廣州某大學(xué)宿舍樓工程塔吊基礎(chǔ)施工方案

一、工程概述：廣州****大學(xué)工程位于廣州******的****，島內(nèi)有數(shù)個(gè)自然村鎮(zhèn)，自然環(huán)境良好。小谷圍島四面環(huán)水，島周邊地勢(shì)較低洼，屬河漫灘地貌；島中部、北部地勢(shì)較高，分布有數(shù)個(gè)山崗，為剝蝕殘丘地貌；區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件差異很大。本工程為**大學(xué)學(xué)生宿舍5-7工程，地下1層、地上7層，框架結(jié)構(gòu)，建筑面積為16966m2。本工程按七度抗震設(shè)防?！?.00相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高16.600，屋頂標(biāo)高為23.100。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁基礎(chǔ)采用￠400（壁厚95）預(yù)應(yīng)力鋼筋砼管樁（混凝土強(qiáng)度等級(jí)C80），共202條樁。單樁承載力特征值為1300KN，樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化混合巖層，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)約18～25m。塔吊布置：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和設(shè)計(jì)圖紙，在滿(mǎn)足本施工要求的情況下，在（V）軸往Y軸方向4.0米（29）軸往(31)軸方向3.6米處設(shè)置塔吊一臺(tái)，具體位置見(jiàn)附圖。塔吊型號(hào) QT80A，起重臂最大幅度為50米，獨(dú)立式起升高度為45米，最大起重量為6t，最大幅度起重量為1.4t。承臺(tái)設(shè)計(jì)為5.0m×5.0m×1.5m(長(zhǎng)×寬×高)，承臺(tái)砼強(qiáng)度為C30，承臺(tái)底墊層為100mmC10素砼；承臺(tái)墊層以下如果還是回填土，則換填石粉夯實(shí)。樁基礎(chǔ)為4根Φ400預(yù)應(yīng)力管樁，樁端入土深度以達(dá)到強(qiáng)風(fēng)化混合巖層深度為準(zhǔn)，樁長(zhǎng)約20M左右。承臺(tái)大樣見(jiàn)附圖。塔吊荷載：塔吊使用時(shí)，其基礎(chǔ)所受的荷載如下：（采用該塔吊尺寸）荷載情況基礎(chǔ)載荷P（KN）M（KN·M）P1P2MMK工作狀態(tài)573291617453非工作狀態(tài)5567117261Nmax——基礎(chǔ)所受最大垂直力N單樁——單樁承載力N承臺(tái)——承臺(tái)承載力NmaxN單樁——單樁承載力N拔塔吊基礎(chǔ)受力如圖：N承臺(tái)N單樁塔吊基礎(chǔ)受力示意圖工程地質(zhì)條件及土層物理力學(xué)指標(biāo)：4.1地形地貌本區(qū)位于珠江三角洲北部邊緣，屬?gòu)V州—番禺殘丘、臺(tái)地地貌類(lèi)型。原巖系下古生界混合巖，其風(fēng)化層很厚，微風(fēng)化基巖埋深一般較大，其表層易被水流沖刷，形成圓頂緩坡、高低起伏不大的地形。本勘察場(chǎng)地為低山經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕，同時(shí)丘間低地經(jīng)夷平，形成低緩、相對(duì)平坦，具微弱起伏的地形。4.2水文氣象場(chǎng)區(qū)屬華南亞熱帶季風(fēng)型氣候，氣候溫暖，多受海洋季風(fēng)影響，雨水較多，一般夏秋季濕熱，多臺(tái)風(fēng)暴雨，冬季干燥。年平均氣溫約20℃，以6～9月份最熱，最高溫度可達(dá)＞35℃。本區(qū)年平均降雨量約2000mm，多集中在3～9月份，其中5～6月份最大，可達(dá)600～700mm以上，年平均蒸發(fā)量約1500～1700mm，年降雨量＞蒸發(fā)量。區(qū)內(nèi)地表水系不發(fā)育，僅局部低地見(jiàn)有水渠，流量小，且為間歇性，同時(shí)海洋潮汐作用，海水回灌形成咸潮的影響范圍在本區(qū)以外，對(duì)本區(qū)無(wú)影響。4.3區(qū)域地質(zhì)概況1.區(qū)域構(gòu)造擬建區(qū)域在大地構(gòu)造上屬于華南地槽褶皺系的一部分，自震旦紀(jì)以來(lái)，本區(qū)經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，包括加里東、華力西、印支、燕山和喜山運(yùn)動(dòng)，其中以燕山運(yùn)動(dòng)規(guī)模最大、活動(dòng)性最強(qiáng)，此次運(yùn)動(dòng)主要特點(diǎn)是北東向的斷裂規(guī)模大，動(dòng)熱力變質(zhì)作用強(qiáng)烈，大面積的中、酸性巖漿侵入和噴溢交替出現(xiàn)。燕山期運(yùn)動(dòng)形成的大斷裂，控制了東南沿海地區(qū)的構(gòu)造格局。新生代的喜山運(yùn)動(dòng)是燕山運(yùn)動(dòng)的繼續(xù)，以斷裂的繼承性活動(dòng)和斷塊的差異運(yùn)動(dòng)為基本特征，沿?cái)嗔褞纬尚律睦^承性或新生性斷陷盆地，如珠江三角洲盆地等。本區(qū)域的主要斷裂構(gòu)造有北北東至北東向的廣州—從化斷裂（廣從斷裂）；北西西至近東西向的瘦狗嶺斷裂和廣州—三水?dāng)嗔眩◤V三斷裂），廣三斷裂向西延至高要廣利鎮(zhèn)、向東延至侖頭一帶；北西至北北西向的天河一北亭斷裂帶，斷裂帶之一北起沙河、往東南經(jīng)冼村至侖頭地區(qū)，另一支北起獵德村南，往東南經(jīng)石榴崗、北亭、南亭至南村一帶。本區(qū)范圍內(nèi)的斷裂大多隱伏在第四系沉積層下，經(jīng)研究表明，廣三斷裂延至侖頭一帶，地表顯示規(guī)模不大，為現(xiàn)今活動(dòng)性微弱斷層。而天河一北亭斷裂總體規(guī)模不大，新活動(dòng)年齡偏老，孕育中強(qiáng)以上地震可能性不大。場(chǎng)地及周?chē)貛?，均未有較大斷裂通過(guò)，對(duì)擬建工程不會(huì)造成影響。2.區(qū)域地層本區(qū)域的地層有下古生界及其以前的混合巖、白堊系紅層基巖和第四系沖積、坡積和殘積層；下古生界混合巖基巖分布在珠江河以南侖頭—長(zhǎng)洲—新造一帶，因受到區(qū)域變質(zhì)影響，變質(zhì)較深形成各種變質(zhì)巖類(lèi)，巖性有石英巖、片巖、千枚巖和混合花崗巖；白堊系紅層分布在侖頭—新洲—黃埔一帶，巖性以暗紫紅色泥質(zhì)粉砂巖、砂巖和含礫粗砂巖、礫巖為主；第四系松散沉積層分布在谷地和河溝低處，有淤泥、砂土、粘性土層等；第四系坡積層分布在殘丘坡底部；第四系殘積層分布在殘丘頂部。燕山期巖漿活動(dòng)在本區(qū)域既有強(qiáng)烈的巖漿侵入，也有火山噴發(fā)活動(dòng)，侵入巖在長(zhǎng)洲島附近大石頂崗和新造一帶有出露，以花崗巖或花崗閃長(zhǎng)巖為主。4.4場(chǎng)地巖土類(lèi)型及其工程特性1、工程地質(zhì)條件根據(jù)《廣州****大學(xué)生活區(qū)二期巖土工程勘察報(bào)告》，場(chǎng)地屬?gòu)V州番禺殘丘、臺(tái)地地貌類(lèi)型。該區(qū)地層按勘察資料表明，場(chǎng)地巖土大體可分14層，自地面向下各層情況如下所述：（1）第四系人工填土(Qml)1）雜填土雜色，由混凝土路面、碎石、砂、粘性土等組成，濕，松散。局部分布，推薦地基承載力特征值fak=80kPa。2）素填土灰色，濕，松散。由粉粘粒組成。局部分布，推薦地基承載力特征值fak=100kPa。（2）第四系耕植土（Qpd）褐灰色，濕，軟塑。大部分地段有分布，推薦地基承載力特征值fak=100kPa。（3）沖積層(Qal)1)粉質(zhì)粘土棕黃色，濕，可塑，局部軟塑。由粉粘粒組成，略具粘性。推薦地基承載力特征值fak=180kPa。2）淤泥、淤泥質(zhì)土灰黑色，飽和，流塑。多為淤泥質(zhì)土，局部地段為淤泥，含少量有機(jī)質(zhì)，具腥臭味。推薦地基承載力特征值fak=40~60kPa。3）粉、細(xì)砂（松散）灰白色、褐黃色，飽和，松散。以細(xì)粒石英砂為主，局部夾粉砂和中砂。推薦地基承載力特征值fak=120kPa。4）粉、細(xì)砂（稍密）土黃色，飽和，稍密。顆粒均勻，含少量粘粒。推薦地基承載力特征值fak=150kPa。5）粉質(zhì)粘土褐紅色，濕，可塑。推薦地基承載力特征值fak=170kPa。（4）第四層坡積層（Qdl）粘土、粉質(zhì)粘土淺黃-棕紅色，稍濕，可塑，手捻具砂感，局部見(jiàn)有少量鐵質(zhì)氧化物，呈花斑狀為粘土。局部分布，推薦地基承載力特征值fak=160kPa。粉質(zhì)粘土土黃色，硬塑，局部堅(jiān)硬，含少量粒徑1-2mm石英顆粒。局部分布，推薦地基承載力特征值fak=210kPa。（5）第四層殘積層（Qel）1）砂質(zhì)粘性土（局部粘性土）褐紅色，濕，可塑。為混合巖風(fēng)化土，略具粘性。大部分地段有分布，推薦地基承載力特征值fak=180kPa。質(zhì)粘性土（局部粘性土）褐紅色，稍濕，硬塑。為混合巖風(fēng)化土，略具粘性。大部分地段有分布，推薦地基承載力特征值fak=330kPa。（6）下古生界混合巖基巖（Pzl）基巖按其風(fēng)化程度不同劃分為全風(fēng)化混合巖、強(qiáng)風(fēng)化混合巖。全風(fēng)化混合巖褐紅色，棕黃色，風(fēng)化很強(qiáng)烈，呈堅(jiān)硬土狀，巖芯土柱狀，手易捏碎，巖芯吸水及易軟化、崩解。大部分地段有分布，推薦地基承載力特征值fak=400kPa。強(qiáng)風(fēng)化混合巖棕黃色，風(fēng)化強(qiáng)烈，呈半巖半土狀，巖芯用手可捏碎，裂隙發(fā)育，結(jié)構(gòu)大部分已破壞，巖質(zhì)軟。大部分地段有分布，推薦地基承載力特征值fak=650kPa。2、水文地質(zhì)條件根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察情況，場(chǎng)地內(nèi)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，山谷地帶地下水主要賦存于砂層及基巖裂隙中，為孔隙潛水及上層滯水，其中砂層為強(qiáng)透水層。地下水受大氣降水和地表水（和魚(yú)塘）的補(bǔ)給，殘丘頂部地下水主要賦存在基巖裂隙中。勘察期間測(cè)得地下水水位標(biāo)高在5.33m~21.18mm之間。山谷地帶丘頂部總體流向?yàn)橛蓶|往西。水質(zhì)分析結(jié)果顯示：場(chǎng)地內(nèi)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。4.5土層物理力學(xué)指標(biāo)（參考ZK467地質(zhì)報(bào)告）序號(hào)土層深度（m）厚度（m）土層承載力標(biāo)準(zhǔn)值值fk(kpa)樁周摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值值fk(kpa)摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算算取值1填土（耕土、表土土）0~0.500.50不計(jì)002粉質(zhì)粘土0.50~4.2203.7080～22018183砂質(zhì)粘性土4.20~12..508.3022045454全風(fēng)化混合巖12.50~211.809.305007070基礎(chǔ)、承臺(tái)承載力及抗拔力復(fù)核：計(jì)算數(shù)據(jù)：承臺(tái)G1=2.6×2.6×1.1×2.5×9.8=182.18KN單樁G2=3.14×(0.2××0.105)×20×2.5×9.8=44.60KN2S=2.551.當(dāng)工作時(shí)：N1max=P1/4+G1/4+G2+M/2S=573/4+182.18/4+44.60+1617/2.55=867.51（KN）N1拔=P1/4+G1/4+G2-M/2S=573/4+182.18/4+44.60-1617/2.55=-400.72（KN）2.非工作時(shí)：N2max=P1/4+G1/4+G2+M/2S=556/4+182.18/4+44.60+1726/2.55=906.01（KN）3.綜合上述計(jì)算結(jié)果：Nmax取906.01KNN拔取-447.72KN4.預(yù)應(yīng)力管樁的承載力和管樁進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化土層考慮N抗拔=λπdΣLiＦi+0.9Gs>N拔（安全）式中：λ——抗拔允許摩阻力與受壓允許摩阻力的比例系數(shù)：0.4～0.7Gs——樁身自重Li——第i層土層厚度Ｆi——第i層土層樁摩擦系數(shù)N抗拔＝0.4×3.14×0.4×（3.4×18+8.3×45+9.3×70）+0.9×44.60＝585.59KN>447.72KN5.塔吊基礎(chǔ)受力分析：樁、承臺(tái)承載力：N單樁=π×0.4×(3.7×18+8.3×45+9.3×70)=1371.11(KN)N承臺(tái)=2.6×2.6×220/4=371.80(KN)由上述結(jié)論得出:N單樁+N承臺(tái)=1371.11+371.80=1742.91KN>Nmax=901.87KN符合要求.6.承臺(tái)配筋計(jì)算：取M=1726KN·m計(jì)算承臺(tái)的鋼筋（采用三級(jí)鋼）：As=（17