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1、福州海峽奧林匹克體育中心配套用房及辦公塔吊基礎設計施工方案中建海峽建設發展有限公司二一三年六月 目 錄一、編制依據1二、工程概況1三、塔吊選型1四、塔吊基礎定位施工及防護2五、塔吊計算書35.1塔吊的基本參數信息35.2基礎的基本參數信息35.3各樁位參考土層參數35.4塔吊基礎承臺頂面的豎向力和彎矩計算85.5承臺彎矩及單樁樁頂豎向力的計算.95.6承臺截面主筋的計算.105.7承臺截面抗剪切計算.115.8樁豎向極限承載力驗算.115.9樁基礎抗拔驗算.12六、深基坑塔吊基礎.126.1施工方案一.126.2施工方案一.12七、附圖13一、編制依據本方案主要依據施工圖紙及以下規范及參考文獻2、編制:塔式起重機使用說明書福州海峽奧林匹克體育中心配套用房及辦公巖土工程勘察報告塔式起重機設計規范（JGJT187-2009）建筑地基基礎設計規范（GB50007-2011）建筑結構荷載規范（GB50009-2011）建筑安全檢查標準（JGJ59-2011）混凝土結構設計規范（GB50010-2010）建筑樁基技術規范（JGJ94-2008）福州海峽奧林匹克體育中心配套用房及辦公施工圖二、工程概況福州海峽奧林匹克體育中心體育場工程配套用房及辦公位于福州市南臺島倉山組團中部，北臨建新大道，南至規劃的鳳山路，東起福灣路，西至城市規劃路，由福州中建城市開發建設有限公司投資建設，中建（北京）國際設計顧3、問有限公司設計。本工程主體平臺連接體育場和綜合體育館，南北長約235.6m,東西長約759.9m,工程正負零為羅零高程+8.450，結構型式為框架結構，地下室為框架剪力墻結構，地下一層，地上1至5層，總共分為7個區域，總建筑面積144523 m2，其中地下室面積為24907.76（包括人防面積17967.67和人防物資庫6940.09），高度為23.8m。商業中心基礎為樁承臺基礎，樁徑為PHC-500-125-AB型管樁，承臺頂面標高為-5.0m、-0.55m、-2.45m（0.00為8.45m）。現場場地經平整、回填，目前場地標高約-0.55m。三、塔吊選型本工程塔式起重機主要用于主體混凝土4、結構施工中的水平垂直運輸，根據本工程造型特點、周邊體育場和游泳館、綜合體育館、網球館的塔吊布置情況，環境情況、工程安排部署的需要及考慮各方面的因素，本工程計劃布置11臺QTZ160塔吊，臂長60m，使用高度為40m。塔吊基礎參考工程抗拔樁進行設計，采用PHC-500-125-AB型管樁，樁長結合各塔吊基礎臨近勘探孔確定。具體布置如下表（各孔位土層剖面圖見附圖6）：表3.1 塔吊選型表編號塔吊型號參考樁孔樁長編號塔吊型號參考樁孔樁長1#塔吊QTZ160PK32387#塔吊QTZ160ZK77322#塔吊QTZ160 ZK132308#塔吊QTZ160ZK55303#塔吊QTZ160ZK137405、9#塔吊QTZ160PK8404#塔吊QTZ160ZK1274010#塔吊QTZ160ZK19435#塔吊QTZ160ZK852711#塔吊QTZ160ZK4376#塔吊QTZ160ZK8233四、塔吊基礎定位施工及防護1）、根據本工程的結構特點，面積大、高度小，1#和 3#樓為一層，高度為6.0m；2#和5#為一層的框架結構，高度為5.4m；4#和6#樓高度為23.8m；7#樓為地下室一層，地上一層，高度為5.55m。1#、2#、3#樓，同時該部分場地需作為鋼結構吊裝的通道，故此處結構需留到鋼結構屋面罩棚施工完后再行施工。因此塔吊布置于環形后澆帶外，塔吊基礎布置時應避開承臺、基礎梁，塔身避開6、上部結構徑向梁，具體定位詳見施工平面圖。2）、塔吊基礎施工見“計算書”設計要求。基礎施工前應由塔吊拆裝隊技術負責人進行如下幾方面的技術交底：混凝土強度等級、鋼筋配置圖、基礎與建筑平面圖、基礎剖面圖、基礎表面平整度要求、預埋螺栓誤差要求等，交底人為工程施工負責人，雙方書面交接。基礎施工應由塔機所有部門派專人監督整個施工過程，同時做好各個隱蔽驗收紀錄，如釬探紀錄、地基隱蔽工程驗收紀錄等。施工完畢做好砼的養護，砼強度達到要求后方可安裝塔吊。3）、頂面用水泥砂漿找平，用水準儀校水平，傾斜度和平整度誤差不超過1/5000。4）、機腳螺栓位置、尺寸要絕對正確，應特別注意做好復核工作，尺寸誤差不超過0.5m7、m，螺紋位須抹上黃油，并注意保護。5）、塔基施工時做好防雷接地預埋。6)、承臺靠基坑內側周圍砌200磚墻維護，承臺靠基坑邊一側設置排水溝，溝深200，寬200，用標磚砌筑，溝內粉刷，將水排至主樓基坑邊排水溝內。五、塔吊計算書5.1塔吊的基本參數信息表5.1 塔吊基本參數表荷載工況基礎荷載P1（KN）P2（KN）M（KNm）Mk（KNm）工作工況87248.62654553非工作工況77289.529250注：本工程塔吊不采用附墻。塔吊基礎節與承臺采用地腳螺栓連接(塔吊承臺鋼筋應與管樁鋼筋焊接)，地腳螺栓采用預埋方式埋入基礎承臺內，地腳螺栓埋設位置詳見QTZ160自升式起重機使用說明書。5.2基8、礎的基本參數信息本工程塔吊基礎采用樁承臺基礎，承臺尺寸為5米5米1.8米，承臺配筋為雙層雙向B20。基礎樁PHC-500-125-AB型管樁，樁頂標高羅零標高6.2m，樁頂進入承臺內100mm，樁頭鋼筋錨入承臺長度為1m。具體見下表：表5.2.1 塔基參數表基礎承臺預制樁基礎承臺厚度Hc1.800m樁直徑0.500m基礎承臺寬度Bc5.000m樁空心直徑0.25m承臺混凝土強度等級C35樁混凝土強度等級C80承臺混凝土的保護層厚度50mm樁數4承臺鋼筋級別HRB400樁間距a3m承臺頂面覆土厚度0m樁頂標高（羅零）1.75m、6.2m、4.3m5.3各樁位參考土層參數根據福州海峽體育中心中心區9、配套用房及平臺巖土工程勘察報告（詳細勘察）,工程編號：2010-12-B15可查出本工程各土層參數如下表：表5.3.1 塔位各土層厚度及阻力標準值表層號土層名稱天然地基承載力特征值 fak抗拔系數預制樁(標準值)地層厚度（m）樁側極限摩阻力qsk樁端極限端阻力qpkkPakPaMPa1#塔 累計 側阻力2#塔 累計 側阻力3#塔 累計 側阻力4#塔 累計 側阻力5#塔 累計 側阻力6#塔累計 側阻力PK32ZK132ZK137ZK127ZK85ZK821雜填土0.7300.391.7600.172.380.731.592粉質粘土（粘土）100-1200.75401.252.1010.52.1110、.73淤泥450.71511.494.58.888.511818.547.258.5487.6604粉質粘土1600.755511.4721.53.93038.856511.2740.258.45108.45224-1礫砂1500.75005砂質粘土180557.2123309.61093850.255-1淤泥（淤泥質土）500.72007.8892.255-2礫砂2000.756001.31084.256殘積礫(砂)質粘性土2500.7753.2147312.71255.53.613634.31129.256.71024.56-1砂質粘土2000.75706-2坡積粉質粘土1800.555511、7全風化花崗巖3200.7905.53174305.318401507.256.811225.31501.57-1全風化閃長巖3000.7805.08砂土狀強風化花崗巖5000.71008.010.628039.62215.510.1285019.53457.2511.222425.520518-1砂土狀強風化閃長巖4500.85907.09碎塊狀強風化花崗巖700129.95.918.413.27.49-1碎塊狀強風化閃長巖5009-2碎塊狀強風化輝石安山巖70010中風化花崗巖350068.35.65.28.410-1中風化閃長巖300010-2中風化輝石安山巖3500續 各土層厚度及阻力12、標準值表層號土層名稱天然地基承載力特征值 fak抗拔系數預制樁(標準值)地層厚度（m）樁側極限摩阻力qsk樁端極限端阻力qpkkPakPaMPa7#塔 累計 側阻力8#塔 累計 側阻力9#塔 累計 側阻力10#塔 累計 側阻力11#塔 累計 側阻力ZK77ZK55PK8ZK19ZK41雜填土0.7300.771.7511.731.632粉質粘土（粘土）100-1200.75401.101.80.282.33淤泥450.7158.1649.59.611710.71417.94510.2112.54粉質粘土1600.755514.18253.62826.754939.96068.15584-1礫砂13、1500.7505砂質粘土18055408.513.159885-1淤泥（淤泥質土）500.7205-2礫砂2000.75606殘積礫(砂)質粘性土2500.7754112588211295.512.415364.7910.56-1砂質粘土2000.75706-2坡積粉質粘土1800.55557全風化花崗巖3200.7905.52.913864.710196.49.924549.51765.57-1全風化閃長巖3000.7805.08砂土狀強風化花崗巖5000.71008.04.1218611.924697.72435.51034546.82445.58-1砂土狀強風化閃長巖4500.859014、7.09碎塊狀強風化花崗巖7002.52.118.88.513.39-1碎塊狀強風化閃長巖5009-2碎塊狀強風化輝石安山巖70010中風化花崗巖35007.4516.2710-1中風化閃長巖30005.4、塔吊基礎承臺頂面的豎向力和彎矩計算（選取最不利的塔吊10#塔吊計算）塔吊自重（包括壓重）F1=799.50kN；塔吊最大起重荷載F2=100.00kN；作用于樁基承臺頂面的豎向力Fk=F1+F2=899.50kN；風荷載對塔吊基礎產生的彎矩計算：Mkmax1840.32kNm；5.5、承臺彎矩及單樁樁頂豎向力的計算1. 樁頂豎向力的計算依據建筑樁技術規范（JGJ94-2008）的第條，在實15、際情況中x、y軸是隨機變化的，所以取最不利情況計算。Nik=(Fk+Gk)/4)/nMykxi/xj2Mxkyi/yj2；其中 n單樁個數，n=4； Fk作用于樁基承臺頂面的豎向力標準值，Fk=899.50kN； Gk樁基承臺的自重標準值：Gk=25BcBcHc=255.005.001.80=1125.00kN； Mxk,Myk承臺底面的彎矩標準值，取1840.32kNm； xi,yi單樁相對承臺中心軸的XY方向距離a/20.5=2.12m； Nik單樁樁頂豎向力標準值；經計算得到單樁樁頂豎向力標準值 最大壓力：Nkmax=(899.50+1125.00)/4+1840.322.12/(22.16、122)=939.89kN。最小壓力：Nkmin=(899.50+1125.00)/4-1840.322.12/(22.122)=72.36kN。不需要驗算樁的抗拔！2. 承臺彎矩的計算依據建筑樁技術規范（JGJ94-2008）的第條。 Mx = Niyi My = Nixi其中 Mx,My計算截面處XY方向的彎矩設計值； xi,yi單樁相對承臺中心軸的XY方向距離取a/2-B/2=0.50m； Ni1扣除承臺自重的單樁樁頂豎向力設計值，Ni1=1.2(Nkmax-Gk/4)=790.37kN；經過計算得到彎矩設計值：Mx=My=2790.370.50=790.37kNm。5.6、承臺截面主筋17、的計算依據混凝土結構設計規范(GB50010-2002)第7.2條受彎構件承載力計算。 s = M/(1fcbh02) = 1-(1-2s)1/2 s = 1-/2 As = M/(sh0fy)式中，l系數，當混凝土強度不超過C50時，1取為1.0,當混凝土強度等級為C80時，1取為0.94,期間按線性內插法得1.00； fc混凝土抗壓強度設計值查表得16.70N/mm2； ho承臺的計算高度：Hc-50.00=1750.00mm； fy鋼筋受拉強度設計值，fy=360.00N/mm2；經過計算得：s=790.37106/(1.0016.705000.001750.002)=0.003； =118、-(1-20.003)0.5=0.003； s =1-0.003/2=0.998； Asx =Asy =790.37106/(0.9981750.00360.00)=1257.07mm2。由于最小配筋率為0.15%,所以構造最小配筋面積為:5000.001800.000.15%=13500.00mm2。建議配筋值：HRB400鋼筋，20110。承臺底面單向根數43根。實際配筋值13510.6mm2。5.7、承臺截面抗剪切計算依據建筑樁技術規范(JGJ94-2008)的第條，承臺斜截面受剪承載力滿足下面公式： Vhsftb0h0其中，b0承臺計算截面處的計算寬度，b0=5000mm； 計算截面的19、剪跨比，=a/h0，此處，a=0.3m；當 3時,取=3，得=0.25； hs受剪切承載力截面高度影響系數，當h0800mm時，取h0=800mm，h02000mm時，取h0=2000mm，其間按內插法取值，hs=(800/1750)1/4=0.822； 承臺剪切系數，=1.75/(0.25+1)=1.4；0.8221.41.5750001750=15814.255kN1.2939.893=1127.871kN；經過計算承臺已滿足抗剪要求，只需構造配箍筋！5.8、樁豎向極限承載力驗算樁承載力計算依據建筑樁技術規范(JGJ94-2008)的第條：樁的軸向壓力設計值中最大值Nk=939.893kN20、；單樁豎向極限承載力標準值公式：Quk=uqsikli+qpk(Aj+pAp1) u樁身的周長，u=1.571m； Aj空心樁樁端凈面積,Aj=0.147m2； p樁端土塞效應系數，p=0.179； Ap1空心樁敞口面積，Ap1=0.049m2；各土層厚度及阻力標準值如下表: 各土層厚度及阻力標準值如下表: 序號土厚度(m)土側阻力標準值(kPa)土端阻力標準值(kPa)抗拔系數土名稱11.7330.000.000.70雜填土20.2840.000.000.75粉質粘土37.9015.000.000.70淤泥49.9055.000.000.75粉質粘土50.1055.000.000.75砂質粘21、土612.4075.000.000.70礫質粘性土79.9090.005500.000.75全風化花崗巖86.80100.008000.000.70砂土狀強風化閃長巖913.300.000.000.85碎塊狀強風化閃長巖由于樁的入土深度為43.00m,所以樁端是在第8層土層。單樁豎向承載力驗算: Quk=1.5712631.6+8(0.147+0.2530.049)=4134.985kN；單樁豎向承載力特征值：R=Ra=Quk/2=4134.985/2=2067.492kN；Nk=939.893kN1.2R=1.22067.492=2480.991kN；樁基豎向承載力滿足要求！同理可得各塔吊樁22、單樁豎向承載力，匯總如下表：1#塔2#塔3#塔4#塔5#塔6#塔7#塔8#塔9#塔10#塔11#塔樁身入土深度3830404027333230404337樁端所在土層88888888888樁側阻力標準值100100100100100100100100100100100Quk（KN）27992364315530802118288825442581306541343141Ra（KN）139911821578154010591444127212901532206715711.2Ra（KN）16791418189318481271173215261548183924811885由上表看出各樁基豎向承載23、力均滿足要求！另外，本工程現有場地是由海砂回填而成，現有場地回填標高在6.77.9m之間，室內地面標高8.45m，承臺面標高設計1#和9#在-5.4m，承臺厚度1.8m，樁頂標高1.35m，原地面標高約5m，回填層中樁長按1m計，總樁身長度匯總如下： 樁長 塔號1#塔2#塔3#塔4#塔5#塔6#塔7#塔8#塔9#塔10#塔11#塔有效樁長（m）3830404027333230404337六、深基坑塔吊基礎6.1施工方案一1）、第一階段土方主要采用大型挖掘機機械開挖，開挖至-2.45m【24.2m*24.2m】，按1：1放坡；2)、第二階段土方主要采用大型挖掘機機械開挖，開挖至-5.00m，按124、：1放坡；3）、第三階段在四根管樁外側【7m*7m】打鋼板樁，然后采用機械與人工配合開挖，在挖至坑底時（-7.00m）應預留300mm厚采用人工開挖；4）、第四階段在塔吊承臺基礎施工完后立即進行土方回填（基礎承臺四周），然后把鋼板樁拔出。具體詳見附圖76.2施工方案二1）、第一階段土方主要采用大型挖掘機機械開挖，開挖至-4.40m【22.3m*22.3m】，按1：1放坡；2）、第二階段在四根管樁外側【7m*7m】打鋼板樁，然后采用機械與人工配合開挖，在挖至坑底時（-6.30m）應預留300mm厚采用人工開挖，然后把預制的水泥管（D=1500m）套入管樁，在水泥管與管樁之間澆筑砼（與管樁樁芯一起25、澆筑）；3）、等管樁樁芯與水泥管與管樁之間的砼強度達到設計要求后，再開始進行塔吊基礎承臺施工；4）、在進行底板土方開挖時，先把鋼板樁拔出，再采用人工開挖的方式把基礎承臺位置底部土方開挖至（-6.10m），并隨即進行墊層（200mm）、底板（200mm）施工，【與地下室底板、墊層一起施工】。5）、主體結構完工后，塔吊基礎承臺采用炮頭機打爆及人工裝卸【外運】。具體詳見附圖8以上兩種施工方案根據現場開挖進展，土質情況進行確定。七、附圖附圖1：塔吊平面布置圖附圖2：塔吊樁示意圖附圖3：承臺配筋圖附圖4：塔吊基礎定位圖附圖5：塔吊承臺與邊坡位置關系圖(8#)：附圖6：樁位參考土層剖面圖 1#塔吊 2#塔吊 3#塔吊 4#塔吊 5#塔吊 6#塔吊 7#塔吊 8#塔吊 9#塔吊 10#塔吊 11#塔吊 附圖7：施工方案一 (1#、2#、9#)附圖8：施工方案二 (1#、2#、9#)