新近高回填區(qū)塔吊亮桿樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工

牛光蓉，葉宏，趙明

（重慶建工第三建設(shè)有限責(zé)任公司，重慶400016）

新近高回填區(qū)塔吊亮桿樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工

牛光蓉，葉宏，趙明

（重慶建工第三建設(shè)有限責(zé)任公司，重慶400016）

引言

隨著我國(guó)高層建筑的快速發(fā)展，塔吊作為主要的垂直運(yùn)輸工具得到了廣泛應(yīng)用。塔吊基礎(chǔ)如果不根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，而簡(jiǎn)單地利用廠家提供的基礎(chǔ)進(jìn)行施工，易導(dǎo)致荷載超出地基基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)本身的承受能力，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患甚至發(fā)生事故。該文將以重慶某工程101#樓塔吊為例，重點(diǎn)講述新近高回填區(qū)塔吊亮桿樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工，為類似工程提供借鑒。

1 工程概況

本工程101#樓塔吊位置附近鉆孔編號(hào)ZY 27的勘察情況，第一層為素填土，由粉質(zhì)粘土和砂泥巖碎塊石組成。碎塊石含量占80～90%，由人工爆破后原地堆積形成，結(jié)構(gòu)松散，堆填時(shí)間約6個(gè)月，且較深，樁頂標(biāo)高以下約20.2m；第二層為泥巖，紫紅色，主要由粘土礦物組成，含粉砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀，巖石局部含少量灰綠色泥質(zhì)團(tuán)斑；其中24.2m以上為強(qiáng)風(fēng)化帶,巖石破碎,完整性差,巖芯呈碎塊狀；24.2m以下巖石為中等風(fēng)化，巖芯較完整，呈短-長(zhǎng)柱狀，巖質(zhì)較硬，節(jié)長(zhǎng)14～38cm。

2 塔吊樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)

本工程采用QTZ63型自升式塔式起重機(jī)，其基礎(chǔ)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，決定采用樁徑Φ1500的人工挖孔樁基礎(chǔ)，在塔基承臺(tái)中心設(shè)置孔樁一根。樁頂標(biāo)高與地貌標(biāo)高相差3.4m，除去承臺(tái)1.4m，還要露2m左右樁。

2.1 計(jì)算參數(shù)

2.1.1 基本參數(shù)

QTZ63塔吊塔身尺寸1.8m,基坑開(kāi)挖深度約22.8m，基礎(chǔ)面標(biāo)高為自然地貌標(biāo)高+3.4m。

2.1.2 計(jì)算參數(shù)

（1）塔機(jī)基礎(chǔ)受力情況如圖1。

圖1 塔吊基礎(chǔ)受力示意圖

比較樁基礎(chǔ)塔機(jī)的工作狀態(tài)（Fk=532.00 kN，F(xiàn)h=74.00 kN，M=1665.00 kN.m，MZ=420.00 kN.m）和非工作狀態(tài)（Fk=619.00 kN，F(xiàn)h=31.00kN，M=1866.000 kN.m，MZ=0 kN.m）的受力情況[1]，塔機(jī)基礎(chǔ)按非工作狀態(tài)計(jì)算：Fk=619.00kN，F(xiàn)h=31.00kN，Mk=1866.00+31.0×1.25=1904.75kN.m

（2）樁頂以下巖土力學(xué)資料[2][3]見(jiàn)表1。

表1 樁頂以下巖土分析

（3）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要參數(shù)

基礎(chǔ)樁采用1根Φ1500人工挖孔樁，樁頂標(biāo)高為自然地貌標(biāo)高+3.4m，樁端不設(shè)擴(kuò)大頭，樁端入中風(fēng)化泥巖1.5m；樁混凝土等級(jí)C25，fC=11.90N/mm2,EC=2.80×104N/mm2[4]；ft=1.27N/mm2，樁長(zhǎng)25.6m；鋼筋HRB335,fy=300.00N/mm2, Es=2.00×105N/mm2[4]。

承臺(tái)尺寸長(zhǎng)(a)=4.50m、寬(b)=4.50m、高(h)=1.4m；樁中心與承臺(tái)中心重合,承臺(tái)面標(biāo)高為自然地貌標(biāo)高+3.4m；承臺(tái)混凝土等級(jí)C35[5],ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ混凝土=25kN/m3[4]。

Gk=a×b×h×γ混凝土×1.2=4.50×4.50×1.4×25× 1.2=850.50kN[4]。

圖2 塔吊基礎(chǔ)平面圖

圖3 塔吊基礎(chǔ)剖面圖

2.2 樁頂作用效應(yīng)計(jì)算[2]見(jiàn)表2

表2 樁頂作用效應(yīng)計(jì)算

2.3 樁基豎向承載力驗(yàn)算[2]見(jiàn)表3

表3 樁基豎向承載力驗(yàn)算

2.4 樁基水平承載力驗(yàn)算見(jiàn)表4

表4 樁基水平承載力驗(yàn)算

2.5 抗拔樁基承載力驗(yàn)算見(jiàn)表5

表5 抗拔樁基承載力驗(yàn)算

2.6 抗傾覆驗(yàn)算[3]

bi=1.5/2=0.75m

傾覆力矩M傾=M＋Fh×h=1866.00+31.00×3.4

=1971.4kN·m

抗傾覆力矩M抗=（Fk＋Gk/1.2）×bi＋(Tuk/2+Gp)×bi= (619.00+850.50)×0.75+(6300.10/2+1915.4)×0.75=4901.21kN·m M抗/M傾=4901.21/1971.4=2.486

抗傾覆驗(yàn)算2.056＞1.6[3],滿足要求。

2.7 樁身承載力驗(yàn)算[2]見(jiàn)表6

2.8 承臺(tái)受沖切、受剪切承載力驗(yàn)算[2][7]見(jiàn)表7

2.9 承臺(tái)配筋

圖4 傾覆點(diǎn)示意圖

表6 樁身承載力驗(yàn)算

圖5 樁大樣圖

圖6 塔基大樣圖

表7 承臺(tái)受沖切、受剪切承載力驗(yàn)算

孔樁上部為塔吊租賃方提供的塔基獨(dú)立承臺(tái)基礎(chǔ)，其斷面尺寸、混凝土強(qiáng)度等級(jí)以及鋼筋均按其圖紙要求施工。

2.10 注意事項(xiàng)

樁身縱筋錨入承臺(tái)40d，樁身頂端伸入承臺(tái)內(nèi)100mm。人工挖孔樁驗(yàn)收合格后，澆筑C25混凝土至塔基承臺(tái)的底面高200mm，待混凝土硬化后剔除100mm浮漿。

責(zé)任編輯：李紅

3 施工注意事項(xiàng)

(1)在塔基孔樁開(kāi)挖時(shí)，先將軸線樁位校正到位，然后挖孔，將土石方棄于場(chǎng)地2m以外，連續(xù)作業(yè)，直到達(dá)到要求深度為止。

(2)在挖孔樁及承臺(tái)混凝土施工時(shí)，必須將地埋螺栓校正并固定到位，派專人守護(hù)，嚴(yán)格按混凝土配合比下料，切實(shí)保證混凝土質(zhì)量，并在澆筑時(shí)應(yīng)隨機(jī)取樣，28天后進(jìn)行試壓[8]。

(3)做好塔吊的防雷避雷裝置，其四周設(shè)排水溝等，保證塔基部位不積水。

5 安全施工措施

（1）所有入場(chǎng)人員經(jīng)三級(jí)安全教育培訓(xùn)，合格后方可上崗，特殊工種人員必執(zhí)證上崗。

（2）從事挖孔樁作業(yè)人員以健壯男性為宜，并經(jīng)體檢合格，方可進(jìn)行挖孔樁的施工。

（3）每天施工完畢后，在塔基孔樁上口必須蓋上安全蓋板，以防工具和物品掉入孔井內(nèi)。

（4）操作人員必須戴安全帽，穿絕緣膠鞋，鉆孔機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)操作人員不得離開(kāi)崗位。

（5）所有孔樁操作人員，不得酒后操作，上班嚴(yán)禁嬉笑打鬧。

（6）施工機(jī)械所有電線電路必須由專人維護(hù)電工執(zhí)證上崗，上班前做例行檢查，下班后將機(jī)械動(dòng)力電路關(guān)閉電源。

[1]GB5/44-2006塔式起重機(jī)安全規(guī)程[S]

[2]JGJ94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S]

[3]吳瑞卿.建筑施工安全專項(xiàng)方案編制新技術(shù)與實(shí)例[M].北京：中國(guó)建筑業(yè)出版社，2009

[4]GB50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[5]JGJ33-2001建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程[S]

[6]GB50007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[7]DBJ15-31-2003.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[8]GB50204-2002.混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S]

Design and Construction of the Pile of Tower Crane in RecentHigh back filled Area

該文介紹了新近高回填區(qū)塔吊亮桿樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工。塔吊樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要從巖土分析、樁的豎向、水平承載力、樁身承載力、承臺(tái)受沖切、受剪切承載力、抗拔樁基承載力和抗傾覆等方面進(jìn)行驗(yàn)算，并對(duì)此提供了相應(yīng)的計(jì)算簡(jiǎn)圖、計(jì)算過(guò)程及計(jì)算結(jié)果。施工方面著重強(qiáng)調(diào)施工注意事項(xiàng)和安全措施。

新近高回填區(qū)；塔吊；亮桿樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

The authors in this thesis introduce the design and construction of the pile of tower crane in recenthigh backfill areas.The design of tower crane footing is checked mainly through geotechnical analysis,vertical direction of piles,horizontal bearing capacity,pile bearing capacity,pile cap punching shear,bearing capacity of shearenduranceand up liftpile foundation,anti-overturning and otheraspects.Theauthorsalso provide corresponding calculation chart,calculation processand results.Construction notesand securitymeasuresarespecially stressed in construction.

recenthigh backfillarea;tower crane;design of pile footing

TU733

A

1671-9107（2012）06-0034-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2012.06.034

2012-03-23

牛光蓉（1968-）,女，四川射洪人，大專，高級(jí)工程師，項(xiàng)目總工程師，長(zhǎng)期從事房屋建筑施工技術(shù)和工程質(zhì)量監(jiān)督工作。