塔吊基础设计单桩22.docx
《塔吊基础设计单桩22.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塔吊基础设计单桩22.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
塔吊基础设计单桩22
塔吊基础设计（单桩）计算书
一、工程概况：
本工程位于广州市越秀区达道路10号大院内，总建筑面积为24443.26㎡,其中地下2层，建筑6048.03㎡；地上23层，建筑面积18395.23㎡；建筑高度为73.4M.本工程±0.000为室内地面标高，相对绝对标高7.71米（黄海高程），现有地面标高平均为7.62米。
工程名称：
广州军区政治部勤务汽车队和机关公寓综合楼工程
建设地点：
广州市越秀区达道路10号大院内
设计单位：
西安建筑科技大学建筑设计研究院广州分院
建设单位：
广州军区政治部办公室
监理单位：
广州市财贸建设开发监理有限公司
监督单位：
广州军区建设工程质量监督总站
一、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.塔式起重机安全规程（GB5/44-2006）；
11．《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001、J119-2001）；
12.岩土工程勘查报告。
二、计算参数
工程建筑面积24443.26m2,总高度m,地上23层,地下2层；
塔吊型号QZT80B臂长60.00m,安装高度96.00m；
塔身尺寸1.80m,基坑开挖深度-22.50m；
现场面标高0.00m,基础面标高-4.50m。
1.塔吊基础受力情况：
荷载工况
基础荷载
P（kN）
M（kN.m）
Fk
Fh
M
MZ
工作状态
532.00
74.00
1665.00
420.00
非工作状态
619.00
31.00
1866.00
0
比较桩基础塔吊的工作状态和非工作状态的受力情况，塔吊基础按非工作状态计算
Fk=619.00×1.2=742.80kNFh=31.00×1.4=43.40kN
Mk=（1866.00+31.0×1.90）×1.4=2694.86kN.m
2.桩顶以下岩土力学资料
序号
地层名称
厚度
L（m）
桩侧阻力标准值qsia（kPa）
桩侧岩层和桩端岩层岩样抗压强度frs、frp（kPa）
qsia*ιi
（kN/m）
抗拔摩阻力折减系数λi
λi
qsia*ιi
（kN/m）
1
粉质粘土
3.60
40.00
2800.00
144.00
0.60
86.40
2
粉质粘土
5.90
40.00
2800.00
236.00
0.60
141.60
3
强风化粉砂岩
3.00
80.00
5000.00
240.00
0.60
144.00
4
强风化粉砂岩
2.80
80.00
5000.00
224.00
0.60
134.40
5
中风化粉砂岩
2.20
200.00
13000.00
440.00
0.70
352.00
桩长
17.50
m
∑qsia*ιi
1284.00
∑λiqsia*ιi
858.40
3、基础设计主要参数
基础桩采用1根φ1800人工挖孔灌注桩，桩顶标高-6.40m，桩端入中风化粉砂岩2.20m；
桩混凝土等级C35，fC=16.70N/mm2,EC=3.15×104N/mm2；
ftk=2.20N/mm2，桩长17.50m；
钢筋HRB335,fy=300.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2；
承台尺寸长（a）=3.80m、宽（b）=3.80m、高（h）=2.00m；
桩中心与承台中心重合,承台面标高-4.50m；
承台混凝土等级C35,ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m2。
Gk=a×b×h×γ砼×1.2=3.80×3.80×2.00×25×1.2=866.40kN
三、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
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＋Rra＋Rpa
Rsa=μ∑qsia
i
Rra=μpC2frshr
Rpa=C1frpAp
式中Rsa－桩侧土总摩阻力特征值；
Rra－桩侧岩总摩阻力特征值；
Rpa－持力岩层总端阻力特征值；
μp－桩嵌岩端截面周长；
hr－嵌岩深度，当岩面倾斜时以低点起计；
Ap－桩截面面积，对扩底桩取扩大头直径计算桩截面面积；
frs、frp－分别为桩侧岩层和桩端岩层的岩样天然湿度单轴抗压强度；
C1、C2－系数，根据持力层基岩完整程度及沉渣厚度等因素而定。
Ap=πd2/4=3.14×3.24/4=2.54m2C1=0.40C2=0.05
Rsa=u∑qsia
i=πd∑qsia
i=3.14×1.80×1284.00=7257.17kN
Rra1=upC2frshr=1.00×3.14×1.80×0.05×5000.00×2.80=3956.40kN
Rra2=upC2frshr=1.00×3.14×1.80×0.05×13000.00×2.20=8082.36kN
Rpa=C1frpAp=1.00×0.40×13000.00×2.54=13225.68kN
Ra=Rsa＋Rra＋Rpa=7257.17+3956.40+8082.36+13225.68=32521.61kN
（2）、桩身载面强度计算
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=0.75
ΨcfcAp=0.75×16.70×1000×2.54=31856.09kN
2、单桩水平承载力特征值计算
灌注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》
DBJ15-31-2003第10.2.22条，按下式计算：
式中：
RHa－单桩水平承载力特征值；
α－桩的水平变形系数，按规范式（10.2.19）确定；
γm－塑性系数，圆形截面γm=2；
ftk－桩身混凝土抗拉强度标准值；
υm－桩身最大弯矩系数，按表10.2.23取值，视上部结构、承台、地梁对桩顶的约束程度及桩顶构造，分别按铰接或固接考虑；
N1k－桩顶扣除竖向活荷载作用的竖向力标准值；
ρg－桩身纵筋配筋率；
ζN－桩顶竖向力影响系数，竖向压力取ζN=0.8，竖向拉力取ζN=-1；
An－桩换算截面积，圆形截面为：
W0－桩身换算截面受拉边缘的截面抗弯模量，圆形截面取：
式中d－桩身直径；
d0－扣除保护层的桩直径；
Es－钢筋的弹性模量；
EC－混凝土的弹性模量。
Pg=0.3+（2000-1800.00）/（2000-400）×（0.65-0.3）=0.34%
Wo=πd/32[d2＋2（ES/EC－1）ρgd02]=0.18×（3.24+10.70×0.34%×3.12）=0.59m3
Io=Wod/2=0.59×1.80/2=0.53m4
EI=0.85ECIo=0.85×3.15×107×0.53=14277769.24
查（DBJ15-31-2003）P.118:
m=35.00×103kN/m4，bo=0.9（d+1）=2.52m
α=（mbo/ECI）0.2=（35.00×1000×2.52/14277769.24）0.2=0.36
α×L=0.36×17.50=6.33>4，满足长桩要求。
按α×L=4查（DBJ15-31-2003）P.121:
Vm=0.768
Nlk=（Fk＋Gk）/n=（742.80+866.40）/1=1609.20kNγm=2ζN=0.80
An=πd2/4[1＋（Es/Ec-1）Pg]=2.54×（1+5.35×0.34%）=2.59m2
RHa=αγmftkW0/Vm（1.25+22ρg）（1+ζNN1k/γmftkAn）=1227.27×1.33×1.11=1810.68kN
3.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=0.9×3.14×0.81×17.50×25=1001.46kN
Rta=upΣλiqsia
i+0.9G0=5.65×858.40+1001.46=5853.14kN
四、单桩桩顶作用力计算和承载力验算
1、轴心竖向力作用下
Qik=（Fk＋Gk）/n=（742.80+866.40）/1=1609.20kN
轴心竖向力Qik=1609.20kN小于Ra=32521.61kN,满足要求。
2、水平力作用下
Hik=Fh/n=43.40/1=43.40kN
单桩水平力Hik=43.40kN小于RHa=1810.68kN,满足要求。
五、抗倾覆验算
bi=1.80/2=0.90m
倾覆力矩M倾=M＋Fh×h=1866.00+31.00×18.00=2424.00kN.m
抗倾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）×bi＋Rta×bi
=（619.00+722.00）×1.80/2+5853.14×0.90=6474.73kN.m
M抗/M倾=6474.73/2424.00=2.67
抗倾覆验算2.67大于1.6,满足要求。
六、灌注桩配筋计算
承台下2（d＋1）米深度范围土层类别（）按
（DBJ15-31-2003）P.119查β=59.00
βd2（1.5d2＋0.5d）1/5（1＋0.8Nlk/ftkγmAp）=191.16×1.42×1.12=302.53kN>Hik=43.40kN
桩身可不配抗弯钢筋，但应该按照规范规定配置构造钢筋ρ=ρg=0.34%
As=ρAP=0.344%×2543400.00=8743mm2取2922
As’=29×379.9=11017mm2>As（满足要求）
桩顶钢筋抗拔验算=1924.90×106÷1800÷[（29-2）÷2×379.9]=208.51N/mm2
桩顶钢筋抗拔验算208.51N/mm2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10.5.4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=619.00kNuc=4×0.2=0.800m，ho=2.00-0.07=1.93m
2×（Fι/fc）0.5－uc/8=2×（619000.0÷16.70）0.5-（800÷8）=285mm
承台有效高度285mm小于h0=1930mm,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
Ni=Fk=742.80kN，Xi=0.90m
M=ΣNixi=742.80×0.90=668.52kN.m
2.基础配筋计算
基础采用HRB335钢筋,fy=300.00N/mm2
As1=M/0.9fyho=668.52×106/（0.9×300.00×1930）=1283mm2
按照最小配筋率ρ=0.10%计算配筋
As2=ρbho=0.001×3800×1930=7334mm2
比较As1和As2，按As2配筋,取20φ22@196mm（钢筋间距满足要求）
As=20×380.0=7600mm2
承台配筋面积7600mm2大于7334mm2,满足要求。
九、计算结果
基础桩：
1根φ1800人工挖孔灌注桩，桩端不设扩大头,桩顶标高-6.40m，
桩长17.50m，桩端入中风化粉砂岩2.20m；
桩混凝土等级C35,HRB335钢筋，2822,箍筋采用φ8mm@200mm。
承台：
长（a）=3.80m、宽（b）=3.80m、高（h）=2.00m；
桩中心与承台中心重合，承台面标高-4.50m；
混凝土等级C35,HRB335钢筋2022@196mm。
升级会员 