=(771.49+(-4.55)×5.66/2=2169.22kN·m X方向：Mx=Mab/L=2169.22×4/5.66=1533.87kN·m Y方向：My=Mal/L=2169.22×4/5.66=1533.87kN·m受剪切计算 V=F/n+M/L=690.12/4 + 2095.2/5.66=542.91kN 受剪切承载力截面高度影响系数：hs=(800/938)1/4=0.96 塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(4-1.6-0

19、.3)/2=1.05m a1l=(al-B-d)/2=(4-1.6-0.3)/2=1.05m 剪跨比：b'=a1b/h0=1050/938=1.12，取b=1.12； l'= a1l/h0=1050/938=1.12，取l=1.12； 承台剪切系数：b=1.75/(b+1)=1.75/(1.12+1)=0.83 l=1.75/(l+1)=1.75/(1.12+1)=0.83 hsbftbh0=0.96×0.83×1.57×103×5×0.94=5842.77kN hslftlh0=0.96×0.83×1.57

20、×103×5×0.94=5842.77kN V=542.91kNmin(hsbftbh0， hslftlh0)=5842.77kN 满足要求！受冲切计算 塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=1.6+2×0.94=3.48m ab=4m>B+2h0=3.48m，al=4m>B+2h0=3.48m 角桩内边缘至承台外边缘距离：cb=(b-ab+d)/2=(5-4+0.3)/2=0.65m cl=(l-al+d)/2=(5-4+0.3)/2=0.65m 角桩冲跨比：b''=a1b/h0=1050/938=1.12，取b=1； l&#

21、39;'= a1l/h0=1050/938=1.12，取l=1； 角桩冲切系数：1b=0.56/(b+0.2)=0.56/(1.12+0.2)=0.42 1l=0.56/(l+0.2)=0.56/(1.12+0.2)=0.42 1b(cb+alb/2)+1l(cl+all/2)hp·ft·h0=0.42×(0.65+1.05/2)+0.42×(0.65+1.05/2)×0.98×1570×0.94=1444.38kN Nl=V=542.91kN1b(cb+alb/2)+1l(cl+all/2)hp·ft&#

22、183;h0=1444.38kN 满足要求！承台配筋计算承台底面长向配筋面积 S1= My/(1fcbh02)=1533.87×106/(1.03×16.7×5000×9382)=0.02 1=1-(1-2S1)0.5=1-(1-2×0.02)0.5=0.02 S1=1-1/2=1-0.02/2=0.99 AS1=My/(S1h0fy1)=1533.87×106/(0.99×938×360)=4590mm2 最小配筋率：=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/360)=max

23、(0.2,0.2)=0.2% 梁底需要配筋：A1=max(AS1, bh0)=max(4590,0.002×5000×938)=9380mm2 承台底长向实际配筋：AS1'=12763mm2A1=9380mm2 满足要求！承台底面短向配筋面积 S2= Mx/(2fcbh02)=1533.87×106/(1.03×16.7×5000×9382)=0.02 2=1-(1-2S2)0.5=1-(1-2×0.02)0.5=0.02 S2=1-2/2=1-0.02/2=0.99 AS2=Mx/(S2h0fy1)=1533.87

24、×106/(0.99×938×360)=4590mm2 最小配筋率：=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.2)=0.2% 梁底需要配筋A2=max(9674, lh0)=max(9674,0.002×5000×938)=9380mm2 承台底短向实际配筋：AS2'=12763mm2A2=9380mm2 满足要求！承台顶面长向配筋面积 承台顶长向实际配筋：AS3'=12763mm20.5AS1'=0.5×12763=6382mm2 满足要求！

25、承台顶面短向配筋面积 承台顶长向实际配筋：AS4'=12763mm20.5AS2'=0.5×12763=6382mm2 满足要求！承台竖向连接筋配筋面积承台竖向连接筋为双向10500。五、塔吊基础配筋图5.1桩顶与承台连接详图： 说明：1.本节点采自12ZTG208预应力混凝土空心方桩P30页。 2.其中为4C16；为2A8：为A6200 3.锚固钢筋锚固至承台长度为500mm 5.2塔吊基础承台配筋图 说明：1.承台采用C35混凝土 2.承台垫层采用C15混凝土 3.承台顶部钢筋保护层厚度为50mm 4.承台底部钢筋保护层厚度为100mm 六、塔吊基础施工6.1工艺

26、流程6.1.1 预应力混凝土方桩施工流程：定位放线桩基调整吊装定位垂直检查沉桩贯入吊入上桩垂直检查焊接接桩沉桩贯入收锤测定记录桩基移位。6.1.2桩承台施工流程：塔基土方开挖垫层施工弹线放样钢筋绑扎预埋螺栓支模隐蔽验收浇捣砼及养护拆模土方回填6.2预应力方桩施工预应力混凝土方桩委托工程桩基施工单位负责施工，按工程桩施工质量及验收标准组织施工，确保桩基质量。6.3 承台基础施工6.3.1 按设计承台标高控制桩顶标高，露出桩主筋不小于500 mm。6.3.2 地脚螺栓定位由专业测量人员配合施工，相互之间的尺寸允许偏差为±2mm，垂直允许偏差在1：200以内，固定采用22火烧丝进行绑扎固定，绑扎方式为缠扣式。分别于上下层钢筋交叉处、地脚螺栓处绑扎。6.3.3 承台基础采用实心页岩砖砌筑砖胎模，厚度为240mm。6.3.4 浇筑混凝土采用强度等级C35，分层振捣，分层厚度500mm，以塔吊中心为混凝土浇筑范围的中心，具体浇筑尺寸为5000x5000；（塔吊基础混凝土与底板混凝土之间周圈做钢板止水带）按1：6的斜坡向前推进，振动器插点要均匀排列，振动