塔吊基础设计计算方案桩基础.docx
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塔吊基础设计计算方案桩基础
塔吊基础
专项施工方案
编制人：
审核人：
施工单位:
日期:
2011年3月25日
一、工程概况
1、地理位置
2、设计概况
本工程结构形式为框架剪力墙结构，人工挖孔桩承重，建筑高度为：
楼54.15m
一、二层为地下室，正负零以上为住房，层高3.00m。
为：
楼18层、建筑等级：
一级，耐火等级为地下室一级，主体二级，安全等级二级，抗震设防烈度小于六度。
主体结构设计使用年限为50年。
二、塔吊选型和位置确定
根据施工现场条件及周围环境条件和工程结构情况，该项目采用一台TC5510塔式
起重机，臂长55米，用于栋施工，塔高安装高度72m（塔吊安装位置见塔吊定
位平面布置图）塔吊在此位置可满足塔臂就位与拆除以及工程施工的需要。
三、塔吊基础设计方案
本工程栋土0.00相当于绝对高程57.6m，负二层地下室基础顶面标高-11.9m，则相等于绝对标高45.70m,塔吊按保用说明书基础为高度1.42m,则塔吊基础底绝对标高为44.28m,按照塔吊定位图在确定其基础附近最近地勘钻孔为ZK165,根据ZK165
钻孔柱状图显示塔吊基础底板下为回填土，一直至第⑥岩土层（强风化岩体）方可作为
持力层，基第⑥岩土层底绝对标高为35.80m,相差8.48m，故需采用桩基础方可用于塔吊基础持力。
拟采用人工挖孔桩灌注桩，桩径800mm共4根用于塔吊基础持力。
由于第⑥岩土层风化程度高，强度较低且厚度小，所以以第⑦中风化层作为持力层，有效桩长按8.5m计算，桩身及承台混凝土强度等级C30,承台按塔吊基础原图尺寸5.0mx5.0mx1.42m进行设计，配筋根据受力情况进行计算。
四、塔吊桩基础计算书
1、设计依据
.《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008
.《混凝土结构设计规范》GB5001—2002
.《建筑地基基础设计规范》GB5000—2002
.《建筑机械使用安全规程》JGJ33-2001
.《建筑结构荷载规范》GB5000—2001
.本工程《岩石工程勘察报告》
.施工图纸
.简明施工计算手册
.塔吊使用说明书
2、地质参数以本工程《岩石工程勘察报告》中有关资料为计算依据（以ZK175孔为依
据）,其主要设计参数（见土层设计计算参数表）。
'指
标
岩土层
天然地基承载力特征值
（KPa
压缩模量（MPa
土层厚度（m
凝聚力
（KPa
桩的侧阻力特征值qsia
（KPa
桩端端阻力特征值qpa
（KPa
填土①
/
/
5.3
/
-10
/
耕植土②
80
/
/
/
-8
/
80
8
3
7
0
■
1
8
/
O
2
2
1
2
1
/
35
/
O
2
2
8
0
40
/
1
8
5
/
3
6
1
20
/
400
模
40形>
4变量
1
/
60
00O
1
中等风化岩体
泥R
00
9
/
枷⑦
00
2
2
O模
2变量
/
/
/
00
00
2
00
300
/
/
/
/
00
40
3、塔吊基础受力情况（说明书提供）
本工程地下2层，地上18层，地上建筑高度54.15m,标准层层高3m地下室从基础顶向至土0.00高度为11.9m,塔吊安装使用高度为66.05m,则安装高度72m塔吊使用说明书提供的基础荷载如下表：
荷载工况
基础荷载
P（kN）
M（kN.m）
F
Fh
M
工作状态
700
26
1350
200
4、塔吊基础布置及受力简图
5、桩基承载力验算
5.1单桩桩顶作用力的计算和承载力验算
Ap=nr2=
nX0.42=0.5024m2
5.1.1单桩竖向承载力特征值计算
按地基土物理力学指标与承载力参数计算
Ra=qpaAp+upEqsiali（GB5007—
2
qpaAp=2800KPax0.5024m=1406.72KN
upEqsiali=2.51X（60X1.7+40X0.8+8X0.7+5.3X-10）=86.6KN
Ra=qpaAp+upEqsiali=1406.72+86.6=1493.32KN
He氈
J
34CC
n
由于本桩基为对称布置，且当Mk为最大时其MXk为0,反正Mk为最大时其Mk为0,故取:
Mk=Myk=1.4X1350=1890KN.m
2
Q=450±（1890X1.7X1.414）/[2X（1.7X1.414）]
=450±393.12（KN）
Qmax=450+393.12=843.12KNv1.2Fa=1.2X1493.32=1792KN
（GB50007-2002
所以偏心竖向力作用力满足承载力要求。
5.1.3水平力作用下验算：
Hik
Hk
=26/4=6.5KN
根据（GB5007-2002）第8.5.7条之规定，本桩基作用外力主要为竖向力，其水平力作用很小，故无需验算小平力作用下的桩基承载力。
5.2抗拔力验算
单桩抗拔力特征值计算：
Tuk=刀入iqsikUili
（JGJ94-2008）（5.4.6-1）
=86.6X0.7=60.62KN（入按0.7平均取值）
Gp=nx0.42X8.5X25=108.8KN
N<=Qikmin=450-393.12=56.88KN
Qkmin为正值表示本桩基单桩在最不利荷载下无拔力，则Nk相对于拔力而言为负值。
即:
M=-56.88KNvTuk+Gp=169.42KN（JGJ94-2008）
所以本桩其抗拔力满足要求。
6、桩身截面强度计算
5
©cAPfc=0.7X14.3X5.03X10=5035KN
其中：
©c――工作条件系数，取0.7
fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.3N/mm2;
（GB50010-2002（表4.1.4）
A——桩的截面面积，A=5.03X105mH
本桩基为组合桩，贝U:
Q=Qikmax=843.12KN
（GB5007-2002（8.5.9）
Q=843.12KNv©cApfc=5035KN
所以桩身截面混凝土强度满足要求。
7、抗倾覆验算
由于塔吊自身设计时已进行抗倾覆验算，而本桩基承台对原设计塔吊基础尺寸未作改动，并且在桩基已进行抗拔力验算，故无需进行抗倾覆验算。
8、钢筋配筋计算8.1承台配筋计算
8.1.1、矩形承台弯矩计算
（依据《建筑桩技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条）
其中：
Mx1,My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
取a/2—B/2=0.90（m）；
Nii——扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值（kN）,
N1=Ni-G/n:
=1493.32-887.5/4=1271.45KN/m2;
经过计算得到弯矩设计值：
Mx=My=2<1271.45X0.9=2288.6KN.m。
8.1.2、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7.2条受弯构件承载力计算
20
h
b
■-c
Ys=1-E/2
式中，ai?
系数，当混凝土强度不超过C50寸，ai?
取为1.0，当混凝土强度等级为
C80寸，ai?
取为0.94,期间按线性内插法得1.00；
fc――混凝土抗压强度设计值查表得14.30N/mm2;
ho——承台的计算高度H-50.00=1420-50=1370.00mm;
y――钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm
经过计算得:
a=2288.6X10*1.00X14.30X5000.00X1370.002）=0.017;
05
E=1-（1-2X0.017）.=0.0171
Y=1-0.0171/2=0.9915
Asx=Asy=2288.6X106/（0.9915X1370.00X300.00）=5616mm2。
参照原塔吊基础图配筋设计，基础承台配筋上、下排纵筋为A20@16双向双层,现修改为
B20@165（As=9740mm>5516m^能满足要求。
，除其上、下排纵筋按上式验算结果由
A20@16改为B20@16外，其余配筋均按原塔吊基础图不变。
8.1.3、矩形承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.1条。
V=Bhsaftboh。
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,
V=（910.61/4+393.12）X2=462.57X2=1242KN
Bhsaftboho=0.874X1.056X1.43X5000X1370=9.04X106N
式中：
b0——承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm；
h0——承台计算截面处的计算高度，h0=1300mm；
1/41/4
Bhs=（800/h0）1/4=（800/1370）1/4=0.874
=900/1370=0.657
a=1.75/（入+1）=1.75/（0.657+1）=1.056
ft――混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.430N/mm2;
则，V=1242KNvBhsaftb0h0=9.04X106N=9040KN
经过计算承台混凝土已满足抗剪要求，只需按构造配置箍筋!
8.2、桩配筋计算
所以桩身
通过上述计算得知，本方案设计中的桩不属于抗拔桩及承受水平力为主的桩，配筋按最小配筋率计算。
灌注桩桩身按最小配筋率0.65%计算。
22
As=pA=0.65%XnX400=3267.25mm
所以桩身按最小配筋率配筋，桩身配筋为16B18，
2
A'si=254.5X16=4072mm>Asi
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