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1、长沙市南湖路湘江隧道工程塔吊基础施工方案编制： 审核： 批准： 日期： 中铁隧道集团有限公司长沙市南湖路湘江隧道项目经理部 目 录1、工程概况12、塔吊选型13、塔吊桩基础及承台设计13.1桩基础设计13.2承台设计24、塔吊桩基础及承台验算24.1计算依据24.2塔吊的基本参数信息24.3塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算24.4承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算34.5承台截面主筋的计算44.6承台截面抗剪切计算54.7桩竖向极限承载力验算54.8桩配筋计算55.钻孔桩施工65.1旋挖桩施工方法及技术措施75.2测量放线75.3钻机定位75.4钻机钻进75.5清空85.6钢筋笼起吊85.7导管
2、下放、混凝土浇筑86.承台施工87安全文明施工81、工程概况南湖路隧道是长沙市“两桥一隧”重点建设项目之一，工程项目位于橘子洲大桥与猴子石大桥之间，南距猴子石大桥约3.0km，北距橘子洲大桥约3.4km，江中段位于橘子洲头以南约100m。河东岸边段北线1个匝道入口，南线3个匝道出口，分别为S1匝道、WN匝道、WS匝道，河西岸边段4个匝道，分别为A、B北线出口匝道及C、D南线入口匝道，其中A、C为双车道匝道，其他为单车道，单车道匝道、两车道匝道建筑限界分别为8m4.5m和9m4.5m。两岸接地段及匝道采用明挖法进行施工。由于河东南、北线大跨段施工场地狭小，尤其南线主隧道南侧便道无法使用汽车吊将主
3、体施工需要的材料运转至基坑内。为方便施工，同时考虑塔吊作业半径及影响范围，在北线NK1+975+992位置安装一台TC5610塔吊，塔吊承台为55m，高1.25m钢筋混凝土板，承台顶面标高为32.69m，塔吊桩基础采用4根直径1m，桩长为11.3m钻孔桩。，塔吊平面布置见附图1。2、塔吊选型根据施工需求，选用QTZ(TC1560)塔式起重机，该起重机的参数如下表所示：图2-1 TC1650主要技术参数3、塔吊桩基础及承台设计3.1桩基础设计塔吊桩基础采用4根直径为1m,桩长为11.3m的钻孔桩，桩顶预留1.25m钢筋锚固在承台中。钢筋笼主筋为2220，加强筋为202.6m，箍筋为120.2m，
4、主筋采用单面搭接连接方式，焊接长度不小于10d，箍筋采用梅花形点焊。钻孔桩保护层厚度为70mm，混凝土采用C35水下混凝土，如附图2。3.2承台设计承台尺寸为55m，高1.25m，承台顶标高为32.69，承台顶、底布置25200200mm钢筋网，端部弯90上、下对接，并布置12400400mm拉筋，混凝土采用C50普通混凝，如附图3。4、塔吊桩基础及承台验算4.1计算依据塔式起重机设计规范（GB/T13752-1992）地基基础设计规范（GB50007-2002）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）建筑安全检查标准（JGJ59-99）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）建筑桩
5、基技术规范（JGJ94-2008）等编制。4.2塔吊的基本参数信息塔吊型号：QTZ80 (TC5610)， 塔吊起升高度H：40.500m，塔身宽度B：1.6m， 基础埋深D：0.000m，自重F1：511.2kN， 基础承台厚度Hc：1.250m，最大起重荷载F2：60kN， 基础承台宽度Bc：5.000m，桩钢筋级别:HRB335， 桩直径或者方桩边长：1.000m，桩间距a：3.4m， 承台箍筋间距S：200.000mm，承台混凝土的保护层厚度：50mm， 承台混凝土强度等级：C50；额定起重力矩是：1335kNm， 基础所受的水平力：30kN，标准节长度：2.5m，主弦杆材料：角钢/方
6、钢, 宽度/直径c：120mm，所处城市：湖南长沙市， 基本风压0：0.35kN/m2，地面粗糙度类别为：D类密集建筑群，房屋较高，风荷载高度变化系数z：0.84 。4.3塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算塔吊自重（包括压重）F1=511.20kN；塔吊最大起重荷载F2=60.00kN；作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=571.20kN；1、塔吊风荷载计算依据建筑结构荷载规范（GB50009-2001）中风荷载体型系数：地处湖南长沙市，基本风压为0=0.35kN/m2；查表得：荷载高度变化系数z=0.84；挡风系数计算：=3B+2b+(4B2+b2)1/2c/(Bb)=(31.6+2
7、2.5+(41.62+2.52)0.5)0.12/(1.62.5)=0.416因为是角钢/方钢，体型系数s=2.153；高度z处的风振系数取：z=1.0；所以风荷载设计值为：=0.7zsz0=0.71.002.1530.840.35=0.443kN/m2；2、塔吊弯矩计算风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：M=BHH0.5=0.4430.4161.640.540.50.5=241.715kNm；MkmaxMeMPhc1335241.715301.251614.22kNm；3、塔吊弯矩计算风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：M=BHH0.5=0.2660.4161.640.540.50.5=145.02
8、9kNm；MkmaxMeMPhc1335145.02918.311498.33kNm；4.4承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算 依据建筑桩技术规范（JGJ94-2008）的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。Nik=(Fk+Gk)/4)/nMykxi/xj2Mxkyi/yj2；其中 n单桩个数，n=4； Fk作用于桩基承台顶面的竖向力标准值，Fk=571.20kN； Gk桩基承台的自重标准值：Gk=25BcBcHc=255.005.001.25=781.25kN； Mxk,Myk承台底面的弯矩标准值，取1614.22kNm； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方
9、向距离a/20.5=2.40m； Nik单桩桩顶竖向力标准值；经计算得到单桩桩顶竖向力标准值 最大压力：Nkmax=(571.20+781.25)/4+1614.222.40/(22.402)=673.83kN。最小压力：Nkmin=(571.20+781.25)/4-1614.222.40/(22.402)= 2.40kN。不需要验算桩的抗拔！2. 承台弯矩的计算依据建筑桩技术规范（JGJ94-2008）的第5.9.2条。 Mx = Niyi My = Nixi其中 Mx,My计算截面处XY方向的弯矩设计值； xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.90m； Ni1扣
10、除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=1.2(Nkmax-Gk/4)=574.22kN；经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2574.220.90=1033.59kNm。4.5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。 s = M/(1fcbh02) = 1-(1-2s)1/2 s = 1-/2 As = M/(sh0fy)式中，l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,期间按线性内插法得1.00； fc混凝土抗压强度设计值查表得16.70N/mm2； ho承台的计算高度：Hc-50
11、.00=1200.00mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；经过计算得：s=1033.59106/(1.0016.705000.001200.002)=0.009； =1-(1-20.009)0.5=0.009； s =1-0.009/2=0.996； Asx =Asy =1033.59106/(0.9961200.00300.00)=2883.53mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:5000.001250.000.15%=9375.00mm2。建议配筋值：HRB335钢筋，25240。承台底面单向根数20根。实际配筋值9818mm2。4.6承台
12、截面抗剪切计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-2008)的第5.9.9条，承台斜截面受剪承载力满足下面公式： Vhsftb0h0其中，b0承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm； 计算截面的剪跨比，=a/h0，此处，a=0.5m；当 3时,取=3，得=0.417； hs受剪切承载力截面高度影响系数，当h0800mm时，取h0=800mm，h02000mm时，取h0=2000mm，其间按内插法取值，hs=(800/1200)1/4=0.904； 承台剪切系数，=1.75/(0.417+1)=1.235；0.9041.2351.5750001200=10514.738kN1.2673.826
13、=808.591kN；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！4.7桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据建筑桩技术规范(JGJ94-2008)的第5.2.1条：桩的轴向压力设计值中最大值Nk=673.826kN；单桩竖向极限承载力标准值公式：Quk=uqsikli+qpkAp u桩身的周长，u=3.142m； Ap桩端面积,Ap=0.785m2；各土层厚度及阻力标准值如下表: 序号 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 抗拔系数 土名称 1 7.30 25.00 825.00 0.80 杂填土 2 4.00 180.00 4200.00 0.70 强分化砾岩 由
14、于桩的入土深度为11.30m,所以桩端是在第2层土层。单桩竖向承载力验算: Quk=3.142902.5+42000.785=6133.96kN；单桩竖向承载力特征值：R=Quk/2+cfakAc=6133.96/2+0.093005.465=3214.524kN；Nk=673.826kN1.2R=1.23214.524=3857.429kN；桩基竖向承载力满足要求！4.8桩配筋计算1、桩构造配筋计算As=d2/40.65%=3.1410002/40.65%=5105mm2；2、桩抗压钢筋计算经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋！3、桩受拉钢筋计算桩不受拉力，不计算这部分配
15、筋，只需构造配筋！建议配筋值：HRB335钢筋，1422。实际配筋值5321.4 mm2。依据建筑桩基设计规范(JGJ94-2008)，箍筋采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200300mm；受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内箍筋应加密；间距不应大于100mm；当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密；当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010的有关规定；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。5.钻孔桩施工采用1台旋挖桩进行成孔，单桩施工工艺见如图5-1
16、所示，各项施工准备工作开挖探坑测量定位钢筋笼制作埋设护筒钻机就位钢筋笼存放成孔下放钢筋笼下放导管，清孔灌注水下砼导管起卸护筒拔降孔口回填试件取样试件养护实验图5-1旋挖钻孔灌注桩施工工艺流程图5.1旋挖桩施工方法及技术措施（1）场地平整、清除杂物、换除软土、夯打密实，确保在施工中钻机及其它机械行走、搬移方便，作业过程稳定、安全。（2）封孔设备要配套齐全，并经检验合格方可投入使用。（3）根据场地条件，准备8m长，直径为1.2m钢护筒。5.2测量放线（1）由项目部测量工程师对4个桩位中心进行放线，并做好记录。（2）为避免旋喷桩钻头与钻孔桩桩体相撞，测量结果允许偏差控制在纵向50mm，横向050mm
17、。（3）测量放样资料上报监理工程师，监理工程师复测无误签字同意后进行下道工序。5.3钻机定位（1）钻机就位前，对钻机位置场地的平整度和密实度进行检查、加固，配套设备、水电接通等要全面检查落实。（2）将钻机开行至距离桩位适当的位置，固定脚撑，下放钻头，由人工辅助对准护筒中心，同时由钻机的垂直纠偏系统对钻杆进行校正，确保孔位偏差不超过5cm，垂直度偏差不大于1%。（3）钻机就位后，测量护筒顶面标高以控制钻孔深度，避免超钻或少钻。（4）报请监理工程师，检查合格后，方可开钻。5.4钻机钻进（1）由于该段地层68m为杂填土，在钻进工程中，随开挖深度埋设钢护筒，护筒埋设深度为8m，杂填土层后即为强风化砾岩
18、，钻进工程中无需泥浆护臂。（2）根据地质勘探资料按不同的地层选用适当的钻进参数，控制好钻进速度。（3）钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。（4）当旋挖斗钻头顺时针旋转钻进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐，钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后，提升钻头到地面卸土。（5）开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以保证孔位不产生偏差，钻进护筒以下3m可采用高速钻进。（6）提升钻具排碴时应慢速提升，避免过大搅动孔壁，导致塌孔事故。钻头提出孔口时应防止碰撞护筒、孔壁和钩挂护筒底部。每次
19、提升钻头时，应及时向孔内补充泥浆，以保证孔内泥浆高度。（7）在钻进过程中注意观察地质情况，如发现地质情况与岩土报告不符或发生钻进困难、跳钻等现象时，立即停车检查，查明情况并采取有效处理措施。情况不明时立即通知设计院、监理等部门，研究处理方案。（8）对整个钻孔过程做好详细记录，进行总结分析，采取措施提高成孔质量，指导后续旋挖钻孔桩进行施工。5.5清空由于未设置泥浆护臂，孔内只有地表水，水质较清澈，在导管下好后检查水质量，若水质浑浊，且孔底成渣较厚，则在导管内注入清水，换置浑浊的水。5.6钢筋笼起吊根据设计方案加工钢筋笼，钢筋笼起吊前须经监理工程师验收并同意后起吊，起吊采用3点起吊方法，并派专人指
20、挥，起吊、下放钢筋笼应平稳。5.7导管下放、混凝土浇筑导管采用250mm的钢管，安装前要检查其内壁光滑度，对检查合格的导管在平整开阔场地进行试拼。将试拼合格的导管用25t吊车按编号逐节吊入孔内，在孔口处进行连接，下管时必须人工辅助，位置应保持居中，不得碰撞钢筋笼，以免造成钢筋笼倾斜或孔壁坍塌。混凝土浇筑采用C35水下混凝土，浇筑时应根据浇筑高度计导管埋深确定导管的拔出数量。混凝土浇筑应连续，间隔时间不超过30分钟。6.承台施工钻孔桩满足设计强度之后，进行开挖施工承台基础，按设计方案进行承台钢筋绑扎及混凝土浇筑。7安全文明施工（1）认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，坚持管生产必须管安全的原则
21、 ，根据“国务院管理加强企业生产中安全工作的几项规定”和“国营建筑企业安全生产工作条例”，结合我公司实际和本工区工程特点，专职安全员和作业队兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理。（2）明确、落实各部门、各岗位安全责任制，形成“行政管理安全、技术保安全、部门促安全”局面，真正做到人人事事保安全。（3）建立安全制度，广泛宣传，加强教育和培训，树立“安全为了生产，生产必须安全” 安全意识。（4）合理高效的组织实施，形成安全检查制度化。工程实施过程中，每周召开一次安全例会，检查安全生产措施的落实情况，研究施工中存在的安全隐患，及时补充完善安全措施；每月进行安全设施大检查，总结评比和奖惩。
22、（5）各级安全员深入施工现场，督促操作工人和指挥人员遵守操作规程，制止违章操作、无证操作、违章指挥和违章施工。（6）为确保安全，在施工现场布置足够的照明灯光，警示标志，围护设施。（7）工程实施前，对投入的机电设备和施工设施进行全面的安全检查，未经验收的不准使用，并在施工现场设置必要的护栏、安全标志和警告牌。（8）施工现场的临时用电严格按照施工现场临时用电安全技术规范的规定执行。施工场地内的一切电源、电器的安装和拆除，必须由持证电工专管，电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。电器安装后经验收合格才准接通电源使用。 （9）施工人员进入现场必须戴安全帽，不准穿拖鞋，不准酒后上班。（10）施工机械由
23、具有机械作证专人操作，任何人不得擅自操作。对工程机械应经常检查，对操作人员要经常进行安全意识教育。对机械操作人员要建立档案，专人管理。不酒后操作机械，机械不带病运转、超负荷运转。（11）起吊钢管支撑等重物时必须由专人指挥，起重臂下严禁站人，严格遵守十吊十不吊原则。（12）建立健全交接班制度，办理交接班的两组人员必须对当班所有机具设施进行检查，如有不符合要求的必须立即整改或更换。（13）严格执行机电设备定期检修，日常的维修与保养，把安全隐患消灭于萌芽之中。进行高空作业和特殊作业前，必须配戴安全或特殊防护用品，防止发生人身安全事故。（14）从事电焊、高空作及起重作业等特殊作业人员，各种机械的操作人员，必须经过劳动部门专业培训考试取得合格证后，方准持证独立操作。（15）吊装设备、提升系统由专人定期检查，操作人员严格按照操作规程操作。（16）起重作业严格按照建筑机械作用安全技术规程和建筑安装工人安全技术操作规程规定的要求执行。（17）所有运输车辆均不准超载、超宽、超高运输。运装大体积或超长料具时，有专人指挥，专车运输，并设置显示界限的标志，确保安全生产。（18）加强全员的安全教育和技术培训考核,自觉地遵守各项安全生产法令和规章制度,严格执行操作规程。