塔吊灌注桩基础专项施工方案

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塔 吊 基 础 施 工 方 案

上海建工集团股份有限公司

2013年01月20日

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塔吊基础设计

一、编制依据 ............................................................................................................................................ 3 二、工程概况： ........................................................................................................................................... 3 三、塔吊的选择和人员配备 ....................................................................................................................... 4 四、施工工艺及质量保证措施 ................................................................................................................... 4 五、安全文明施工措施 ............................................................................................................................. 10 六、塔吊基础验算 ..................................................................................................................................... 11

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塔吊基础设计

一、编制依据

1、《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》JGJ196-2010 2、工程施工图纸、总平面布置图 3、业主提供工程勘探资料 4、塔吊厂家提供的说明书

5、国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202—2002）国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）行业标准《建筑地基处理技术规范》（JGJ79－2002）行业标准《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002) 《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008) 《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)等国家现行的技术及标准、建筑施工技术规范、安全操作规程及安全验收规范。

6、上海市有关文明施工管理办法；《建筑施工安全检查标准》（JGJ59－2011）等规范。 7、本公司有关标准、质量手册、程序文件； 二、工程概况：

工程名称：中国（上海）网络视听产业基地互联息服务研发中心新建项目 建设单位：上海紫竹数字创意港有限公司 设计单位：上海民港国际建筑设计有限公司 岩土勘察单位：上海海洋地质勘察设计有限公司 监理单位：上海同济工程项目管理咨询有限公司 施工单位：上海建工集团股份有限公司

中国（上海）网络视听产业基地互联息服务研发中心新建项目建设地点位于上海市闵行区紫竹科学园区内紫星路，紫月路交叉口的东面，东至江川路。项目建设B区总用地为55197平方米，总建筑面积为223150平方米。。

主要建设内容包括。包含以下建筑：1#、2#主楼，3#主楼，立体车库及下沉广场。

各建筑物如下表：

子项名称 地下 地上 房屋结构 3

结构 类型 建筑面积 塔吊基础设计

层数 层数 高度（m） 钢筋混1、2号楼 15 71.9 凝土框架-核心筒 80488 3号楼 立体车库 1区地下室 2区地下室 2 3 9 7 43.4 33.05 框架 框架 框架 框架 23732.1 28416.34 486.2 26168.3 三、塔吊的选择和人员配备

7#塔吊主要用于1#楼西侧地下室主体结构施工及材料转运，基础设在地下室外侧，详细位置见塔吊平面布置图;8#塔吊主要用于2#楼西侧地下室主体结构施工及材料转运，基础设在地下室外侧，详细位置见塔吊平面布置图：

1、塔吊型号：QT80A塔式起重机,安装高度为7#为40米，8#为30米，臂长均为60米。基础采用泥浆护壁灌注桩承台基础，承台底标高-4.100米，承台宽5300*5300，高1000，承台及桩混凝土强度为C35，灌注桩入土深度20米，平面布置及配筋详见附图。塔吊基础节由厂家提供标准基础节，按使用说明书安装。（说明书附后）

2、塔式起重机在进场使用前，应按设计和制造技术文件及使用说明书进行试验，试验项目为：一般技术检验、无负荷试验、静负荷试验、动负荷试验和安全装置的可靠性试验等。

3、确定塔机的厂家，必要时对供应厂家进行考察和评定。

4、起重机进场，必须附带设计和制造技术文件及使用说明书以及合格证书等一类证件。

5、塔式起重机安装应在基础混凝土强度达到80%以上方可开始安装，塔吊基础设计详见附图。

6、每台塔吊配备塔吊司机2名，信号工2名。所有人员必须经考核合格持证上岗。 四、施工工艺及质量保证措施

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塔吊基础设计

（一）、钻孔灌注桩施工方法 1 施工技术要求

（1）桩采用Ø800的钻孔灌注桩，设计强度为混凝土C35。所有原材料必须进场验收合格后，才能施工。

（2）护筒直径为900，壁厚为5 mm，埋入深度1米。

（3）钻孔灌注桩直径即为成孔直径，采用导管式水下混凝土浇注。混凝土的粗骨料可选用卵石或碎石，但粒径不大于钢筋最小间距的1/3；灌注桩充盈系数为1.05～1.2，混凝土须连续浇灌；

（4）钻孔灌注桩桩径容许偏差0，+50mm，允许定位偏差±20mm，桩体施工垂直偏差不宜大于1/100；

（5 ）钻孔灌注桩成孔后应立即进行清孔，在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至灌注水下混凝土，灌注砼前泥浆含砂率不得大于8%。且浇灌混凝土前还应进行第二次清孔；

（6）清孔后的沉渣厚度不宜超过100mm； （7）桩身不得出现裂缝、缩颈和断桩等现象； （8）砼初灌量及一次拔管长度：

导管长度 （米） 料斗容量 （立方） 初灌量 （立方） 5

桩直径（㎜） 一次灌注斗数 一次拔管长度 （米） 塔吊基础设计

Ø800 3 0.7 1.5 3 3 超灌高度不低于500㎜.

（9）钻孔桩钢筋笼分两节制作时，钢筋接头必须在基坑底面2m以下，采用焊接接头，焊条采用E50，单面焊10d，双面焊5d；主筋接头间距应大于35d，并在同一连接区段上的接头数不得多于总数的50%。

（10）混凝土试块的制作、养护及试验应按相关标准执行，混凝土试块未达规定强度的80%时28MPa，应取芯进行强度试验。

（11）泥浆：施工期间槽内的泥浆液面应保持高于地下水位1.0m以上，泥浆的比重配置应保持孔壁稳定。

（12）施工前必须试成孔，数量不少于二个，以便核对地质资料，检查所选设备、施工工艺及标高要求是否适当。应及时提供完整的桩基施工资料，以检查桩基质量，如发现问题需及时联系。

（13）钢筋笼宜分段制作，分段长度应视成笼的整体刚度、来料钢筋长度及起重设备的有效高度因素合理确定。

（14）钢筋笼制作偏差应符合下列规定：

钢筋笼长度：±100mm 主筋间距：±10mm 钢筋笼直径：±10mm 箍筋间距：±20mm

（15）钢筋笼制作前，应将主筋调直，清除钢筋表面污垢锈蚀等，钢筋下料时应准确控制下料长度。

（16）钢筋笼外形尺寸应符合设计要求，钢筋笼主筋混凝土保护层50mm，允许偏差±20mm。

（17）环形箍筋与主筋的连接应采用点焊连接；螺旋箍筋与主筋的连接可采用铁丝绑扎并间隔点焊固定。

（18）成行的钢筋笼应平卧堆放在干净平整地面上，堆放层数不应超过2层。 （19）钢筋笼应经中间验收合格后方可安装。

（20）为保证钢筋保护层厚度，在钢筋笼的两侧应焊接定位垫块，钢筋笼水平方向每侧设两列，每列垫块纵向间距4m。

（21）钢筋笼在起吊、运输和安装中应采取措施防止变形。起吊点宜设在加强筋部位。 （22）钢筋笼安装深度应符合设计要求，其允许偏差±100mm。

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（23）地面下大于2.5米的钢筋笼标高控制：以机台下枕木面标高为准，在顶焊接对称的两根吊筋，其长度以枕木面标高至钢筋笼设计标长度加上焊接固定长度为准。然后下放钢筋笼将其吊筋固定于枕木面上。再下导管浇注砼。

2 施工工艺流程 一）、泥浆制作及成孔

1、合理布置泥浆循环系统，确保孔口废浆的及时排除，及时清理泥浆沉淀池、槽，确保循环系统畅通；做到一台机一个循环池，泥浆循环池的容积不得小于钻孔灌注桩单桩容积的1.25倍。

2、变层后应及时观测泥浆性能，随时进行合理调整，并由专人负责测定，做好记录。 3、泥浆性能控制： 注入孔口泥浆性能： ①、粘度：18\"～20\" ②、比重：1.10～1.25 排出孔口泥浆性能： ①、粘度：20\"～26\" ②、重：>1.2•

泥浆性能根据试成孔情况再作具体调整。 4、孔底沉渣控制：

按规范及设计要求：钻进达到设计深度后，应继续清孔，并用测锤准确测定沉渣厚度，

直至沉渣厚度小于100㎜。

5、使用好泥浆，成孔时控制好泥浆性能参数，不定期进行检测，按照施工要求及时调整泥浆性能指标。

6、根据地层，合理控制钻进速度，以利排除钻渣。

7、坚持“一次清孔为主，二次清孔为辅”的原则，切实做好第一次清孔换浆工作，一次清孔后泥浆比重≤1.25，粘度18\"～20\"要求二次清孔后的泥浆性能达到：比重在1.1-1.2、粘度：16\"～20\"。•

8、桩清孔后沉渣不大于100mm， 孔底沉渣的厚度用标准测绳测锤法测定，每孔终孔后必须进行检测、验收，达到要求后方可实施下一道工序。

9) 二次清孔结束后，孔内应保持水头高度，并应在60分钟内灌注混凝土。

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二）、钢筋笼制作和吊放

1、钢筋的规格和质量应符合设计与施工规程的要求，并进行现场验收，严格禁止使用有缺陷或无质保书的钢材。

2、主筋采用电焊搭接，使用的电焊条必须能满足设计要求并能与所焊接的钢筋匹配。 3、钢筋笼的制作采用箍筋成型法，分段制作，成型钢筋笼应保证平直不坍腰，焊点牢固。

4、钢筋笼单节长度一般不大于9.0m，钢筋笼制作偏差应符合下列要求： 钢筋笼制作要求表

项 目 主筋间距 钢筋笼直径 箍筋间距 螺旋筋间距 钢筋笼总长 允许偏差 ± 10mm ± 10mm ± 20mm ± 20mm ±100mm 备注 加强箍筋与主筋、螺旋箍筋与主筋应每点焊接牢固，制作好钢筋笼应分类堆放，验收后钢筋笼要作好孔号标志等。

5、成型钢筋笼由制作者按规范要求自检后，经质检员复检后再会同甲方监理人员验收，合格后方能投入使用，并记入专用验收表；严禁将不合格的钢筋笼下入孔内。

6、吊放钢筋笼时应注意轻吊、慢放，若遇阻应停止下放，查明原因进行处理后再下入，严禁钢筋笼高起猛落，强行下放。

7、严格认真计算钢筋笼沉深，确保钢筋笼的位置符合设计要求，并固定钢筋笼，有效控制钢筋笼上浮，定位误差不大于5cm。

8、设置钢筋笼必须配有用水泥砂浆制作的护壁环，设置数量每3m钢筋笼4只，且位于同一水平面上的±20mm范围内。

9、钢筋笼孔口焊接时，主筋焊接部位应保持清洁，主筋应对正，上、下节笼保持在一条垂直线上方可施焊。施焊时应两边对称施焊。

灌注桩质量标准

项 目 桩位 允许偏差 D/4且不大于8

备注 塔吊基础设计

150㎜ 孔 径 垂直度 孔深 强度 （二）、承台基础施工

塔吊部位土方挖至塔吊承台底标高，浇100厚C15混凝土垫层，然后绑扎钢筋，钢筋保护层厚度不小于50㎜，安装模板，基础节安装，隐蔽验收合格后浇筑混凝土。塔吊基础节由厂家提供标准基础节，按使用说明书安装。（说明附后）

1、钢筋绑扎

（1）绑扎底板下层网片钢筋

a、根据在垫层层弹好的钢筋位置线，先铺下层网片的长向钢筋，钢筋接头尽量采用焊接或机械连接。

b、后铺下层网片上面的短向钢筋，钢筋接头采用焊接连接。 c、钢筋绑扎接头和焊接接头按要求错开问题。 (2)绑扎底板上层网片钢筋

a、铺设上层铁马凳：马凳用剩余短料焊制成，马凳短向放置，间距0.8～1 .0m。

0,+50mm ≤L/100 -0，+300㎜ ≥设计值C35

b、绑扎上层网片上铁：根据在上层下铁上划好的钢筋位置线，顺序放置上层钢筋，钢筋接头采用焊接连接。

2、模板安装

a、根据承台尺寸用18mm厚九夹板拼装成，配模的板面保证表面平整、尺寸准确、接缝严密。

b、模板组装好后进行编号。安装时将模板初步就位， 然后根据位置线加水平和斜向

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支撑进行加固，并调整模板位置，使模板的垂直度、刚度、截面尺寸符合要求。

3、混凝土浇筑

基础一次性浇筑，间歇时间不能太长，不允许出现冷缝，混凝土浇筑顺序由一端向另一端浇筑，混凝土采用分层浇筑：分层振捣密实，以使混凝土的水化热尽量散失。具体为：每跨方向从下到上分两层浇筑，上下相邻两层时间不超过2 小时，为了控制浇筑高度，须在出灰口及其附近设置尺杆，夜间施工时，尺杆附近要有灯光照明。

每班安排一个作业班组，并配备3名振捣工人，根据混凝土泵送时自然形成的坡度，在每个浇筑带前、后、中部不停振捣，振捣工要求认真负责，仔细振捣，以保证混凝土振捣密实。防止上一层混凝土盖上后而下层混凝土仍未振捣，造成混凝土振捣不密实。振捣时，要快插慢拔，插入深度各层均为350mm，即上面两层均须插入其下面一层50mm。振捣点之间间距为450mm， 梅花型布置，振捣时逐点移动，顺序进行，不得漏振。每一插点要掌握好振捣时间，一般为20～ 30s，过短不易振实，过长可能引起混凝土离析，以混凝土表面泛浆，不大量泛气泡，不再显著下沉，表面浮出灰浆为准，边角处要多加注意，防止漏振、过振。振捣棒距离模板要小于其作用半径的0.5倍，约为150mm，并不宜靠近模板振捣， 且要尽量避免碰撞钢筋、预埋件等。

施工进度计划表附后 五、安全文明施工措施 5.1安全生产措施

5.1.1 严格执行上海市及公司有关安全生产的规范、规程及义件，定期开展安全教育，做到警钟长眠。经常进行安全检查，及时发现和排除安全隐患。

5.1.2 认真执行各工种操作规程。电工、汽车司机、吊车司机、电焊工、桩机班长等特殊工种必须持证上岗，严禁串岗操作。

5.1.3 严禁酒后上班和班中喝酒。

5.1.4 高处作业，必须系好安全带，已开凿的孔要加网盖。 5.1.5 各类机电设备必须要有良好的接地装置。

5.1.6 吊装作业时设置警戒区域，有专人监护和指挥。现场配备足够的灭火器材。 5.1.7 吊车钢丝绳、吊钩要经常检查，保持完好。 5.2 现场文明施工和标化管理

5.2.1 现场每个施工作业人员由其施工队伍负责进行文明施工和标化管理的教育，提高思想认识和觉悟，必须做到文明施工、文明操作、互相团结友爱、互相帮助、发扬风格、

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制止不良习气。

5.2.2 现场标准化管理必须严格遵守部颁标准来进行管理，定期对照考核。 5.2.3 场容生活卫生管理同样按部颁考核标准来进行对照，材料堆放必须按场面严格堆放，严禁、乱放、混放。各种设备、材料应尽量远离场地，并不准堆放过高，防止倒塌坠落伤人。

5.2.4 制定“办公室卫生管理制度”，使施工现场做到整洁、卫生。 5.2.5 车辆进出前有纠察、装卸工或派人负责指挥。现场道路须畅通。 5.2.6 消除场地内积水，操作和上下攀登的地方加设防滑措施。 5.2.7 夜间施工必须要有足够的照明设备。

5.2.8 除以上所述的基本措施外，所有细化的操作规程、标准工艺、工艺、防火、标准化文明施工均按国家、市建交委、公司颁布的文件及要求进行。

5.3 消防管理措施

消防器材的申请、保管、检查，一律由现场纠察同意负责，并且必须做到及时到位，经常查看和定期检查，发现问题立即解决，并做好书面记录。

电焊工在动用明火前必须申请动火证，在动用明火时必须随身带好1只灭火机方可施工作业，并且灭火机必须专人专管，不得随便使用固定点的消防器材。

气割作业场所必须清楚易燃物品。氧气、乙炔与明火时应保持最小安全距离。消防管理必须符合市、市建交委【2002】399号文件规定要求。 六、塔吊基础验算

塔吊四桩基础的计算书

一. 参数信息

塔吊型号: QT80A 自重(包括压重):F1=568.10kN 最大起重荷载: F2=60.00kN

塔吊倾覆力距: M=978.28kN.m 塔吊起重高度: H=30.00m 塔身宽度: B=1.60m

桩混凝土等级: C35 承台混凝土等级:C35 保护层厚度: 50mm

矩形承台边长: 5.30m 承台厚度: Hc=1.000m 承台箍筋间距: S=230mm

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承台钢筋级别: Ⅱ级 承台预埋件埋深:h=950.00m 承台顶面埋深: D=0.000m

桩直径: d=0.800m 桩间距: a=3.400m 桩钢筋级别: Ⅱ级

桩入土深度: 20.00 桩型与工艺: 泥浆护壁钻孔灌注桩 二. 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算

1. 塔吊自重(包括压重)F1=568.100kN 2. 塔吊最大起重荷载F2=60.000kN

作用于桩基承台顶面的竖向力 F=F1+F2=628.100kN 塔吊的倾覆力矩 M=1.4×978.280=1369.592kN.m

三. 矩形承台弯矩的计算

计算简图：

图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。 1. 桩顶竖向力的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.1.1条)

其中 n──单桩个数，n=4；

Fk──作用于承台顶面的竖向力，Fk=628.100kN；

Gk──桩基承台和承台上土自重标准值，Gk=25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×Bc×Bc×D=702.250kN；

Mxk,Myk──荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的 x、y 轴的力矩

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xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；

Nik──荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力(kN)。 经计算得到: 桩顶竖向力设计值: 最大压力：

N=1.2×(628.100+702.250)/4+1369.592×(3.400×1.414/2)/[2×(3.400×1.414/2)2]=683.986kN

没有抗拔力! 桩顶竖向力标准值: 最大压力：

N=(628.100+702.250)/4+978.280×(3.400×1.414/2)/[2×(3.400×1.414/2)2]=536.074kN 没有抗拔力!

2. 矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条)

其中 Mx,My──分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi──垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m)； Ni──在荷载效应基本组合下的第i基桩净反力，Ni=Ni-G/n。 经过计算得到弯矩设计值： 压力产生的承台弯矩：

N=1.2×(628.100+702.250)/4+1369.592×(3.400/2)/[4×(3.400/2)2]=600.516kN Mx1=My1=2×600.516×(1.700-0.800)=1080.928kN.m

四. 矩形承台截面主筋的计算

依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。

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式中

1──系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，

1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=300N/mm2。 承台底面配筋:

s=1080.928×106/(1.000×1.570×5300.000×950.0002)=0.0135

=1-(1-2×0.0135)0.5=0.0136

s=1-0.0136/2=0.9932

Asx= Asy=1080.928×106/(0.9932×950.000×300.000)=3818.745mm2 满足顶面和底面配筋要求的同时还应该满足构造要求!

五. 矩形承台截面抗剪切计算

依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.14条。

根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性， 记为V=1367.971kN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：

其中

──计算截面的剪跨比,=1.500

ft──混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.570N/mm2； b──承台计算截面处的计算宽度，b=5300mm；

h0──承台计算截面处的计算高度，h0=-949050mm； fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.000N/mm2； S──箍筋的间距，S=230mm。

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经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!

六.桩身承载力验算

桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(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=683.986kN 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中

c──基桩成桩工艺系数，取0.750

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.700N/mm2； Aps──桩身截面面积，Aps=0.5027m2。

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋!

构造规定：灌注桩主筋采用6～12根直径12m～14m,配筋率不小于0.2%!

七.桩抗压承载力计算

桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.5和5.3.5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=683.986kN 桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式： 最大压力:

其中 R──基桩竖向承载力特征值； Ra──单桩竖向承载力特征值； K──安全系数，取2.0；

fak──承台下土的地基承载力特征值加权平均值；

c──承台效应系数

qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值； qpk──极限端阻力标准值，按下表取值；

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u──桩身的周长，u=2.5133m； Ap──桩端面积,取Ap=0.503m2；

Ac──计算桩基所对应的承台净面积，去Ac=6.520m2； 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 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称 1 1.30 15 150 粉土或砂土 2 1.7 15 150 粉土或砂土 3 5 15 150 粉土或砂土 4 10 20 250 粉土或砂土 5 6.8 40 450 粉土或砂土

由于桩的入土深度为20m,所以桩端是在第5层土层。

最大压力验算:

Ra=2.513×(1.3×15+1.7×15+5×15+10×20+2×40)+450.000×0.503=1231.504kN R=1231.504/2.0+0.176×105.000×6.520=736.410kN 上式计算的R值大于等于最大压力536.074kN,所以满足要求!

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