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1、东方红广场站组合式塔吊基础施工安全专项方案 目 录 一、工程概况 1 二、编制依据 1 三、施工计划 1 四、施工工艺技术 1 （一） 施工参数 1 （二） 工艺流程 2 五、施工安全保证措施 3 （一）垂直度控制 3 （二）旋挖钻孔桩成孔关键环节 4 （三）钻孔桩意外事故的紧急处理措施 5 （四）成桩注意事项 6 六、劳动力计划 6 七、计算书 7 （一） 桩承载力计算 7 （二） 桩身强度验算 8 （三） 工作状态下塔吊基础设计验算 8 （四） 非工作状态下塔吊基础设计验算 23 （五） 八号塔吊独立基础验算 39 一、工程概况 东方红广场站为兰州市城市轨道交通1号线一期工程中间车站，本次
2、设计为东方红广场站一期塔吊基础设计。东方红站位于兰州市城关区东方红广场北侧庆阳路下，西起金昌路十字，东至平凉路十字。车站主体长度683.1米，采用两层三柱四跨、局部采用单层结构形式，标准段宽41.30米。 东方广场站基坑深度约为19米，基坑开挖时拟设置三层冠梁进行基坑支护，基坑需要分层开挖，开挖一层支护一层。车站周边紧临道路及商场，情况复杂，不宜采用吊车。为施工方便以及保证施工进度，拟在车站一期设置八座塔吊，同时满足基础开挖过程中，基坑冠梁施工以及后主体施工中使用。具体平面布置见附图1。 二、编制依据 1、东方红广场车站一期施工总平面图； 2、陕西工程勘察研究院于2013年2月提供的兰州市城市
3、轨道交通1号线一期工程（陈官营东岗段）KC-4标段岩土工程勘察报告 3、万丰5810塔机基础附着支反力说明； 4、建筑结构荷载规范 GB 50009-2012 5、塔式起重机混凝土基础工程设计规程 JGJ/T187-2009 6、混凝土结构设计规范GB 50010-2010 7、建筑地基基础设计规范 GB 50007-2011 8、建筑桩基技术规范 JGJ 94-2008 9、工程结构可靠性设计统一标准GB 50153-2008 10、建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-2008 11、以及其他相关国家设计规范。 三、施工计划 东方红广场站第一台组合式塔吊基础计划于2015年6进行施工，
4、7月进行塔吊安装，后续塔吊基础施工根据主体工作面情况再具体实施。 四、施工工艺技术 （一） 施工参数 塔吊采用复合式基础，分为三部分，上部为钢筋混凝土承台，尺寸为5m*5m*2m（h），承台顶和塔吊位置混凝土支撑梁顶为同一标高，中部为4根600mm（t=16mm，Q345B）螺旋钢管组成的钢管柱。钢管柱间使用200mm（t=12mm，Q345B）螺旋钢管作为剪刀撑加固。下部为1000mm钻孔灌注桩基础，桩长20m，桩顶报告为结构底板底标高，桩头钢筋锚入底板。钢管柱上部锚入承台1.6m，下部锚入钻孔桩3.05m。 设计依据如下图所示由塔吊厂家提供，本工程选用无附着式塔吊。 图1 QTZ8(581
5、0)塔吊基础图 （二） 工艺流程 图2 组合式塔吊施工流程图 钢管桩钢管加工 钻孔桩钢筋笼加工 钻孔桩钻孔、下笼施工 钻孔桩灌注 承台施工 塔身、塔臂安装 剪刀撑加固 土方开挖 塔吊处底板施工 塔吊周围主体施工 塔吊拆除后浇带施工 五、施工安全保证措施 （一）垂直度控制 我工区围护结构处于砂卵石地质环境，大粒径的孤石、漂石分布广泛，钻孔作业大多采用旋挖钻机成孔，钻孔过程中极易出现偏斜和卡钻，所以，垂直度的控制变得尤为重要。垂直度主要从以下几个方面控制： 1、 桩位确保准确 （1）测量人员定期对控制点进行复测，在桩位现场放样后，立即埋设护桩，护桩要准确牢靠。 （2）护筒埋设要准确稳固，确保护筒中
6、心点和护桩中心点重合，且护筒变形应较小，防止钻头碰撞；护筒埋设好后，用线锤检查护筒的垂直度，防止护筒下边沿和钻头距离较近发生移动。 （3）护筒埋设要准确稳固，确保护筒中心点和护桩中心点重合。 2、 旋挖钻机位置确保稳固 旋挖钻机在钻孔时要确保钻机位置稳固，且钻机履带与钻杆尽量保证成45度夹角；若由于探坑回填或其它问题引起钻机位置不稳固时，应在钻机下方铺设3cm厚钢板，防止钻机在钻进过程中由于机身倾斜而引起偏孔。 3、 钻机微电脑控制仪检测 对钻机的微电脑控制仪由现场技术人员经常检查，并对其精度送专业检测单位进行检验。 4、 钻杆垂直度检测 每天对旋挖钻机钻杆进行垂直度检查。检查时，使用两台全站
7、仪或经纬仪在钻杆的两个垂直方向进行检查。 5、 偏孔纠正 若钻孔桩施工时偏孔较大无法纠偏时，须重新换填粘土并用钻头分层压实后重新开钻。若钻孔桩施工时偏孔较小时，利用护桩重新定位钻孔，直至垂直度符合要求。 6、 成孔垂直度检测 使用桩基垂直度检测仪对成孔后的垂直度情况进行检测，检测合格后方能进行下一道工序。 （二）旋挖钻孔桩成孔关键环节 1、静态泥浆的配比 旋挖取土成孔中，静态泥浆作为成孔过程的稳定液，主要作用是护壁。 泥浆可在孔壁处形成一薄层泥皮，使水无法从内向外或从外向内渗透。针对本工程的地质情况，加强泥浆技术，重新调整泥浆配比，控制泥浆比重，提高泥粉质量，增加粘性及润滑感，适当添加处理剂，
8、增强絮凝能力，确保护壁泥皮的厚度及强度。初次注入泥浆，尽量竖直向下冲击在桩孔中间，避免泥浆沿护筒侧壁下流冲塌护筒根部，造成护筒根部基土的松软，正式钻进前，再倒入23袋膨润土，启动钻机的高速甩土功能，进行充分搅拌，提高膨润土的含量，增大护筒底部同基土结合处护壁泥皮的厚度，防止钻进过程孔口渗漏坍塌。 2、护筒的埋护 护筒采用=3-5mm的钢板卷曲而成，护筒内径尺寸较大，能贮存足够的泥浆，在钻杆提出桩孔时，可确保护筒内的水压，维护孔壁泥皮的稳定。同时单边侧隙达到100毫米，可有效避免回转斗升降过程碰撞、刮拉护筒，保护孔口的稳固。护筒埋设的传统方法：回转斗钻至护筒深度，侧壁安装边刀扩至护筒外径尺寸，副
9、卷吊起，放入护筒，校正，层层填埋夯实。有效提高护筒跟土壤的结合度，增强抗外界振动、冲击的能力，在注浆或提升回转斗时有效防止渗水、漏浆现象的发生，降低孔口坍塌的概率，节约了时间，提高了效率，降低了强度。护筒顶离地面高不少于300毫米，除保护孔口防止坍塌外，还用以防止表面水或地面漏浆、杂物等滑落孔中。 3、回转斗的结构 采用圆锥式回转斗盛料桶，侧壁加焊导流槽，以有利于在桩孔内的导向及泥浆的导流，减小桩孔内的负压。同时底盘加焊侧齿，适当控制回转斗与刀尖间的距离，防止回转斗升降旋转时碰坏孔壁。 4、钻机的钻进控制 钻进过程，回转斗的底盘斗门必须保证处于关闭状态，以防止回转斗内砂土或粘土落入护壁泥浆中，
10、破坏泥浆的配比；每个工作循环严格控制钻进尺度，避免埋钻事故；同时应适当控制回转斗的提升速度，一般保持在0.750.85m/s，提升速度过快，泥浆在回转斗与孔壁之间高速流过，冲刷孔壁，破坏泥皮，对孔壁的稳定不利，容易引起坍塌。钻进过程中，要根据不同地质情况调整钻进参数，保证顺利钻进施工。 为了避免或减少斜孔、塌孔、弯孔、扩孔现象，钻进时应注意： （1）钻机机架的基础要牢固，经常用水平仪检测并及时调整。 （2）泥浆采用粘土加膨润土造浆，钻孔过程控制泥浆的比重为1.21.4，并在现场进行比重粘度控制。 （3）必须保证有良好的泥浆护壁效果，建成完备的泥浆制备、贮存循环系统，以维持泥浆的强制循环和护筒中
11、合适的泥浆液面标高 。 （4）注意观察护筒下部，防止护筒底部产生反穿孔，且保持孔内水头高度高于地下水0.5-1.0米。 （5）不得用加深成孔深度的方法代替清孔。 5、一次清孔 钻孔达到设计桩底标高后进行一次清孔，一次清孔用高压射水法进行清孔，清孔时，稍提出钻锤，并保持泥浆正常循环，以中速将相对密度为1.101.15的纯泥浆压入，把孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出，使清孔后泥浆相对密度降到1.151.20。 6、成渣厚度 清空完毕后沉渣厚度应控制在小于10cm范围。 （三）钻孔桩意外事故的紧急处理措施 钻孔过程中事故处理可按照以下进行： 1、遇有坍孔，查明原因和位置然后进行处理，坍孔不严重时，可回填至
12、坍孔位置以上，并采用改善泥浆性能，加高水头，埋深护筒等措施继续钻进，坍孔严重时，应立即用砂或小砾石夹粘土回填，暂停一段时间后，查明坍孔原因，采取相应措施重钻，坍孔部位不深时，可采用深埋护筒法，将护筒周围土夯填实，重新钻孔。桩孔完成以后，砼的灌注等工序中均应规范操作，避免成孔的坍塌。 2、遇到斜孔，弯孔时，应在孔偏斜处反复扫孔，使钻孔顺直，倾斜严重时，应回填小石子或混凝土高于偏斜处0.51.0m，再钻进。 3、遇到扩孔，应采取防止坍孔和防止钻具摆动过大的措施；遇到缩孔时，应及时补焊钻头，钻进时应小冲程钻进，防止卡头。 4、遇有钻孔漏浆时，如护筒内水头不能保持，宜采取将护筒周围回填土夯实，增加护筒
13、沉埋深度，适当减小水头高度或采取加稠泥浆，倒入粘土慢速转动等措施。 （四）成桩注意事项 1、桩定位需要根据塔吊位置及现场环梁位置现场确定。 2、基础施工前应按塔机基础设计及施工方案作好准备工作，必要时塔机基础的基坑应采取支护及降水措施。 3、基础的钢筋绑扎和预埋件安装后，应进行验收，合格后方可浇捣混凝土，浇捣中不得碰撞，移位钢筋或预埋件，混凝土浇筑后应及时保湿养护。基础四周应回填土方并夯实。 4、安装塔机时基础混凝土应达到80%以上设计强度，塔机运行使用时基础混凝土强度应达到100%设计强度。 5、吊装组合式基础的格构式钢柱时，垂直度和上端偏位值不应大于塔式起重机混凝土基础工程设计规程表8.5
14、.5的允许值。 6、随着基坑土方的分层开挖，应在钢柱四周及时设置支撑，将各钢柱连接为整体。当钢柱的计算长度超过8米时。宜设置水平剪刀撑，剪刀撑的竖向间距不宜超过6米，构造要求同支撑。 7、基坑开挖中应保护好组合式基础的钢柱，开挖到设计标高后，应立即浇筑工程混凝土基础的垫层，宜在组合式基础混凝土承台投影范围加厚垫层（不宜小于200mm）并掺入早强剂。格构式钢柱在底板厚度的中央位置，分别在分肢钢柱上焊接止水钢板。 8、桩基，基础，格构式钢柱应分别按照相应国家规范进行验收。 六、劳动力计划 劳动力计划见下表6。 表1 劳动力计划表 序号 机械类型 人数 1 钢管焊接工人 5 2 钢筋笼加工工人 6
15、3 混凝土灌注工人 4 4 承台钢筋绑扎工人 6 5 承台模板安装工人 6 6 混凝土浇筑工人 4 表2 主要管理人员名单表 序号 姓 名 职 责 1 杨勇强 常务经理 2 罗云辉 项目总工 3 丁凤年 安全总监 5 杜伟 现场副经理 6 王小生 工程部负责人 7 王民权 现场技术员 8 邹 静 实验负责人 8 杨添奥 安全员 9 王胤 质检员 七、计算书 （一） 桩承载力计算 桩长20米，全部深入4-2-1强风化砂岩层，桩参数如下表： 表3 灌注桩极限摩阻力和极限端阻力标准值 按照建筑桩基技术规范5.3.5条，经验参数法估算，单桩承载力计算如下表： 表4 单桩承载力计算表 桩抗拔极限承载力标
16、准值： TUK=iqsikuili =0.5*3.14*1*140*20 =4396KN 抗拔承载力特征值：2198KN, 设计取值：1250KN。 （二） 桩身强度验算 桩身强度计算 1）构件编号: ZH-1 2）依据规范 建筑地基基础设计规范 (GB 50007-2002) 3）计算信息: 1.计算类型: 已知“桩身混凝土强度等级”,计算“单桩竖向承载力设计值” 2.桩类型: 灌注桩 3.桩截面类型: 圆桩 4.尺寸信息 桩身直径 d=1000mm 5.材料信息 混凝土等级: C35 fc=16.70N/mm2 6.设计信息 工作条件系数 c=0.60 4）计算过程: 1.计算桩身横截面面积: Ap=*d2/4=3.14*10002/4=785398mm2 2.计算单桩竖向承载力设计值: Q Ap*fc*c= 785398*16.70*0.60/1000=7869.69kN 满足要求。 （三） 工作状态下塔吊基础设计验算 桩基承台：执行规范: 混凝土结构设计规范(GB 50010-2010)
