塔机基础挖孔桩计算桩.doc

二、塔吊基础结构的计算受力分析：从塔式起重设备的工作原理进行分析，该生产设备在以下方面对设备的安全使用关系相当重要：设备的基础，设备结构，设备结构的材料，设备的工作性能和操作系统；在计算中重点求出设备基础的稳定性及设备抗倾覆的能力；因该工程的塔吊设备由生产厂家进行安装和施工中的施工材料垂直运输操作，现只对设备基础进行计算。根据设备厂家的要求，结合工程实际情况。因此，根据前面的已知条件，同时按广西建筑综合设计研究院对本施工项目进行的地质勘察报告中第20孔的土层勘察情况对桩基进行设计。为确保在-7.00m板施工前就可投入塔吊进行施工，塔吊基础布置在0.00m楼面板以下（详见塔吊基础图）。本塔吊基础采用人工挖孔桩基础。混凝土强度等级C20，承台混凝土强度为C30，承台面标高-0.10m，承台尺寸选5.0m5.0m1.0m承台与孔桩连成一体。预埋螺栓材料采用40cr材质，螺纹M30，热处理T235共16条，螺母M30材质40cr。安塔吊基础图固定在钢筋网上，定好标高后再进行基础承台的浇注。现以桂林长海发展有限责任公司生产的QTZ63式塔吊，对塔吊基础结构进行设计与复核验算一）、已知塔吊的相关技术参数塔吊总重：418.6KN=（自重+其他活载）增大系数塔吊独立自重（整机重量）318.90KN，其中前臂长48.0m，平衡臂长14.0m，平衡尾石共重9.75.0t，塔身标准节截面1.6m1.6m2.50m。塔身的截面尺寸为1.60m1.60m，塔吊基础面受力情况：塔吊基础面所承受的倾翻力矩M=1220.0KNm，垂直力Fk=473.0kN，水平力Hk=24.0KN；桩基础采用4条800钢筋混凝土桩，桩底入泥岩层1.00米，且桩长不得小于10.0米考虑，单根桩底的地基承载力R=1100Kpa考虑。二）、塔吊基础设计与相关的计算1、根据说明资料塔吊基础面的受荷数据由QTZ63的塔吊使用说明书中所提供的相关数据和参数如下：（1）、基础面所承受的弯矩Mk=1220.0KNm；（2）、基础面所承受的垂直力：Fk=473.0KN(含吊重物60KN时对基础的垂直力)；（3）、基础面所承受的水平力：Hk=24.0KN。2、塔吊基础截面尺寸的设计塔吊基础采用4800mm人工挖孔桩支承，详见塔吊基础平面图，桩长不小于10.0米，且嵌入泥岩层不小于1.0米。桩承台的截面尺寸为5.0m5.0m1.0m（blh）承台底面所承受的弯矩值：M=1220.0+24.01.0=1244.0KNm承台的自重：Gk1=5.0m5.0m1.0m25.0KN/m3=625.0KN（G=Vt）单桩的自重：Gk2=25.00r2t=25.000.40210.0=125.60KN；群桩的自重：Gk=Gk1+4Gk2=625.0+4125.60=1127.4KN3、单桩的承载力计算（1）、单桩的轴心竖向力作用下的相关计算Q=（418.6+625）4=260.90KN（即单桩最大承载力）（2）、偏心竖向作用力下的相关计算Qimax=（Fk+G）n+Mxyi/+Myxi/=(473.0+1127.4)4.0+1244.01.50(4.01.502)=607.43KN（3）、水平力作用下的相关计算Hik=Hk/n=24.04.0=6.0KN4、单桩允许承载力特征值的计算与复核验算（1）、单桩竖向承载力特征值计算与复核：a、按勘探资料计算Ra=qpaAp+pqsiali=800.00.5024+0.80（300.6+352+131.70+600.4+453.5+601.8）=1105.72KN607.43KN满足要求b、按照桩身混凝土强度轴压承载力计算Qa=cfcApQApfcc=0.502410.00.60=3014.4KNQ=260.90KN满足设计要求c-桩支承力稳定系数c=0.60，Ap=0.402=0.5024m25、塔吊基础承台和支承桩抗倾覆验算（1）、倾覆力矩的计算M倾=M=1244.0KNm（2）、桩的抗拔极限承载力的计算（按桩基础设计技术规范的公式计算）Rta=upiqsiali+0.90G0=0.80（0.60.730+2.00.735+1.70.613+0.40.860+3.50.8545+1.80.860）+0.90125.60=789.61+113.04=902.65KNG0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；up桩周长；i抗拔摩阻力折减系数。本工程的地质土层状况和相关的土体参数值的具体情况如下所示（该塔吊基础工程桩的地质参照ZK20的相关资料）： 序号土体名称土体厚度（m）桩侧阻力值qsia（kPa）1素填土（松散）0.2.-10.02粉质粘土11.00.635.03圆砾0.800730.04粉质粘土2.00735.05粉砂1.700613.06泥岩10.40860.07砂岩13.500.8545.08泥岩11.800.860.09泥岩2-100.0（3）、抗倾覆力的计算M抗=0.50（Fk+Gk1）b+Rtaibi=0.50（473.0+625.0）5.0+902.651.35+902.654.352=2745+10290.21=13035.21KNmK=M抗/M倾=13035.211244.0=10.481.60满足要求6、塔吊基础桩承台的抗冲切验算0FL2ox（bc+oy）+oy（hc+ox）hpfth0（按照国家地基基础设计规范8.5.17-1的公式计算）1302.32KN21.639（0.96+0.192）+1.639（0.96+0.192）0.971100.00.96=3867.83KN满足要求式中部分参数计算：ox=oy=0.30m0.20h0=0.20（1.0-0.04）=0.192m，故取ox=oy=0.3m；ox=ox/h0=0.3/h0=0.30.96=0.0.3125=oyox=0.84（ox+0.20）=0.84（0.3125+0.20）=1.639=oybc=hc=0.96m；0=1.0（按地基基础设计规范的要求，建筑安全等级系数为1.10）；Fl=F-Ni=4(607.43-1127.44.0)KN=1302.32KN(Ni为桩体的净反力之和，同时扣除承台和桩的自重)Ft=1.10N/mm2（C20混凝土）FL扣除承台及其上填土自重，作用在冲切破坏锥体上相应于荷载效应基本组合的冲切力设计值；h0冲切破坏锥体的有效高度；oy受冲切承载力截面高度影响系数，其值按照建筑地基基础设计规范（GB5007-2002）中第8.2.7条规定取用；ox、oy冲切系数；bc、hc塔吊柱截面尺寸；hp=0.967、塔吊基础桩承台抗剪切验算Vl=F-Ni=4(607.43-1127.44.0)=1302.32KN（为单边桩的净反力之和,同时扣除承台的自重）Vp=hsftb0h0=1.330.91131.110.035.00.96=13149.4KNV1=1302.32KN满足设计要求式中部分参数的计算：b0=5.0m，h0=0.96m；0=1.00(建筑桩基础的安全等级系数)=1.75/(+1.00)=1.33=ax/h0=0.3/0.96=0.3125，ft=1.10N/mm2；8、塔吊基础承台面底板的抗弯矩计算和配筋计算Mx=Niyi=2（607.43-1127.44）（1.50-1.602）=455.81KNmMy=455.81KNmAs=0M/(0.9fyho)=1.00455.81106(0.9310960)=1701.8mm2塔吊基础承台底板每一米的配筋：1701.8mm25.0m=340.36mm2配双层双向14150As=1077.02mm2340.36mm2AS=bh=0.1%5000.01000.0=5000.0mm2(基础承台配筋量的计算)As=1077.025.0=5385.10mm2AS=5000.0mm2上下两层网筋之间采用10300的箍筋作为联系筋（基础承台的配筋见附图所示）。9、人工挖孔桩的截面配筋按照最小构造筋的要求(以0.5%)计算AS1A0.5%20.540022512mm2其桩体截面的配筋为1714，As=2615.62mm22512mm2；箍筋62