新近高回填區塔吊亮桿樁基礎的設計與施工

牛光蓉，葉宏，趙明

（重慶建工第三建設有限責任公司，重慶400016）

新近高回填區塔吊亮桿樁基礎的設計與施工

牛光蓉，葉宏，趙明

（重慶建工第三建設有限責任公司，重慶400016）

引言

隨著我國高層建筑的快速發展，塔吊作為主要的垂直運輸工具得到了廣泛應用。塔吊基礎如果不根據現場地質情況，而簡單地利用廠家提供的基礎進行施工，易導致荷載超出地基基礎或結構本身的承受能力，從而產生嚴重的安全隱患甚至發生事故。該文將以重慶某工程101#樓塔吊為例，重點講述新近高回填區塔吊亮桿樁基礎的設計與施工，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ZY 27的勘察情況，第一層為素填土，由粉質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，結構松散，堆填時間約6個月，且較深，樁頂標高以下約20.2m；第二層為泥巖，紫紅色，主要由粘土礦物組成，含粉砂泥質結構，中厚層狀，巖石局部含少量灰綠色泥質團斑；其中24.2m以上為強風化帶,巖石破碎,完整性差,巖芯呈碎塊狀；24.2m以下巖石為中等風化，巖芯較完整，呈短-長柱狀，巖質較硬，節長14～38cm。

2 塔吊樁基礎的設計

本工程采用QTZ63型自升式塔式起重機，其基礎根據現場地質情況，決定采用樁徑Φ1500的人工挖孔樁基礎，在塔基承臺中心設置孔樁一根。樁頂標高與地貌標高相差3.4m，除去承臺1.4m，還要露2m左右樁。

2.1 計算參數

2.1.1 基本參數

QTZ63塔吊塔身尺寸1.8m,基坑開挖深度約22.8m，基礎面標高為自然地貌標高+3.4m。

2.1.2 計算參數

（1）塔機基礎受力情況如圖1。

圖1 塔吊基礎受力示意圖

比較樁基礎塔機的工作狀態（Fk=532.00 kN，Fh=74.00 kN，M=1665.00 kN.m，MZ=420.00 kN.m）和非工作狀態（Fk=619.00 kN，Fh=31.00kN，M=1866.000 kN.m，MZ=0 kN.m）的受力情況[1]，塔機基礎按非工作狀態計算：Fk=619.00kN，Fh=31.00kN，Mk=1866.00+31.0×1.25=1904.75kN.m

（2）樁頂以下巖土力學資料[2][3]見表1。

表1 樁頂以下巖土分析

（3）基礎設計主要參數

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

承臺尺寸長(a)=4.50m、寬(b)=4.50m、高(h)=1.4m；樁中心與承臺中心重合,承臺面標高為自然地貌標高+3.4m；承臺混凝土等級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 塔吊基礎平面圖

圖3 塔吊基礎剖面圖

2.2 樁頂作用效應計算[2]見表2

表2 樁頂作用效應計算

2.3 樁基豎向承載力驗算[2]見表3

表3 樁基豎向承載力驗算

2.4 樁基水平承載力驗算見表4

表4 樁基水平承載力驗算

2.5 抗拔樁基承載力驗算見表5

表5 抗拔樁基承載力驗算

2.6 抗傾覆驗算[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

抗傾覆驗算2.056＞1.6[3],滿足要求。

2.7 樁身承載力驗算[2]見表6

2.8 承臺受沖切、受剪切承載力驗算[2][7]見表7

2.9 承臺配筋

圖4 傾覆點示意圖

表6 樁身承載力驗算

圖5 樁大樣圖

圖6 塔基大樣圖

表7 承臺受沖切、受剪切承載力驗算

孔樁上部為塔吊租賃方提供的塔基獨立承臺基礎，其斷面尺寸、混凝土強度等級以及鋼筋均按其圖紙要求施工。

2.10 注意事項

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

責任編輯：李紅

3 施工注意事項

(1)在塔基孔樁開挖時，先將軸線樁位校正到位，然后挖孔，將土石方棄于場地2m以外，連續作業，直到達到要求深度為止。

(2)在挖孔樁及承臺混凝土施工時，必須將地埋螺栓校正并固定到位，派專人守護，嚴格按混凝土配合比下料，切實保證混凝土質量，并在澆筑時應隨機取樣，28天后進行試壓[8]。

(3)做好塔吊的防雷避雷裝置，其四周設排水溝等，保證塔基部位不積水。

5 安全施工措施

（1）所有入場人員經三級安全教育培訓，合格后方可上崗，特殊工種人員必執證上崗。

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

（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。

（4）操作人員必須戴安全帽，穿絕緣膠鞋，鉆孔機械運轉時操作人員不得離開崗位。

（5）所有孔樁操作人員，不得酒后操作，上班嚴禁嬉笑打鬧。

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

[1]GB5/44-2006塔式起重機安全規程[S]

[2]JGJ94-2008建筑樁基技術規范[S]

[3]吳瑞卿.建筑施工安全專項方案編制新技術與實例[M].北京：中國建筑業出版社，2009

[4]GB50010-2002混凝土結構設計規范[S]

[5]JGJ33-2001建筑機械使用安全技術規程[S]

[6]GB50007-2002建筑地基基礎設計設計規范[S]

[7]DBJ15-31-2003.建筑地基基礎設計規范[S]

[8]GB50204-2002.混凝土結構工程施工質量驗收規范[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塔吊亮桿樁基礎的設計與施工。塔吊樁基礎設計主要從巖土分析、樁的豎向、水平承載力、樁身承載力、承臺受沖切、受剪切承載力、抗拔樁基承載力和抗傾覆等方面進行驗算，并對此提供了相應的計算簡圖、計算過程及計算結果。施工方面著重強調施工注意事項和安全措施。

新近高回填區；塔吊；亮桿樁基礎設計

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，高級工程師，項目總工程師，長期從事房屋建筑施工技術和工程質量監督工作。