單樁承臺式塔吊深基礎(chǔ)施工方案

/蓬安·賽克斯首府二期工程6#樓單樁承臺式塔機基礎(chǔ)專項方案編制單位：四川宏正建筑工程有限公司編制日期：2016年2月26日目錄工程概況1編制依據(jù)1塔吊基礎(chǔ)形式選擇1-2.塔吊基礎(chǔ)受力驗算2-11.施工要求11-13沉降觀測13單樁承臺式塔機基礎(chǔ)方案1、工程概況本工程為四川南充蓬安縣賽克斯首府二期工程項目。位于蓬安縣絲綢街8號。本工程6#樓地下3層，地上28層。建筑高度按《民用建筑設計通則》計算為86.1m。本工程自然地基為回填土，6#塔機接受一根2m直徑的樁來擔當塔機的荷載，即單樁承臺式基礎(chǔ)，來抗拒塔機的傾覆保持整體的穩(wěn)定性。接受人工挖孔樁，風化泥巖為持力層。詳塔機平面布置圖附后。2、編制依據(jù)《塔式起重混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程》（GB/T187-2009）；《地基基礎(chǔ)設計規(guī)范》（GB50007-2002）；《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）；《建筑平安檢查標準》（JGJ59-2011）；《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB50010-2002）；《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）本工程《巖土工程勘查報告》；本工程結(jié)構(gòu)施工圖紙。2．1、工藝原理單樁承臺式基礎(chǔ)，是承臺基礎(chǔ)和樁基的聯(lián)合體，承臺支撐塔機，樁基傳遞荷載，它們共同起到抗拒塔機的傾覆，保持整體穩(wěn)定性，和滿足地基承載力的要求。3、塔吊基礎(chǔ)形式選擇依據(jù)“分區(qū)布塔、全面覆蓋、滿足吊次、經(jīng)濟合理”的原則，合理布置塔吊位置，以保證施工工作面基本在塔吊的覆蓋范圍之內(nèi)，且能滿足鋼筋、模板等現(xiàn)場材料的水平、垂直運輸需求，同時應考慮安裝、附臂、運轉(zhuǎn)、拆除的便利和滿足地基承載實力。依據(jù)塔吊租賃公司供應的塔吊資料：6#塔吊QTZ63(5013)基礎(chǔ)標準尺寸為：長×寬×厚=4500×4500×1000mm，下設1根直徑2000m的人工挖孔樁，有效樁長≥6m，基礎(chǔ)頂面標高為-7.8m（詳見附圖1-圖三）?？紤]后期主體結(jié)構(gòu)及塔吊最大自由高度的影響，基礎(chǔ)混凝土澆筑完畢后待混凝土強度達到90%（以同條件混凝土試塊抗壓強度報告為準）方可進行塔吊安裝。施工期間內(nèi)要充分保證塔基混凝土養(yǎng)護工作，以盡快進入塔吊安裝，保證基礎(chǔ)胎模施工時塔吊投入運用。4、塔吊基礎(chǔ)受力驗算4.1、4#塔吊計算書如下：1.計算參數(shù)（1）基本參數(shù)接受1臺QZT63(5013)塔式起重機，塔身尺寸1.63m,基坑開挖深度-2.10m；現(xiàn)場地面標高-7.8m,承臺面標高-7.8m；接受人工挖孔樁孔基礎(chǔ)，地下水位-6.00m。（2）計算參數(shù)1）塔機基礎(chǔ)受力狀況比較樁基礎(chǔ)塔機的工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)的受力狀況，塔機基礎(chǔ)按非工作狀態(tài)計算如圖Fk=240.00kN，F(xiàn)h=35.00kN，M=1500.00+35.0×1.30=1545.50kN.mFk‘=240.00×1.35=324.00kN，F(xiàn)h，=35.00×1.35=47.25kNMk=(1500.00+35.0×1.30)×1.35=2086.43kN.m2）基礎(chǔ)設計主要參數(shù)基礎(chǔ)樁接受1根φ2000m人工挖孔樁，樁端不設擴大頭，樁端入嵌巖深度；樁混凝土等級C30，fC=14.30N/mm2,EC=3.00×104N/mm2；ft=1.43N/mm2，樁長20.00m；鋼筋HRB335,fy=300.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2承臺尺寸長(a)=4.50m、寬(b)=4.50m、高(h)=1m；樁中心和承臺中心重合,承臺面標高-0.30m；承臺混凝土等級C35,ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3。Gk=abhγ砼=4.50×4.50×1×25=506.25kN2.樁頂作用效應計算（1）軸心豎向力作用下：Nk=(Fk＋Gk)/n=(240.00+506.25)/1=746.25kN（2）水平力作用下：Hik=Fh/n=35.00/1=35.00kN3.樁基豎向承載力驗算（1）單樁豎向極限承載力標準值計算hr=0.40m,d=1.60m=1600mm,hr/d=0.40/1.60=0.25,查表得，δr=0.55Ap=πd2/4=3.14×2.56/4=2.01m2Qsk=u∑qsiki=πd∑qsiai=3.14×1.60×471.50=2368.82kNQrk=δrfrkAp=0.55×3200×2.01=3537.60kN，Quk=Qsk+Qsk=2368.82+3537.60=5906.42kNRa=1/KQuk=1/2×5906.42=2953.21kN4.樁基豎向承載力計算軸心豎向力作用下Nk=746.25kN＜Ra=2953.21kN,豎向承載力滿足要求。5.樁基水平承載力驗算（1）單樁水平承載力特征值計算αE=Es/Ec=2.00×105/3.00×104=6.67,γm=2,δN=0.50ρg=0.2+(2000-1600)/(2000-300)×(0.65-0.2)=0.31%Wo=πd/32[d2＋2(ES/EC－1)ρgd02]=3.14×1.60/32×(1.602+2×(6.67-1)×0.31%×(1.60-2×0.10)2)=0.41m3Io=Wod/2=0.41×1.60/2=0.33m4EI=0.85ECIo=0.85×3.00×107×0.33=8415000kN.m2查表得:m=35.00×103kN/m4，bo=0.9(d+1)=2.34mα=(mbo/ECI)0.2=(35.00×1000×2.34/8415000)0.2=0.40αL=0.40×20.00=7.92＞4，按αL=4查表得:Vm=0.768Nk=(Fk’＋1.2Gk)/n=(324.00+1.2×708.75)/1=1174.50kNAn=πd2/4[1＋(Es/Ec-1)Pg]=2.01×(1+5.67×0.31%)=2.05m2RHa=(0.75×αγmftW0/Vm)(1.25+22ρg)(1+δNN1k/γmftAn)=(0.75×0.40×2×1.43×1000×0.41／0.768)×(1.25+22×0.31/100)×[1+0.50×1174.50/(2×1.43×1000×2.05)]=60.58kN(2)樁基水平承載力Hik=35.00kN＜Rha=60.58kN,水平承載力滿足要求。6.抗拔樁基承載力驗算（1）抗拔極限承載力標準值計算Tgk=1/nu1ΣλiqsikLi=1.60×4×307.03=1964.99kNTuk=ΣλiqsikuiLi=307.03×3.14×1.60=1542.52kN(2)抗拔承載力計算Ggp=Ggp1＋Ggp2=4.50×4.50×3.90×18.80/1＋4.50×4.50×16.00×(18.80-10)/1=4335.93kNGp=Gp1＋Gp2=3.14×0.8×0.8×4.00×25＋3.14×0.8×0.8×16.00×(25-10)=683.26kNTgk/2+Ggp=1964.99/2+4335.93=5318.43kN，Tuk/2+Gp=1542.52/2+683.26=1454.52kN7.抗傾覆驗算單樁承臺塔吊基礎(chǔ)在組合承臺后，類似于懸臂樁故接受靜力平衡法確定單樁傾覆轉(zhuǎn)點，即樁身最大彎矩處：依據(jù)《建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)的第5.4.5條，計算樁的水平變形系數(shù)(1/m):其中m──地基土水平抗力系數(shù)；b0──樁的計算寬度，b0=2.16m。E──抗彎彈性模量，E=0.67Ec=18760.00N/mm2；I──截面慣性矩，I=0.19m4；經(jīng)計算得到樁的水平變形系數(shù):=0.341/m計算Dv:Dv=119.98/(0.34×5042.40)=0.07(3)由Dv查表得：Km=1.01(4)計算Mmax:經(jīng)計算得到樁的最大彎矩值:Mmax=2086.43×1.01=2107kN.m。由Dv查表得：最大彎矩深度z=0.32/0.34=0.91m。bi=4.50/2=2.25m傾覆力矩M傾=M＋Fhh=1500.00+35.00×(1.3+0.91)=1549.00kN.m抗傾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）bi＋(Tuk/2+Gp)bi=(240.00+708.75)×2.25+(1542.52/2+683.26)×2.25=5407.36kN.mM抗/M傾=5407.36/1549.00=3.49抗傾覆驗算3.49＞1.6,滿足要求。8.樁身承載力驗算(1)正截面受壓承載力計算Nk=(Fk’＋1.2Gk)/n=(324.00+1.2×708.75)/1=1174.50kNΨc=0.70,ΨcfcAp=0.70×14.30×1000×2.01=20120.10kN正截面受壓承載力=20120.10kN＞NK=1174.50kN,滿足要求。（2）配筋計算接受HRB400鋼筋,fy=300.00N/mm2,依據(jù)配筋率ρ=ρg=0.31%計算：As1=ρAP=0.31%×2.01×106=6231mm2樁身鋼筋抗拔計算As2=2M傾/dfy=2×1549.00×106/(1600×300)=6454mm2比較As1和As2,按As2配筋，取2714，As=27×254=6858mm2>AS2=6454mm2(滿足要求)9.承臺受沖切承載力驗算只考慮塔身邊沖切承載力計算Fι=F－1.2ΣQik=Fk’=324.00kN，ho=1.40-0.10=1.30m=1300mmβhp=1.0+(2000-1400/(2000-800)×(0.9-1.0)=0.95а0=(4.50-1.63)/2=1.44m,λ=а0/ho=1.44/1.30=1.11β0=0.84/(1.11+0.2)=0.64um=4×(1.63+1.44)=12.28mβhpβ0umftho=0.95×0.64×12.28×1.57×1000×1.30=15238.60kN承臺受沖切承載力=15238.60kN＞Fk=324.00kN,滿足要求。10.承臺受剪切承載力計算V=Nk’=Fk’/n=324.00/1=324.00kNβhs=(800/ho)1/4=(800/1300)0.25=0.89,λ=а0/ho=1.44/1.30=1.11α=1.75/(λ+1)=1.75/(1.11+1)=0.83,b0=4.50m=4500mmβhsαftb0ho=0.89×0.83×1.57×1000×4.50×1.30=6784.59kN承臺受剪切承載力=6784.59kN＞V=324.00kN,滿足要求。11.承臺配筋計算（1）承臺彎矩計算Ni=Fk=324.00kN，xi=0.80mM=Nixi=324.00×0.80=259.20kN.m（2）承臺配筋計算基礎(chǔ)接受HRB400鋼筋，fy=300N/mm2,最小配筋率ρ=0.15%計算配筋As1=M/0.9fyho=259.20×106/(0.9×300×1300)=738mm2As2=ρbho=0.0015×4500×1300=8775mm2比較As1和As2，按As2配筋,取2320@193mm(鋼筋間距滿足要求)As=23×491=11293mm2承臺配筋面積=11293mm2＞8775mm2,滿足要求。12.計算結(jié)果（1）基礎(chǔ)樁1根φ2000人工挖孔樁，樁端不設擴大頭,樁長≥6m，樁端到達嵌巖深度；樁混凝土等級C30,樁身鋼筋接受φ14@200mm,箍筋接受φ10mm@250mm，加強筋Φ16@2000，錨固長度不小于40倍鋼筋直徑。（2）承臺長(a)=4.50m、寬(b)=4.50m、高(h)=1m；樁中心和承臺中心重合，承臺面標高-7.8m；混凝土等級C35,承臺底鋼筋接受雙向20@193mm。5、施工要求5.1、混凝土澆筑塔吊基礎(chǔ)鋼筋、防雷接地和固定支腳的位置、標高和垂直度經(jīng)檢查符合要求后，才能進行混凝土澆筑；（固定支腳由廠家派專業(yè)人員到場預埋，其預埋要求和防雷接地要求詳見《運用說明書》）。為保證盡早安裝塔吊，塔吊基礎(chǔ)接受C35強度等級的混凝土，達到設計要求的90%方能進行塔吊安裝，必需以同條件試塊試驗結(jié)果為準。砼澆筑前，對班組進行詳細的施工技術(shù)交底，砼澆筑實行掛牌制，誰澆筑的部位就由誰負責砼的澆筑質(zhì)量，確保砼質(zhì)量達到內(nèi)實外光。同時，專人負責做好砼表面層養(yǎng)護工作，避開出現(xiàn)干縮龜裂現(xiàn)象。澆筑面應清理干凈，踩蹋變形的鋼筋應在砼澆筑前復位?；炷翝仓r，密切留意視察鋼筋、支座有無移位的狀況，當發(fā)覺有位移時，必需立刻停止?jié)仓偤眯拚?，處理滿足允許偏差要求方可再接著澆筑?；炷翝仓r，塔吊基礎(chǔ)上表面除塔身范圍內(nèi)平整度嚴格要求外，自塔身范圍向周邊找坡，水流向四周排水溝，最終匯于集水坑，避開地腳螺栓泡水。砼澆筑若遇雨天，應剛好和預拌砼供應商聯(lián)系，剛好調(diào)整砼協(xié)作比。同時，現(xiàn)場應備足防雨蓬布，做好雨天已澆砼愛惜工作?；炷翝仓r留設三組同條件試塊，一組測7d強度、一組測10d強度、一組備用，假如試塊抗壓強度結(jié)果滿足31.5MPa要求，即可進行塔吊安裝。5.2、混凝土的養(yǎng)護混凝土澆筑后灑水養(yǎng)護，不少于7d，保證混凝土表面不干燥。5.3、對基礎(chǔ)的要求1、當基礎(chǔ)混凝土強度達到設計強度的95%以上時，方可進行塔吊的安裝；2、基礎(chǔ)表面平整度允許偏差5mm；3、埋設件的位置、標高和垂直度必需