塔式起重機(jī)基礎(chǔ)專項(xiàng)施工方案

廣州市軌道交通七號(hào)線大洲車輛段與綜合基地【施工Ⅱ標(biāo)】建筑起重機(jī)械基礎(chǔ)專項(xiàng)施工方案施工單位：中鐵十一局集團(tuán)有限公司建設(shè)單位：廣州市地下鐵道總公司監(jiān)理單位：廣州軌道交通建設(shè)監(jiān)理有限公司編制：審核：批準(zhǔn)：日期：2015年3月16日目錄TOC\o"1-3"\h\u一、工程概況 01.1項(xiàng)目基本概況 01.2編制依據(jù) 0二、塔式起重機(jī)主要技術(shù)性能參數(shù) 0三、初步設(shè)計(jì) 1四、基礎(chǔ)地質(zhì)情況及相關(guān)驗(yàn)算過程 24.1基礎(chǔ)地質(zhì)情況 24.1.1塔吊基礎(chǔ)地質(zhì)情況 24.1.2巖土力學(xué)資料 34.1.3基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要參數(shù) 34.2樁頂作用效應(yīng)計(jì)算 44.2.1豎向力計(jì)算 44.2.2水平力計(jì)算 44.3單樁允許承載力特征值計(jì)算 44.3.1單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 54.3.2樁基豎向承載力計(jì)算 54.4樁基水平承載力驗(yàn)算 54.4.1單樁水平承載力特征值計(jì)算 54.5抗拔樁基承載力驗(yàn)算 54.5.1抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 54.5.2抗拔承載力計(jì)算 64.6抗傾覆驗(yàn)算 64.7樁身承載力驗(yàn)算 74.7.1正截面受壓承載力計(jì)算 74.7.2預(yù)制樁插筋受拉承載力驗(yàn)算 74.7.3承臺(tái)受沖切承載力驗(yàn)算 74.7.4承臺(tái)抗彎驗(yàn)算 84.8計(jì)算結(jié)果 8五、質(zhì)量驗(yàn)收及保證措施 115.1鋼筋 125.1.1鋼筋原材料質(zhì)量要求 125.1.2鋼筋的檢驗(yàn)與存放 125.1.3鋼筋保護(hù)層要求 135.1.4鋼筋加工制作和焊接 135.1.5鋼筋安裝綁扎要求 135.2混凝土施工 135.2.1混凝土的供應(yīng)方式 135.2.2混凝土的澆筑 135.2.3混凝土的養(yǎng)護(hù) 145.3防雷措施 14六、安全文明控制措施 14一、工程概況1.1項(xiàng)目基本概況廣州市軌道交通七號(hào)線一期工程大洲車輛段與綜合基地占地約25.4478公頃，段址位于番禺區(qū)鐘村鎮(zhèn)石壁村，廣州新客站西北約2000m、石壁村西側(cè)約800m處，為一不規(guī)則形用地。擬建大洲車輛段綜合樓位于大洲車輛段場(chǎng)內(nèi)西北側(cè)，綜合樓為地上五層、局部地下一層框架結(jié)構(gòu)，建筑總高度22.5米，總建筑面積18932.6m2，建筑基地面積為3756.1m2。綜合樓正負(fù)零標(biāo)高為絕對(duì)高程8.5米，場(chǎng)地現(xiàn)已平整，場(chǎng)地標(biāo)高為8.2米。根據(jù)本工程規(guī)模和施工實(shí)際需要，在地下室及主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)需裝設(shè)一臺(tái)施工塔式起重機(jī)，解決垂直運(yùn)輸問題。按施工組織設(shè)計(jì)中施工總平面布置圖，在綜合樓西側(cè)中部安裝一臺(tái)QTZ80（TC6012）型塔式起重機(jī)，以提高勞動(dòng)效率。1.2編制依據(jù)塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范GB/T13752-1992塔式起重機(jī)混凝土基礎(chǔ)工程技術(shù)規(guī)程JGJ/T187-2009建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2011建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50204-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010塔式起重機(jī)主要技術(shù)性能參數(shù)QTZ80塔式起重機(jī)主要技術(shù)性能參數(shù)詳見下表：技術(shù)性能表QTZ80（TC6012）工作幅度最小2.2m最大60m起升高度獨(dú)立式附著式45m200m最大起重量6t起升YZRDW225M/24KWa=2a=4tm/mintm/min30~4060~201.50~8030~40變幅m/min40/20KW3.3/2.2回轉(zhuǎn)r/min0~0.6KW3.7/2電源380V50HZ工作狀態(tài)非工作狀態(tài)反力F190t118t反力F270t92t三、初步設(shè)計(jì)塔式起重機(jī)采用樁基礎(chǔ),塔式起重機(jī)承臺(tái)基礎(chǔ)配筋按QTZ80（TC6012）自升塔式起重機(jī)使用說明書要求，尺寸5000×5000×1500㎜（長×寬×高），砼強(qiáng)度等級(jí)C35。根據(jù)QTZ80自升塔式起重機(jī)使用說明書，塔式起重機(jī)固定基礎(chǔ)的載荷如下：P1——基礎(chǔ)所受垂直力P2——基礎(chǔ)所受水平力M——基礎(chǔ)所受傾翻力矩MK——基礎(chǔ)所受扭矩根據(jù)使用說明書,在工作及非工作狀態(tài)下,各力學(xué)參數(shù)最大值如下:P1max=97.1tP2max=4.5tMmax=196.7t·mMk=30.5t·m四、基礎(chǔ)地質(zhì)情況及相關(guān)驗(yàn)算過程4.1基礎(chǔ)地質(zhì)情況4.1.1塔吊基礎(chǔ)地質(zhì)情況根據(jù)塔機(jī)的安裝位置及綜合樓地質(zhì)補(bǔ)堪報(bào)告，選擇MGZ3-CLD-FJB09的鉆探資料作為計(jì)算依據(jù)。圖4-1綜合樓鉆孔柱狀圖

4.1.2巖土力學(xué)資料根據(jù)鉆孔柱狀圖，分析預(yù)制管樁樁頂以下巖土力學(xué)資料見下表：序號(hào)地層名稱厚度L(m)極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik(kPa)極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk(kPa)qsiki(kN/m)抗拔系數(shù)λiλiqsik*i(kN/m)1填土2.1020.0042.000.4016.802淤泥土0.5010.005.000.402.003粉砂8.820.00176.000.4070.44粉質(zhì)粘土6.9046.00317.400.60190.445全風(fēng)化礫巖6.70110.006600.00737.000.70515.9樁長251277.4∑qsik*Li∑λiqsik*Li795.544.1.3基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要參數(shù)基礎(chǔ)樁采用4根PHC-400-95AB型預(yù)應(yīng)力管樁,樁頂標(biāo)高-1.90m；樁混凝土等級(jí)C80,fC=35.90N/mm2,EC=3.80×104N/mm2；ft=2.22N/mm2,樁長暫定25m,管道壁厚95mm；樁尖入巖深度大于1m;鋼筋選用HRB335，fy=300.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2；承臺(tái)尺寸長(a)=5.00m,寬(b)=5.00m,高(h)=1.50m；樁中心與承臺(tái)中心線垂直距離為1.90m,承臺(tái)頂面標(biāo)高-0.50m；承臺(tái)混凝土等級(jí)C35，ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3。Gk=a×b×h×γ砼×1.2=5.00×5.00×1.50×25×1.2=1125.00kN圖4-2塔吊基礎(chǔ)尺寸示意圖4.2樁頂作用效應(yīng)計(jì)算4.2.1豎向力計(jì)算1）軸心豎向力作用下Nk=(Fk，＋Gk)/n=(850.00+1125.00)/4=493.75kN2）偏心豎向力作用按照Mx作用在對(duì)角線進(jìn)行計(jì)算，Mx=Mk=2728.00kN.m，yi=1.90×20.5=2.69mNk=(Fk，＋Gk)/n±Mxyi/Σyi2=493.75±(2728.00×2.69)/(2×2.692)=493.75±507.06Nkmax=1000.81kN,Nkmax=-13.31kN(基樁承受豎向拉力)。4.2.2水平力計(jì)算Hik=Fh，/n=70.00/4=17.50kN4.3單樁允許承載力特征值計(jì)算管樁外徑d=400mm=0.40m，內(nèi)徑d1=400-2×95=210mm=0.21m，hb=1.50m,hb/d=1.50/0.4=3.75,λp=0.16×2.5=0.64.3.1單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算Aj=π(d2-d12)/4=3.14×(0.402-0.212)/4=0.12m2,Apl=πd12/4=3.14×0.212/4=0.035m2Qsk=u∑qsiki=πd∑qsiki=3.14×0.4×1277.4=1604.4kNQpk=qpk(Aj+λpApl)=6600.00×(0.12+0.6×0.035)=930.6kNQuk=Qsk＋Qpk=1604.4+930.6=2535NRa=1/KQuk=1/2×2535=1267.5kN4.3.2樁基豎向承載力計(jì)算1）軸心豎向力作用下Nk=493.75kN＜Ra=1267.5kN,豎向承載力滿足要求。2）偏心豎向力作用下Nkmax=1000.81kN＜Ra=1.2×1267.5=1521kN,豎向承載力滿足要求。4.4樁基水平承載力驗(yàn)算4.4.1單樁水平承載力特征值計(jì)算I=π(d4-d14)/64=3.14/64×(0.404-0.214)=1.16×10-3m4EI=EcI=3.80×107×1.16×10-3=44102.1N.m2查表得:m=10.00×103kN/m4,Xoa=0.010mbo=0.9(1.5d+0.5)=0.99m=990mmα=(mbo/ECI)0.2=(10.00×1000×0.99/44102.1)0.2=0.74αL=0.74×25=18.5＞4,按αL=4,查表得:υx=2.441RHa=0.75×(α3EI/υx)χoa=0.75×(0.743×44102.1/2.441)×0.01=52.71kN（2）樁基水平承載力計(jì)算Hik=17.50kN＜Rha=52.71kN,水平承載力滿足要求。4.5抗拔樁基承載力驗(yàn)算4.5.1抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算Tgk=1/nu1ΣλiqsikLi=1/4×(1.90×2+0.40)×795.54=835.32kNTuk=ΣλiqsikuiLi=795.54×3.14×0.40=999.2kN4.5.2抗拔承載力計(jì)算Ggp=5.00×5.00×18.40×18.80/4=2162.00kNGp=0.09×18.50×25=41.63kNTgk/2+Ggp=835.32/2+2162.00=2579.7kN＞Nkmin=13.31kN,基樁呈整體性破壞的抗拔承載力滿足要求。Tuk/2+Gp=999.2/2+41.63=541.23kN＞Nkmin=13.31kN,基樁非呈整體性破壞的抗拔承載力滿足要求。4.6抗傾覆驗(yàn)算圖4-3傾覆點(diǎn)示意圖a1=2.35m,bi=5.00/2+1.90=4.40m，傾覆力矩M傾=M＋Fhh=2630+70.00×1.40=2728.00kN.m抗傾覆力矩M抗=（Fk＋Gk/1.2）ai＋2(Tuk/2+Gp)bi=(850.00+1125.00/1.2)×2.35+2×(524.38/2+41.63)×4.40=6874.25kN.mM抗/M傾=6874.25/2728.00=2.52抗傾覆驗(yàn)算2.52＞1.6,滿足要求。4.7樁身承載力驗(yàn)算4.7.1正截面受壓承載力計(jì)算Ψc=0.85ΨcfcAj=0.85×35.90×1000×0.12=3661.8kN正截面受壓承載力=3661.8kN＞Nkmax=1000.81kN,滿足要求。4.7.2預(yù)制樁插筋受拉承載力驗(yàn)算插筋采用HRB335，fy=300.00N/mm2，取4Ф20，As=4×314=1256mm2fyAs=300×1256=376800N=376.80kNfyAs=376.80kN＞Nkmin=13.31kN,正截面受拉承載力滿足要求。M傾/(4xiAs)=2728.00×1000/(4×1.90×1256)=285.79N/mm2M傾/(4xiAs)=285.79N/mm2＜300.00N/mm2,滿足要求。4.7.3承臺(tái)受沖切承載力驗(yàn)算（1）塔身邊沖切承載力計(jì)算Fι=F－1.2ΣQik=Fk，=850.00kN，ho=1.50-0.10=1.40m=1400mmβhp=1.0+(2000-1500)/(2000-800)×(0.9-1.0)=0.96а0=1.90-0.40/2-1.70/2=0.85m,λ=а0/ho=0.85/1.50=0.57β0=0.84/(λ+0.2)=0.84/(0.57+0.2)=1.09um=4×(1.65+ho)=4×(1.65+1.40)=12.20mβhpβ0umftho=0.96×1.09×12.20×1.57×1000×1.40=28059.84kN承臺(tái)受沖切承載力=28059.84kN＞Ft=850.00kN,滿足要求。（2)角樁向上沖切力承載力計(jì)算N1=Nk，=Fk，/n+Mxyi/Σyi2=850.00/4+2728.00×2.69/(2×2.692)=719.56kNλ1x=λ1y=а0/ho=0.85/1.50=0.57,c1=c2=0.60+0.25=0.85mβ1x=β1y=0.56/(λ1x+0.2)=0.56/(0.57+0.2)=0.73[β1x(c1+а1y)/2+β1y(c1+а1y)/2]βhpftho=0.73×(0.85+0.80/2)×2×0.96×1.57×1000×1.40=3850.90kN角樁向上沖切承載力=3850.90kN＞2Nl=1439.13kN,滿足要求。（3)承臺(tái)受剪切承載力驗(yàn)算Nk，=Fk，/n+Mxyi/Σyi2=850.00/4+2728.00×2.69/(2×2.692)=719.56kNV=2Nk，=2×719.56=1439.12kNβhs=(800/ho)1/4=(800/1400)0.25=0.87,λ=а0/ho=0.85/1.5=0.57α=1.75/(λ+1)=1.75/(0.57+1)=1.11,b0=5.00m=5000mmβhsαftb0ho=0.87×1.11×1.57×1000×5.00×1.40=10613.04kN承臺(tái)受剪切承載力=10613.04kN＞2Nl=1439kN,滿足要求。4.7.4承臺(tái)抗彎驗(yàn)算（1)承臺(tái)彎矩計(jì)算Ni=Fk，/n+Mxyi/Σyi2=850.00/4+2728.00×2.69/(2×2.692)=719.56kN,Xi=1.90mM=ΣNiXi=2×719.56×1.90=2734.34kN.m（2)承臺(tái)配筋計(jì)算承臺(tái)采用HRB335，fy=300.00N/mm2As=M/0.9fyho=2734.34×106/(0.9×300×1400)=7234mm2取29Ф25@176mm(鋼筋間距滿足要求),As=29×254=7366mm2承臺(tái)配筋面積7366mm2＞7234mm2,滿足要求。圖4-4承臺(tái)彎矩示意圖4.8計(jì)算結(jié)果（1）基礎(chǔ)樁4根φ400預(yù)應(yīng)力管樁,樁頂標(biāo)高-1.90m,設(shè)計(jì)樁長25m，單樁設(shè)計(jì)承載力特征值為1100KN；樁混凝土等級(jí)C80,壁厚95mm,樁頂插筋4Ф20，（2）承臺(tái)長(a)=5.00m，寬(b)=5.00m，高(h)=1.50m，樁中心與承臺(tái)中心1.90m，承臺(tái)面標(biāo)高-0.50m；混凝土等級(jí)C35，承臺(tái)底、面鋼筋采用雙向29Ф25@176mm。（3）基礎(chǔ)大樣圖圖4-5塔吊基礎(chǔ)平面圖圖4-6塔吊基礎(chǔ)剖面圖圖4-7承臺(tái)配筋圖預(yù)埋塔吊專用螺栓直徑為36mm，總長度為1100mm，埋置深度950mm，露出承臺(tái)部分高度為150mm，共36根。塔吊定位鋼板厚度為5mm，尺寸為600mm×600mm，共設(shè)置8個(gè)。圖4-8預(yù)埋螺栓大樣圖圖4-9預(yù)埋件安裝定位圖圖4-10承臺(tái)與預(yù)制樁連接詳圖五、質(zhì)量驗(yàn)收及保證措施塔式起重機(jī)的地基基礎(chǔ)是保證塔吊安全使用的核心條件，在基礎(chǔ)質(zhì)量管控過程中嚴(yán)格執(zhí)行“自檢、互檢、交接檢”的“三檢制”，嚴(yán)格按照驗(yàn)收規(guī)范對(duì)管樁、鋼筋等進(jìn)場(chǎng)材料，樁基礎(chǔ)樁頂標(biāo)高、樁長、單樁承載力，混凝土強(qiáng)度、預(yù)制構(gòu)件性能等進(jìn)行驗(yàn)收。管樁施工、鋼筋綁扎、混凝土澆注等工序都必須嚴(yán)格遵守驗(yàn)收程序，在上一道工序驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下一道工序的施工。凡經(jīng)驗(yàn)收合格的工序，按時(shí)填寫檢驗(yàn)批及工程驗(yàn)收記錄表。塔吊基礎(chǔ)承臺(tái)驗(yàn)收基本的要求如下：塔吊基礎(chǔ)開挖深度為1600mm，基礎(chǔ)施工后承臺(tái)表面標(biāo)高基本與原來地面水平面?；A(chǔ)底部夯實(shí)后澆C15墊層100mm厚；承臺(tái)砼強(qiáng)度等級(jí)C35承臺(tái)砼基礎(chǔ)的高度為1500㎜混凝土基礎(chǔ)表面應(yīng)校水平，平面度允許偏差，小于1/500塔吊承臺(tái)基礎(chǔ)配筋按承臺(tái)配筋大樣進(jìn)行綁扎，嚴(yán)格按照施工大樣圖進(jìn)行施工。塔吊基礎(chǔ)預(yù)埋地腳螺栓，安裝尺寸必須按圖預(yù)埋并固定，澆砼后對(duì)地腳螺栓位置進(jìn)行復(fù)核，在兩個(gè)方向的中心線掛鉛垂線，保證預(yù)埋腳及基礎(chǔ)面平整度符合要求，塔吊標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的垂直度與水平面的垂直度≤1/1000。塔吊的安裝、運(yùn)行必須待基礎(chǔ)砼強(qiáng)度達(dá)到90%后方能進(jìn)行。5.1鋼筋5.1.1鋼筋原材料質(zhì)量要求（1）進(jìn)場(chǎng)鋼筋均有出廠合格證，每批鋼筋抽樣進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，合格方可加工制作。（2）鋼筋表面清潔無油污，銹蝕的鋼筋禁止使用，對(duì)彎曲的鋼筋使用前進(jìn)行調(diào)直處理。5.1.2鋼筋的檢驗(yàn)與存放（1）鋼筋進(jìn)場(chǎng)要具有出廠證明書和試驗(yàn)報(bào)告單，并分批作機(jī)械性能試驗(yàn)。如使用中發(fā)現(xiàn)鋼筋脆斷、焊接性能不良和機(jī)械性能顯著不正常時(shí)，立即停止鋼筋施工，還應(yīng)進(jìn)行鋼筋化學(xué)成分分析。（2）鋼筋取樣，每批重量不大于60t。在每批鋼筋中的任意兩根鋼筋上各取一套，每套試樣從每根鋼筋端部截去500mm，然后再截取試樣二根，一根作拉力試驗(yàn)（包括屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度和延伸率），另一根作冷彎試驗(yàn)。（3）進(jìn)場(chǎng)的每批鋼筋用完后，鋼筋工長、試驗(yàn)人員在試驗(yàn)報(bào)告合格證明書上注明使用的部位，以便今后對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，確保工程質(zhì)量。（4）鋼筋在儲(chǔ)運(yùn)堆放時(shí)鋼筋的成品派專人管理，要分分部、分層、分段和構(gòu)件名稱，按號(hào)碼順序堆放，同一部位或同一構(gòu)件的鋼筋要放在一起，并有明顯標(biāo)識(shí)，標(biāo)識(shí)上注明構(gòu)件名稱、部位、鋼筋型號(hào)、尺寸、直徑、根數(shù)。并按級(jí)別、品種分規(guī)格堆放整齊，鋼筋與地面之間支墊不低于200mm的底墊或搭設(shè)鋼管架，對(duì)于數(shù)量較大，使用時(shí)間較長的鋼筋表面加覆蓋物，防止鋼筋銹蝕、污染以及冬季結(jié)冰。（5）鋼筋規(guī)格品種不齊需代換時(shí)，先經(jīng)過設(shè)計(jì)單位同意，方可進(jìn)行代換，并及時(shí)辦理技術(shù)核定單。5.1.3鋼筋保護(hù)層要求所有鋼筋保護(hù)層的厚度由混凝土墊塊來保證，其墊塊由1：2水泥碎石制成，標(biāo)號(hào)C35，設(shè)計(jì)成在澆制混凝土?xí)r不會(huì)翻動(dòng)且在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下盡可能的小。5.1.4鋼筋加工制作和焊接（1）采用連續(xù)配筋方法配筋，盡量不丟短節(jié)，節(jié)約鋼筋。（2）專業(yè)工人須持證上崗，并做好現(xiàn)場(chǎng)焊接鋼筋的隨機(jī)取樣工作。（3）同一連接區(qū)段內(nèi)鋼筋搭接接頭面積百分率不大于25％，焊接接頭面積百分率不大于50%。（4）鋼筋制作必須符合設(shè)計(jì)要求，并滿足抗震規(guī)范的要求，平直段長度不應(yīng)小于10d