塔吊承台桩基础的常规设计与计算

PAGEPAGE6塔吊承台桩基础的常规设计与计算日前，在深圳市关外地区的房地产开正发热火朝天。其中众多的建筑地基是采用的是土方回填后的素填土，由于土体没有固结，承载力无法确定或勘察院不提供承载力，在塔吊施工时采用一般承台基础无法保证塔吊的使用安全。为了使塔吊能够正常安全的使用，在塔吊基础设计时必须采用承台桩基础。由于塔吊基础的设计一直没有统一规定的计算方式，施工一般只是直接套用厂家的基础设计图，对于具体的设计计算缺乏具体概念，桩基础的设计计算更是加没有可以借鉴、参照之处。本人参阅了大量的建筑技术规范后对塔吊桩基础设计做了一个技术总结，希望能给大家在塔吊桩基础设计时带来较大的方便，同时对塔吊设计的原理作较完整的理解，可以对塔吊厂家设计说明的基础进行适当的修改，以达到在节约施工成本为目的的同时充分保证塔吊架体的稳定安全。下面按一般FO/23B型塔吊，无附墙的最大自由高度作为设计模型进行设计示例。1、首先确定设计参数塔吊型号:FO/23B,最大4绳起重荷载10t；塔吊无附墙起重最大高度H=59.8m,塔身宽度B=2.0m；承台基础混凝土强度:C35,厚度Hc=1.35m，承台长度Lc或宽度Bc=6.25m；承台钢筋级别:Ⅱ级,箍筋间距S=200mm,保护层厚度:50mm；承台桩假设选用4根φ400×95（PHC-A）预应力管桩，已知每1根桩的承载力特征值为1700KN；参考塔吊说明书可知：塔吊处于工作状态（ES）时：最大弯矩Mmax=2344.81KN·m最大压力Pmax=749.9KN塔吊处于非工作状态（HS）时：最大弯矩Mmax=4646.86KN·m最大压力Pmax=694.9KN2、对塔吊基础抗倾覆弯矩的验算取塔吊最大倾覆力矩，在工作状态（HS）时：Mmax=4646.86KN·m，计算简图如下：2.1x、y向，受力简图如下：刘以塔吊中暗心妙O肉点为基点计算垂：吉M渠1驳=M=464庄6.86KN倍·m珠M投2掏=2.125捷·R桃B旗M奸2野=M爽1打2高.125·R纵B市=4646.当86敌触呢可R户B奋=2097.腥9K透N拥＜饰2×1800日=3600K叙N谨（满足要求）镇2.2翠z滤向，受力简图佛如下：姜以塔吊中诉心重O尊点为基点计算动：框M等1侄=M=464贸6.86KN茂·m诚M役2艳=3·R袍B机M繁2惠=M根1陷3薪·R佳B瞒=4646.宰86礼械泽慌R测B陪=1548.蓬95K秩N航＜连1800KN杠（满足要求）野3跳、承台桩基础恭设计习3.1闻多塔吊基础承台爬顶面的竖向力疾与弯矩计算声切计算简图如下狡：漏袭浮辈棒滔上图心中伴X辆轴的方向是随在机变化的，设负计计算时应按昆照倾覆力矩却M启最不利方向进步行验算。末侮原痒困桩顶竖向力的厦计算慨(伏依据《建筑桩睛技术规范》钉JGJ94-淘94疗的第雪涂条悠)柿口句贵越杰污其中窃灾n盗——件单桩个数，靠n=4渡；薯沟杜F坦——输作用于桩基承查台顶面的竖向蚂力设计值，等恶同于前面塔吊挡说明书中多的拼P竭；螺熟种G婶——击桩基承台的自党重；秀G=25.罢1×浸Bc油×宏Bc脸×常Hc胆=25.1×菌6.25摘2牌×1.35=逢1323.6嘉3KN挥尽Mx化,M奶y肉——锁承台底面的弯积矩设计值饰(K报N测•功m)观；辈前xi凶,y树i窝——惑单桩相对承台反中心轴的吵X劣、欢Y既方向距离见(鹅m)围；慎叫N旷i旺——依单桩桩顶竖向爽力设计值怪(缴KN污)盐。简尿经计算可得到屈单桩桩顶竖向泪力设计值质:掠夏昆最大压力：厕戚N=(企749.9候+化1323.6哨3爽)/4+骨4646.8铅6×岩(她4.00/颗1.414旷)/[2笋×槐(勿4.00/1投.414)晶2沸]=1稿339.7K句N协现场实际施工由中，承台桩选险用辣4糊根联φ所400×9盏5樱（期PHC-吹A线）预应力管桩延，单根桩的承鞋载力特征值您为喇1700K朵N而（＞盒1三339.7K乎N街）；泥碰亩枣酱矩形承台弯矩污的计算彻(体依据《建筑桩禽技术规范》累JGJ94-腿94评的第鸽爪条驼)塑正嗓另丙富露其中踪M宵X1职,M伯y1曲——豆计算截面处涂X余、抖Y压方向的弯矩设洲计值滑(K辽N煮•绳m)诊；订锣xi睁,y薯i辅——陷单桩相对承台驻中心轴的典X里、意Y萌方向距离满(四m)序；辱叮N深i1橡——积扣除承台自重镰的单桩桩顶竖晌向力设计值壶(昆KN)威，租N条i1陵=N湾i池-G/n贴。左胡经过计算得到巡弯矩设计值：算爬肥M推x1赢=摆M布y1宴=2产×搂(统13吼39.7细-榆1323.6郑3谋/4)首×碗(钻4.00/1灌.414)=糖5707.4紧5吨KN·m戚3.2词求矩形承台截独面受力主筋参由于塔吊说明软书均为国外版虫本国内直接套种用，基础所配办钢筋幕为婆“锁高强度钢芹筋宇”逃，施工中柳对衰“逢高强亭度复”只无法定性，因虎此在设计时针租对现场实际情良况进行计算取忘值。临依据《混凝土陵结构设计规范碌》教(煮GB5001抢0-2002竟)山第叫7.5揪条受弯构件承富载力计算。贞李格璃虚坦烂其中漆问M爹—毁—舌盘计算截面处的夹弯矩设计值豪(K盗N漂•落m)勿；前差挺K邻——蕉安全系数，取贩1.4终；坑担h钢0见——逼承台计算截面超处的计算高度增,h液0言=转1300mm奔；内记老f豪y仓——雀钢筋受拉强度保设计值，称f戒y犁=300N/凡mm做2饶。细X野向，弯矩设计笑值崖M师x1资=宿5707.4汉5步K退N竹•湾m兽配筋面积煮Asx=1柜.4伟×5707.偶45×驱10筑6屈/(0.9篇×纯1300净×母300)=漆22764.佳8擦mm臂2宴诵选闲择妨3立1赔Φ且3球2盗（腐@200神,均实掌供誓A=坚24930.还2抖mm毙2畏）鞋Y帝向，弯矩设计坚值卖M波y平1喉=欲5707.4筒5出K茂N饺•徐m倍配筋面积矮Asx=1胶.4请×5707.灯45×狐10肉6军/(0.9归×详1300设×咳300)=乡22764.更8闹mm输2诚拣选藏择扎3凝1带Φ信3行2毒（顺@200森,凯实波供私A=铲24930.铅2珍mm工2崇）电3.3栽球矩形承台截面鹅抗剪切的验算论朵依据《建筑桩双技术规范》脂(偏JGJ94-齐94)拘的第袄芝条和第代腊条。螺还根据前面计算睛方案可以得到臂X秧、野Y画方向桩对矩形叫承台的最大剪还切力逢,辈考虑对称性，负断记为恭V=13钉39.7屠KN胸文纤考虑承台配置舒箍筋的情况，奋斜截面受剪承她载力应满足下制面公式：竭全骂妻次羞慢其中粒街崖γ赠0役——春建筑桩基重要朱性系数，取畜1.0材；糊歇茅愤β——谦剪切系数副,勒β阵=0.05秩；粘巴f土c率——赢混凝土轴心抗肯压强度设计值袋，姓fc=16.具70N/mm万2档；驼蜡b雾0应——怎承台计算截面眉处的计算宽度叼，芬b隐0理=恢6250mm蓄；齿她h钻0么——厕承台计算截面惑处的计算高度昆，将h舱0减=盈1300mm姐；灭惠f妇y排——堡钢筋受拉强度醒设计值，螺f模y偿=300.0领0N/mm忧2芽；外轿谦S弟——婚箍筋的间距，竖S=敲200mm迹。显实际计算：遵β眠f辱c饺b守0痒h摆0罗＋浮1.25萝f兰y广Asv企h巴0不/毁（桃s写）涌=煮（苍0.05×1寇6.7×62它50×130慈0灾＋挽1.25×3温00×249呼30.2×1演300/20浇0择）构×10岗-3脸=67551笼KN抓＞＞采γ哄0脖V=1.0×瞧13睬39.7=鼻13捆39.7宾KN刻字经过计算承台望完全可以满足洗抗剪要求。4、工程应用槐在深圳市宝安慧区水“氏日粮出闻·锦印象花虎园痰”蝶项目中，塔吊施基础底地基土除为素填土，土盾体未固结，由启于勘察设计单模位无法提供地纵基承载力（承泡载力为零），他施工中塔吊基途础承台桩采载用