某塔吊基础施工方案.pdf

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1、一、编制依据1、工程勘察院提供的工程岩土工程勘察报告2、现行国家施工验收规范，建筑桩基础技术规范，94-94，施工操作规程，质量评定标准编制。3、本公司一体化管理手册。二、工程概况工程名称：三、地质概况：根据工程勘察院 2004年4月已经审批的勘察报告和现场实地勘察得知，本工程拟建场地区属于剥蚀浅丘地貌，场地东南高，西北低，东侧红线位置为陡坎，且多为条石堡坎支护，高差大到34米。场内土层主要由粉质粘土和沙质泥岩块碎石组成，并且夹有碳渣、砖瓦块、混凝土块、卵石和生活垃圾，土层厚度为 10009000mm；全区均有分布的中风化泥岩主要由粘土矿物质组成，部分夹有砂质团块和钙质结核，部分地区砂质较严重

2、，泥质较软易风化崩解，该层厚度为13006000；砂岩岩体较完整，呈夹层出现，厚度为 12005000。由于该工程场地回填土层较厚，为保证塔吊使用的安全，采用钻孔灌注桩和钢筋砼承台做塔吊基础。钻孔灌注桩桩径 600，嵌岩深度为 1.2m，桩端置于风化泥岩或砂岩上，其天然单轴抗压强度标准值 9.42，地基桩身、承台、底板砼C25，垫层C10素砼。拟设置塔吊基础处的土质情况比较好。外部附着自升式塔式起重机是主要的垂直运输机械，其基础的承载力决定了其使用功能，必须保证施工现场所采用的塔机桩基的安全可靠。四、塔吊基础设计计算书：外部附着自升式塔机所考虑的荷载是最大架设自由高度下的垂直压力、水平力、倾覆

3、力矩及扭矩，并考虑塔机架设最大高度时的垂直压力。塔机最大架设计自由高度下的这些荷载数据从厂家提供的技术说明书上得到，一般有工作状态及非工作状态情况下的最大倾覆力、水平力、垂直压力以及工作状态下产生的扭矩。本工程塔吊基础的设计依据为：建筑桩基础技术规范94-94 和混凝土结构设计规范50010-2002。塔吊基础采用钻孔灌注桩群桩基础。1、主要技术参数P1=500：塔吊自由高度下的垂直力，(最大架设高度 110 米，塔身自重增加 20t)P2=37.5：塔吊最大架设高度下的水平力650：塔吊最大架设高度下的倾覆力矩220：塔吊最大架设高度下的扭矩2、桩基础设计的主要参数桩径=600、桩长=120

4、00、桩的嵌岩深度=1200承台几何尺寸 360036001000桩基联系梁 300600混凝土强度设计值 C25塔基底岩石单轴抗压强度值 9.423、桩的设计桩的设计为直径 600 的钻孔灌注桩。钢筋笼主筋为14，箍筋制作为10200 螺旋筋，钢筋保护层厚度为 50 见平面图 1。4、承台设计承台设计尺寸为 360036001000，其钢筋设置为双层双向,14250钢筋保护层厚度为 100。见平面图 2。5、塔机钻孔灌注桩群桩基础计算及验算桩基底竖向承载力设计值按规范要求，桩基础需计算单桩在偏心荷载作用下，其最大轴力。5.1 塔机桩基的最大轴压力和上拔力1.2G1=1.23.63.61.02

5、4=373.2481.2G2=1.23.140.3 1224=97.671.4P1=1.4500=700（）1.4=（650）1.4=9102.40.707=1.7m（S：1/2 倍的桩对角线中心距）单桩最大轴压力：（）/4+2700/4+373.248/4+97.67+910/（21.7）=633.63单桩最大上拔力 N拔：N拔=（）/4-2700/4+373.248/4+97.67-910/（21.7）=98.335.2 塔机桩基的竖向承载力及抗拔力验算（1）嵌岩桩单桩竖向极限承载力标准值：s p2式中：桩身周长=3.14 600=1884mm;嵌岩段侧阻力和端阻力修正系数，s=0.070

6、、p=0.300岩石饱和单轴抗压强度标准值，查重庆南江地质工程勘察院提供的大厦工程岩土工程勘察报告表4可知，9.42；桩身嵌岩深度，1.2m；桩端面积，=3.14 D/4=0.2826mm；则：s =1884 0.070 9.42 1.2=1490.77p =0.300 9.420.2826 10=798.63所以：1490.77+798.63=2289.4（2）桩基底竖向承载力设计值：式中：、分别为单桩总极限侧阻力和总极限端阻力标准值；、分别为桩侧阻力分项系数、桩端阻抗力分项系数，查桩基础技术规范9494，1.65则：2289.4/1.65=1387.5(3)桩底竖向力设计值 N：16221

7、.4+（G承台桩身）1.2=500 1.4/4+（3.63.61.024/4+3.14 0.30.31224）1.2=272.38（4）桩基承载力验算V0NR，即桩基满足承载力要求，V01.0272.38=272.38，1387.5所以V0NR，桩基满足承载力要求。5.3 塔机群桩基础的桩身承载力（1）塔机桩基承台及群桩抗扭验算：反力法：1/2k 0.5 3.61.0=1.8承台土抗力形成的抵抗力矩=1/3 H1/31.83.6=2.16群桩在塔机扭矩作用下，表现为桩顶的水平荷载，如上图所示。/4=（2）塔机桩身最大内力计算：塔机群桩基础的单桩，当水平力和受扭水平力方向相同时叠加，桩此时的水平

8、力最大。H顶=1.4（4）=由线弹性地基反力法“m”法，得出桩身最大弯矩 H顶/（3）塔机桩身配筋率计算当满足o及当桩顶最大水平力 H顶符合下列条件时，桩身可按构造配筋。o H顶(1+0.5 tA)51.5d20.5dc混凝土轴心抗压强度设计值，桩采用C25混凝土，其 11.9，应按桩基施工工艺系数考虑折减系数，由于该桩采用干作业非挤土灌注桩，因此取折减系数0.9，即c11.9=10.71；桩身截面面积，3.14D/4=3.14 600/4=0.2826 10因为V01.0268.30=268.3110.71 0.2826 10=3.03 1063226222台台所以V0N即第一个条件满足。V

9、0H1(1+0.5 tA)51.5d20.5d式中：H1桩顶水平力设计值：H1=1.2 P21.237.5=45；综合系数，查规范 9494表得知55；d桩身设计直径，600；桩顶轴向力设计值：=268.31t混凝土轴向力设计值：t=1.27混凝土截面面积模量塑性系数，2（圆截面）桩身截面面积，0.2826 10因为V0H1=1.0 45=4526222(1+0.5 tA)51.5d20.5d=237.6所以V0H1=45(1+0.5 tA)51.5d20.5d=237.6，因此第二个条件也满足。故可按照构造要求进行桩身配筋，取配筋率为0.2%（565.2）。选用（4）塔机单桩在最大水平力作用

10、下的抗剪强度验算（1.131.04）o H顶=（5）塔机桩身开裂强度验算：1）桩身换算截面受拉边缘的截面模量W0的计算W0=3.14 32d+2(1)02222式中：d桩径，0.6m；d0为扣除保护层的桩径，d0=600-35 2=530；钢筋弹性模量及混凝土的弹性模量的比值：2.010/2.810=7.143；g桩身的配筋率，暂定 g=0.2%所以W0桩身换算截面受拉边缘的截面模量，圆形截面为W0=3.14 32d+2(1)0=3.14 0.6/32 0.6+2（7.143-1）0.002 0.53=0.022m(2)、桩的水平变异系数 a的计算式中：m桩侧土水平抗力系数的比例系数，查949

11、4表得知30；b0桩身计算宽度（m），b0=0.6+1=1.6m桩身抗弯钢度0.850=0.852.810 0.52 6=1.25 10m76243222254混凝土的弹性模量，2.810；I0桩身换算截面惯性矩，I002=0.585 1.8/2=0.52 6m得：5mb0/EI5 301032.52/1.25106=0.57（1）（3）、桩身最大弯矩计算C100的计算式中：a桩的水平变异系数 a，0.57（1）M0桩顶所受的最大弯矩，M0=781+37.5 1.8=848.5 m442H0桩顶所受的水平力，H0=37.5；得：C100=0.57 848.5/37.5=12.897的计算式中：

12、h桩的入土深度，9.50ma桩的水平变异系数 a，0.57（1）得：0.57 9.50=5.4154.0，取4.0.查表得1.0186。桩身最大弯矩 M的计算M 0848.5 1.0186=864.28 m桩身临界开裂强度计算：0t式中n桩顶竖向影响系数，0.5；桩身换算截面积；=3.14d/41+(1)=3.141.8/41+(7.134-1)0.002=2.575m得：0（400+500）/2.575=1.30 1.27 2=2.54 满足要求。1、桩身受弯剪扭承载力复核2222桩身截面抗扭塑性抵抗矩：d/16=3.14 1.8/16=1.14基础所受扭矩：1.644t 1.644 10N

13、m1.27 1.1410=2.53 10Nm因：0.17589733所以：可忽略扭矩的影响，按构造配筋。（）2175+470.91+910/21.7=913.56usfrchrpfrcAp 3.141.41030.0558.81.00.91030.48.83.140.721914.9kNR QUKSP1914.9/1.65=1160.555.2 桩基承载力验算r0NR，r0=1，即：1986.521160.55，桩基承载力不满足要求。6、桩身及承台配筋设计计算同时满足以下两式的条件其桩身及承台的配筋可按构造要求配筋1）、Y0NY0：桩基重要性系数，按二级桩取 1，N：桩顶轴向力设计值11.4承

14、台1.2：混凝土轴心抗压强度设计值A：桩身截面积1）、11.910 3.140.7=18309.34即：11986.5218309.34NG22）、Y0H1hd2105YmftA15d 05d1/532Y0H1=11.437.5=52.5=521.4 1+（0.51986.52）/（21.110 3.140.7）（1.51.4+0.51.4）=101.921.291.56=205.1所以：Y0H1=11.437.52NG15d 05d=205.1=52.5hd2105YmftA1/523221/5桩身可按构造配筋。配筋率 0.2%.H1：桩顶水平力设计值h：综合系数查 94-94 表，取 52

15、：混凝土轴心抗拉强度设计值：桩顶轴向力设计值：桩身截面模量塑性系数，园或矩形分别取定，这里取 27、身临界开裂强度计算1）、桩身换算截面受拉边缘的截面模量 W0的计算wd22032d 2E12gd0=3.141.4/321.42+2（8.25-1）1.22=0.192=0.383d：桩径E：钢筋弹性模量及混凝土弹性模量之比54EESEC=2.110/2.8010=7.525 混凝土弹性模量 2.80104：Q235 钢弹性模量 2.1105g：桩身配筋率 0.2%8.水平变异系数的计算 5mb01/5EI=60.9（1.51.4+0.5）/128.52 0.7Lm：桩侧土水平抗力系数的比例系数

16、取 6b0：桩身计算宽度，圆形桩直径1m 时 b0=0.9（1.50.5）：桩身抗裂刚度0.0020.850=0.852.810 0.0054=128.52：混凝土的弹性模量 2.8010I0：桩身换算截面惯性矩w2d1.021.82=0.920446、桩身最大弯矩计算00m1）、cH=0.67（650+220）/37.5=15.5：桩的水平变异系数取 0.67M0：桩顶所受的最大弯矩（650+220）H0：桩顶所受的水平力 37.52）、h：的计算h：桩的入土深度=5.7m：桩的水平变异系数取 0.67根据h 之积判断大于或小于 4，查表取 C=1.012计算桩身的最大弯矩、0C=8701.012=880.44身临界开裂强度计算7、0-=（0.88/0.38）-（0.51.99/2.57）=2.3-0.39=1.9321.27=2.541.91 2.54，所以，桩身在最大弯矩作用下，桩身不会开裂。M：桩身所受的最大弯矩222W0：桩身换算截面受拉边缘的截面模量n：负摩阻力系数取 0.5：桩身换算截面积=3.141.4/41+（8.25-1）0.002=1.55：桩身截面模量塑性系数，圆形取 22混凝土的抗拉强度、单桩在竖向下和横向水平力作用下，开裂强度的计算=0.88/0.38+0.2/3.140.72=2.34221.27=2.542即：满足要求。10