1、 塔吊专项施工方案 一、工程概况 本工程位于池北区天豁街与常青路交汇处，项目总占地面积 9118m2。该工程由安图县公安边防大队建设，长白山保护开发区宏宇工程勘察有限责任公司勘察，延边建筑设计研究院设计，吉林鼎金建设工程项目管理有限公司监理，长白山保护开发区正达建筑工程有限公司总承包。 本工程共一栋，三层独立基础框架结构，总建筑面积 2006 m2。设计标高 0.000 m 相当于黄海高程系绝对标高 700.75 m。室外标高 0.450。 施工现场建设场地“三通一平”已基本完成，四周围墙已砌筑完毕，场内施工道路基本 完成，建设单位提供一台 400KW 变压器已到位，建设单位所提供的水电用量基
2、本上能满足施工要求。施工图纸设计已基本到位。 根据上述情况，本工程已具备施工开工条件。 (一 )、地质条件 依据 长白山保护开发区宏宇工程 勘察 有限公司 岩土工程勘察报告，该场地基坑开挖影响深度范围内的土层分布大致如下： （ 1）、 1 层杂填土：成份杂，主要由碎石、块石及碎砖、灰渣等建筑垃圾组成，局部有旧基础，土质松散、不均。层厚 0.4-1.8m; （ 2）、 2 层粘土：灰黄色，可塑，中压缩性。层厚 0.9-2.2m； （ 3）、 3-1 层淤泥质粘土 ：浅灰色，流塑，高压缩性。层厚 0.8-2.9m； （ 4）、 3-2 层淤泥：灰色，流塑，高压缩性，含有机质。层厚 4.0-12.2
3、m； （ 5）、 3-3 层淤泥质粘土：灰色，流塑，高压缩性。层厚 0.6-3.3m； （ 6）、 3-3a 层含粘性土砾砂：灰色，松散，饱和，土质不均。层厚 0.6-4.2m； （ 7）、 4-1 层含角砾粘性土：灰色，松散，密度上部差。层厚 1.1-2.9m； （ 8）、 4-2 层含粘性土角砾：浅灰色、灰兰色、灰黄色，一般中密，局部密实。层厚 0.6-3.7m； （ 9）、 5 层全风化基岩：一般灰绿色，中下部为黄褐 色，原岩为凝灰岩，一般具有原岩结构，部分风化彻底，成土状，局部上部为残坡积土。层厚0.8-8.8m； （ 10）、 6 层强风化基岩：灰色、灰褐色、灰白色，原岩为凝灰岩，碎
4、块状构造，岩性较差，易崩解，遇水易软化。层厚 0.8-11.50m； （ 11）、 7-1 层为中强风化基岩。层厚 0.8-8.40m； 场地地下水埋深较浅，根据勘察报告地下水埋深为地表下绝对高程2.94-3.42m，主要接受大气降水和地表水渗入补给； 坑底土层 3-1、 3-2、 3-3 层土体灵敏度高，抗剪强度低，触变后强度损失大，易流变，基坑开挖时易造成坑 壁失稳、坑底涌土、地面沉陷等现象。 基坑开挖影响深度范围内地基土层的物理力学指标详下表： 层号 土层名称 厚度 重度 （KN/m3） 含水率（ %） 固 结快 剪指标 渗 透系 数（ cm/s） C（ Kpa） ( ) 水平 垂直 1
5、 杂填土 0.4 1.8 (18.0) (10.0) (10.0) 2 粘土 0.9 2.2 19.2 32.8 17.9 13.8 1.30E-8 1.17E-8 3-1 淤泥质粘土 0.8 2.9 17.4 48.5 10.2 10.2 4.78E-8 3.36E-8 3-2 淤泥 4.0 12.2 16.5 58.2 8.0 5.0 4.14E-8 1.17E-6 3-3 淤泥质粘土 0.6 3.3 17.4 47.7 11.0 10.8 3 含粘 0.6 19. 2 (2 (2 -3a 性土砾砂 4.2 5 8.5 0) 5) 4-1 含角砾粘性土 1.1 2.9 19.5 19.2
6、(30) (25) 4-2 含粘性土角砾 0.6 3.7 20.0 (40) (30) 5 全风化基岩 0.8 8.8 20.0 (50) (35) 6 强风化基岩 0.8 11.5 22.0 (100) (60) 7-1 中强风化基岩 0.8 8.4 22.0 (100) (60) 土层参数取自勘察报告（括号内数值为经验值） 土层分布见附图塔吊桩土层示意图。 (二 )、塔吊基础布置 本工程拟用 ZJ5311 型塔式起重机，考虑到周围建筑的限制及塔吊自身臂工作范围的影响，现将塔吊布置于 C-A C-9 轴之间， 43勘察点附近 ，以下计算均以 43勘察孔作为参数依据。 见附图塔吊桩定位图 。
7、(三 )、塔吊基础形式 塔吊基础采用 C30 钢筋混凝土承台，配 4 根 800 人工挖孔 灌注桩，桩底到达 7-1 层为中强风化基岩 中等风化凝灰岩。桩身采用 C30 混凝土，内配主筋 10 20，钢筋保护层 50mm。螺旋筋 8150/200（在承台下 5000 范围内为 8150）。加劲箍 122000。 塔吊桩基穿过 双 层地下室，为高承台桩基。 (四 )、基础施工 塔吊桩基采用 人工挖孔 灌注桩法成桩，施工完毕后凿除护筒下 600mm 范围内混凝土。桩基础深入承台 100mm，具体做法见附图。 桩孔灌注桩在穿过地下室底板时，底板留后浇施工洞口（ 52005200mm2） ,施工洞口周
8、侧设 3mm 钢板 止水带，具体做法如附图所示。后浇洞位置垫层采用 150 厚 C20 混凝土。后浇洞口位置待塔吊拆除后采用 C40 防水混凝土浇捣（底板设计为 C35）。 (五 )、塔基沉降控制 塔吊承台四围设 4 个沉降观测点，在 主体 楼 层 施工过程中控制观测塔吊沉降。塔基允许沉降差为 6mm，垂直度偏差 2 (六 )、塔吊基础设计依据 1.建筑地基基础设计规范（ 50007 2002） 2.混凝土结构设计规范（ GB50010 2002） 3.建筑结构可靠度设计统一标准（ GB50068 2001） 4.公路桥涵设计规范（ JTJ021 89、 JTJ022 85、 JTJ023 8
9、5、 JTJ024 85， JTJ02586） 5 .建筑桩基技术规范 JGJ94 94 二、承台抗倾覆验算 一、确定和载荷计算图式 承台自重 N1=1.2 25.1 5.2 5.2 1.0=814.44KN 塔吊独立高度： 40.5m，实际施工按 32m 考虑，房屋总高度 90 米，增加爬升降及顶面范围空间，考虑顶升高度约束共计附着高度 99 米。 共增加标准节： N= 3 5.4099 =19.5 取 20 节（其中标准节高度按说明 书之 3 米取） 增加的标准节及附着架总重： N2=1.2（ 20780 9.8 10-3+2 910 9.8 10-3） =204.86KN。其中标准节重
10、780kg/节，附着 910kg/副，按 2 副考虑 。 这样考虑是偏于安全的，因为 423.00+204.86=627.86KN 为附着状态对应说明 书中表明 100m 高度时 552KN。 特别指出：本例塔吊说明书提供的塔吊荷载取值为非工作状况的限值亦即可作为极限承载力状态下验算的最大值，一般情况下，可只计算非工作状况，况且本例说明书未提供工作状况下荷载取值。因此，可 只按下表（摘录）验算： 载 荷 工况 H (KN) N (KN) M (KN.M) MN (KN.M) 非工作状况 71.00 423.00 1575.00 0.0 二、塔吊基础抗倾覆验算 1） 塔吊最不利位置 ： 2） 抗
11、倾覆验算 M 倾 =M+Hh=1575+71 1.0=1646.00 KN.M M 抗 =N 2D=（ 423.00+814.44） 2 8.32 2 =3325.01KN.M 安全系数 k= 倾 抗MM = 00.164601.3325 =2.020 F2=- 2iXHhM X+ 4N =- 22 )25 .3 7 4(23 7 4.500.1 6 4 6 5.374+ 4 44.81400.423 =105.328KN0 满足要求 三、 高承台桩基验算 (按 JGJ94-94 附录 B 计算 ) 一 .确定基本设计参数： 1)地基土水平抗力系数的比例系数 m hm =2 (d+1)=2 (
12、0.8+1)=3.6m 该深度范围起算高程 -5.100，由 2.08m 厚淤泥及 1.52m 厚含粘性土角砾组成。 m= 4.0)2( 2 2212211 mhhhhmhm =22 6.3 52.1)52.108.22(3508.225.4 0.4 =9.894MN/m4 其中 0.4 系数为长期水平荷载所成系数。 2）桩底面地基土竖向抗力系数的比例系数 m0 近似取 m0=9.894MN/m4 3）桩身抗弯刚度 EI 钢筋混凝土弹性模量比 e= 44100.3 1020 =6.667 桩身配筋率 g= 2 28002010 =0.625 扣除保护层后桩直径 值 d0=0.8-0.05 2=
13、0.7m 桩身换算截面受拉边缘的截面模量 W0= 32d d2+2( E-1) g d02 32 7.0%6 2 5.0)16 6 7.6(28.08.0 22 = =0.0530m3 桩身换算截面惯性矩 I0= 2dw0 = 2 8.00530.0 =0.0212m4 桩身抗弯刚度 EI=0.85EcIo=0.85 3.0 104 0.0212 =540.60MN.m2 4)桩的水平变形系数 桩身计算 bo=0.9 (1.5d+0.5)=0.9 (1.5 0.8+0.5)=1.530m 桩的水平变形系数 = 5 0EImb = 5 60.540 530.1894.9 =0.489m-1 5）
14、桩身轴向压力传布系数 N 取 N=1 6）桩底面地基土竖向抗力系数 C0 桩入土 深度 h=6.78m 桩底面地基土竖向抗力系数 C0=m0 h=9.894 6.78=67.081MN/m3 基本设计参数 m (MN/m4) EI (MN.m2) (m-1) N CR (MN/m3) 9.894 540.60 0.489 1 67.081 二 .单位力作用于桩身地面处 ,桩身在该处产生的变位 1)单位力 H0 下水平位移 HH h= y=0.489 4.65=2.27385m (其中 y 取桩顶以下至地下室基础垫层高度，安全储备 lx=0.45m，因此y=4.20+0.45=4.65m) 根据
15、 JGJ94-94 附录 B 表 B-5（ 参考表 B-3 附准） HH= 31 2112 2112 BABA DBDB = 6.540489.4 13 2.12386=0.03360m/MN （查表 B-6 得 2112 2112 BABA DBDB =2.12386） 2)单位力 H0 下转角 HH= 21 2112 2112 BABA DADA = 6.540489.0 12 6.5603=0.01207MN-1 3)单位力 M0 下水平位移 HM HM= HH=0.01207 MN-1 4）单位力 M0 转角 MM HM= 1 2112 2112 BABA CACA = 6.54048
16、9.0 1 1.6787=0.00635 MN-1. m-1 单位力作用于桩身地面处，桩身在该处产生的变位 HH (m/MN) MH (MN-1) HM (MN-1) MM (MN-1. m-1) 0.0336 0.01207 0.01207 0.00635 三 .求单位力作用于桩顶时，桩顶产生的变位 1）单位力 Hi 下水平位移 HH HH = 3l30 + MMl02+2 MH l0+ HH = 6.5403 65.4 3 +0.00635 4.652+2 0.01207 4.65+0.0336 =0.3451m/MN 2）单位力 Hi 下转角 MH MH = 2l20 + MMl0+ M
17、H = 6.5402 65.4 2 +0.00635 4.65+0.0108 =0.0603 m-1 3）单位力 Mi 下的水平位移 HM HM = MH =0.0603m-1 4）单位力 Mi 下，转角 MM MM = 0l + MM= 6.54065.4 +0.00635=0.0150 MN-1 单位力作用于桩顶处，桩身在该处产生的变位 HH (m/MN) MH （ m-1) HM （ m-1) MM (MN-1) 0.3451 0.0603 0.0603 0.0150 四 .求桩顶发生单位变位时，桩顶引起的内力 1）发生单位竖向位移时，桩顶引起的内力 NN NN= 00N0 AC 1EA
18、 hl1 = 224 8.025.00 8 1.67 18.025.085.0100.3 78.6165.41 =32.734MN/m 2）发生单位水平位移时，桩顶引起的水平力 HH HH= 2MHMMHH MM = 20 6 0 3.00 1 5 0.03 4 5 1.0 0 1 5 0.0 =9.7377MN/m 3）发生单位水平位移时，桩顶引起的弯矩 MH MH= 2MHMMHH MH = 20 6 0 3.00 1 5 0.03 4 5 1.0 0 6 0 3.0 =39.1454 MN 4）发生单位转角时，桩顶引起的水平力 HM= MH=39.1454MN 5）发生单位转角时，桩顶引
19、起的弯矩 MM= 2MHMMHH HH = 20 6 0 3.00 1 5 0.03 4 5 1.0 3 4 5 1.0 =224. 313 MN.m 桩顶发生单位变位时，桩顶引起的内力 NN (MN/m) HH (MN/m) MH (MN) HM (MN) MM (MN.m) 32.734 9.7377 39.1454 39.1454 224.0313 五 .求承台发生单位变位时，所有桩顶引起的反力和位移 （ 1）单位竖直位移时引起的竖向反力 vv vv=n NN=4 32.734=130.936MN/m （ 2）单位水平位移时引起的水平反力 =n HH=4 9.7377=38.9508MN
20、/m （ 3）单位水平位移时引起的反弯矩 =- n MH=-4 39.1454=-156.5816 MN （ 4）单位单位转角时引起的水平反力 = =-156.5816 MN （ 5）单位转 角时引起的反弯矩 = n MM+ NN kixi2 =4 224.0313+32.734 (1 2.6872 ) 2 =1365.64 MN.m 承台发生单位变位时 ,所有桩顶引起的反力和位移 vv (MN/m) (MN/m) (MN) (MN) (MN.m) 130.936 38.9508 -156.5816 -156.5816 1365.64 六 .求承台变位 1）竖向位移 V2= vvr GN = 936.130 81444.0423.0 =0.00945（非工作状况） 2）水平位移 2= 2uuu u MH = 25816.15664.13659508.38 6318.15816.156071.064.1365 =0.0122m (非工作状况 ) 3)转角 2= 2uuuuuu HM = 2408.95342.923052.22 0602.0408.95476.2052.22 =0.00536 (非工作状况 ) 承台变位 变位 V (m) (m) (rad) 非 工 作 状况 0.0945 0.0122 0.0025
