上海塔吊基础专项施工方案QZE型号

上海****研发中心项目工程塔吊基础专项方案中国***建设有限公司二○一〇年一月廿九日目录HYPERLINK\l"_Toc258238560"1.工程简介1HYPERLINK\l"_Toc258238561"2.编制依据1HYPERLINK\l"_Toc258238562"3.塔吊基础方案1HYPERLINK\l"_Toc258238563"3.1塔吊布置及基础概况1HYPERLINK\l"_Toc258238564"3.2塔吊专用基础桩涉及土层参数（引自地质勘查报告）1HYPERLINK\l"_Toc258238565"3.3格构柱、格构式塔吊基础施工要求2HYPERLINK\l"_Toc258238566"4.格构式塔吊基础计算书3HYPERLINK\l"_Toc258238567"4.1基本参数3HYPERLINK\l"_Toc258238568"塔吊基本参数3HYPERLINK\l"_Toc258238569"格构柱基本参数4HYPERLINK\l"_Toc258238570"基础参数5HYPERLINK\l"_Toc258238571"塔吊计算状态参数5HYPERLINK\l"_Toc258238572"4.2非工作状态下荷载计算5HYPERLINK\l"_Toc258238573"塔吊受力计算5HYPERLINK\l"_Toc258238574"塔吊与承台连接的螺栓验算8HYPERLINK\l"_Toc258238575"承台验算（下述验算荷载取数均大于设计值）8HYPERLINK\l"_Toc258238576"单肢格构柱截面验算（下述验算荷载取数均大于设计值）10HYPERLINK\l"_Toc258238577"整体格构柱基础验算（下述验算荷载取数均大于设计值）11HYPERLINK\l"_Toc258238578"桩承载力验算12HYPERLINK\l"_Toc258238579"桩竖向极限承载力验算12HYPERLINK\l"_Toc258238580"桩基础抗拔验算13HYPERLINK\l"_Toc258238581"桩配筋计算15HYPERLINK\l"_Toc258238582"4.3工作状态下荷载计算15HYPERLINK\l"_Toc258238583"塔吊受力计算15HYPERLINK\l"_Toc258238584"塔吊与承台连接的螺栓验算18HYPERLINK\l"_Toc258238585"承台验算（下述验算荷载取数均大于设计值）18HYPERLINK\l"_Toc258238586"单肢格构柱截面验算（下述验算荷载取数均大于设计值）19HYPERLINK\l"_Toc258238587"整体格构柱基础验算（下述验算荷载取数均大于设计值）20HYPERLINK\l"_Toc258238588"桩承载力验算22HYPERLINK\l"_Toc258238589"桩竖向极限承载力验算22HYPERLINK\l"_Toc258238590"桩基础抗拔验算23HYPERLINK\l"_Toc258238591"桩配筋计算24HYPERLINK\l"_Toc258238592"4.4桩基沉降验算25HYPERLINK\l"_Toc258238593"塔吊专用22m桩沉降25HYPERLINK\l"_Toc258238594"工程桩兼用塔基桩62m桩沉降验算27HYPERLINK\l"_Toc258238595"不均匀沉降计算28HYPERLINK\l"_Toc258238596"5.塔吊基础施工图纸291.工程简介工程名称：上海****研发中心；工程建设地点：上海市**区**路810号；结构类型：属于框架剪力墙结构；地上19层；地下2层；建筑高度约80m。工程建设主要参与方：本工程由上海**股份有限公司投资建设，信息产业电子***设计研究院有限公司设计（基坑围护由同济设计研究院设计），地质勘察为浙江省工程勘察院上海分院，由上海市工程建设监理咨询有限公司监理，由中国***工程建设有限公司组织施工。2.编制依据本工程地质勘察报告，塔吊安装使用说明书、《钢结构设计规范》（GB50017－2003）、《钢结构设计手册》（第三版）、《建筑结构静力计算手册》（第二版）、《结构荷载规范》（GB5009－2001）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94－2008）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）等。3.塔吊基础方案3.1塔吊布置及基础概况本工程使用一台徐工QTZ80E（5514）塔吊，位于南侧9～10轴之间；塔吊初次自由起升高度35m<h0<40m，足以避开周边已有建筑物以及市政高压电线；塔吊最终高度约90m，配套相应附墙件（详见塔吊安装专项方案）。塔吊基础采用格构式基础，结合桩基。塔吊基础桩北侧2根桩利用850mm直径工程桩兼作塔基桩，有效桩长62m；南侧设置2根塔吊专用的基础桩，有效长度22m，直径800mm，桩端进入本工程地质勘察报告所述eq\o\ac(○,5)2土层3.55m。格构柱采用L140×14角钢作为主材，进入桩顶3m，详见相应图纸。地面塔吊承台采用C40混凝土配筋，厚度1.2m，长×宽=4.5m×3.5m。桩顶标高-9.600m，承台底标高+1.000m。详见后附塔吊基础施工图纸。3.2塔吊专用基础桩涉及土层参数（引自地质勘查报告）表一序号名称hi(m)qsik(kPa))qpk(kPa)ψsiψp1水泥土搅拌桩加固固土4201.02灰色淤泥质粘土7.45201.03灰色粉质粘土8351.004灰色砂质粉土夹粉粉质粘土12.35511001.01.00表二序号土层厚度hi(mm)重度γi(kN/m3)极限侧阻(kPaa)压缩模量Ei(MMPa)1419203027.4517.3202.553818.1353.59412.318.55517511.718.1501165.219551579.119854581818.57020910019.2100653.3格构柱、格构式塔吊基础施工要求1、格构柱端锚入混凝土承台长度不小于450mm和1/3承台厚度；混凝土强度等级不小于C35；本工程定为格构柱端锚入混凝土承台长度不小于450mm，混凝土强度等级C40。2、格构柱锚入桩基中的长度不小于2000mm，并需增加箍筋和主筋数量，确保焊接质量桩混凝土等级不小于C30；本工程格构柱锚入桩基中的长度3000mm，桩采用水下C30混凝土。3、吊（插）入桩孔时，应控制钢构柱的垂直与水平二个方向的偏位。特别需防止浇捣混凝土后钢构柱的偏位，施工方案中必须有防偏位措施（采用模具等定位方法）。4、钢构柱应在工厂制作，成品后运往工地。现场焊接水平杆与斜撑杆（柱间支撑）等构件，必须持有焊接上岗证，原则上仍应由生产厂家派员施焊。5、单肢钢构柱内部需留有足够空间，浇捣混凝土中应采取有效手段保证混凝土的填充率达到95%以上。6、开挖土方时，塔机钢构柱周围的土方应分层开挖，钢构柱之间的水平与斜撑杆（或柱间支撑），连接板等构件，必须跟随挖土深度而及时设置并焊接。7、塔机使用中，要经常观察钢筋混凝土连接块的变形情况；经常观察地脚螺栓松动情况，随时拧紧；经常观察塔机的垂直度，发现超差及时纠正。8、工程桩和塔吊专用桩不均匀沉降差：23.820-9.295=14.525mm。考虑到从塔吊开始使用到基坑大底板浇筑完成时间段约4个月，初期不均匀沉降量可估算为14.525×60%=8.715mm，8.715/2200=3.961‰<4‰，满足要求。在地下室大底板完成浇筑前应加强观测，及时采取纠偏措施；考虑到塔基桩端以下有4m厚的水泥土搅拌桩加固层，在灌注桩施工时，22m塔基桩可采取适当扩大桩端2m范围内的直径，减少沉降差。为进一步降低不均匀沉降，宜采取扩大桩顶以下2m范围内直径的措施（扩为850mm，其余不变）。4.格构式塔吊基础计算书4.1基本参数4.1.1塔吊基本参数塔吊型号：QZT80E(5514)；标准节长度b：2.5m；塔吊自重Gt：1015.4kN（升至理论附着最高时的最重状态，加平衡配重,在起升40m时自重为50.6t至69.14t，因标准节选材的不同而不同）；最大起重荷载Q：80kN；塔吊地脚螺栓的直径d：按塔吊说明书设置；塔吊起升高度H：40m；塔吊地脚螺栓数目n：按塔吊说明书设置；塔身宽度B:1.6m；塔吊地脚螺栓性能等级：按塔吊说明书设置；工作风压：≤0.25kPa非工作风压：≤0.80kPa（初次起升）特别说明：抗压以全重加最大弯矩计算，桩抗拔以初升40m时的重量计算，此为最不利状态。在塔吊升至最高时，通过设置4个附墙件，塔身弯矩传递至基础承台的数值非常小，仅有塔身最大弯矩的2%左右；设置第一道附墙件时仅有20%左右，此时在最下端的基础主要承受垂直压力，且届时大底板早已浇筑完成，受力状况大为简化，因此塔吊在40m初始高度进一步上升后基础的受弯矩作用力状况无需进一步复核验算。计算图举例如下：塔吊示意图受力图弯矩图综上所述，对于塔吊基础，定下如下需要验算的工况项目：eq\o\ac(○,1)塔吊40m初升独立时，工作状态、非工作状态下最大弯矩及其分别对格构柱、桩造成的最大、最小压力；eq\o\ac(○,2)塔吊升至最高140m（本工程实际仅110m左右）分别对格构柱、桩的最大竖向压力4.1.2格构柱基本参数格构柱计算长度lo：10.6m；格构柱缀件类型：缀板；格构柱缀件节间长度a1：0.8m；格构柱分肢材料类型：L140x14；格构柱基础缀件节间长度a2：2.4m；格构柱钢板缀件参数:宽270mm，厚12mm；格构柱截面宽度b1：0.47m；格构柱基础缀件材料类型：L70x8；单根格构柱计算自重：2.7t基础参数桩中心距S2×S1：2.2m×3m；桩入土深度l：22m（2根工程桩62m，仅沉降验算使用）；桩直径d：0.8m（2根工程桩0.85m为便于计算，仅沉降验算使用）；桩混凝土等级：水下C30；桩型与工艺：泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩；桩钢筋直径：20mm；桩钢筋型号：HRB335；承台宽度L2×L1：3.5m×4.5m；承台厚度h：1.2m；承台混凝土等级为：C40；承台钢筋等级：HRB335；承台钢筋直径：20；承台保护层厚度:25mm；承台箍筋间距：250mm；4.1.4塔吊计算状态参数地面粗糙类别：D类密集建筑群，房屋较高；风荷载高度变化系数：0.73；主弦杆材料：圆钢；主弦杆宽度c：250mm；非工作状态：所处城市上海，最大允许风压ω0：0.8kN/m2；额定起重力矩Me：892kN·m；基础所受水平力P：30kN；塔吊倾覆力矩M：552.37kN·m（非工作状态下，起重力矩不发生）；工作状态：所处城市上海，最大允许风压ω0：0.25kN/m2，额定起重力矩Me：892kN·m；基础所受水平力P：30kN；塔吊倾覆力矩M：1089.49kN·m；4.2非工作状态下荷载计算塔吊受力计算1、塔吊竖向力计算承台自重：Gc=25×Bc×Bc×h×1.2=25×3.50×4.50×1.20×1.2=567.00kN格构柱系统自重：Gz=4×27×1.2=129.60kN作用在基础桩上的垂直力：N=1.2×(Gt+Gc+Gz)=1.2×(1015.40+567.00+129.60)=2050.60kN（全高）N=1.2×(Gt+Gc+Gz)=1.2×(506.0+567.00+129.60)=1443.12kN（初升40m，上拔力验算用）N=1.2×(Gt+Gc+Gz)=1.2×(691.4+567.00+129.60)=1665.60kN（初升40m，压力验算用）2、塔吊风荷载计算（初升40m）地处上海，最大允许风压ω0=0.8kN/m2挡风系数计算：φ=(3B+2b+(4B2+b2)1/2c/Bb)挡风系数Φ=0.87体型系数μs=1.14查表得：荷载高度变化系数μz=0.73高度z处的风振系数取：βz=1.0所以风荷载设计值为：ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×1.14×0.73×0.80=0.47kN/m23、塔吊弯矩计算风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：Mω=ω×Φ×B×H×H×0.5=0.47×0.87×1.60×40.00×40.00×0.5=516.77kN·m总的最大弯矩值：Mmax=1.4×(Me+Mω+P×h)=1.4×(516.77+30.00×1.20)=552.37kN·m4、塔吊水平力计算水平力：V=1.2×(ω×B×H×Φ+P)=1.2×(0.80×1.60×40.00×0.87+30.00)=89.23kN5、每根格构柱的受力计算作用于格构柱顶面的重力作用：N=1.2×(Gt+Gc)=1.2×(1015.40+567.00)=1898.88kN。Mmax=552.37kN·mV=89.23kN作用在基础桩上的垂直力：N=2050.60kN（全高）N=1443.12kN（初升40m，上拔力验算用）N=1665.60kN（初升40m，压力验算用）作用在桩面弯矩Mmax=552.37+1.4×89.23×11.8（格构柱承台高度）=2026.46kN·m图中x轴的方向是随时变化的，计算时应按照倾覆力矩Mmax最不利方向进行验算。（1）、桩顶竖向力的计算（取下述工况中的大者）eq\o\ac(○,1)全高140m时的的工况（加设设扶墙件，弯弯矩及水平力力可忽略）：：Ni=(F+G)/44=2050..60/4==512.665kNeq\o\ac(○,2)初升40m，竖向向压力验算Ni=(F+G)/44±Mxyi/Σyi2±Myxi/Σxi2；式中：N－单桩个个数，n=44；F－－作用于桩基基承台顶面的的竖向力设计计值；G－－桩基承台加加上格构柱的的自重；Mxx,My－承台底面面的弯矩设计计值；xii,yi－单桩相对对承台中心轴轴的XY方向距离离；Nii－单桩桩顶顶竖向力设计计值；设短边方向为x方方向，长边方方向为y方向。确定最不利弯矩方方向：设与x方向夹角为为а，则单桩受受力N=M×ssinа/（2×2.2）+M×cosа/（2×3）；N对а求导，则得出N’’=M×cosа/（2×2.2）-M×sinnа/（2×3），当N’=0时可以得出出其极值，则则可得tgа=3/2..2时出现最不不利工况。即即sinа=0.80065，cosа=0.59114。则有：Mx=Mmmax×cosа=20266.46×00.59144=11988.45kNN·m，My=Mmax×sinа=20266.46×00.80655=16344.34kNN·m经计算得到单桩桩桩顶竖向力设设计值最大压力：Nmaax=1665..60/4++(11988.45×3)/(2×32)+(1634..34×2..2)/(22×2.22)=987.558kN最小压力：Nmii=1443..12/4--(1198..45×3))/(2×32)-(1634..34×2..2)/(22×2.22)=-210.44kN需要验算桩基础抗抗拔力。eq\o\ac(○,3)桩顶剪力的计算V0=V/4=89..23/4==22.311kN（2）、格构柱顶竖向向力的计算（取取下述工况中中的大者）格构柱受力明显小小于桩顶，按按照桩顶受力力数据进行计计算。塔吊与承台连接的的螺栓验算按照塔吊说明书要要求设置，不不再计算。承台验算（下述验验算荷载取数数均大于设计计值）1、承台弯矩的计算算依据《建筑桩技术术规范》（JJGJ94--2008）的第5.9.1条。Mx1=∑NiiyiMy1=∑Nixi其中Mx1,,My1－计算截截面处XY方向的弯弯矩设计值；；xii,yi－单桩相对对承台中心轴轴的XY方向距离离取(a-B)//2=(3.00-1.660)/2=0..700m；（取最不利利值）Ni1－单桩桩顶竖竖向力设计值值去除单根格格构柱重量荷荷载；（Mx1，My1）mmax=2×0.7×（1429.663-32.553）=1955.994kN·m。2、承台截面主筋的的计算依据《混凝土结构构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。As=M/(γssh0fy)αs=M/(α11fcbh02)ζ=1-(1--2αs)1/2γs=1-ζ/22式中：αl－系数数，当混凝土土强度不超过过C50时，α1取为1.0,,当混凝土强强度等级为CC80时，α1取为0.944,期间按线线性内插法得得1.00；fcc－混凝土抗抗压强度设计计值查表得119.10NN/mm2；hoo－承台的计计算高度ho=12000.00-225.00==1175..00mm；；fyy－钢筋受拉拉强度设计值值，fy=300NN/mm2；经过计算得：αss=935.622×106/(1.0000×199.100××4.500××103×(11775.0000)2)=0.00105；ξ=1-(1-2××0.01005)0.5=0..0106；γs=1-0.01106/2==0.9955；Asx=Asy==1955..94×106/(0.9995×11755.000××300)==5431mmm2；由于最小配筋率为为0.15%%,所以最小小配筋面积为为:1200×35000×0.15%%=63000mm2；建议配筋值：HRRB335钢钢筋，20@1660。承台底底面单向根数数21根。实际际配筋值65598.2mmm2。3、承台斜截面抗剪剪切计算依据《建筑桩技术术规范》(JGJ944-20088)的第5.9.9、5.9.10条。根据第二步的计算算方案可以得得到XY方向桩对对矩形承台的的最大剪切力力,考虑对称性性，记为V==893.880kN。我们考考虑承台配置置箍筋的情况况，斜截面受受剪承载力满满足下面公式式：γ0V≤βfcb0h0其中：γo－建筑筑桩基重要性性系数，取11.00；Bcc－承台计算算截面处的计计算宽度，BBc=45000.00mmm；hoo－承台计算算截面处的计计算高度，hho=12000.00-225.00==1175..00mm；；λ－计算截面的剪跨跨比，λ=a/ho，此处，a==(4500.000/2-11650.000/2)--(4500.000/2-33000.000/2)==675.000mm，当λ<0.25时，取取λ=0.25；当λ>3时,取λ=3；此处得得λ=0.5744；β－剪切系数，当00.3≤λ＜1.4时，β=0.122/(λ+0.3))；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2//(λ+1.5))，得β=0.137；fc－－混凝土轴心心抗压强度设设计值，fc=19.110N/mmm2；则，1.00××（1429.663-32.553）=1397.10kN≤0.137××19.100×4500..00×1175..00/10000=133835.80kN；经过计算承台已满满足抗剪要求求，只需构造造配箍筋！单肢格构柱截面验验算（下述验算荷荷载取数均大大于设计值）1、格构柱力学参数数L140x14A=37.577cm2i=44.28cmmI=688..81cm44z00=3.988cm每个格构柱由4根根角钢L1440x14组组成，格构柱力学学参数如下：：Ix1=[I+A××（b1/2－z0）2]×4=[6888.81++37.577×(47.000/2-3..98)2]×4=600116.49ccm4；An1=A×4=337.57××4=150..28cm22；W1=Ix1/(b11/2-z0)=600016.499/(47..00/2--3.98))=30744.62cmm3；ix1=(Ix1//An1)0.5=(660016..49/1550.28))0.5=19.988cm；2、格构柱平面内整整体强度Nmax/An1==1429..63×103/(1500.28×102)=95.113N/mmm2<f=3000N/mmm2；格构柱平面内整体体强度满足要要求。3、格构柱整体稳定定性验算L0x1=lo=110.60mm；λx1=L0x1××102/ix1=10..60×1002/19.998=53..04；单肢缀板节间长度度：a1=0.80mm；λ1=L1/iv=880.00//2.75==29.099；λ0x1=(λx112+λ12)0.5=(553.0422+29.0092)0.5=600.50；查表：Φx=0..80；Nmax/(ΦxAA)=1429.663×103/(0.880×1500.28×1102)=123..98N/mmm2<f=3000N/mmm2；格构柱整体稳定性性满足要求。4、刚度验算λmax=λ0x11=60.550<[λ]=1500满足；单肢计算长度：ll01=a1=80.000cm；单肢回转半径：ii1=4.28ccm；单肢长细比：λ11=l01/i1=80.000/4.228=18..69<0..7λmax=0..7×60..50=422.35；因截面无削弱，不不必验算截面面强度。分肢稳定满足要求求。整体格构柱基础验验算（下述验算荷荷载取数均大大于设计值）1、格构柱基础力学学参数单肢格构柱力学参参数：Ix1=600166.49cmm4AAn1=150.228cm2W1=3074.62ccm3ix1=19.988cm格构柱基础是由四四个单肢的格格构柱组成的的，整个基础础的力学参数数：Ix2=[Ix1++An1×(b2×102/2-b1×102/2)2]×4=[600016.449+1500.28×(2.20×102/2-0..47×102/2)2]×4=47377796.007cm4；An2=An1×44=150..28×4=601..12cm22；W2=Ix2/(b22/2-b1/2)=447377996.07//(2.200×102/2-0..47×102/2)=544772.221cm3；ix2=(Ix2//An2)0.5=(447377996.07//601.112)0.55=88.788cm；2、格构柱基础平面面内整体强度度N/An+Mx//(γx×W)=20050.60×103/(6011.12×1102)+1429.663×106/(1.00×547772.21××103)=83.61N//mm2<f=3000N/mmm2；格构式基础平面内内稳定满足要要求。3、格构柱基础整体体稳定性验算算L0x2=lo=110.60mm；λx2=L0x2//ix2=10..60×1002/88.778=11..94；An2=601.112cm2；Ady2=2×100.67=221.34ccm2；λ0x2=(λx222+40×AAn2/Ady2)0.5=(111.9422+40×6601.122/21.334)0.55=35.663；查表：φx=0..92；NEX'=π22EAn2/1.11λ0x22NEX=875322.35N；；N/(φφxA)+βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX))≤fN/(φxA)++βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX))=27.00NN/mm2≤f=3000N/mm22；格构式基础整体稳稳定性满足要要求。4、刚度验算λmax=λ0x22=35.663<[λ]=1500满足；单肢计算长度：ll02=a2=200.000cm；单肢回转半径：iix1=19.988cm；单肢长细比：λ11=l02/ix1=2000.00/119.98==10.011<0.7λmax=0..7×35..63=244.94；因截面无削弱，不不必验算截面面强度。刚度满足要求。桩承载力验算桩承载力计算依据据《建筑桩技技术规范》((JGJ944-20088)的第条。根据以上的计算方方案可以得到到桩的轴向压压力设计值，取取其中最大值值；N==987.558kN；桩顶轴向压力设计计值应满足下下面的公式：：γ0N≤fcA其中，γo－建筑筑桩基重要性性系数，γo=1.000；fcc－混凝土轴轴心抗压强度度设计值，ffc=14.330N/mmm2；A－－桩的截面面面积，A=πd2/4=0.550m2；则，1.00×9987.588=987.558kN<114.30××0.50×103=71500.00kNN；经过计算得到桩顶顶轴向压力设设计值满足要要求,只需构造配配筋！桩竖向极限承载力力验算1.桩的极限承载载力计算桩承载力计算依据据《建筑桩基基础技术规范范》(JGJ944-20088)的第条各土层厚度及阻力力标准值如下下表:序号名称hi(m)qsik(kPa))qpk(kPa)ψsiψp1水泥土搅拌桩加固固土4201.02灰色淤泥质粘土7.45201.03灰色粉质粘土8351.004灰色砂质粉土夹粉粉质粘土12.35511001.01.00由于桩的入土深度度为22.000m,所以桩端是是在第4层土层。根据土的物理指标与与承载力参数数之间的关系系，确定大直直径桩(d≥800mmm)单桩竖向极极限承载力时时，按下式计计算:式中Quk───最大极限承承载力标准值值Qsk──单桩总极限限侧阻力标准准值Qpk──单桩总极限限端阻力标准准值qsik──桩侧第i层土的极限限侧阻力标准准值qpk──极限端阻力力标准值ψsi、ψp──大大直径桩的侧侧阻，端阻尺尺寸效应系数数Ap──桩端面积,取Ap=0.5033m2u──桩身周长，取取u=2.5513mli──第i层土的厚度度最大极限承载力：：Qsk=2.551×(1.00×20.000×4.00++1.00××20.000×7.45+11.00×35.000×8.00++1.00××55.000×2.55))=11631.774kNQpk=1.000×1100..00×0.50==552.992kNQuk=Qsk+Qpk=16331.74++552.992=21884.66kkN2.桩的的竖向承载力力特征值桩承载力计算依据据《建筑桩基基础技术规范范》(JGJ944-20088)的第条Ra=Quk/K=22184.666/2.000=10992.33kkNR=1092.993kN>9987.588kN，桩的竖竖向极限承载载力满足要求求!桩基础抗拔验算桩抗拔承载力计算算依据《建筑筑桩基础技术术规范》(JGJ944-20088)的第条1.单桩抗拔承载载力设计值按按下式计算R=Uk/2+Gp式中Uk──群群桩呈非整体体破坏时基桩桩的抗拔极限限承载力标准准值:Gp──基桩自重，地地下水位以下下取浮重度Ui──破坏表面周周长，等直径径桩，所以取取2.51mmλi──抗拔系数Uk=0.6×200.00×2.51×4.00++0.6×200.00×2.51×7.45+00.6×355.00×2.51×8.00++0.6×555.00×2.51×2.55=9977.77kNGp=2.511×22.000×15.000=829..38kNR=9777.77/2.000+829..38=13318.27kN2.考虑群桩呈整体破破坏，桩群抗抗拔承载力设设计值按下式式计算R=Ugkk/2+Ggpp式中Ugk───群桩呈整体体破坏时桩基基的抗拔极限限承载力标准准值Ggp──群桩基础所所包围体积的的桩土总自重重设计值除以以总桩数，地地下水位以下下取浮重度Ul──桩群外围周周长Ugk=10..48×(0.6×200.00×4.00++0.6×200.00×7.45+00.6×35.000××55.000×2.55))/4=11020.662kNGgp=10..48×22.000×18.000=41500.08kNNR=10220.62//2.00++4150..08=46660.39kN3.抗拔拔承载力设计计值：取上面两式中的较较小者：RR=13188.27kNR=1318.227kN>11.0×210.440kN桩抗拔满足要求。桩配筋计算1、桩构造配筋计算算按照构造要求配筋筋。As=πd2/4×0.65%%=3.144×80022/4×0..65%=33267mmm22、桩抗压钢筋计算算经过计算得到桩顶顶轴向压力设设计值满足要要求,只需构造配配筋！3、桩受拉钢筋计算算经过计算得到桩抗抗拔满足要求求，只需构造造配筋！建议配筋值：HRRB335钢钢筋，11根20二级钢。实际际配筋值34456.2mm2。依据《建筑桩基设设计规范》((JGJ944-20088)，箍筋采用6－88@200--300mmm，宜采用螺螺旋式箍筋；；受水平荷载载较大的桩基基和抗震桩基基，桩顶3--5d范围内内箍筋应适当当加密；当钢钢筋笼长度超超过4m时，应每每隔2m左右设一一道12-188焊接加劲箍箍筋。4.3工作状态下下荷载计算塔吊受力计算1、塔吊竖向力计算算承台自重：Gc==25×Bc×Bc×h×1.2=225×3.50×44.50×1.20×1.2=5667.00kkN格构柱系统自重：：Gz=4××27×1.2=129.660kN作用在基础桩上的的垂直力：NN=1.2××(Gt+Gcc+Gz)=11.2×(1015.40+567.000+129..60+800)=2146.600kN（全高）N=1.2×(GGt+Gc++Gz)=11.2×(506.00+567.000+129..60+800)=1529.122kN（初升40mm，上拔力验验算用）N=1.2×(GGt+Gc++Gz)=11.2×(691.44+567.000+129..60)=1761.600kN（初升40mm，压力验算用）2、塔吊风荷载计算算地处上海，允许风风压ω0=0.255kN/mm2挡风系数计算：φ=(3B+22b+(4BB2+b2)1/2c/BBb)挡风系数Φ=0..87体型系数μs=11.14查表得：荷载高度度变化系数μμz=0.733高度z处的风振系系数取：βz=1.0所以风荷载设计值值为：ω=0.7×βz××μs×μz×ω0=0.7××1.00××1.14××0.73××0.25==0.15kkN/m23、塔吊弯矩计算风荷载对塔吊基础础产生的弯矩矩计算：Mω=ω×Φ×B×H×H×00.5=0..15×0..87×1..60×400.00×440.00××0.5=1161.499kN·m总的最大弯矩值：：Mmax=1.4××(Me+Mω+P×h))=1.4××(892..00+1661.49++30.000×1.200)=10889.49kkN·m(承台顶)桩顶面处最大弯矩矩值：Mmax=1.4××(Me+Mω+P×h))=1.4××(892..00+1661.49++30.000×1.200+52.663×11.8)==1958..94kN··m4、塔吊水平力计算算水平力：V=1..2×(ω×B×H×Φ+P)=11.2×(00.25×11.60×440.00××0.87++30.000)=52..63kN5、每根格构柱的受受力计算作用于格构柱顶面面的重力作用用：N=1..2×(Gt+Gcc)=1.22×(1015.40+567.000)=18988.88kN。Mmax=10899.49kNN·mV=52.63kkN作用在基础桩上的的垂直力：NN=2146.600kN（全高）N=1529.112kN（初升40mm，上拔力验验算用）N=1761.660kN（初升40mm，压力验算用）作用在桩面弯矩MMmax=1958..94kN··m图中x轴的方向是是随时变化的的，计算时应应按照倾覆力力矩Mmaxx最不利方向向进行验算。（1）、桩顶竖向力的的计算（取下下述工况中的的大者）eq\o\ac(○,1)全高140m时的的工况（加设设扶墙件，弯弯矩及水平力力可忽略）：：Ni=(F+G)/44=2146.600/4=5336.65kkNeq\o\ac(○,2)初升40m，竖向向压力验算Ni=(F+G)/44±Mxyi/Σyi2±Myxi/Σxi2；式中：N－单桩个个数，n=44；F－－作用于桩基基承台顶面的的竖向力设计计值；G－－桩基承台加加上格构柱的的自重；Mxx,My－承台底面面的弯矩设计计值；xii,yi－单桩相对对承台中心轴轴的XY方向距离离；Nii－单桩桩顶顶竖向力设计计值；设短边方向为x方方向，长边方方向为y方向。确定最不利弯矩方方向：设与x方向夹角为为а，则单桩受受力N=M×ssinа/（2×2.2）+M×cosа/（2×3）；N对а求导，则得出N’’=M×cosа/（2×2.2）-M×sinnа/（2×3），当N’=0时可以得出出其极值，则则可得tgа=3/2..2时出现最不不利工况。即即sinа=0.80065，cosа=0.59914.则有：Mx=Mmmax×cosа=19588.94×00.59144=11588.52kNN·m，My=Mmax×sinа=19588.94×00.80655=15799.89kNN·m经计算得到单桩桩桩顶竖向力设设计值最大压力：Nmaax=1761..60/4++(11588.52×33)/(2×32)+(1579..89×2..2)/(22×2.22)=992..55kN最小压力：Nmiin=1529..12/4--(11588.52×33)/(2×32)-(1579..89×2..2)/(22×2.22)=-1699.87kNN需要验算桩基础抗抗拔力。eq\o\ac(○,3)桩顶剪力的计算V0=V/4=52..63/4=13..16kN（2）、格构柱顶竖向向力的计算（取取下述工况中中的大者）格构柱受力明显小小于桩顶，按按照桩顶受力力数据进行计计算。塔吊与承台连接的的螺栓验算按照塔吊说明书布布置，不再验验算。承台验算（下述验验算荷载取数数均大于设计计值）1、承台弯矩的计算算依据《建筑桩技术术规范》（JJGJ94--2008）的第5.9.1条。Mx1=∑NiiyiMy1=∑Nixi其中Mx1,,My1－计算截截面处XY方向的弯弯矩设计值；；xii,yi－单桩相对对承台中心轴轴的XY方向距离离取(a-B)//2=(3.00-1.660)/2=0..700m；Nii1－单桩桩桩顶竖向力设设计值；经过计算得到弯矩矩设计值：（Mx1，My1）max=2×0.700×879.20=1230.88kN·m。2、螺栓粘结力锚固固强度计算锚固深度计算公式式:h≥N/πd[fb]其中N－锚固力力，即作用于于螺栓的轴向向拉力，N==52.955kN；d－楼楼板螺栓的直直径，d=20mmm；[fbb]－楼板螺栓栓与混凝土的的容许粘接强强度，计算中中取1.711N/mm22；h－楼楼板螺栓在混混凝土楼板内内的锚固深度度，经过计算算得到h要大于52..95×103/(3.114×20.000×1.71))=493..07mm构造要求：h≥4400.000mm；螺栓在混凝土承台台中的锚固深深度要大于4493.077mm。3、承台截面主筋的的计算依据《混凝土结构构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。As=M/(γssh0fy)αs=M/(α11fcbh02)ζ=1-(1--2αs)1/2γs=1-ζ/22式中：αl－系数数，当混凝土土强度不超过过C50时，α1取为1.0,,当混凝土强强度等级为CC80时，α1取为0.944,期间按线线性内插法得得1.00；fcc－混凝土抗抗压强度设计计值查表得119.10NN/mm2；hoo－承台的计计算高度ho=12000.00-225.00==1175..00mm；；fyy－钢筋受拉拉强度设计值值，fy=300NN/mm2；经过计算得：αss=1230..00×1006/(1.0000×199.100××3.500××103×(11775.0000)2)=0.0013；ξ=1-(1-2××0.0055)0.5=0..014；γs=1-0.0114/2=00.993；（Asx，Asy）mmax=1472..24×106/(0.9993×11755.000××300)==3795.089mm2；由于最小配筋率为为0.15%%,所以最小小配筋面积为为:1200×35000×0.15%%=63000mm2；建议配筋值：HRRB335钢钢筋，20@1660。承台底底面单向根数数21根。实际际配筋值65598.2mmm2。4、承台斜截面抗剪剪切计算依据《建筑桩技术术规范》(JGJ944-20088)的第5.9.9、5.9.10条。根据第二步的计算算方案可以得得到XY方向桩对对矩形承台的的最大剪切力力,考虑对称性性，记为V==841.660kN。我我们考虑承台台配置箍筋的的情况，斜截截面受剪承载载力满足下面面公式：γ0V≤βfcb0h0其中：γo－建筑筑桩基重要性性系数，取11.00；Bcc－承台计算算截面处的计计算宽度，BBc=4500.000mm；hoo－承台计算算截面处的计计算高度，hho=12000.00-225.00==1175..00mm；；λ－计算截面的剪跨跨比，λ=a/ho，此处，a==(4500.000/2-11650.000/2)--(4500.000/2-33000.000/2)==675.000mm，当λ<0.3时，取λλ=0.3；当当λ>3时,取λ=3，得λ=0.5744；β－剪切系数，当00.3≤λ＜1.4时，β=0.122/(λ+0.3))；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2//(λ+1.5))，得β=0.1377；fc－－混凝土轴心心抗压强度设设计值，fc=19.110N/mmm2；则，1.00×11472.224=1472..24kN≤0.137××19.100×3500..00×1175..00/10000=100761.18kN；经过计算承台已满满足抗剪要求求，只需构造造配箍筋！单肢格构柱截面验验算（下述验验算荷载取数数均大于设计计值）1、格构柱力学参数数L140x14A=37.577cm2i=44.28cmmI=688..81cm44z00=3.988cm每个格构柱由4根根角钢L1440x14组组成，格构柱力学学参数如下：：Ix1=[I+A××（b1/2－z0）2]×4=[6888.81++37.577×(47.000/2-3..98)2]×4=600116.49ccm4；An1=A×4=337.57××4=150..28cm22；W1=Ix1/(b11/2-z0)=600016.499/(47..00/2--3.98))=30744.62cmm3；ix1=(Ix1//An1)0.5=(660016..49/1550.28))0.5=19.988cm；2、格构柱平面内整整体强度Nmax/An1==879.220×103/(1500.28×102)=60.58N//mm2<f=3000N/mmm2格构柱平面内整体体强度满足要要求。3、格构柱整体稳定定性验算L0x1=lo=110.60mm；λx1=L0x1××102/ix1=10..60×1002/19.998=53..04；单肢缀板节间长度度：a1=0.80mm；λ1=L1/iv=880.00//2.75==29.099；λ0x1=(λx112+λ12)0.5=(553.0422+29.0092)0.5=600.50；查表：Φx=0..80；Nmax/(ΦxAA)=8799.20×1103/(0.880×1500.28×1102)=75.332N/mmm2<f=3000N/mmm2；格构柱整体稳定性性满足要求。4、刚度验算λmax=λ0x11=60.550<[λ]=1500满足；单肢计算长度：ll01=a1=80.000cm；单肢回转半径：ii1=4.28ccm；单肢长细比：λ11=l01/i1=80.000/4.228=18..69<0..7λmax=0..7×60..50=422.35；因截面无削弱，不不必验算截面面强度。分肢稳定满足要求求。整体格构柱基础验验算（下述验验算荷载取数数均大于设计计值）1、格构柱基础力学学参数单肢格构柱力学参参数：Ix1=600166.49cmm4AAn1=150.228cm2W1=3074.62ccm3ix1=19.988cm格构柱基础是由四四个单肢的格格构柱组成的的，整个基础础的力学参数数：Ix2=[Ix1++An1×(b2×102/2-b1×102/2)2]×4=[600016.449+1500.28×(2.20×102/2-0..47×102/2)2]×4=47377796.007cm4；An2=An1×44=150..28×4=601..12cm22；W2=Ix2/(b22/2-b1/2)=447377996.07//(2.200×102/2-0..47×102/2)=544772.221cm3；ix2=(Ix2//An2)0.5=(447377996.07//601.112)0.55=88.788cm；2、格构柱基础平面面内整体强度度N/An+Mx//(γx×W)=15542.00×103/(6011.12×1102)+16337.46××106/(1.00×547772.21××103)=65.74N/mmm2<f=3000N/mmm2格构式基础平面内内稳定满足要要求。3、格构柱基础整体体稳定性验算算L0x2=lo=110.60mm；λx2=L0x2//ix2=10..60×1002/88.778=11..94；An2=601.112cm2；Ady2=2×100.67=221.34ccm2；λ0x2=(λx222+40×AAn2/Ady2)0.5=(111.9422+40×6601.122/21.334)0.55=35.663；查表：φx=0..92；NEX'=π22EAn2/1.11λ0x22NEX=875322.35N；；N/(φφxA)+βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX))≤fN/(ΦxA)++βmxMx/(Wlx(1-φxN/NEX))=224.47N//mm2≤f=3000N/mm22；格构式基础整体稳稳定性满足要要求。4、刚度验算λmax=λ0x22=35.663<[λ]=1500满足；单肢计算长度：ll02=a2=200.000cm；单肢回转半径：iix1=19.988cm；单肢长细比：λ11=l02/ix1=2000.00/119.98==10.011<0.7λmax=0..7×35..63=244.94；因截面无削弱，不不必验算截面面强度。刚度满足要求。桩承载力验算桩承载力计算依据据《建筑桩技技术规范》((JGJ944-20088)的第条。根据以上的计算方方案可以得到到桩的轴向压压力设计值，取取其中最大值值；N==1051.660kN；桩顶轴向压力设计计值应满足下下面的公式：：γ0N≤fcA其中，γo－建筑筑桩基重要性性系数，γo=1.000；fcc－混凝土轴轴心抗压强度度设计值，ffc=14.330N/mmm2；A－－桩的截面面面积，A=πd2/4=0.550m2；则，1.00×9992.555=992.555kN<<14.300×0.50×103=71500.00kNN；经过计算得到桩顶顶轴向压力设设计值满足要要求,只需构造配配筋！桩竖向极限承载力力验算1.桩的极限承载载力计算各土层厚度及阻力力标准值如下下表:序号名称hi(m)qsik(kPa))qpk(kPa)ψsiψp1水泥土搅拌桩加固固土4201.02灰色淤泥质粘土7.45201.03灰色粉质粘土8351.004灰色砂质粉土夹粉粉质粘土12.35511001.01.00由于桩的入土深度度为22.000m,所以桩端是是在第4层土层。桩承载力计算依据据《建筑桩基基础技术规范范》(JGJ944-20088)的第条根据土的物理指标与与承载力参数数之间的关系系，确定大直直径桩(d≥800mmm)单桩竖向极极限承载力时时，按下式计计算:式中Quk───最大极限承承载力标准值值Qsk──单桩总极限限侧阻力标准准值Qpk──单桩总极限限端阻力标准准值qsik──桩侧第i层土的极限限侧阻力标准准值qpk──极限端阻力力标准值ψsi、ψp──大大直径桩的侧侧阻，端阻尺尺寸效应系数数Ap──桩端面积,取Ap=0.5033m2u──桩身周长，取取u=2.5513mli──第i层土的厚度度最大极限承载力：：Qsk=2.551×(1.00×20.000×4.00++1.00××20.000×7.45+11.00×35.000×8.00++1.00××55.000×2.55))=11631.774kNQpk=1.000×1100..00×0.50==552.992kNQuk=Qsk+Qpk=16331.74++552.992=21884.66kkN2.桩的的竖向承载力力特征值桩承载力计算依据据《建筑桩基基础技术规范范》(JGJ944-20088)的第条Ra=Quk/K=22184.666/2.000=10992.33kkNR=1092.333kN>9992.55kkN，桩的竖竖向极限承载载力满足要求求!桩基础抗拔验算桩抗拔承载力计算算依据《建筑筑桩基础技术术规范》(JGJ944-20088)的第条桩抗拔承载力计算算依据《建筑筑桩基础技术术规范》(JGJ944-20088)的第条1.单桩抗拔承载载力设计值按按下式计算R=Uk/2+Gp式中Uk──群群桩呈非整体体破坏时基桩桩的抗拔极限限承载力标准准值:Gp──基桩自重，地地下水位以下下取浮重度Ui──破坏表面周周长，等直径径桩，所以取取2.51mmλi──抗拔系数Uk=0.6×200.00×2.51×4.00++0.6×200.00×2.51×7.45+00.6×355.00×2.51×8.00++0.6×555.00×2.51×2.55=9977.77kNGp=2.511×22.000×15.000=829..38kNR=9777.77/2.000+829..38=13318.27kN2.考虑群桩呈整体破破坏，桩群抗抗拔承载力设设计值按下式式计算R=Ugkk/2+Ggpp式中Ugk───群桩呈整体体破坏时桩基基的抗拔极限限承载力标准准值Ggp──群桩基础所所包围体积的的桩土总自重重设计值除以以总桩数，地地下水位以下下取浮重度Ul──桩群外围周周长Ugk=10..48×(0.6×200.00×4.00++0.6×200.00×7.45+00.6×35.000××55.000×2.55))/4=11020.662kNGgp=10..48×22.000×18.000=41500.08kNNR=10220.62//2.00++4150..08=46660.39kN3.抗拔拔承载力设计计值：取上面两式中的较较小者：RR=13188.27kNR=1318.227kN>11.0×1669.87kkN桩抗拔满足要求。桩配筋计算1、桩构造配筋计算算按照构造要求配筋筋。As=πd2/4×0.65%%=3.144×80022/4×0..65%=33267mmm22、桩抗压钢筋计算算经过计算得到桩顶顶轴向压力设设计值满足要要求,只需构造配配筋！3、桩受拉钢筋计算算经过计算得到桩抗抗拔满足要求求，只需构造造配筋！建议配筋值：HRRB335钢钢筋，11根20二级钢。实际际配筋值34456.2mm2。依据《建筑桩基设设计规范》((JGJ944-20088)，箍筋采用6－88@200--300mmm，宜采用螺螺旋式箍筋；；受水平荷载载较大的桩基基和抗震桩基基，桩顶3--5d范围内内箍筋应适当当加密；当钢钢筋笼长度超超过4m时，应每每隔2m左右设一一道12-188焊接加劲箍箍筋。桩锚入入承台30倍主筋直直径，伸入桩桩身长度不小小于10倍桩身直直径，且不小小于承台下软软弱土层层底底深度。4.4桩基沉降验验算注：以大于实际荷荷载的竖向压压力进行验算算，结果符合合要求，则实实际情况下必必符合要求。塔吊专用22m桩桩沉降一.计算参数信息:基础顶面的竖向力力:F=15500kN//m基础础埋深Hd=0m基底以上填土的平平均重度:γ=18kNN/m3基础与填土土的平均重度度:γ0=22kNN/m3考虑土的内摩擦角角，基底计算算长度l=5.8882m基底计计算宽度BB=5.0882m基底处地基承载力力特征值ffak=1055kPa计算土层厚厚度h0=0.5m矩形布桩时的短边边布桩数nnb=2；桩基沉降计算经验验系数φ=1；建筑桩桩基重要性系系数σ1=1.1；土层参数表：序号土层厚度hi(mm)重度γi(kN/m3)极限侧阻(kPaa)压缩模量Ei(MMPa)1419203027.4517.3202.553818.1353.59412.318.55517511.718.1501165.219551579.119854581818.57020910019.210065二.基础底面附加压力力计算:基础与填土的总重重量GG=22×5.8822×5.0822×(0+22))=144770.25kkN；基底的平均压力P=(11500+114470..253)//(5.8882×5.0822)=5344.17kNN/m2；基底处的土中自重重压力P11=18×(0+22))=396..00kN//m2；基底平均附加压力力P0=534..17-3996.00==138.117kN/mm2。三.基础底面变形计算算:z(m)基础计算中点aiiZ1(m)Z2(m)Esi(mPa)σc