地块专用房建工程塔吊基础专项施工方案.docx

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地块专用房建工程塔吊基础专项施工方案

第一章、工程概况

第一节、工程简介

1

项目名称

省直滨江地块专用房建工程

2

建设单位

浙江省机关事务管理局

3

设计单位

浙江省省直建筑设计院

4

勘察单位

浙江省省直建筑设计院

5

监理单位

杭州三方建设集团有限公司

6

施工单位

龙元建设集团有限公司

7

建设地点

杭州市滨江区

8

计划工期

1020天

9

质量要求

目标“合格”，争创优质工程、西湖杯

10

安全生产、文明施工要求

一、工程基本情况

二、工程概况

本项目位于信诚路以东，滨城路以北，文涛路绿化带以南，气象局以西。

地块分A地块（西侧R21-01）和B地块（东侧R21-02）两块，A地块用地东西长约320米，南北向平均宽约130米，用地面积41126平方米；B地块用地东西长约195米，南北平均宽约150米，用地面积28389平方米；总用地面积69515平方米。

AB地块合计总建筑面积286112.70平方米。

本工程场地±0.000相当于1985国家高程基准8.00m，拟平整场地标高为-0.700m，相当于1985国家高程7.30m。

基坑开挖深度较大，地下室周边承台垫层底相对高程为-10.10～-10.90m，计算开挖深度为8.90～10.55m；坑中坑承台垫层底相对高程为-11.20～-12.60m，高差为1.60～3.00m。

本项目以高层住宅为主，平面布局以行列式布置，内部注重轴线对称，道路呈环状。

地块内建筑大致呈前后两排布置，采用板式。

南侧主要为16层和20层，北侧临江设33层和20层，住宅底层均设架空层，共由11幢建筑物和沿街商铺组成；A地块1#～3#建筑，33层；4#～7#楼，16层；B地块1#～4#建筑，20层；建筑错位布局，景观视线通透、均好。

本工程建筑结构形式为现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构，建筑结构安全等级二级，使用年限50年，抗震设防烈度为6度。

建筑耐火等级A地块1~3#楼、B地块1~4#楼地上耐火等级为一级，A地块4~8#楼地上耐火等级为二级，地下耐火等级为一级。

人防工程防护等级：

防护类别甲类，等级为核六级、常六级。

防化等级：

二等人员掩蔽所及电站控制室为丙级，人防物资库为丁级。

第二节、塔吊的位置简介与选型

本工程施工面积较大，施工工期紧。

垂直运输是整个工程能否保质保量顺利按时完成的关键。

结合地下室结构设计、地下室施工阶段和上部主体施工阶段加工场地位置、主体施工阶段钢柱吊装以及塔吊附墙及经济节省等因素在施工现场选择布置9台ZJ5710型塔吊,最大工作幅度57m,设置在地下室范围内。

具体详见附图一：

塔吊平面布置图

一、塔吊基础与后浇带及基坑边的关系

塔吊设置在基坑内，塔吊基础均已避开后浇带布置，局部后浇带移位。

塔吊距离基坑1#  18m;2#  31m;3#  31m;4#  28m;5#  22m; 6#  32m;7# 18m;8#  21m;9#  29m

第二章、编制依据

第一节、编制依据

1、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

2、《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008

3、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33-2012

4、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009

5、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

6、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

7、《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010

8、《钢结构设计规范》GB50017-2003

9、《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2012

10、《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2011

11、《塔式起重机安全规程》GB5144-2006

12、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001

13、浙江省省直建筑设计院提供的本工程岩土工程勘察报告

14、浙江省省直建筑设计院提供的本工程建筑结构施工图纸

15、浙江省建设机械集团有限公司提供的ZJ5710型塔吊说明书

16、住建部建质2009（87）号文件

17、经审批合格的省直滨江地块专用房建工程《施工组织设计》

18、杭建监总[2010]33号《关于加强建筑起重机械租赁、安装拆卸和使用安全管理的若干意见》

19、杭建监总[2012]13号《关于加强组合式塔机基础制作、安装和使用的若干要求》

20、杭建监总[2013]0109号关于加强建筑起重机械安全管理若干要求的通知

21、本方案中其他未尽事项参照相关的规范标准执行规程

第三章、塔吊参数与平面布置

第一节、塔吊的参数

根据工程的实际情况和工程设计图纸，本工程拟定布置9台QTZ80（ZJ5710）型塔吊，臂长57m，位置详附图，主要负责地下室与上部结构施工。

塔吊基础桩、格构柱与钢筋混凝土承台在工程桩施工阶段施工完成，在基坑土方开挖前完成塔吊安装，主体结顶后一个月拆除塔吊。

位置详见平面布置图，塔吊主要技术参数如下

第二节、塔吊基础布置

一、塔基位置

塔基布置位置详附图

塔吊（QTZ80）基础采用:

4根钻孔灌注桩（直径800mm）+格构式钢柱（边长460mm）+钢筋混凝土承台的基础形式，基础钻孔灌注桩避开结构构件，具体详见附图三：

塔吊基础详图。

第三节、建筑结构与塔吊位置对照分析

塔吊布置位置均在地下室内，避开后浇带位置，局部后浇带移位。

塔吊与建筑结构上部及地下室部位均无冲突，塔吊在地下室结构层位置需留设临时洞口。

具体详见附图六：

塔吊位置对照图。

第四章、工程地质情况

根据工程施工总平图布置及浙江省省直建筑设计院提供的《省直滨江专用房建设工程项目岩土工程勘察报告》勘察报告。

1#塔吊位于ZK19钻孔桩附近，地质情况如下：

钻孔柱状图

2#塔吊位于ZK25钻孔桩附近，地质情况如下：

钻孔柱状图

3#塔吊位于ZK30钻孔桩附近，地质情况如下：

钻孔柱状图

4#塔吊位于ZK63钻孔桩附近，地质情况如下：

钻孔柱状图

5#塔吊位于ZK85钻孔桩附近，地质情况如下：

钻孔柱状图

6#塔吊位于ZK123钻孔桩附近，地质情况如下：

钻孔柱状图

7#塔吊位于ZK133钻孔桩附近，地质情况如下：

钻孔柱状图

8#塔吊位于ZK169钻孔桩附近，地质情况如下：

钻孔柱状图

9#塔吊位于ZK174钻孔桩附近，地质情况如下：

钻孔柱状图

第五章、塔吊基础设计验算

1#～9#塔吊基础的计算书

依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》（JGJ/T187-2009）。

第一节、参数信息

塔吊型号:

QTZ80

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=954kN.m

非工作状态下塔身弯矩:

M=-1668kN.m

塔吊计算高度:

H=130m

塔身宽度:

B=1.6m

桩身混凝土等级:

C35

承台混凝土等级:

C35

保护层厚度:

H=50mm

矩形承台边长:

H=4.2m

承台厚度:

Hc=1.4m

承台箍筋间距:

S=400mm

承台钢筋级别:

HRB400

承台顶面埋深:

D=0.0m

桩直径:

d=0.8m

桩间距:

a=2.5m

桩钢筋级别:

HRB400

桩入土深度:

26m

桩型与工艺:

泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩

计算简图如下：

第二节、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=4.2×4.2×1.40×25=617.4kN

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）

Wk=0.8×0.7×1.95×1.54×0.2=0.34kN/m2

qsk=1.2×0.34×0.35×1.6=0.23kN/m

b.塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=0.23×130.00=29.38kN

c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×29.38×130.00=1909.85kN.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）

Wk=0.8×0.7×1.95×1.54×0.35=0.59kN/m2

qsk=1.2×0.59×0.35×1.60=0.40kN/m

b.塔机所受风荷载水平合力标准值

Fvk=qsk×H=0.40×130.00=51.42kN

c.基础顶面风荷载产生的力矩标准值

Msk=0.5Fvk×H=0.5×51.42×130.00=3342.24kN.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+1909.85）=909.47kN.m

非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值

Mk=-1668+3342.24=1674.24kN.m

第三节、桩竖向力计算

非工作状态下：

Qk=（Fk+Gk）/n=（449+617.40）/4=266.60kN

Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+Fvk×h）/L

=（449+617.4）/4+Abs（1674.24+51.42×1.40）/3.54=760.58kN

Qkmin=（Fk+Gk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L

=（449+617.4-0）/4-Abs（1674.24+51.42×1.40）/3.54=-227.38kN

工作状态下：

Qk=（Fk+Gk+Fqk）/n=（449+617.40+60）/4=281.60kN

Qkmax=（Fk+Gk+Fqk）/n+（Mk+Fvk×h）/L

=（449+617.4+60）/4+Abs（909.47+29.38×1.40）/3.54=550.51kN

Qkmin=（Fk+Gk+Fqk-Flk）/n-（Mk+Fvk×h）/L

=（449+617.4+60-0）/4-Abs（909.47+29.38×1.40）/3.54=12.69kN

第四节、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×（909.47+29.38×1.40）/3.54=534.82kN

最大拔力Ni=1.35×（Fk+Fqk）/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L

=1.35×（449+60）/4-1.35×（909.47+29.38×1.40）/3.54=-191.24kN

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×（1674.24+51.42×1.40）/3.54=818.41kN

最大拔力Ni=1.35×Fk/n-1.35×（Mk+Fvk×h）/L

=1.35×449/4-1.35×（1674.24+51.42×1.40）/3.54=-515.34kN

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）。

由于非工作状态下，承台正弯矩最大：

Mx=My=2×818.41×0.45=736.57kN.m

承台最大负弯矩:

Mx=My=2×-515.34×0.45=-463.80kN.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=360N/mm2。

底部配筋计算:

αs=736.57×106/（1.000×16.700×4200.000×13502）=0.0058

η=1-（1-2×0.0058）0.5=0.0058

γs=1-0.0058/2=0.9971

As=736.57×106/（0.9971×1350.0×360.0）=1520.0mm2

承台底部实际配筋面积为As0=2094mm2

实际配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求!

顶部配筋计算:

αs=463.80×106/（1.000×16.700×4200.000×13502）=0.0036

ξ=1-（1-2×0.0036）0.5=0.0036

γs=1-0.0036/2=0.9982

As=463.80×106/（0.9982×1350.0×360.0）=956.1mm2

顶部实际配筋面积为As0=2094mm2

实际配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求!

第五节、承台剪切计算

最大剪力设计值：

Vmax=818.41kN

依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）的第6.3.4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λ──计算截面的剪跨比,λ=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=4200mm；

h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1350mm；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=360N/mm2；

S──箍筋的间距，S=400mm。

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!

第六节、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

第七节、桩身承载力验算

桩身承载力计算依据《建筑桩基技术规范》（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=1.35×760.58=1026.79kN

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=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=-306.97kN

经过计算得到受拉钢筋截面面积As=852.681mm2。

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

桩实际配筋面积为As0=2815mm2

实际配筋面积大于计算需要配筋面积，满足要求!

第八节、桩竖向承载力与抗拔承载力验算

一、1#塔吊桩竖向承载力与抗拔承载力验算。

1、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=281.60kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=760.58kN

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

2.8

12

0

粉土

2

2.9

19

0

粉土

3

4.6

18

0

粉土

4

3.5

22

0

粉土

5

8.6

10

0

粘性土

6

6.8

18

0

粉砂

7

3.7

32

0

粘性土

8

8.1

60

3000

圆砾

由于桩的入土深度为26m,所以桩端是在第6层土层。

最大压力验算:

Ra=2.51×（2.8×12+2.9×19+4.6×18+3.5×22+8.6×10+3.6×18）+0×0.50=1003.55kN

由于:

Ra=1003.55>Qk=281.60,最大压力验算满足要求!

由于:

1.2Ra=1204.26>Qkmax=760.58,最大压力验算满足要求!

2、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

偏心竖向力作用下，Qkmin=-227.38kN

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×（0.000×2.8×12+0.000×2.9×19+0.000×4.6×18+0.000×3.5×22+0.750×8.6×10+0.750×3.6×18）=357.639kN

Gp=0.503×（26×25-24.5×10）=203.575kN

由于:

357.64+203.58>=227.38，抗拔承载力满足要求!

二、2#塔吊桩竖向承载力与抗拔承载力验算。

1、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=281.60kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=760.58kN

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

2.9

12

0

粉土

2

3.5

19

0

粉土

3

4.1

18

0

粉土

4

2.2

22

0

粉土

5

10

10

0

粘性土

6

7.3

18

0

粉砂

7

3.6

32

0

粘性土

8

8

60

3000

圆砾

由于桩的入土深度为26m,所以桩端是在第6层土层。

最大压力验算:

Ra=2.51×（2.9×12+3.5×19+4.1×18+2.2×22+10×10+3.3×18）+0×0.50=962.33kN

由于:

Ra=962.33>Qk=281.60,最大压力验算满足要求!

由于:

1.2Ra=1154.80>Qkmax=760.58,最大压力验算满足要求!

2、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

偏心竖向力作用下，Qkmin=-227.38kN

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×（0.000×2.9×12+0.000×3.5×19+0.000×4.1×18+0.000×2.2×22+0.750×10×10+0.750×3.3×18）=375.860kN

Gp=0.503×（26×25-24.5×10）=203.575kN

由于:

375.86+203.58>=227.38，抗拔承载力满足要求!

三、3#塔吊桩竖向承载力与抗拔承载力验算。

1、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=281.60kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=760.58kN

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

1.5

12

0

粉土

2

2.5

19

0

粉土

3

4.7

18

0

粉土

4

4.7

22

0

粉土

5

10.6

10

0

粘性土

6

10.2

18

0

粉砂

7

10.1

60

3000

圆砾

由于桩的入土深度为26m,所以桩端是在第6层土层。

最大压力验算:

Ra=2.51×（1.5×12+2.5×19+4.7×18+4.7×22+10.6×10+2×18）+0×0.50=994.00kN

由于:

Ra=994.00>Qk=281.60,最大压力验算满足要求!

由于:

1.2Ra=1192.80>Qkmax=760.58,最大压力验算满足要求!

2、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

偏心竖向力作用下，Qkmin=-227.38kN

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×（0.000×1.5×12+0.000×2.5×19+0.000×4.7×18+0.000×4.7×22+0.750×10.6×10+0.750×2×18）=353.618kN

Gp=0.503×（26×25-24.5×10）=203.575kN

由于:

353.62+203.58>=227.38，抗拔承载力满足要求!

四、4#塔吊桩竖向承载力与抗拔承载力验算。

1、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=281.60kN；偏心竖向力作用下，Qkmax=760.58kN

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；