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塔吊基础设计方案单桩1

塔吊基础设计(单桩)计算书

工程名称:

振华电子工业厂区工程

编制单位:

中国振华集团建筑工程公司

1.计算参数

(1)基本参数

工程建筑面积29503.49m2,总高度64m,主楼地上J4_层,裙楼_4_层,地下主楼二层,裙楼一层;塔吊型号QZT63A(5510)臂长55.00m,初装高度39.00m;塔身尺寸1.63m,基坑开挖深度-1.50m;现场地面标咼0.00m,基础面标咼-0.50m。

(2)计算参数

1)塔机基础受力情况(表1)

基础荷载

P(kN)

M(kN-m)

Fk

Fh

M

M

503.00

35.00

1500.00

200.00

1):

比较桩基础塔机的工作状态和非工作状态的受力情况,塔机基础按工作状态计算(图

Fk=503.00X1.2=603.60kNFh=35.00X1.4=49.00kN

M=(1500.00+35.0X0.90)X1.4=2144.10kN-m

2)桩顶以下岩土力学资料(表2)

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*|i

(kN/m)

抗拔摩阻力折减系数入i

入iqsia*Ii

(kN/m)

1

填土

13.00

0

0

0

0

2

砂质粘土

9.00

30.00

220.00

270.00

0.70

189.00

桩长

22.00

qsia*1i

270.00

ZZ入iqsia*1i

189.00

3)基础设计主要参数(图2)

基础桩采用1根$1600钻(冲))孔灌注桩,桩顶标高-1.40m,桩端不设扩大头,桩端入砂质

2422

粘土9.00m;桩混凝土等级C30,fc=14.30N/mm,Ec=3.00x10N/mm;ftk=2.01N/mm,桩长22.00m;

252

钢筋HRB335,fy=300.00N/mm,Es=2.00x10N/mm;

承台尺寸长(a)=4.50m、宽(b)=4.50m、高(h)=1.00m;桩中心与承台中心重合,承台面标高-0.50m;承台混凝土等级C35,ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,丫砼=25kN/m3。

Gk=axbxhx丫砼x1.2=4.50x4.50x1.00x25X1.2=607.50kN

塔吊基础平面图

2.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按下列公式计算:

艮=Rsa+Ra+FR)a

Ra=卩刀qsia$i

Ra=3pC2frshr

R?

a=OfrpA

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;

卩P-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、G-系数,根据持力层基岩完整程度及沉渣厚度等因素而定。

22

Ap=nd/4=3.14X2.56/4=2.01mC1=0.40C2=0.05

F^a=uEqsiai=nd刀qsiai=3.14X1.60X270.00=1356.48kN

Ra1=UpCfrshr=0.80X3.14X1.60X0.05X0X13.00=0kN

Ra2=upCfrshr=0.80X3.14X1.60X0.05X220.00X9.00=397.90kN

R>a=CfrpAp=0.80X0.40X220.00X2.01=141.48kN

R=Rsa+F+Ra=1356.48+0+397.90+141.48=1895.86kN

2)桩身截面强度计算

按下式验算桩身截面强度:

式中ec—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。

¥c=0.70

¥cfcAp=0.70X14.30X1000X2.01=20116.10kN

(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按下式计算:

式中:

FH—单桩水平承载力特征值;

W—桩身换算截面受拉边缘的截面抗弯模量,圆形截面取:

nd

-2

仁J1

W0=

id+2

—1IPd

:

'go

32

y

IE。

丿」

式中d—桩身直径;

d。

一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+(2000-1600.00)/(2000-400)X(0.65-0.3)=0.39%

22

W=nd/32[d+2(Es/Ec—1)pgdo]=O.16X(2.56+11.33X0.39%X2.45)=0.42r

4

Io=VOd/2=0.42X1.60/2=0.34m

EI=0.85Eclo=0.85X3.00X107X0.34=8543666.93

查(DBJ15-31-2003)P.118:

m=35.00X103kN/m4,bo=0.9(d+1)=2.34m

0202

a=(mbo/Ec|).=(35.00X1000X2.34/8543666.93).=0.39

aXL=0.39X22.00=8.68>4,满足长桩标准。

按aXL=4查(DBJ15-31-2003)P.121:

V济0.768

Nk=(Fk+G)/n=(603.60+607.50)/1=1211.10kN丫f2Zn=0.80

22

kN

An=nd/4[1+(Es/Ec-1)Pg]=2.01X(1+5.67X0.39%)=2.05m

RHa=ayftkW/Vm(1.25+22pg)(1+ZEk/丫mftkAn)=865.38X1.34X1.12=1291.10

(3)单桩抗拔力特征值计算

桩抗拔力的验算按下式计算:

Rta=p'iqsiali0.9Go

式中G-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;

卩p—桩周长,p=nd;

入i-抗拔摩阻力折减系数。

0.9G0=0.9X3.14X0.64X22.00X25=994.75kN

Ra=UpX入iqsiai+0.9G0=5.02X189.00+994.75=1944.29kN

3.单桩桩顶作用力计算和承载力验算

(1)轴心竖向力作用下

Qk=(Fk+G)/n=(603.60+607.50)/1=1211.10kN

轴心竖向力Q=1211.10kNvRa=1895.86kN,满足要求。

(2)水平力作用下

Hk=Fh/n=49.00/仁49.00kN

单桩水平力Hk=49.00kNvFHa=1291.10kN,满足要求。

4.抗倾覆验算(图

倾覆点不意图

bi=4.50/2=2.25m

倾覆力矩M倾=叶FhXh=1500.00+35.00X0.90=1531.50kN-m

抗倾覆力矩皿抗=(Fk+G)Xbi+RaXbi

=(503.00+506.25)X1.60/2+1944.29X2.25=5182.05kN-m

M抗/M倾=5182.05/1531.50=3.38

抗倾覆验算3.38>1.6,满足要求。

5.灌注桩配筋计算

承台下2(d+1)米深度范围土层类别(填土)按

(DBJ15-31-2003)P.119查:

3=59.00

221/5

3d(1.5d+0.5d)(1+0.8Nik/ftk丫nAp)

=151.04X1.36X1.12=229.93kN>Hik=49.00kN桩身可不配抗弯钢筋,但应该按照规范规定配置构

造钢筋p=pg=0.39%

As=pAp=0.388%X2009600.00=7787mnf,采用HRB335钢筋,fy=300.00N/mm2,取2622

As'26X379.9=9877mm>A(满足要求)

桩顶钢筋抗拔验算=1531.50X106^1600斗(26-2)PX379.9]=209.96N/mm2

22

桩顶钢筋抗拔验算209.96N/mmv300.00N/mm,满足要求。

6.承台受冲切、受剪切承载力验算

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:

F^F-1.2'Qki

n。

7.承台配筋计算

(1)基础弯矩计算

N=Fk=603.60kN,X=0.80m

M=SNxi=603.60X0.80=482.88kN-m

(2)基础配筋计算(图4)

基础采用HRB335钢筋,fy=300.00N/mm2

Ai=M/0.9fyho=482.88X106/(0.9X300.00X930)=1923mrn

按照最小配筋率p=0.10%计算配筋

2

As2=pbho=0.001X4500X930=4185mm

比较As1和As2,按As2配筋,取2322@193mm钢筋间距满足要求)

2

As=23X380.0=8740mm

承台配筋面积8740mm>4185mm,满足要求。

重台弯矩示直图

8.计算结果

(1)基础桩

1根$1600钻(冲))孔灌注桩,桩端不设扩大头,桩顶标高-1.40m,桩长22.00m,桩端入砂

质粘土9.00m;桩混凝土等级C30,HRB335钢筋,2620,箍筋采用$10mm@250mm

(2)承台

长(a)=4.50m、宽(b)=4.50m、高(h)=1.00m;桩中心与承台中心重合,承台面标高-0.50m;混

凝土等级C35,HRB335钢筋2322@193m。

塔吊基础平面图

Og*cmCT*CM寸

 

桩大样图

 

塔基大样图

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