塔吊基础设计(单桩1)

1、塔吊基础设计 ( 单桩 ) 计算书工程名称：振华电子工业厂区工程编制单位：中国振华集团建筑工程公司1. 计算参数（ 1）基本参数工程建筑面积29503.49 m2 , 总高度64 m,主楼地上14层 , 裙楼4层，地下主楼二层，裙楼一层；塔吊型号QZT63A(5510)臂长 55.00m, 初装高度39.00m；塔身尺寸1.63m, 基坑开挖深度 -1.50m ；现场地面标高0.00m, 基础面标高 -0.50m 。（ 2）计算参数1）塔机基础受力情况（表1）基础荷载P(kN)M(kN. m)FkFhMMZ503.0035.001500.00200.00比较桩基础塔机的工作状态和非工作状态的受

2、力情况，塔机基础按工作状态计算（图1）：Fk =503.00 1.2=603.60kNFh=35.00 1.4=49.00kNMk=(1500.00+35.0 0.90) 1.4=2144.10kN. mMFk =基础顶面所受垂直力Fh =基础顶面所受水平力F kM = 基础顶面所受倾覆力矩MMz = 基础所受扭矩zFh塔吊基础受力示意图2）桩顶以下岩土力学资料（表2）序厚度桩侧阻力标桩侧岩层和桩端q抗拔摩阻力 qisia*isia*i号地层名称L(m)准值 qsia( kPa)岩层岩样抗压强(kN/m)折减系数 i(kN/m)度 f rs 、 f rp (kPa)1填土13.0000002砂

3、质粘土9.0030.00220.00270.000.70189.00桩长22.00 qsia* i270.00 i qsia* i189.003）基础设计主要参数（图2）基础桩采用 1 根 1600 钻（冲） ) 孔灌注桩，桩顶标高 -1.40m ，桩端不设扩大头，桩端入砂质C2C42tk2；粘土 9.00m ；桩混凝土等级 C30， f =14.30N/mm ,E =3.00 10 N/mm； f=2.01N/mm ，桩长 22.00m252钢筋 HRB335,f y =300.00N/mm ,E s=2.0010 N/mm；承台尺寸长 (a)=4.50m 、宽 (b)=4.50m 、高 (

4、h)=1.00m；桩中心与承台中心重合, 承台面标高-0.50m ；承台混凝土等级 C35,f t =1.57N/mm2,f C=16.70N/mm2, 砼 =25kN/m3。Gk =a b h 砼 1.2= 4.50 4.50 1.00 251.2=607.50kN2. 单桩允许承载力特征值计算（ 1）单桩竖向承载力特征值1）按地基土物理力学指标与承载力参数计算按下列公式计算：Ra= R sa Rra RpaRsa= qsiaiRra = pC2f rs hrRpa=C1f rp Ap式中 Rsa桩侧土总摩阻力特征值；Rra 桩侧岩总摩阻力特征值；Rpa持力岩层总端阻力特征值； p桩嵌岩端截

5、面周长；hr 嵌岩深度，当岩面倾斜时以低点起计；Ap桩截面面积，对扩底桩取扩大头直径计算桩截面面积；frs 、 f rp 分别为桩侧岩层和桩端岩层的岩样天然湿度单轴抗压强度；C1、 C2系数，根据持力层基岩完整程度及沉渣厚度等因素而定。p221=0.40 C2A = d /4= 3.14 2.56/4=2.01 m C=0.05Rsa=u qsiai= dqsiai =3.14 1.60 270.00=1356.48 kNRra1 =up C2f rshr =0.80 3.14 1.600.05013.00=0 kNRra2 =up C2f rshr =0.80 3.14 1.600.0522

6、0.00 9.00=397.90 kNRpa=C1f rp Ap=0.80 0.40 220.00 2.01=141.48kNRa= Rsa Rra Rpa=1356.48+0+397.90+141.48=1895.86kN2）桩身截面强度计算按下式验算桩身截面强度：Qc fc Ap式中 c 工作条件系数，灌注桩取0.7 0.8( 水下灌注桩取较低值) ，预制桩取0.8 0.9 ；fc桩身混凝土轴心抗压强度设计值；Ap桩身横截面面积；Q 相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向设计值。 c=0.70 cf cAp=0.70 14.30 10002.01=20116.10kN（ 2）单桩水平承载力特征

7、值计算灌注桩的水平承载力特征值按下式计算：RHam ftk Wo1.25 22 g 1NN1kmm f tk An式中： RHa单桩水平承载力特征值；桩的水平变形系数，按规范式(10.2.19)确定；mbo5EcIm塑性系数，圆形截面m=2；f tk 桩身混凝土抗拉强度标准值； m桩身最大弯矩系数，按表10.2.23取值，视上部结构、承台、地梁对桩顶的约束程度及桩顶构造，分别按铰接或固接考虑；N1k桩顶扣除竖向活荷载作用的竖向力标准值； g桩身纵筋配筋率； 桩顶竖向力影响系数，竖向压力取=0.8 ，竖向拉力取N=-1 ；NNAn桩换算截面积，圆形截面为：W0桩身换算截面受拉边缘的截面抗弯模量，

8、圆形截面取：dd22E s2W 01g d o32E c式中 d桩身直径；d0扣除保护层的桩直径；Es钢筋的弹性模量；EC混凝土的弹性模量。 g=0.3+(2000-1600.00)/(2000-400) (0.65 -0.3)=0.39%22= 0.16(2.56+11.330.39%2.45)=0.423W= d/32d 2(E /E 1) d0moSCgIoo1.60/2=0.344=Wd/2= 0.42mEI=0.85E CI o=0.85 3.00 10 70.34=8543666.93查 (DBJ15-31-2003)P.118:m=35.00103kN/m4 ， bo =0.9(

9、d+1)=2.34m =(mbo/E CI) 0.2 =(35.00 10002.34/8543666.93) 0.2 =0.39 L=0.39 22.00=8.68 4 ，满足长桩标准。按 L=4 查（ DBJ15-31-2003 ） P.121: V m=0.768Nlk =(F k Gk)/n=(603.60+607.50)/1=1211.10kN m=2 N=0.802 (E/E-1)P= 2.01 (1+5.67 0.39%)=2.052A = d /41mnscgRHa= mf tk W0/V m(1.25+22 g)(1+ NN1k/ mf tk An)= 865.38 1.34

10、 1.12=1291.10kN（ 3）单桩抗拔力特征值计算桩抗拔力的验算按下式计算：R tapi q sia l i0 .9 G o式中 G0桩自重，地下水位以下取有效重度计算；qsia 桩侧土摩阻力特征值； p桩周长， p= d； i 抗拔摩阻力折减系数。0.9G0=0.9 3.14 0.64 22.00 25=994.75kNRta =up i qsiai +0.9G 0=5.02 189.00+994.75=1944.29kN3. 单桩桩顶作用力计算和承载力验算（ 1）轴心竖向力作用下Qik =(F k Gk)/n=(603.60+607.50)/1=1211.10kN轴心竖向力Qik

11、=1211.10kN Ra=1895.86kN, 满足要求。（ 2）水平力作用下Hik =Fh /n=49.00/1=49.00kN单桩水平力Hik =49.00kN RHa=1291.10kN, 满足要求。4. 抗倾覆验算（图 3）bi =4.50/2=2.25m倾覆力矩M倾=M Fh h=1500.00+35.00 0.90=1531.50kN. m抗倾覆力矩M抗=（ FkGk ） bi Rta bi=(503.00+506.25) 1.60/2+1944.29 2.25=5182.05kN. mM抗/M 倾=5182.05/1531.50=3.38抗倾覆验算3.38 1.6, 满足要求。

12、5. 灌注桩配筋计算承台下 2（ d 1）米深度范围土层类别( 填土 ) 按（ DBJ15-31-2003 ） P.119查： =59.00221/5(10.8 Nlk/ftkm p d (1.5d 0.5d) A )=151.04 1.36 1.12=229.93kNH ik =49.00kN 桩身可不配抗弯钢筋，但应该按照规范规定配置构造钢筋 = g=0.39%As = AP=0.388%2009600.00=7787mm2 , 采用 HRB335钢筋 ,f y=300.00N/mm2, 取 26 22 As =26379.9=9877mm2As ( 满足要求 )桩顶钢筋抗拔验算 =153

13、1.50 1061600(26-2) 2379.9=209.96N/mm 2 桩顶钢筋抗拔验算 209.96N/mm2 300.00N/mm2 , 满足要求。6. 承台受冲切、受剪切承载力验算承台受冲切、受剪切承载力采用验算ho 的高度来判断，可按下式计算：h oF lu c28f cFlF 1.2QkiQkno Fkn式中 F作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值；fc承台混凝土抗压强度设计值； c柱截面周长；F 作用于柱底的竖向压力设计值； Qki 冲切破坏锥体范围内各基桩的净反力( 不计承台及其上覆土重) 之和；F k作用于柱底处的竖向压力标准值；n 桩数；n 0冲切破坏锥体范围内的桩数。F

14、 =F 1.2 Qik =Fk=503.00kN uc =40.2=0.800m， ho=1.00-0.07=0.93m2(F /fc) 0.5 uc/8= 2(503000.0 16.70)0.5 - (800 8)=247mm承台有效高度247mm h0=930mm,承台受冲切、受剪切承载力满足要求。7. 承台配筋计算（ 1）基础弯矩计算Ni =Fk=603.60kN ， Xi =0.80mM= Ni xi =603.60 0.80=482.88kN. m（ 2）基础配筋计算（图4）基础采用HRB335钢筋 ,f y=300.00N/mm2As1=M/0.9f yho=482.88 106/(0.9300.00930)=19232mm按照最小配筋率=0.10%计算配筋2As2= bho=0.001 4500930=4185 mm比较 As1 和 As2，按 As2 配筋 , 取 2322193mm 钢(筋间距满足要求 )2As =23380.0=8740 mm22满足要求。承台配筋面积