独立柱基础工程施工技术方案（精选10篇）
一、施工准备(一)作业条件
1.办完地基验槽及隐检手续。2.办完基槽验线验收手续。
3.有混凝土配合比通知单、准备好试验用工gS具。(二)材料要求
1.水泥：水泥品种、强度等级应根据设计要求确定，质量符合现行水泥标准。工期紧时可做水泥快测。
2.砂、石子：根据结构尺寸、钢筋密度、混凝土施工工艺、混凝土强度等级的要求确定石子粒径、砂子细度。砂、石质量符合现行标准要求。
3.水：自采水或不含有害物质的洁净水。
4.外加剂：根据施工组织设计要求，确定是否采用外加剂。外加剂必须经试验合格后，方可在工程上使用。
5.掺合料：根据施工组织设计要求，确定是否采用掺合料。质量符合现行标准要求。
6.钢筋：钢筋的级别、规格必须符合设计要求，质量符合现行标准要求。钢筋表面应保持清洁，已锈蚀和油污。7.脱模剂：水质隔离剂。(三)施工机具
搅拌机、磅秤、手推车或翻斗车、铁锹、振捣棒、刮杆、木抹子、胶皮手套、串桶或溜槽、钢筋加工机械、木制井字架等。
二、质量标准(一)钢筋工程(二)模板工程(三)混凝土工程
注：(一)、(二)、(三)项具体要求请参照本书“箱型基础工程”章节中相应部分。
三、工艺流程
清理→混凝土垫层→筋绑扎→相关专业施工→清理→支模板→清理→混凝土搅拌→混凝
土浇筑→混凝土振捣→混凝土找平→混凝土养护→模板拆除
四、操作工艺
(一)清理及垫层浇灌
地基验槽完成后，清除表层浮土及扰动土，不留积水，立即进行垫层混凝土施工，垫层混凝土必须振捣密实，表面平整，严禁晾晒基土。
(二)钢筋绑扎
垫层浇灌完成后，混凝土达到1.2MPa后，表面弹线进行钢筋绑扎，钢筋绑扎不允许漏扣，柱插筋弯钩部分必须与底板筋成45°绑扎，连接点处必须全部绑扎，距底板5cm处绑扎第一个箍筋，距基础顶5cm处绑扎最后—道箍筋，作为标高控制筋及定位筋，柱插筋最上部再绑扎一道定位筋，上下箍筋及定位箍筋绑扎完成后将柱插筋调整到位并用井字木架临时固定，然后绑扎剩余箍筋，保证柱插筋不变形走样，两道定位筋在基础混凝土浇完后，必须进行更换。
钢筋绑扎好后底面及侧面搁置保护层塑料垫块，厚度为设计保护层厚度，垫块间距不得大于 lOOmm(视设计钢筋直径确定)，以防出现露筋的质量通病。
注意对钢筋的成品保护，不得任意碰撞钢筋，造成钢筋移位。(三)模板
钢筋绑扎及相关专业施工完成后立即进行模板安装，模板采用小钢模或木模，利用架子管或木方加固。锥形基础坡度＞30°时，采用斜模板支护，利用螺栓与底板钢筋拉紧，防止上浮，模板上部设透气及振捣孔，坡度≤30°时，利用钢丝网(间距30cm)防止混凝土下坠，上口设井字木控制钢筋位置。不得用重物冲击模板，不准在吊帮的模板上搭设脚手架，保证模板的牢固和严密。(四)清理
清除模板内的木屑、泥土等杂物，木模浇水湿润，堵严板缝及孔洞。
(五)混凝土现场搅拌
1.每次浇筑混凝土前1.5h左右，由施工现场专业工长填写申报“混凝土浇灌申请书”，由建设(监理)单位和技术负责人或质量检查人员批准，每一台班都应填写。
2.试验员依据“混凝土浇灌申请书”填写有关资料。根据砂石含水率，调整混凝土配合比中的材料用量，换算每盘的材料用量，写配合比板，经施工技术负责人校核后，挂在搅拌机旁醒目处。定磅秤或电子秤及水继电器。
3.材料用量、投放：水泥、掺合料、水、外加剂的计量误差为±2％，粗、细骨料的计量误差为±3％。投料顺序为：石于→水泥、外加剂粉剂→掺合料→砂子→水→外加剂液剂。
4.搅拌时间：为使混凝土搅拌均匀，自全部拌合料装入搅拌筒中起到混凝土开始卸料止，混凝土搅拌的最短时间：
强制式搅拌机：不掺外加剂时，不少于90s；掺外加剂时，不少于120s。
自落式搅拌机：在强制式搅拌机搅拌时间的基础上增加30s。5.用于承重结构及抗渗防水工程使用的混凝土，采用预拌混凝土的，于盘鉴定是指第一次使用的配合比，在混凝土出厂前由混凝土供应单位自行组织有关人员进行开盘鉴定；现场搅拌的混凝土由施工单位组织建设(监理)单位、搅拌机组、混凝土试配单位进行开盘鉴定工作。共同认定试验室签发的混凝土配合比确定的组成材料是否与现场施工所用材料相符，以及混凝土拌合物性能是否满足设计要求和施工需要。如果混凝土和易性不好，可以在维持水灰比不变的前提下，适当调整砂率、水及水泥量，至和易性良好为止。(六)混凝土浇筑
混凝土应分层连续进行，间歇时间不超过混凝土初凝时间，一般不超过2h，为保证钢筋位置正确，先浇一层5～lOcm厚混凝土固定钢筋。台阶剩基础每一台阶高度整体浇捣，每浇完一台阶停顿0.5h待其下沉，再浇上一层。分层下料，每层厚度为振动棒的有效振动长度。防止由于下料过厚、振捣不实或漏振、吊帮的根部砂浆涌出等原因造成蜂窝、麻面或孔洞。(七)混凝土振捣
采用插入式振捣器，插入的间距不大于振捣器作用部分长度的1.25倍。上层振捣棒插入下层3～5cm。尽量避免碰撞预埋件、预埋螺栓，防止预埋件移位。(八)混凝土找平
混凝土浇筑后，表面比较大的混凝土，使用平板振捣器振一遍，然后用刮杆刮平，再用木抹子搓平。收面前必须校核混凝土表面标高，不符合要求处立即整改。
(九)浇筑混凝土时，经常观察模板、支架、钢筋、螺栓、预留孔洞和管有无走动情况，一经发现有变形、走动或位移时，立即停止浇筑，井及时修整和加固模板，然后再继续浇筑。(十)混凝土养护
已浇筑完的混凝土，应在12h左右覆盖和浇水。一般常温养护不得少于7d，特种混凝土养护不得少于14d。养护设专人检查落实，防止由于养护不及时，造成混凝土表面裂缝。(十一)模板拆除
关键词：扩展独立柱基础,抗冲切设计,施工
深基础包括有柱、墩、沉井、地下连续墙等。浅基础按使用材料的不同, 可分为柔性基础或弹性基础和刚性基础。柔性基础和弹性基础均以采用钢筋砼为主, 柔性和弹性采用何种设计理论及配筋量不同, 柔性基础的配筋量大于弹性基础的配筋量。刚性基础主要有砼基础、毛石砼基础、砖基础、毛石基础、灰土基础等, 均无配置钢筋抵抗变形拉力。浅基础的地基又可分为天然地基和人工地基。天然地基为基础持力层直接落于天然老土层或岩石上。人工地基为基础持力层无法直接落于天然老土层或岩石上, 而需要经过处理后才能作为持力层的地基, 如换填、强夯、灰土搅拌等。浅基础是相对深基础而言的, 二者的差别主要在施工方法及设计原则。下面主要浅论天然扩展浅基础的抗冲切设计与施工成本。
1 天然扩展浅基础设计高度与施工成本的关系
施工成本由人工费、材料费、机械费、措施费、管理费等组成。当基础底面积确定后, 冲切承载力取决于基础高度, 基础高度越高冲切承载力越大, 施工成本越高。刚性基础即根据上部的荷载大小与地基承载力确定基础底面积, 基础高度按刚性角或基础台阶高宽比确定, 具体执行GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》。因刚性基础的材料的抗冲切拉应力强度较低, 若上部荷载稍大时, 基础高度将较大, 施工成本也随之较高。柔性或弹性基础的底面积也是根据上部荷载与地基承载力确定, 基础高度也取决于抗冲切承载力。冲切力越大基础高度越高, 成本也就越高。柔性或弹性基础高度按规范的冲切公式确定。
2 柱下独立基础抗冲切破坏机理
按规范规定柱下独立基础、筏板基础与条形基础高度分别采用不同的设计方法。柱下独立基础的受冲切机理:柱下独立基础在柱中心荷载F (KN) 作用下, 如果基础高度不足, 则将沿着柱周边 (或阶梯高度变化处) 产生冲切破坏, 形成与底面夹角为45°的斜裂面的角锥体 (如右图) 。因此, 由冲切破坏锥体以外 (AL) 的地基反力所产生的冲切力 (FL) 应小于冲切面砼的抗冲切能力。
对于矩形独立柱基础, 柱短边一侧冲切破坏较柱长边一侧危险, 所以一般只需根据柱短边一侧冲切破坏条件来确定底板厚度, 即求矩形截面柱的矩形基础, 应验算柱与基础交处 (如下图) 以及基础变阶处的受冲切承载力。按式FL≤0.7βhpftαmho验算。
3 按规范的方法计算抗冲切承载力确定基础高度砼无法充分利用
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002规定根据受冲切机理及规范规定分析, AL范围地基反力产生的冲切应力为与底面成45°角的拉应力。规范仅考虑由冲切面砼来承冲切拉应力, 而砼的抗拉强度ft又很低, 若在柱中心荷载很大的情况下, 套用FL≤0.7βhpftαmho计算, 势必造成基础厚度很厚, 特别是在地基承载力较高 (如岩石层) 的情况下, 多层或小高层较多设计成独立柱基础, 经常出现基础厚度超过一米, 这种持力层落于坚硬土层或岩石上的多层或小高层的独立柱基的砼仅在冲切面才能充分利用。在其他位置均无法充分利用, 对施工的经济成本及工期而言均不太合理, 在坚硬土层或岩石层上凿出基坑, 效率低、工期长, 若受自然因素影响 (如下雨) 基坑又需要抽水, 成本就更高。所以, 在坚硬土层或岩石层上, 基础高度越小经济成本及工期成本越低。若能考虑在受冲切面配置一些抗冲切拉应力的钢筋, 那么基础的厚度就能大大减少, 又能充分发挥钢筋抗拉与砼抗压材料强度的优势, 并达到节约施工经济成本及缩短工期的目的。
4 独立柱基抗冲切受力的破坏特征与梁抗剪的相似性及计算公式套用建议
独立柱基受冲切的破坏形式与梁的受剪破坏形式极其相似, 破坏时均产生斜裂缝。若在可能出现斜裂缝的位置配置一定数量的钢筋来抵抗冲切拉应力, 这些钢筋与可能出现的斜裂缝相互垂直, 如下图, 基础厚度按规范规定最小厚度。公式参照受剪弯起钢筋的计算公式。
因抗冲切公式的amho为抗冲切面面积, 0.7为角度系数, βhp为受冲切承载力截面高度系数 (09~1.0) ft为砼轴心抗拉强度设计值。整个公式的物理力学意义为受冲切面的抗冲切拉力的设计值。受剪弯钢筋的抗剪拉力公式0.8fyAsSina, 0.8为弯起钢筋受剪承载力的折减系数, 与βhp相似;Sina弯起钢筋的角度与受冲切承载力公式的0.7相似。fyAs为受剪面钢筋的抗拉强度, 与amho相似。从扩展基础的受冲切破坏机理至设计计算均与梁的抗剪非常相似, 仅名称与代号不统一而已, 因此, 认为要充分发挥材料强度优势, 天然扩展浅基础在设计基础高度时, 在受冲切面配置一定数量的钢筋来抵抗冲切拉应力, 计算时套用梁抗剪的弯起钢筋计算公式可减少基础高度, 达到降低工程造价, 缩短工期等目的。
5 设置抗冲切钢筋达到节约施工成本及缩短工期的实例分析
案例一:某工程地上六层下地一层地下室为消防水池、水泵房, 采用柱下独立基础, 独立柱基面设置钢筋砼梁式筏板基础, 筏板厚度300, 砼强度等级C30, 梁式筏板基础仅受构件自重及地面载。独立柱基平面如下, 柱截面尺寸均为600×700, 基础的单个最大荷载为作用在柱底的荷载效应基本组合设计值:
中心竖直荷载F=5 2 5 7.1 4 K N, 力矩M=2 8 0 0 K N.M, 基础尺寸为4600×3300×300~1100。验算抗冲切, 并进行造价工期等比较。
若采用配置适量钢筋与冲切面垂直位置基础边缘厚度以满足规范的最小要求200, 柱边厚度选用400。计算配筋设置如前所述, 再进行验算。配置12 25。
公式套用弯起钢筋抗剪承载力:
满足要求。
根据以上的计算结果进行造价比较:
(1) (开挖深度减少700, 开挖工程量减少4.8×3.5×0.7=11.76
(2) 砼量减少, 修改前砼体积:
修改后砼体积
砼体积减少9.39-4.24=5.15m3。参照该工程所在地的定额C25砼298元/m3, 节约砼造价为5.15×298=1543.7元。
配置抗冲切钢筋增加工程造价每根钢筋该长度0.35×1.41=0.5。
0.5×48=24m×3.85=92.4kg, 参照该工程所在地的定额每吨钢筋为4000元, 92.4×4=369.6元
仅砼体积减少节约的造价远多于增设抗冲切钢筋增加的造价而且土石方开挖量减少工期也缩短, 特别是遇到石方造价及工期就节约及缩短更多若遇到地下水那就更可观。
案例二:某工程的其中根柱截面300×400, 作用在柱底的荷载效应基本组合设计值:中心竖直荷载F=700KN力矩为M=80KN.M基础底面积尺寸为2.2×1.6试按砼基础及钢筋砼基础确定基础厚度并进行造价工期等比较。
可采用砼基础查规范C15砼基础宽高比为1:1.25基础每边伸出柱的宽度为900, 既基础高度为1125取1200采用三个台阶如下图
若采用C20配HPB235钢筋砼基础验算, 基础也采用阶梯型。
a柱边基础截面抗冲切验算, 初步选择基础高度h=5 0 0从下至上分:250mm, 250mm, 两个台阶。ho=450mm at+2ho=0.3+2×0.45=1.2m<b=1.6m。取ab=1.2m
抗冲切力:0.7βhpftamho=0.7×1.0×1.1×103×0.75×0.45=259.88KN>FL=158.22KN满足要求
b变阶处抗冲切验算:
冲切力:
配筋计算得基础长方向配11φ14, 短方向配13φ10。
基础工程量
仅将节约的砼与增设的钢筋相比, 已较为显著, 且还应考虑土方或石方开挖深度减少700的费用及工期缩短。
6 建议与探索
综上所述, 在配置抗弯钢筋的独立柱基考虑抗冲切时, 在可能产生冲切破坏位置配置适当钢筋, 可充分发挥钢筋的抗拉强度, 避免砼抗拉强度低而承担拉应力, 以达到减小基础高效, 节约工程造价及缩短工期的目的。同理无筋独立柱基在基础底配置适当的抗弯钢筋, 也是发挥钢筋的抗拉强度优势及避免砼抗拉强度不足。将无筋独立柱基改为基底配置抗弯钢筋的独立柱基, 规范已有明确的设计方法及计算公式。而将基底已配抗弯钢筋的独立柱基再独增配抗冲切钢筋, 目前规范还没有适合的计算公式。若日后在大量的科学研究及实践中, 配筋天然扩展独立柱基的抗冲切设计真能如上述所假设分析的方法, 那将更能发挥各种材料的优势, 更符合地基基础设计的原则及国家的技术经济政策“节约资源、技术先进、经济合理”
参考文献
[1]GB50007-2002.建筑地基基础设计规范.中国建筑工业出版[S], 2002.
[2]赵晓华主编.土力学与基础工程.武汉理工大学出版[M], 2004.
[3]程文主编.混凝土结构设计原理.中国建筑工业出版社[M], 2005.
本工程塔吊采用浙江虎霸建设机械有限公司生产的QTZ63C自升塔吊起重机。在塔吊未采用附着装置前，对基础产生的荷载值
塔吊型号吊钩高度砼基础承受荷载
工作状态非工作状态
630kn.m40mH1M1M3PH1M1P
22.512116753166.21628452
注：H1为基础所受的水平力；M1为基础倾覆力矩；M3为基础扭矩；P为基础所受的垂直力；
2、桩基计算
A800钻孔灌注桩4根，内插钢构柱，基础承台为4000×4000×400，单根格构钢柱由4∠140×16加-8×400×200缀板组成，柱截面尺寸420×420，长9m，锚入钻孔灌注桩4.5m（满足DB33/T1053-2008，第5.3.2条规定），图：
根据DB33/T1053-2008《固定式塔吊起重机基础技术规程》4.3.2规定，塔机基础设计应按“非工作状态”下作用在结构上的荷载效应组合进行设计，即H1=66.2kn，M1=1628kn.m，P=452kn
基础承台：G=（0.4×4×4）×25.5=163.2KN
单桩承载能力(标准值)计算：
非工况P+G=615.2KN
L140×1633.4kg/m
缀板0.4×0.2××0.008×7.8×1000÷0.6= 8.32 kg/m
共计 41.71kg/m
格构柱重 41.71×4×9=1501kg≈15KN
对角线计算时力最大
倾覆力矩产生的拉（压）应力：
R非=（M1+N1H1）/（1.62+1.62）1/2=(1628+66.2×4)/2.262=836.7KN
塔吊、承台、钢格构对桩的压力：
N非=（P+G）/4+15=（485+163.2）/4+15=168.8KN
单桩所受拉力：
F非拉= R- N=836.7-168.8=667.98KN
单桩所受压力：
F非压= R+N=836.78+168.8=1005.58KN
综合知单桩 F压max=1005.58N(非工作状况)
F拉max=667.98N(非工作状况)
本工程地质勘察报告提供的厚度及侧阻力标准值如下：
序号土层厚度侧阻力标准值端阻力标准值土的名称
10.711/粘土
27.16/粘土
35.8401600淤泥质粉质粘土
458045007-3中等风化
按桩入土深度14计取，即进入7-3中等风化40cm；由于本工程塔吊桩的间距不满足DB33/T1053-2008《固定式塔吊起重机基础技术规程》5.2.4第一条，即1.6m﹤dmin=2.5d=2.5×0.8=2m,所以需考虑桩间侧阻力的折减，这里暂按0.9考虑。
最大压力验算:Ra=0.9up∑qsiaLi+qpaAp=0.9×2.513×(0.7×11+7.1×6+5.8×40+0.4×40)+4500×0.503=2938.36kN﹥F压max=1005.58N，满足要求。
最大拉力验验收：Ra=0.9 up∑qsiaLi=0.9×2.513×（0.7×11+7.1×6+5.8×40+0.4×40）=674.66kn﹥F拉max=667.98N，满足要求。
3、钢构柱计算
格构柱计算：依据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)。
L140×16,A0=42.539cm2,Ix0=770.24 cm4,Z0=4.06cm
由《规范》5.3.3式可知I=IX =IY=4[Ix0+ A0(a/2-Z0)2]=51909.54cm2
ix=√Ix/A=√51909.54/4×42.539=17.47cm,Wx=Ix/y
=51590.54/21=2471.88cm3
长细比验收由5.3.5可知Hz=4.4×2=8.8m。则λ=λx=λy=Hz/√I/4Ao= 8800/√51909.54/442.539=50.37﹤[λ]=150
单根角钢长细比λ1=（60-20）/2.74=14.6<40且λ1<0.5λx=0.5×50.37=25.185满足要求
构件换算长细比，则λox=λoy=√λx2+λ12=√50.372+14.62=52.44,查《钢结构设计规范》附表c-2，b类截面受压构件的稳定系数Φx=0.844
钢构柱水平位移：s=Vh/4k=66.2×1000×（8800）3/4×6×206000×51909.54×10000=17.57mm﹤Hz/500=17.6mm,满足要求。
4、强度计算（钢构柱）
a．水平力H1=66.2kn，悬臂计算每根格构柱弯矩M=66.2×4.4/4=72.82kn,由《钢规》5.2.1式:
N/An+Mx/rx.Wnx=1002.58×1000/4×4253.9+72.86×106/2471880=58.92+29.46=88.38＜215mpa.
整体稳定性验收
b.整体稳定性计算
NEX=π2EA/λx2=π2×206000×4×4253.9/1.1×50.372=12383322.9N
W1X=51909.54/17.47=2971cm3=2971000mm3
σ=1002.58×1000/0.844×(4253.9×4)＋72820000/[2971000(1-0.844×1002.58×1000/12383322.9)]= 69.81+26.3=96.12<235N/mm2
分肢稳定性计算λ=（60-20）/2.74=14.6﹤40且λ1﹤0.5λx 故可不验收分肢稳定性。
5、承台抗冲切验算：
塔吊塔节四个角点基本与钢构柱一一对应，可不考虑承台的抗弯强度，只计承台冲切力，虽然基础底板也有400mm厚可作为承台的一部分，但在基础挖土阶段时，基础底板还未浇筑，为保险起见，暂不考虑底板的作用效应，同时4个格构柱作为一个整体考虑，则桩轴线至格构柱相应的计算截面距离几乎可以忽略不计，所以承台钢筋只需按最小配筋率计算即可0.15%，则As=4000×400×0.15%=2400㎜2，上下双向C18@250。
抗冲切验收:F1=0.7Bhp×ft×um×ho=0.7×1.0×1.57×1×0.35×3.28×106=1261.6kn>1002.58kn。满足要求！
6、缀材计算
V=Af/85√fy/235=4×42.539×100×215/85×1=43kn;
则缀板所受剪力按T=VL1/2a=43×0.6/2×0.42=30.71kn;
每一块缀材所受剪力T1=T/4=7.68kn，则fv=T1/A1=7680/395×8=2.43mpa＜125mpa;
M1=VL1/4=43×0.6/4=6.45kn.m,按其對称性M11=6.45/2=3.225kn.m，
则f=M/W=3.225×106/1÷6×3952×8=15.5＜215mpa,满足。
斜缀条按N1=v/2cosa=43/2×0.73=29.45kn,共有4根，则每根斜缀条所受的压力N11=29.45/4=7.36kn,按规范斜缀条的截面积不能小于格构柱一个主肢的截面积，则取25c号槽钢A=4491㎜2
λ=lo/i=2.19×1000/2.21×10=99,查表得∮=0.561
f=N/∮A=7363N/0.561×4491=3＜215mpa满足
取焊缝hf=8mm计算（满焊），长度L=100mm，则Lw=L-2hf=84
T=N/helw=7363/5.6×2×84=7.8＜ffw=160mpa;
7格构柱抗扭计算
按DB33/T1053-2008,4.3.1条可知，塔吊基础设计应按非工作状态下作用在结构上的荷载的荷载效应组合进行設计，但由于格构柱的自由高度较高，为保险考虑，需作抗扭验收，只有在工作状态时，对基础产生扭矩作用，Md=67kn.m，根据陈绍蕃《钢结构设计原理》第三册，第445页谈到可此类型的格构柱的桁架看做闭口的箱型断面，按近似公式计算，此时，扭矩产生的剪力
V=2M/b=2×67/1.6=87.35kn,则ó=V/A`=87.35×1000/4491=18.64﹤f=215mpa满足要求；
可以肯定，水平支撑在整个格构柱起了减小上弦杆在桁架平面外计算长度的作用，加强水平支撑大大提高体系抵抗扭矩的能力，改善了整个体系的性能，故在挖土逆作法施工时，第一步的首要工作即把水平支撑焊牢固。
对格构柱顶板的焊接计算这里不再讲述，通过笔者长期的实践及计算，以下的做法在目前来讲较为安全，即：
8、施工注意事项
a)钻孔桩浇筑在放置钢格柱时，要做好定位措施，派专人看管，确保钢格柱位置的正确性，以利于水平、斜撑的焊接；
b)做好塔吊的避雷连接和地下室底板处的止水带焊接；
c)在塔吊基础部位，挖机挖土时，要注意保护钢格柱，这一点要引起注意，在施工现场常有遇到没人指挥导致挖机无意碰到钢格柱，产生钢柱的偏位、头部扭曲，对塔吊的运行埋下隐患；
d)塔吊基础部位，要分层开挖，钢格柱之间的缀条必须跟随挖土深度进行焊接，特别是水平支撑。
参考文献
[1]陈绍蕃《钢结构设计原理》第三册
1.现行铁路工程规范、标准、规定，国家、中国铁路总公司有关法律、法规、规定等。
2.现行铁路施工技术安全规程，国家、中国铁路总公司、济南局集团有限公司有关安全管理办法、规定等。
3.《济南铁路局营业线施工安全管理实施细则》(济铁总发〔〕66号)及相关修订文件，《铁路营业线施工安全管理办法》(铁办〔〕280号)。
4.《高速铁路接触网安全工作规则》(铁总运〔〕221号)、《高速接触网运行检修规则》(铁总运〔〕362号)。
5.《济南铁路局高速铁路接触网运行维修管理办法》(济铁供发〔〕307号)、《济南铁路局高速铁路接触网安全工作办法》(济铁供发〔2014〕451号)
6.《济南铁路局普速铁路接触网安全工作办法》(济铁供发〔〕89号)、《济南铁路局普速铁路接触网运行维修管理办法》(济铁供发〔2017〕74号)。
7.《济南铁路局供电系统营业线施工安全管理细化办法》的通知(济铁供发〔2014〕121号)。
8.《济南铁路局供电系统营业线施工安全管理细化办法》修订补充内容(济铁供发〔2014〕238号)
9.《铁路技术管理规程》(铁总科技[2014]172号)
10.《铁路桥隧建筑物修理规则》(铁运[]38号)
11.《铁路路基大维修规则》(铁运[]96号)
12.《济南铁路局供电处关于明确供电专业主体施工制定人身安全控制方案的通知》(供网函〔2016〕98号)
二、编制原则
1.坚持“安全第一，预防为主”的方针，确保运营和行车安全，严格要点、消点制度，以此为前提组织好本次施工。
2.严格要求人员素质，明白施工重点，抓好现场监控，确保铁路安全的前提下，做好本次施工。
为保证牵引供电设备的安全运行及该项工程的顺利开展，特编制此施工方案
三、施工概况
1.本次施工为先期实施的拉线安装阶段，主要施工方案为：钢柱上部安装落锚角钢，下部将钢绞线临时采用环抱桥墩方式。(如果落锚角钢不能及时供货，则将钢柱上部临时采用钢线卡子进行固定，待角钢入场后进行更换。)
2.前期施工利用客专线、胶济线检修天窗同步开展，同时追加五、六月份施工计划。
四、人员组织机构及职责
1.工程分公司
序号
姓名
职 务
职 责
备注
1
张林
项目经理
全面负责现场施工的总体工作
2
王涛
项目副经理
负责计划、协议签订、外部协调、办公后勤等工作(包保负责胶济线)
3
霍建科
项目副经理
负责物资、机械、现场组织等工作(包保负责胶济客专线)
4
孙立明
项目总工
负责技术管理工作
5
潘亚飞
工程部长
负责技术工作，主管工程部日常管理
6
李成镇
物资部长
负责物资工作，主管工程部日常管理
7
贺敬炎
机械部长
负责机械工作，主管机械部日常管理
8
张吉峰
办公室主任
负责办公后勤工作，主管机械部日常管理
9
王彦立
施工负责人
主要负责胶济客专现场组织
10
刘冬
施工负责人
主要负责胶济线现场组织
2.淄博维管段
序号
姓名
职 务
职 责
备注
1
王雷
段长助理
全面负责工程组织协调及配合工作
2
白伟
副科长
负责组织配合提报计划，提供施工所需的相关技术资料
3
程建强
副科长
具体负责现场盯控及配合工作
4
张慧君
工程师
具体负责现场盯控及配合工作
5
各车间主任
负责组织车间人员力量进行配合
五、资源投入
1.物资及工器具：所需材料首先利用济南维管处工程及各段库存材料， 4月30日调配完成，5月3日进场;同时正式采购材料计划4月30日发起流程，5月10日开始分批供货。所需工器具4月30日提出具体需求数量，5月3日准备到位开始配送。
2.人员投入情况：胶济客专作业人员50人;胶济线20人。
3.机械投入情况：3辆工程车，1辆依维柯，1辆指挥车。
4.后勤保障：计划在周村、潍坊、青岛设置3处施工驻地。4月30日开始进行驻地打点，办公后勤物品配置。
六、施工组织
1.施工安排原则：优先开工潍坊西、青州北、章丘三处风口地段;剩余工作量自章丘向青岛方向推进。
2.人员组织：(1)项目部管理人员5月3日全部到岗到位，建立完善技术资料。
(2)5月5日前项目部向全体参加作业人员进行技术交底，并开展工前培训工作。
(3)胶济客专线50名作业人员于5月5日前到岗到位;胶济线20名作业人员于5月10日前到岗到位。
(4)胶济客专线按照240分钟天窗进行施工安排，平均每天完成50根支柱的安装。胶济线按照120分钟天窗进行施工安排，平均每天完成12根支柱的安装。
(5)段技术科于5月5日前向各车间、工区进行交底，并开展风险研判制定相应措施。
(6)工程分公司全体作业人员参加工区预想会，并加入工区作业票、派工单;作业过程中工程分公司负责人收到工区负责人下达准许开工作业命令后方可开工。
七、施工安全控制措施
严格按照济南局集团公司供电部《接触网施工、维修一次作业标准》(供网函[2017]10号))要求执行，提前一周申请点外周计划，为施工点前进入、点后撤离留出时间。
1.驻站要令(兼行车防护)
(1)驻站联络员带齐路局批复的停电计划、命令票，录音对讲机、驻站联络员工作流程表及相关证件，穿防护马甲、戴防护帽。施工前50分钟到达相应车站运转室，填写运统-46，办理封锁等相关手续，并作好记录。
(2)行车防护人员需提前进入栅栏做准备工作时，驻站联络员要根据施工负责人命令，提前办理点外作业登记，登记完毕并车站批准后将登记内容，批准时间通知施工负责人。
(3)行调命令下达后，驻站联络员要及时通知施工负责人，未得到驻站联络员的停电、封锁命令前，不得开工作业。
(4)驻站联络员要时刻监视列车运行情况，及时掌握列车运行动向，严禁将电力机车放入封锁、停电区段内，邻线有列车通过时，要及时通知远端防护员，确认联系畅通。
(5)天窗结束前30分钟驻站联络员向工作领导人确认是否需要延点，每5分钟提醒工作领导人剩余作业时间。
(6)得到施工负责人可以消除封锁命令的通知后，方可消除封锁作业命令，不得臆测消令。
2.行车防护
(1)远端防护员、现场防护员要携带对讲机、防护旗(夜间携带防护灯)、防护喇叭及相关证件，穿防护马甲、戴防护帽。
(2)远端防护员在接到施工负责人点外作业登记完成可以进入栅栏的命令后，方可进入栅栏，没有命令严禁擅自进入栅栏。到达防护位置后，要向施工负责人汇报，并要在路肩等待，不得上道。
(3)远端防护员在接到施工负责人线路已封锁可以设置防护措施的命令后方可按规定位置设置防护，并在规定位置处站立进行行车防护工作。
(4)远端防护员作业过程中要精力集中，在接到驻站联络员行车信息后，要时刻关注行车动态，发现有车即将通过作业地点时，要及时向作业组通报行车信息。
(5)作业结束，远端防护员要按照施工负责人命令及时撤除行车防护措施，并对撤除的措施进行清点确认。
(6)现场防护员在接到远端防护员行车信息后，要吹防护喇叭提醒作业人员停止作业，并检查确认作业组人员无侵入行车限界的情况。
3.现场作业安全措施
(1)所有作业人员必须严格执行标准化作业流程及呼唤应答标准用语。
(2)所有作业人员不得侵入未封锁线路，并执行邻线来车，本线停止作业的规定。
(3)作业人员必须按规定穿戴劳动防护用品，安全帽带要系紧。
(4)在有轨道电路的区段作业时，不得使长大金属物体(长度大于或等于轨距)将线路两根钢轨短接。
4.作业结束后安全控制措施
(1)作业结束后，施工负责人要组织各作业组负责人确认接触网技术参数符合送电开通条件;检查线路上有无遗留工器具材料，确认线路开通条件。
(2)确认接触网具备开通条件后，施工负责人要组织作业人员撤离现场，确认施工人员、机具撤至安全地带后，并对措施撤除的数量进行核对，确认无误。确认安全措施撤除完毕后，施工负责人方可通知驻站联络员进行消记开通线路。
(3)栅栏门要由工区指定专人负责，工程分公司人员不得擅自打开栅栏门，等作业人员撤出栅栏门后，要及时锁闭栅栏门。
5.高空作业安全措施
(1)现场作业人员高空作业要扎好安全带，严禁低打高用，攀登支柱时选好攀登方向和条件，并与带电设备保持规定的安全距离，监护人要时刻监护作业人员的`人身安全。
(2)作业人员到达作业现场后首先要对自己的安全带进行试验，把安全带打在支柱上试验，试验无任何问题方能使用，同时要将安全帽戴好、系上安全带，与车梯辅助人员一起组装车梯。
(3)作业人员在解开安全带时要先确认是否为自己的安全带，防止误拆他人安全带。
6.夜间作业的安全措施
(1)每名作业人员必须配备满足夜间作业的照明工具。
(2)夜间在高护坡路肩上行走时，注意脚下路面状态，防止滑倒摔伤。
7.其他安全措施
(1)所有作业人员不准在钢轨、枕木头及道床边坡坐卧休息。
(2)所有作业人员必须穿戴齐全防护及劳保用品。
(3)所有作业人员要听从施工负责人指挥，不得盲目作业。
(4)段、车间、工程分公司盯控干部要对作业安全控制措施进行全过程盯控检查，发现问题及时处理。
(5)作业人员需要跨越未封锁的股道到达作业地点时，施工负责人提前和驻站联络员联系，确认所跨越的股道没有列车通过时快速穿过，不得在未封锁的线路上停留。
(6)防护、作业人员在天窗点外做准备工作时，人员、机具不得侵入线路，驻站联络员时刻监视线路列车运行情况，一旦有列车通过，提前通知远端防护员和施工负责人，各作业小组停止作业，避让列车。
(7)各作业组负责人在进入栅栏前认真核对携带的工器具材料，并逐一向施工负责人汇报，工作结束后作业组负责人逐一清点工器具材料，确认工器具没有遗留在接触网和线路上，并带出栅栏后，小组负责人逐一向施工负责人汇报。
八、施工进度安排
基坑开挖工程
施工组织设计方案
编制：
审核：
审批：
广东恒安建设发展有限公司
东莞市清溪镇
大利村民大楼-图书馆
基坑开挖工程
施
工
组
织
设
计
广东恒安建设发展有限公司
二零一一年一月一十五日
一、工程概述
本工程地处东莞市清溪镇大利村，结构形式为框架结构。根据工程具体情况，编制本工程土方工程专项施工方案。该工程基础为独立基础，基础开挖深度约为4.5m。拟采用机械开挖结合人工清理坑底的作业方式。
二、编制依据
1、村民大楼-图书馆项目现有基础施工平面图
2、现场条件
三、土方开挖
（一）、准备工作：
1、施工机械及人员准备
(1)施工机械
大型履带式挖掘机(1.0m3)两台。
自卸汽车2辆。
(2)人员配备
技术人员2人(配合测量工程师测放基坑挖掘边线及开挖深度控制)
普工8名(对已开挖基坑人工挖排水沟组织排水)。
2、作业条件准备
(1)土方开挖前，地表基本保持平整，以便进行基坑放线。
(2)在开挖前，建筑物位置的标准轴线桩、标准水准抄平桩及挖掘边线，必须经过复测检查，由现场技术员为主办理预检手续。
(3)施工现场安设照明灯，以便于夜间作业。
3、施工工艺
结合现有带独立柱基础楼幢基础平面图，轴线间距为2600mm~8500mm，独立柱基础承台宽度在2600mm~10000mm，独立柱基础自基础底板以下开挖深度在2500mm~4000mm，扣除作业面及放坡宽度，独立柱基础承台间土顶部宽度仅剩-100mm~750mm，机械开挖基础底板下独立柱基础承台基坑时正大型履带式挖掘机无法保留该部分土，且地质勘察报告中明确场内赋存的地下水为第四系松散层中的上层滞水，水位较高，结合工程进度及基坑排水需要，独立柱基坑采用机械满堂大揭盖开挖方案，由机械化施工队负责挖土施工，人工清理坑底。
(1)、挖土范围
根据建筑平面图外边线预留600mm宽作为施工操作工作面，根据土质情况和施工经验，边坡按1：0.5进行放坡。
(2)机械挖土
机械挖土为防止挖掘过程中扰动老土，坑底预留30cm左右用人工挖土清至设计标高。
(3)人工清理坑底
人工挖掘坑底300mm土之前，每隔1.0m打一个小木橛，在挖至接近坑底标高时，用塔尺及水准仪随时以小木橛上口检查坑底标高。由工长检查坑边尺寸，确定坑宽标准，据此修整槽帮，最后清除坑底浮土，修底铲平。
(4)开挖过程中，随时注意不超挖，深挖。若遇土质与地质勘察报告不符的及时通知地质勘查单位。
（二）、验槽
开挖至设计深度标高后，及时通知建设单位，由建设单位出面主持验槽，参加单位包括监理、建设单位和施工单位。并向其介绍地基情况，特别是松软土层等不良地基，验槽完毕，由各方签字确认，交付下道工序。
（三）、质量标准
1、保证项目
基坑地基土不得扰动，土质应符合设计要求，若有出入应交设计签字。
2、允许偏差项目
项次
项目
允许偏差(mm)
检验方法
标高
用水准仪检查
长、宽
+200-50
由设计中心线向两边测量，拉线和尺量检查
边坡
满足施工安全要求
（四）、注意事项
1、定位标准桩、轴线引桩、标准水准点、龙门板等，挖运土时不得碰撞，并定时测量和校核其平面位置、水平标高是否符合设计图纸要求。定位标准桩和标准水准点要定期复测和检查。
2、严格按公司计划组织施工。
3、土方开挖至规定标高后，及时组织人工清理基坑。
4、施工过程中应随时观察土壁情况，一旦出现异常情况应立即进行处理。
一、工程概况
13#楼基础-1.70m承台浇筑完砼后，发现个别剪力墙、柱钢筋明显存在偏移定位线现象，主要原因是插筋的固定措施不到位，浇捣砼时钢筋受冲击偏移及个别位置定位错误造成。
二、处理方法
为了尽量减少墙、柱偏移对工程结构受力的影响，现对该位置位移钢筋做以下处理。
1、钢筋偏移在20㎜内的情况：
把钢筋做轻微斜弯调整，竖筋在砼面15㎝高度范围内按不大于1:6坡度斜弯调整，向外斜弯时，该位置用同等级型号钢筋做L型加固处理。高度为800㎜，弯钩宽度同墙、柱宽；向内斜弯时，该位置砼加厚5㎝，高度为15㎝.2、钢筋偏移位置较多时，无法采用上条处理的情况： 采用植筋处理。植筋施工技术措施
定位及钻孔：在现场进行放线定位，标出钻孔位置，使用电锤进行钻孔，孔径＞d+6mm，钻孔深度为20d。在钻孔过程中，若遇到钻孔部位钢筋太密而无法按设计要求位置钻孔时，可在其附近钻一附加孔洞，植入钢筋，原钢筋仍按正确位置放置（即搁在正确钻孔部位上）。清孔：
钻孔成型后应对残积于孔内的灰尘进行清理，首先使用圆形长条毛刷进行反复刷扫，扫出大部分的粉尘，余下的利用压缩空气或专用吹风
机吹净。调制结构胶：灌胶植筋所使用的结构胶是以分子原料为主体的双组合高强粘结剂，对金属及非金属均具有很高的粘结强度，将其搅拌均匀，直接用送胶棒，将胶灌进孔内，且胶量应占孔体积80%以上。钢筋埋植将钢筋插入灌有结构胶的孔内，并旋转钢筋，反复的插入拔出，将孔壁残存的灰尘搅入结构胶内，直至附在钢筋上的结构胶表面不带有灰尘。将钢筋扶正固定，在胶固化前不能扰动钢筋，以免影响锚固效果。结构胶初凝时间很快，从拌胶到植筋完毕整个工序应在30 分钟内完成，植筋完成24小时后即可进行下道工序施工。结构胶初凝结硬后，不可再用于植筋。
中泰建设火龙岗安置区北地块项目部
关键词：地梁筏板基础,CFG桩复合地基的柱下独立基础,钢筋用量,混凝土用量
1 带地下室的情况分析
带地下室的框架结构和框架-剪力墙结构的基础设计一般采用天然地基, 基础形式一般采用地梁筏板基础。如层数不多, 天然地基承载力满足设计要求, 可采用柱下独立基础或柱下条形基础加设钢筋混凝土防水板设计可大大降低基础造价。但当层数较多时, 在天然地基条件下, 采用柱下独立基础或柱下条形基础已不满足设计要求时, 采用什么样的基础形式才最为经济呢, 下面针对一个具体的项目进行研究分析。
1.1 方案对比
某商业项目, 为地下一层, 地上六层的框架结构, 荷载较大, 柱距为6m X8m。持力层的地基承载力特征值为fak=110KPa, 如基础设计采用天然地基, 则须采用筏板基础, 地梁筏板基础 (地梁下反) 是一种比较经济的形式。如采用柱下独立基础, 则需要对地基进行处理, 采用CFG复合地基, 处理后未修正的地基承载力特征值Fak≥300KPa。下面根据两种不同的基础形式分别进行设计并对结果进行材料用量的统计, 具体结果如下。
柱下独立基础加防水板方案结构主材及造价见下表:
地梁筏板基础方案结构主材及造价见下表:
1.2 经济对比
1) 钢筋用量对比:柱下独基方案钢筋用量为50.13吨;地梁筏板方案钢筋用量为134.2吨。可见柱下独基方案大大减少了钢筋用量, 节约84.07吨, 节约造价33.628万。
2) 基础砼用量对比:柱下独基方案中基础和防水板砼用量为723立方, 垫层砼用量为186.3立方;地梁筏板方案中地梁筏板砼用量为1200立方, 垫层砼用量为231.5立方。所以柱下独基方案比地梁筏板方案减少基础砼用量477立方, 减少垫层砼用量45.2立方, 节约造价23.6144万。
3) 防水层及防水层保护层对比:柱下独基方案, 防水层用量为2260平米, 防水保护层砼用量为113立方;地梁筏板方案防水层用量为2450平米, 防水保护层砼用量为122.5立方。所以柱下独基方案比地梁筏板方案减少防水面积190平米, 减少防水保护层用量9.5立方。
通过以上对比, 可见采用复合地基独基加防水板方案的确在一些方面比地梁筏板方案节省造价, 主要表现在基础钢筋和砼用量上, 但在以下方面比地梁筏板方案有增加了造价。
1) 采用独基方案需要对地基进行处理, 采用CFG复合地基, 桩长约18m, 桩径410mm, 约需要打桩520根, 桩顶碎石褥垫层200m m厚。打桩所需砼用量为1236立方, 碎石褥垫层面积为800平米;所以打桩所需费用约为68.698万。
2) 由于地梁筏板方案地梁可以下反, 可以利用筏板顶面做为地下室地面, 大大减少了土方开挖量。但独基加防水板方案, 独立基础需要一定的埋深, 埋置深度自地下室地面算起应大于1m, 所以防水板需置于独基地面处, 此种做法独基可作为阶梯型, 且大多数独基高度按计算只需600左右, 且可节省防水面积。如果将防水板置于独基顶面处, 因为独基需要一定埋深, 所以所有独基高度均应大于1m, 且需从独基底放坡至防水板底面, 大大增加了砼用量;由于独基尺寸较大, 放坡后独基顶面基本连成一体, 这样本需300厚的防水板实际厚度大大加加厚了;此种做法还增加了防水面积。所以按防水板置于独基底面设计, 所以需增加土方开挖及回填量1435立方, 增加墙、柱钢筋砼用量50立方。
3) 增加地下室地面砼用量165.6立方, 增加造价17.9322万。由于防水板垫层底需加设100厚聚苯板软垫层, 以减小独基沉降给防水板带来的不利影响, 聚苯板用量为151立方, 增加造价8.003万。
4) 通过以上对比采用复合地基独基加防水板方案比天然地基梁板式筏基增加造价31.0113万, 所计算地下室面积为1717.56平米, 所以每平米增加造价180元/m2。
综上分析, 带地下室结构采用复合地基独基加防水板方案是很不经济的方案, 不但增加了造价, 而且由于打桩还延长了工期。
2 不带地下室的情况分析
不带地下室多层框架结构, 如采用天然地基, 如经计算确需采用梁板式筏基, 如改用复合地基柱下独立基础形式, 结果会怎样呢。以本项目为例, 取消地下室, 进行估算。
1) 地梁筏板基础, 此时地梁改为上反, 钢筋造价为53.68万;地梁、筏板砼用量约1000立方, 基础垫层砼用量约231.5立方;土方开挖量约为3300立方;基础总造价为113万。
2) 独立基础钢筋用量约为30吨, 钢筋造价为12万;基础砼用量约为460立方;垫层砼用量约为83立方;打桩根数约为453根, 打桩砼用量为1077立方, 桩顶褥垫层约为850平米;土方开挖量为1500立方, 综合总造价为103万。
3) 不带地下室多层框架结构采用复合地基柱下独立基础形式比天然地基地梁筏板基础节省总造价10万, 单平米节省造价约58元/m2。
参考文献
[1]建筑地基基础设计规范 (G B50007-2002)
致：腾冲玛御谷润禾园置业有限公司 云南城市建设工程咨询有限公司
内容：在悦椿酒店一期客房区30栋基础短柱（-1.8m~-0.6m）浇筑过程中出现的质量问题（短柱位移、垂直度偏差）的分析与整改措施。
原因分析：
在施工过程中出现的本次质量问题，经现场勘察取证主要原因有：
1、模板加固不到位，浇筑过程中柱模板倾斜；
2、短柱浇筑前后校核不到位。
处理措施：
1、偏差过小的处理：小于或等于3公分偏差的短柱，钢筋以宽高比不大于1:6校正后再进行后序的作业施工。
2、偏差过大的处理：大于或等于4公分偏差的短柱将短柱往下剔凿返工，往下剔凿位置深度根据偏差起点部位逐步测量确定，剔凿后按照正常轴线位置从新支模浇筑，用水冲洗，湿润后用比原有混凝土高一强度等级的混凝土仔细浇灌、捣实。并安排专人监管整改施工。
施工单位：贵州建工集团有限公司
2018年
月
日
监理工程师意见：
2018年
月
日
建设单位负责人意见：
2018年
月
随着工程建设的发展,地下室深度及规模越来越大,为了施工需要,有些塔吊必须安装于地下室部位。考虑塔吊需要尽早使用,同时减少塔吊基础施工时的开挖深度及难度,塔吊基础可以采用格构式钢柱塔吊基础。采用格构式钢柱塔吊基础可以在基坑开挖前及时安装使用,其受力明确、安全适用、施工方便。
与埋于地下室筏板下的塔吊基础相比,可不必先为塔吊基础施工进行土方开挖、临时支护及降水。
1 工法特点
1)格构式塔吊基础施工以及塔吊安装工作在基坑土方开挖之前完成,使之在土方及基坑施工阶段就可投入使用,缩短了工期,提高了工效。2)塔吊设置在地下室部位,加大了塔吊回转范围内对工作面的覆盖面积,减少了塔吊的覆盖盲区,提高了塔吊的工作效率。3)当地下水位较高时,采用格构式钢柱塔吊基础减少了塔吊基础施工时的降水工作。4)格构式钢柱穿过基础底板的位置加设了止水环和加强钢筋,保证了底板防水能力,减小了对结构基础底板的受力影响。5)适用范围广,可适用于软土、较厚填土层、较高地下承压水位等不良地质条件下的塔吊布置。
2 适用范围
塔吊需安装在地下室基坑内,地下室基础底标高较深,尤其是地下水位较高的工程。
3 工艺原理
格构式钢柱塔吊基础由承台基础、格构式钢柱、钢筋混凝土灌注桩等三部分组成,在土方开挖前施工完,待承台基础、灌注桩混凝土强度达到要求后,安装塔吊,验收后即可使用(见图1)。土方开挖过程中随挖土深度按分段逐段焊接水平支撑、斜撑。
4 施工工艺流程和操作要点
4.1 施工工艺流程
塔吊基础施工流程图见图2。
4.2 塔吊基础设计
4.2.1 塔吊基础位置设计
1)灌注桩、格构柱的位置应避开后浇带、地梁、工程桩等位置。
2)承台基础的投影位置应避开顶部的框梁,避免框梁断开。
3)承台基础的底标高应控制在地下水位以上。
4.2.2 塔吊基础计算
当塔身沿塔基对角线方向倾覆时:
承台基础、格构式钢柱所承受的风荷载标准值(ωk)按下式计算:
其中,ωk为风荷载标准值,k N/m2;βz为风振系数;μs为风荷载体型系数;μz为风压等效高度变化系数;ω0为基本风压,k N/m2。
承台基础、格构式钢柱所承受的风荷载对格构式钢柱产生的弯矩为:
其中,M风为承台基础、格构式钢柱所承受的风荷载对格构式钢柱产生的弯矩,k N·m;h台为承台基础的高度,m;a台为承台基础的边长,m;H格为格构式钢柱净高度,m;4为格构式钢柱的根数;a格为格构式钢柱的边长,m。
当塔身沿塔基对角线方向倾覆时,格构式钢柱底部、灌注桩顶部所承受的荷载:
其中,F1,2为当塔身沿塔基对角线方向倾覆时,格构式钢柱底部、灌注桩顶部所承受的荷载,k N;V为塔吊非工作工况时,对承台基础产生的垂直力,k N;G台为承台基础的自重,k N;G格为4根格构式钢柱的自重,k N;M为塔吊非工作工况时,对承台基础产生的弯矩,k N·m;H为塔吊非工作工况时,对承台基础产生的水平力,k N;l为格构柱的中心距离,m。
格构式钢柱受压整体稳定性应符合下列要求:
其中,Nmax为格构式钢柱单柱最大轴心受压力设计值,即当塔身沿塔基对角线方向倾覆时,格构式钢柱底部、灌注桩顶部所承受的荷载;A为格构式钢柱毛截面面积,即分肢毛截面面积之和;φ为格构式钢柱轴心受压稳定系数;f为钢材的抗压、抗拉强度设计值。
钢筋混凝土灌注桩单桩竖向极限承载力特征值应符合下列要求:
其中,Ra为单桩竖向极限承载力特征值;K为安全系数,取K=2;Quk为单桩竖向极限承载力标准值;Qsk,Qpk分别为总极限侧阻力标准值和总极限端阻力标准值;u为桩身周长;qsik为用静力触探比贯入阻力值估算的桩周第i层土的极限侧阻力;li为桩周第i层土的厚度;α为桩端阻力修正系数;psk为桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值(平均值);Ap为桩端面积。
4.3 施工要点
1)当灌注桩在水下浇筑时,应提高一个强度等级。2)当工程基础筏板混凝土为抗渗混凝土时,应在格构柱分肢四周焊接止水钢板;当格构柱内混凝土不能剔凿清除时,在格构柱分肢四周满焊缀板,待格构柱拆除后,顶部加焊钢板(按降水井封井处理)。3)承台基础下的土方开挖应待承台基础混凝土强度达到100%后方可进行;格构钢柱下的斜撑应随挖土随焊接,严禁超挖。4)承台基础的厚度应大于塔吊地脚螺栓的长度。格构柱锚入承台基础内的长度不应小于承台基础高度的一半,且不应小于600 mm。5)塔机安装应在基础验收后进行,一次性安装高度不宜超高《塔机使用说明书》规定的最大独立高度的一半,宜分次升高至所需的最大独立高度。6)塔吊的附墙高度应从格构钢柱底部算起。7)塔吊基础的防雷接地应通过格构钢柱分肢接入大地,确保防雷接地安全。
5 安全措施
1)塔机安装完毕后,应按要求进行验收、备案,取得准用证后方可使用。2)土方开挖时应分层开挖,每层的挖土深度同水平支撑、斜撑的间距,每层土开挖后,待水平支撑、斜撑焊接完毕验收合格后,方可进行下一层土方开挖。3)塔吊安装后、每步土方开挖前后,钢支撑焊接前,应进行塔吊垂直度、位移检测。
摘要：针对格构式塔吊基础的工法特点,介绍了该工法的适用范围及工艺原理,阐明了塔吊基础的设计方法,总结了其施工工艺流程与施工要点,以满足地下室大规模施工的需要。
关键词：塔吊基础,特点,原理,要点
参考文献
工程概况
某工程由3层地下室组成, 地下室采用半逆作法施工;裙楼为三层, 四层以上是住宅, 共三栋31层, 总建筑面积约8.4万平方米。
本工程的钢管混凝土柱用于地下3层到地上四层。若采用普通的钢筋混凝土柱, 则柱断面过大, 这样会浪费许多的商业面积, 使整个商场宛如一座混凝土森林;同时为配合三层地下室的逆作法施工, 设计上采用了覬750钢管柱及C60高强混凝土组成的钢管混凝土柱。钢管柱头采用了某设计院设计的环形箍, 柱梁连接更加方便。剪力墙部位因采用这么大的钢管不太合适, 故改为格构柱, 并对荷载少的柱也改用格构柱。
钢管柱、格构柱的制作、吊装施工
1钢管柱和格构柱制作
钢管柱采用16Mn钢材, 钢管厚度为16mm, 内衬管及柱底环板采用A3 (镇静钢) 钢材。规格为准750, 共70根。格构柱共17根, 规格为L125*14 (L=8736) 和L140*16 (L=8173) 。
钢管柱的制作:钢管根据中国工程标准化协会《钢管混凝土结构设计与施工规程》 (CECS28:90) 第7.1.1~7.1.3, 7.2.1~7.2.5, 7.2.8及7.2.9条的规定制作, 钢管的全部竖向焊缝质量要求达到一级焊缝质量标准, 现场水平施工焊缝允许按二级焊缝质量标准进行验收, 钢管进场时应对每根钢管按CECS28:90中第7.2.5条验收并作好记录, 不符合验收标准的钢管退回工厂校正后才能使用;本工程钢管由 (某某) 公司制作, 都从厂内加工涂好防锈漆验收合格后运到工地, 再经现场超声波检测后, 对管内再油上水泥油后再行吊装。
2钢构件进场堆放
钢构件加工完毕后要在构件上标明编号、方向, 便于工地现场对号安装。
钢构件进场视现场实际要求按区域、按顺序、编号进场。采取晚上运输至现场堆放, 次日吊装就位的措施, 以解决施工现场堆场面积紧张, 无法大量构件堆放待用的问题。
3钢管柱安装
钢管柱吊装根据CECS28:90中第7.3.1~7.3.4条及其他相关规范的要求严格检验和验收;钢管柱/格构柱与桩头连接:桩身混凝土浇灌达-12.23米时, 要停止浇灌并对桩面浮浆进行清除, 确保其高程下混凝土良好质量。两天后吊下M1板找中并钻埋3ф20x250爆炸螺丝, 跟着用风镐把桩面打花, 清净后用高强砂浆抹平在12.21后把M1板吊装在-12.20高程 (板面) , 用吊锤及水平尺进行验收。M1板是予埋桩头用于固定钢管的环形钢板, 板上焊有限位板。此板是经多次改良而成的, 予埋一周后, 钢管才可以吊装, 准确无误地放在桩头中央, 而孔口则以三根调节螺丝与孔壁相连, 便可固定在孔之中间。格构柱底部是支顶锥, 只需在桩顶中央予埋一节短钢管, 吊装时把顶锥放正。
吊装完后要在桩头上浇灌1米高的混凝土, 令钢管紧固在桩头上。浇灌时要对称采用两根ф150PPC管把混凝土导入, 并由专人到井下操作及震荡。此作业每天只能做三几根, 混凝土需求量少, 商品混凝土厂难于提供时只能自拌, 只要操作遵守商品混凝土厂配料的准确性, 一样能确保高标号的混凝土强度。
钢管柱安装采取的一些措施及要求:
钢管柱安装之前先安装M1环形钢板定位调节螺栓, 定位调节螺栓安装用12厚木夹板, 按M1环梁钢板调凶螺栓平面尺寸钻孔, 固定调节螺栓, 按柱轴线水平标高效正后按图纸要求上下各用3Φ25与螺栓和桩纵筋焊接后安装M1环形钢板, 立柱中心线偏差不得超过+3mm, 环形钢板面标高, 偏差值+0.mm, -10mm, 平整度+3mm。
对进场钢管柱经进行技术资料检查, 外观几何尺寸的检查符合要求后才能使用。
安装钢管柱在-5.3m标高安装, 场内运输到安装部位要做防护措施, 防止泥浆异物污染钢管壁内外。
吊装钢管柱前先将M1环形钢板面钢管口封闭, 防止起吊过程中异物落入管内, 在将近就位时才移走管口封闭, 进行就位安装。
钢管柱吊装就位后, 要立即进行校正, 在井口混凝土护壁四周用调节螺栓进行固定, 垂直度允许偏差不能大于3mm。
焊接前钢管外壁作临时固定联焊, 固定点的间距可以300mm左右, 钢管对接焊接过程中败絮其中现点焊定位的焊微裂缝, 则该微裂缝部位须全部铲除重焊。
钢管柱焊接应两人对称同时进行分层施焊, 防止焊接过程由于温差影响产生变形。
钢管柱内混凝土应浇筑到距接口焊接处800mm左右即停止, 避免在接口焊接时会因温度过高而破坏钢管柱内混凝土的强度, 在烧焊时应对下节钢管内用流动水降温以保证其温度不会过高。
钢管柱安装焊接完成后, 要进行办理验收签认手续, 符合要求后, 杂物应先清理干净, 凿去表面的浮浆后才浇筑混凝土。
在施工前做好钢管柱各项技术交底工作。
安排专业人员负责检查钢管柱的垂直度, 如发现有偏差应马上上报并作出相应处理。
对接焊缝采用超声波无损检测仪100%探伤, 按超声波检验等级B级执行。产品质量达到设计有国家标准《钢结构工程施工及验收规范》 (GBJ205-95) 、《钢结构工程质量检验评定标准》 (GB50221-95) 的有关规定要求, 并对每一构件出厂出具合格证书、母材材质合格证、探伤资料等。
C60高强度管内混凝土浇筑
此工程采用了钢管柱、格构柱的新工艺, 柱芯内浇筑C60高强度商品混凝土。虽然C60混凝土的高强度混凝土在其他部位浇筑已有先例, 但是在钢管柱内浇筑还有许多问题尚待进一步研究;同时, 在钢管柱内浇筑时, 稍一不慎, 将是无法补救, 因而对其质量控制要求特别严格;同时, 高强度混凝土坍落度损失快, 容易造成导管堵塞和混凝土振捣不密实。所以, 为了确保工程质量, 从难、从严落实C60高强钢管柱混凝土的各个施工环节, 必须对此引起高度重视, 从各方面确保工程质量。
钢管柱内混凝土浇筑前应先检查管内是否有积水、什物、如发现有积水、什物应先清理干净后才浇筑混凝土。
每次浇筑混凝土前应先浇灌一层厚度为10-20mm的同混凝土标号的水泥砂浆, 以免自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳。
采用商品混凝土, 每车进场的混凝土都要进行出场单的检查, 坍落度的检测, 符合要求后才能使用, 按规定要求进行现场抽试件作为验收依据。
采用立式手工浇捣法, 混凝土自钢管上口潜入, 每次浇灌高度1m以下, 要用插入式振动器振实, 每次振动时间约30秒, 每条桩要连续浇筑完成, 浇筑高度至管顶内衬管底下100mm。
在浇筑过程中要有专人用木槌敲击钢管, 检查是否已振捣密实, 如发现有不免密实声响, 要即时进行补振, 确保内混凝土密实。
加强对高强度混凝土的质量控制的几点注意事项
对高强度混凝土使用的主要原材料, 须作严格控制, 包括减水剂、缓凝剂等。
混凝土最重要的质量指标是强度, 但必须要有一定的流动性才能浇筑, 因此, C60混凝土的坍落度也是一个十分重要的指标, 混凝土供应单位每班都应进行混凝土坍落度试验和留样作为站内混凝土强度检验, 并需在出站时测定坍落度, 保证到达现场时坍落度不低于18±2cm。混凝土到达现场后施工单位必须进行坍落度检查, 符合要求后才能向管内浇筑。
为保证C60混凝土的浇筑顺利进行, 避免运输时塞车和降低混凝土水化热的影响, 钢管柱芯的C60高强混凝土宜在夜间气温较低时进行施工。
钢管吊装后, 人员难于进入管内, 因此, 钢柱芯混凝土浇注一经开始, 就不允许中途停止。所以要预先采取措施防备中途可能出现的造成浇筑停顿事故。
钢管柱防火层的施工
对钢管表面除了彻底除锈涂恻防锈漆外还需要进行耐火层施工, 确保钢管柱达到设计耐火极限要求。原计划采用外喷C20细石混凝土措施, 但由于没有专业队伍施工, 而且施工难度较大, 后建议采用人工批砂浆方案, 但效果不尽人意。现经多方商讨采用人工浇筑100厚C25细石混凝土的方案。
施工程序
柱包钢筋网→支木模→分层浇筑→拆模用水泥浆按圆平弧→养护
施工方法:钢管柱周边墙体拉接筋和圈梁纵筋延伸至钢管柱接牢固, 原和墙体连接的拉接筋继续保留。用Ф12@1.5m弧形 (D大于柱径80mm) 开口内箍同原钢管柱焊点进行点焊, 相对固定即可。用Ф12@200纵筋和内箍焊接, 要求点焊, 或用18#扎丝绑扎。外围用Ф6@200螺箍和Ф纵筋扎或电焊。吊绑好50×50的30厚保护层控制块。报验后进行封模, D=钢管柱径+200mm, 柱模要求 (1) 牢固, (2) 易拆, (3) 每一米高开2~3个下料口。为确保成型后圆弧面, 建议使用定型钢模。分层浇筑细石混凝土, 振捣 (1) 用微型震动器, (2) 如没有则用细竹竿反复抽插, (3) 用小锤在周边敲打, 确保混凝土密实无蜂窝麻面。 (4) 采用小型附着式震动器;确保混凝土密实。拆模要求不粘模, 不掉块, 时间要求一般30℃以上大于两即可。拆模后要淋水养护, 同时要求部筋定点。尽可能早地批完砂浆, 便于砂浆和细石混凝土同时固化, 防止外层空鼓。保证湿润养护大于等于7天。
质量保证措施:所有需焊接处, 必须采用点焊。尽可能采用人工绑扎, 防止钢管柱受热变形, 引起应力变化。每层下料口大于等于2个, 既是下料口又是观看混凝土密实情况的观察口。在浇筑前注意把楼面混凝土表面凿毛。清洗干净, 保证混凝土粘结牢靠。细石混凝土必须经过交底、试配, 符合要求的专人进行搅拌和振捣。浇筑前木模内要进行清洗、湿润, 然后下H=50~100的1:2砂浆作底。不管采用什么方法振捣细石混凝土, 指定必须具有一定经验认真负责的人用锤敲击柱四周, 以声音确定密实程度。尤其应注意防火细石混凝土缴筑到 (梁) 板底时的质量。掌握拆模时间, 适时养护。
钢管混凝土柱优点小结
此工程采用了较先进的钢结构技术设计, 通过各施工心施工, 互相配合, 共同努力攻克了不少难关, 达到了预期的效果!通过该工程中钢管柱的使用, 总结在高层建筑中, 钢管混凝土的特征与优势如下:
钢管混凝土柱的抗压和抗剪承载力高, 而且钢柱比混凝土柱大大减少截面, 扩大了建筑物的使用空间和面积;这对于商业黄金地段的建设投资是一个巨大的经济回报。
本工程设计是以建筑物的钢柱及基础兼作为三层地下室逆作法施工时各层楼盖 (兼作水平支撑) 的竖向支承构件, 以满足负荷及整个支撑系统的要求, 可节省大量临时竖撑和基础的工程量。
钢结构技术的运用, 解决了不少普通钢筋混凝土结构难以处理的问题, 如:大悬臂钢梁;梁上种柱, 不需做大混凝土承台。
柱子截面减小, 自重减小, 有利于结构抗震;减轻了地基承受的荷载, 相应降低了地基基础造价;钢管混凝土柱内的混凝土可大量吸收热能, 其耐火性优于钢柱;钢管混凝土具有的核心混凝土三向受压特性, 利于高强度混凝土安全可靠地推广应用。
提高标准化, 工厂化生产的程度, 以达到高质量、高速度的目的。
由于钢管混凝土柱具有承载力高、抗震性能好、节约钢材和施工简捷等突出优点, 相信在高层和超高层建筑中将得到日益广泛的应。
摘要：本文结合工程实例, 主要介绍施工过程中对钢管混凝土柱制作、安装及混凝土浇筑等问题结合已制订的施工方案采取了相应的技术措施, 使工程得以顺利施工。
关键词：钢管混凝土柱,制作,安装,高强度管内混凝土浇筑,防火层施工
参考文献
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