1、1塔 吊 基 础 设 计 计 算 书 （ 桩 基 础 ）一 、 编 制 依 据1、 建 筑 地 基 基 础 设 计 规 范 （ GB50007-2002） ；2、 建 筑 地 基 基 础 设 计 规 范 （ DBJ 15-31-2003） ；3、 建 筑 结 构 荷 载 规 范 （ GB 50009-2001） ；4、 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 （ GB 50010-2002） ；5、 简 明 钢 筋 混 凝 土 结 构 计 算 手 册 ；6、 地 基 及 基 础 （ 高 等 学 校 教 学 用 书 ） （ 第 二 版 ） ；7、 建 筑 、 结 构 设 计 图 纸 ；8、 塔 式
2、起 重 机 使 用 说 明 书 ；9、 岩 土 工 程 勘 察 报 告 。二 、 设 计 依 据1、 塔 吊 资 料根 据 施 工 现 场 场 地 条 件 及 周 边 环 境 情 况 ， 选 用 1 台 QTZ160 自 升 塔式 起 重 机 。 塔 身 自 由 高 度 56m， 最 大 吊 运 高 度 为 203 米 ， 最 大 起 重 量 为10t， 塔 身 尺 寸 为 1.70m1.70m， 臂 长 65m。2、 岩 土 力 学 资 料 ， （ BZK8 孔 ）序 号 地 层 名 称 厚 度（ m） 桩 侧 阻 力 标 准 值qsia（ kPa）岩 层 桩 端 极 限 阻 力标 准 值
3、qpa（ kPa）1 人 工 填 土 2.0 /2 砾 砂 14.3 403 强 风 化 粉 砂 岩 0.7 604 中 风 化 粉 砂 岩 1.0 100 18005 微 风 化 粉 砂 岩 27.7 180 40003、 塔 吊 基 础 受 力 情 况基 础 荷 载P（ kN） M（ kN.m）荷 载 工 况Fk Fh M Mz工 作 状 态 950 30 2780 340非 工 作 状 态 850 70 3630 02Fk-基 础 顶 面 所 受 垂 直 力h基 础 顶 面 所 受 水 平 力M 基 础 所 受 倾 翻 力 矩Z基 础 所 受 扭 矩FhFk塔 吊 基 础 受 力 示 意
4、 图Z三 、 基 础 设 计 主 要 参 数基 础 桩 ： 4 800 钻 孔 桩 ，桩 顶 标 高 -2.90m， 桩 长 为 15.96m， 桩 端 入 微 风 化 0.5m。承 台 尺 寸 ： 平 面 4.04.0m， 厚 度 h=1.50m， 桩 与 承 台中 心 距 离 为 1.20m； 桩 身 混 凝 土 等 级 ： C25。承 台 混 凝 土 等 级 ： C35； 承 台 面 标 高 ： -1.50m（ 原 地 面 标 高 为 -0.6m， 建 筑 物 基 坑 开 挖 深 度为 -11.9m） 。比 较 桩 基 础 塔 吊 基 础 的 工 作 状 态 和 非 工 作 状 态 的
5、受 力 情 况 ， 桩 基 础 按非 工 作 状 态 计 算 ， 受 力 如 上 图 所 示 ：Fk=850.0kNGk=25441.50=600kNFh=70kNMk=3630+701.50=3735kN.m四 、 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Ap r2 0.5027m2 （ DBJ15-31-2003） （ 10.2.4-1）PasaRRMPaffCrprs;1;.;4.21 kNlquisasa 9.8)7.6.40(8.49633kNRAfC
6、 kNhufaPrpprsrap 3.5076.21.056.29.148 6.210493 2.05.84.8.0 6.3221 2） 、 桩 身 截 面 强 度 计 算 0.716.71030.5027 5877kNpcf式 中 ： 0.7； fc 16.7103kN/m2； Ap 0.5027m2c2、 单 桩 水 平 承 载 力 特 征 值 计 算C25 砼 ：Ec=2.80104N/mm2=3.15107kN/m2， ftk=1.78103kN/m2Es=2.0108kN/m2, %56.).65(4g2003dEdWgcS= )206.8(%562.)18.(.02814. 72
7、=0.07226m3=0.0289m4 .dIOEI=0.85EcI0=0.852.801070.0289=687820=0.60m-13671bc（ DBJ15-31-2003） （ 10.2.19）式 中 ： m=35103kN/m4 0.01m oab0=0.9(1.5d+0.5)=1.53m桩 长 L 15.96mL=0.6015.96=9.5764, 按 L=4 查 表 得 ： =2.441； =0.768；xm（ 按 圆 形 截 面 取 值 ） ； ；2m kNGFNkk5.328.027865.%.010.2148.)1(4 mEdAgcsn )(25.0 ntkmNgmtkHa
8、 AfWfR（ DBJ15-31-2003） （ 10.2.22）4kNRHa 7.236)5.0178.236.01( %)562.0.1(.8.4.3 3、 单 桩 抗 拔 力 特 征 值 计 算（ DBJ15-31-2003） （ 10.2.10）09.GlquRisaipat 950.9+180.5 1131.4kN 3.140.8(0.44013.76+0.6600.7isaipl+0.71001.0+0.71800.5) 950.9kN0.9G0 0.9 0.4215.9625 180.5kN五 、 单 桩 桩 顶 作 用 力 计 算 和 承 载 力 验 算1、 轴 心 竖 向 力
9、 作 用 下（ DBJ15-31-2003） （ 10.2.1-1）nFkikQkNRa 4906.7kN （ 满 足 要 求 ）5.36240852、 偏 心 竖 向 力 作 用 下 i按 照 Mx 作 用 在 对 角 线 进 行 计 算Mx=Mk 3735kNm （ DBJ15-31-2003） （ 10.2.1-2）22imaQiykixnGF 2).1(4608 362.51100.4 )(.89.75761单 桩 抗 拔 力 满 足 要 求单 桩 承 载 力 满 足 要 求kNRkNAftapcz3、 水 平 力 作 用 下 :Hik= （ DBJ15-31-2003） （ 10.2
10、.1-3）n5=17.5kNRHa 236.8kN （ 满 足 要 求 ）40六 、 抗 倾 覆 验 算根 据 上 图 所 示 ， 可 得 ：倾 覆 力 矩 mkNHFMh .4358.10736倾抗 倾 覆 力 矩 ib2)(takRG抗 k.6.2.085故 由 上 述 计 算 结 果 ， 得（ 抗 倾 覆 满 足 要 求 ）6.19.4386倾抗M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 h0 的 高 度 来 判 断 。（ DBJ 15-31-
11、2003） （ 10.5.4-1）82clufF F 1.2 Qki Fk 950kN，lC35 混 凝 土 ： fc 16.7N/mm2，uc 40.2 0.8m； h0 1500 100 35 1365mm6mufFmhcl 37810.7.16950282136530 （ 承 台 受 冲 切 、 受 剪 切 承 载 力 满 足 要 求 ）八 、 承 台 配 筋 计 算1、 基 础 弯 矩 计 算 21312.91.2 3151kN.mixNM（ GB50007 2002） （ 8.5.16-1）其 中 ： 1312.9kN；i 22iykixkMnF).(48mxi .1422、 基 础
12、 配 筋基 础 采 用 HRB335 钢 筋 ， fy 300N/mm2，h0 1500 100 35 1365mm 20 7.8499.fMAsy 0.1 ， 0.1 40001365 5460mm2，2s故 按 配 筋 。取 26 22（ 22150）As=26380.1=9882.6 mm2 8549.7 mm21As（ 满 足 要 求 ）7塔 吊 基 础 平 面塔 吊 基 础 大 样九 、 灌 注 桩 桩 身 配 筋根 据 DBJ 15-31-2003 中 的 10.3.9 的 要 求 ， 本 方 案 设 计 中 的 桩 不 属于 抗 拔 桩 及 承 受 水 平 力 为 主 的 桩 ，
13、 所 以 桩 身 配 筋 按 最 小 配 筋 率 计 算 。灌 注 桩 桩 身 按 最 小 配 筋 率 0.5625 计 算 。 24.8746.Ai ms 所 以 桩 身 按 最 小 配 筋 率 配 筋 ， 桩 身 配 筋 为 12 20，Asi.3712.34i 2塔 吊 桩 基 础 的 计 算 书8一 . 参 数 信 息塔 吊 型 号 :,自 重 (包 括 压 重 )F1= kN,最 大 起 重 荷 载 F2= kN塔 吊 倾 覆 力 距 M=kN.m,塔 吊 起 重 高 度 H=m,塔 身 宽 度 B=m混 凝 土 强 度 :,钢 筋 级 别 :级 ,承 台 长 度 Lc 或 宽 度
14、Bc=m桩 直 径 或 方 桩 边 长 d=m,桩 间 距 a=m,承 台 厚 度 Hc=m基 础 埋 深 D=m,承 台 箍 筋 间 距 S=mm,保 护 层 厚 度 : mm二 . 塔 吊 基 础 承 台 顶 面 的 竖 向 力 与 弯 矩 计 算1. 塔 吊 自 重 (包 括 压 重 )F1= kN2. 塔 吊 最 大 起 重 荷 载 F2= kN作 用 于 桩 基 承 台 顶 面 的 竖 向 力 F=F1+F2= kN塔 吊 的 倾 覆 力 矩 M= kN.m三 . 矩 形 承 台 弯 矩 的 计 算计 算 简 图 ：图 中 x 轴 的 方 向 是 随 机 变 化 的 ， 设 计 计
15、算 时 应 按 照 倾 覆 力 矩M 最 不 利 方 向 进 行 验 算 。1. 桩 顶 竖 向 力 的 计 算 (依 据 建 筑 桩 技 术 规 范 JGJ94-94 的第 5.1.1 条 )其 中 n 单 桩 个 数 ， n=4；F 作 用 于 桩 基 承 台 顶 面 的 竖 向 力 设 计 值 ， F= kN；G 桩 基 承 台 的 自 重 ，G=25.0BcBcHc+20.0BcBcD=kN；Mx,My 承 台 底 面 的 弯 矩 设 计 值 (kN.m)；xi,yi 单 桩 相 对 承 台 中 心 轴 的 XY 方 向 距 离 (m)；9Ni 单 桩 桩 顶 竖 向 力 设 计 值
16、(kN)。经 计 算 得 到 单 桩 桩 顶 竖 向 力 设 计 值 :最 大 压 力 ：N=(F+G)/4+M*(a/1.414)/2*(a/1.414) 2 (M 为 塔 吊 的 倾 覆 力 矩 ，a 为 桩 间 距 )kN2. 矩 形 承 台 弯 矩 的 计 算 (依 据 建 筑 桩 技 术 规 范 JGJ94-94的 第 5.6.1 条 )其 中 Mx1,My1 计 算 截 面 处 XY 方 向 的 弯 矩 设 计 值 (kN.m)；xi,yi 单 桩 相 对 承 台 中 心 轴 的 XY 方 向 距 离 (m)；Ni1 扣 除 承 台 自 重 的 单 桩 桩 顶 竖 向 力 设 计
17、值 (kN)，Ni1=Ni-G/n。经 过 计 算 得 到 弯 矩 设 计 值 ：Mx1=My1=2(N-G/n)(a/1.414) 四 . 矩 形 承 台 截 面 主 筋 的 计 算依 据 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 (GB50010-2002)第 7.5 条 受 弯构 件 承 载 力 计 算 。其 中 M 计 算 截 面 处 的 弯 矩 设 计 值 (kN.m)；K 安 全 系 数 ， 取 1.4；h0 承 台 计 算 截 面 处 的 计 算 高 度 ,h0=mm； fy 钢 筋 受 拉 强 度 设 计 值 ， fy=N/mm2。弯 矩 设 计 值 Mx1= kN.m,配 筋 面
18、积 Asx=mm2弯 矩 设 计 值 My1= 2558.27kN.m,配 筋 面 积 Asx= 五 . 矩 形 承 台 截 面 抗 剪 切 计 算依 据 建 筑 桩 技 术 规 范 (JGJ94-94)的 第 5.6.8 条 和 第5.6.11 条 。根 据 第 二 步 的 计 算 方 案 可 以 得 到 XY 方 向 桩 对 矩 形 承 台 的最 大 剪 切 力 ,考 虑 对 称 性 ，记 为 V=kN我 们 考 虑 承 台 配 置 箍 筋 的 情 况 ， 斜 截 面 受 剪 承 载 力 满 足 下面 公 式 ：10其 中 0 建 筑 桩 基 重 要 性 系 数 ， 取 1.0； 剪 切
19、系 数 , =；fc 混 凝 土 轴 心 抗 压 强 度 设 计 值 ， fc= N/mm2； b0 承 台 计 算 截 面 处 的 计 算 宽 度 ， b0= mm；h0 承 台 计 算 截 面 处 的 计 算 高 度 ， h0= mm； fy 钢 筋 受 拉 强 度 设 计 值 ， fy= N/mm2； S 箍 筋 的 间 距 ， S=mm。六 .桩 承 载 力 验 算桩 承 载 力 计 算 依 据 建 筑 桩 技 术 规 范 (JGJ94-94)的 第4.1.1 条根 据 第 二 步 的 计 算 方 案 可 以 得 到 桩 的 轴 向 压 力 设 计 值 ， 取其 中 最 大 值 N=k
20、N桩 顶 轴 向 压 力 设 计 值 应 满 足 下 面 的 公 式 ：其 中 0 建 筑 桩 基 重 要 性 系 数 ， 取 1.0；fc 混 凝 土 轴 心 抗 压 强 度 设 计 值 ， fc=N/mm2； A 桩 的 截 面 面 积 ， A=m2。七 .桩 竖 向 极 限 承 载 力 验 算 及 桩 长 计 算桩 承 载 力 计 算 依 据 建 筑 桩 基 础 技 术 规 范 (JGJ94-94)的 第 5.2.8 条根 据 第 二 步 的 计 算 方 案 可 以 得 到 桩 的 轴 向 压 力 设 计 值 ， 取其 中 最 大 值 N= kN桩 竖 向 极 限 承 载 力 验 算 应 满 足 下 面 的 公 式 ：最 大 压 力 :其 中 R 最 大 极 限 承 载 力 ,最 大 压 力 时 取 Nmax= kN；qsik 桩 侧 第 i 层 土 的 极 限 侧 阻 力 标 准 值 ， 取 值 如 下表 ；qpk 桩 侧 第 i 层 土 的 极 限 端 阻 力 标 准 值 ， 取 值 如 下
