广东省某工程塔吊基础四桩计算书

7-8#塔吊基础设计(四桩)计算书QTZ63（5013）编制依据1．《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002)；2.《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)；3.《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2006年版)；4.《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)；5.《简明钢筋混凝土结构计算手册》；6.《地基及基础》(高等数学教学用书)(第二版)；7.建筑、结构设计图纸；8.塔式起重机使用说明书；9.塔式起重机设计规范(GB/T13752-92)；10．《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001、J119-2001）；11.岩土工程勘查报告。计算参数工程建筑面积10043m2,总高度66.25m,地上18层,地下1层；塔吊型号QZT63(5013),臂长45.00m,安装高度80.00m，塔身尺寸1.35m,基坑底标高-6.00m；现场地面标高0.00m,承台面标高-4.80m。1.塔吊基础受力情况：荷载工况基础荷载P(kN)M(kN.m)FkFhMMZ工作状态76035166025非工作状态76035166025比较桩基础塔吊的工作状态和非工作状态的受力情况，塔吊基础按工作状态计算Fk=760.00×1.2=912.00kNFh=35.00×1.4=49.00kNMk=(1660.00+35.00×1.10)×1.4=2377.90kN.m2.桩顶以下岩土力学资料序号地层名称厚度L(m)桩侧土摩阻力特征征值qsia(kPPa)持力岩层端阻力特特征值qpa(kPa)桩侧岩层和桩端岩岩层单轴抗压压强度frs、、frp(kPa)qsiai(kN/m)抗拔摩阻力折减系系数λiλiqsia*i(kN/m)1淤泥质土2.00-8.00-16.000.40-6.402砂质粘土15.5040.00620.000.40248.003全风化砾岩6.0060.003000.00360.000.60216.004强风化砾岩1.50120.003500.00180.000.70126.00桩长25.00∑qsia*Li1144.00∑λiqsia**Li583.603、基础设计主要参数基础桩采用4根φ400预应力管桩,桩顶标高-5.90m；桩混凝土等级C80,fC=35.90N/mm2,EC=3.80×104N/mm2；ftk=3.11N/mm2,桩长25.00m,管道壁厚95mm；钢筋HRB400，fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2；承台尺寸长(a)=3.40m,宽(b)=3.40m,高(h)=1.20m；桩中心与承台中心1.30m,承台面标高-4.80m；承台混凝土等级C35，ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3。Gk=a×b×h×γ砼×1.2=3.40×3.40×1.20×25×1.2=416.16kN塔吊基础尺寸示意图三、单桩允许承载力特征值计算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单桩竖向承载力特征值计算依据广东省标准《建筑地基基础设计规范》DBJ15-31-2003第10.2.4条。按下列公式计算：Ra=Rsa＋RpaRsa=μ∑qsiaiRpa=qqaAp式中Rsa－桩侧土总摩阻力特征值；Rpa－持力岩层总端阻力特征值；μp－桩嵌岩端截面周长；Ap－桩截面面积，对扩底桩取扩大头直径计算桩截面面积；Ap=πd2/4=3.14×[0.202-(0.21/2)2]=0.09m2Rsa=u∑qsiai=πd∑qsiai=3.14×0.40×1144.00=1436.86kNRpa=qpaAp=3500.00×0.09=318.44kNRa=Rsa＋Rpa=1436.86+318.44=1755.30kN(2)、桩身截面强度计算桩身混凝土强度计算依据广东省标准《建筑地基基础设计规范》DBJ15-31-2003第10.2.7条。按下式验算桩身截面强度：式中ψc－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。Ψc=0.85ΨcfcAp=0.85×35.90×1000×0.09=2776.30kN单桩水平承载力特征值计算预制管桩的水平承载力特征值计算依据广东省标准《建筑地基基础设计规范》DBJ15-31-20第10.2.23条，按下式计算：式中：RHa－单桩水平承载力特征值；EI－桩身抗弯刚度，对于非预应力钢筋混凝土桩，EI=0.85ECI0；χoa－桩顶容许水平位移；υx－桩顶水平位移系数；α－桩的水平变形系数，按规范式()确定；m－土的水平抗力系数的比例系数；b0－桩身计算宽度(m)；I－桩截面惯性矩；EC－混凝土的弹性模量。I=π/64(d4-d14)=3.14/64×(0.03-0.00194481)=0.0012m4EI=3.80×107×0.0012=44102.14查(DBJ15-31-2003)P.118:m=6.00×103kN/m4,Xoa=0.010m,bo=0.9(1.5d+0.5)=0.99mα=(mbo/ECI)0.2=(6.00×1000×0.99/44102.14)0.2=0.67RHa=(α3EI/υx)χoa=(0.30×44102.14)/0.94×0.01=140.91kN3.单桩抗拔力特征值计算桩抗拔力的验算依据广东省标准《建筑地基基础设计规范》DBJ15-31-2003第10.2.10条,按下式计算：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；μp－桩周长，μp=πd；λi－抗拔摩阻力折减系数。0.9G0=0.9×0.09×25.00×25=51.18kNRta=upΣλiqsiai+0.9G0=1.26×583.60+51.18=784.18kN四、单桩桩顶作用力计算和承载力验算轴心竖向力作用下Qik=(Fk＋Gk)/n=(912.00+416.16)/4=332.04kN轴心竖向力332.04kN小于1755.30kN,满足要求。偏心竖向力作用按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=2377.90kN.myi=1.30mQik=(Fk＋Gk)/n±Mxyi/Σyi2=332.04±4371.72÷6.76=332.04±646.70=｛978.74kNN<1.2Ra=21106.366kN单桩承载力满足要要求<ΨcfcAp=27776.30kkN桩身混凝土强度满满足要求-314.66kkN<Rta=784.18kNN单桩抗拔力满足要要求水平力作用下Hik=Fh/n=49.00/4=12.25kN＜RHa=140.91kN单桩水平力12.25kN小于140.91kN,满足要求。五、抗倾覆验算a1=1.30+0.20=1.50m,bi=2.60+0.20=2.80m，倾覆力矩M倾=M＋Fhh=1660.00+35.00×1.10=1698.50kN.m抗倾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）ai＋2Rtabi=(760.00+346.80)×1.50+2×784.179×2.80=6051.60kN.mM抗/M倾=6051.60/1698.50=3.56抗倾覆验算3.56大于1.6,满足要求。六、预制桩插筋抗拔计算插筋采用钢筋，fy=300N/mm2,取7×16As1=7×201=1407mm2桩顶钢筋抗拔验算1=314.66×1000÷1407=223.64N/mm2桩顶钢筋抗拔验算2=1000×1698.50÷2.60÷2÷1407=232.15N/mm2桩顶钢筋抗拔验算223.64与232.15N/mm2均小于300.00N/mm2,满足要求。七、承台受冲切、受剪切承载力验算按照广东省地基基础设计规范中明确承台受冲切、受剪切承载力采用验算ho的高度来判断，可按下式计算：式中Fι－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；μc－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；Fk－作用于柱底处的竖向压力标准值；n－桩数；n0－冲切破坏锥体范围内的桩数。Fι=F－1.2ΣQik=Fk=760.00kN,uc=4×0.2=0.80m,ho=1.20-0.07=1.13m2×(Fι/fc)0.5－uc/8=2×(760000.00÷16.70)0.5-800.00÷8=327mm＜h0=1130mm承台有效高度327mm小于1130mm,满足要求。八、承台配筋计算1.基础弯矩计算Ni=Fk/n+Mxyi/Σyi2=228.00+4371.72÷6.76=874.70kN，Xi=1.30mM=ΣNixi=2×874.70×1.30=2274.23kN.m2.基础配筋计算基础采用HRB335钢筋，fy=360.00N/mm2As1=M/0.9fyho=2274.23×106/(0.9×360.00×1130.00)=6212mm2按照最小配筋率ρ=0.10%计算配筋As2=ρbho=0.001×3400.00×1130.00=3842mm2比较As1和As2，按As1配筋取2322@150mm(钢筋间距满足要求)As=23×380.0=8740mm2承台配筋面积8740mm2大于6212mm2,