四桩基础计算书

塔吊型号: QTZ63 自重(包括压重):F1=620.00kN 最大起重荷

载: F2=60.00kN

塔吊倾覆力距: M=2040.00kN.m 塔吊起重高度: H=41.00m 塔身宽度: B=1.60m

桩混凝土等级: C30 承台混凝土等级:C35 保护层厚度: 50mm

矩形承台边长: 4.00m 承台厚度: Hc=1.350m 承台箍筋间距: S=200mm

承台钢筋级别: Ⅱ级承台预埋件埋深:h=0.00m 承台顶面埋深: D=0.000m

桩直径: d=0.800m 桩间距: a=2.400m 桩钢筋级别: Ⅱ级

桩入土深度: 27.00 桩型与工艺: 泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩

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=620.000kN

2. 塔吊最大起重荷载F2=60.000kN

作用于桩基承台顶面的竖向力 F=F1+F2=680.000kN

塔吊的倾覆力矩 M=1.4×2040.000=2856.000kN.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《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.1.1条)

其中 n──单桩个数，n=4；

F k──作用于承台顶面的竖向力，F k=680.000kN；

G k──桩基承台和承台上土自重标准值，G k=25.0×Bc×Bc×Hc+20.0×

Bc×Bc×D=540.000kN；

M xk,M yk──荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的x、y 轴的力矩

x i,y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；N ik──荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力(kN)。

经计算得到:

桩顶竖向力设计值:

最大压力：

N=1.2×(680.000+540.000)/4+2856.000×(2.400×1.414/2)/[2×(2.400×1.414/2)2]=1207.584kN

最大拔力：

N=(680.000+540.000)/4-2856.000×(2.400×1.414/2)/[2×(2.400×1.414/2)2]=-536.584kN

桩顶竖向力标准值:

最大压力：

N=(680.000+540.000)/4+2040.000×(2.400×1.414/2)/[2×(2.400×1.414/2)2]=906.132kN

最大拔力：

N=(680.000+540.000)/4-2856.000×(2.400×1.414/2)/[2×(2.400×1.414/2)2]=-296.132kN

2. 矩形承台弯矩的计算(依据《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008的第5.9.2条)

其中 M x,M y──分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN.m)； x i,y i──垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m)；

N i──在荷载效应基本组合下的第i基桩净反力，N i=N i-G/n。

经过计算得到弯矩设计值：

压力产生的承台弯矩：

N=1.2×(680.000+540.000)/4+2856.000×(2.400/2)/[4×

(2.400/2)2]=961.000kN

M x1=M y1=2×961.000×(1.200-0.800)=768.800kN.m

拔力产生的承台弯矩：

N=(680.000+540.000)/4-2856.000×(2.400/2)/[4×

(2.400/2)2]=-290.000kN

M x2=M y2=-2×290×(1.200-0.800)=-232.000kN.m

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7.2条受弯构件承载力计算。

式中1──系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，

1取为0.94,期间按线性内插法确定；

f c──混凝土抗压强度设计值；

h0──承台的计算高度。

f y──钢筋受拉强度设计值，f y=300N/mm2。

承台底面配筋:

s=768.800×106/(1.000×1.570×4000.000×1300.0002)=0.0068

=1-(1-2×0.0068)0.5=0.0068

s=1-0.0068/2=0.9966

A sx= A sy=768.800×106/(0.9966×1300.000×

300.000)=1978.040mm2

承台顶面配筋:

s=232×106/(1.000×1.570×4000.000×1300.0002)=0.0021

=1-(1-2×0.0021)0.5=0.0021

s=1-0.0021/2=0.9990

A sx= A sy=232×106/(0.9990×1300.000×300.000)=595.484mm2。

满足顶面和底面配筋要求的同时还应该满足构造要求!

五. 矩形承台截面抗剪切计算

依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.14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=2415.168kN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：

其中──计算截面的剪跨比,=1.500

f t──混凝土轴心抗拉强度设计值，f t=1.570N/mm2；

b──承台计算截面处的计算宽度，b=4000mm；

h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1300mm；

f y──钢筋受拉强度设计值，f y=300.000N/mm2；

S──箍筋的间距，S=200mm。

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!

六.桩身承载力验算

桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.8.2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=1207.584kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中

c──基桩成桩工艺系数，取0.750

f c──混凝土轴心抗压强度设计值，f c=14.300N/mm2；

A ps──桩身截面面积，A ps=0.5027m2。

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,受压钢筋只需构造配筋!

桩身受拉计算，依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 第5.8.7条

受拉承载力计算，最大拉力 N=536.584kN

经过计算得到受拉钢筋截面面积 A s=1788.614mm2。

综上所述,全部纵向钢筋采用构造配筋且配筋面积不能小于1788.614mm2

构造规定：灌注桩主筋采用6～12根直径12m～14m,配筋率不小于0.2%!

实际钢筋笼8根Φ20钢筋通长配置。

七.桩抗压承载力计算

桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.5和5.3.5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=1207.584kN

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──基桩竖向承载力特征值；

R a──单桩竖向承载力特征值；

K──安全系数，取2.0；

f ak──承台下土的地基承载力特征值加权平均值；

c──承台效应系数

q sk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；

q pk──极限端阻力标准值，按下表取值；

u──桩身的周长，u=2.5133m；

A p──桩端面积,取A p=0.503m2；

A c──计算桩基所对应的承台净面积，去A c=3.497m2；

l i──第i层土层的厚度,取值如下表；

厚度及侧阻力标准值表如下:

序号土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称

1 1.5 0 0 松散粉土

2 0.7 0 0粘性土

3 7.

4 6 0 粘性土

4 1.4 1

5 0 粘性土

5 7.

6 35 0 粘性土

6 4.

7 50 0 粘性土

7 3.2 30 0 密实粉土

8 6.6 70 2800 密实粉土

由于桩的入土深度为27m,所以桩端是在第8层土层。

最大压力验算:

R a=2.513×(1.5×0+.7×0+7.4×6+1.4×15+7.6×35+4.7×50+3.2×

30+.499999999999998×70)+2800.000×0.503=3160.191kN

R=3160.191/2.0+0.070×105.000×3.497=1605.801kN

上式计算的R值大于等于最大压力906.132kN,所以满足要求!

八.桩抗拔承载力计算

桩抗拔承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.4.5条

桩抗拔承载力应满足下列要求:

其中:

式中 T uk──基桩抗拔极限承载力标准值；

i──抗拔系数；

解得:

T gk=12.8×(0.700×1.5×0+0.700×.7×0+0.700×7.4×6+0.700×1.4×

15+0.700×7.6×35+0.700×4.7×50+0.700×3.2×30+0.700×.499999999999998

×70)/4=1562.176kN

G gp=12.8×27×22/4=1900.800kN

T uk=2.513×(0.700×1.5×0+0.700×.7×0+0.700×7.4×6+0.700×1.4

×15+0.700×7.6×35+0.700×4.7×50+0.700×3.2×30+0.700×.499999999999998×70)=1226.930kN

G p=2.513×27×25=1696.460kN

由于: 1562.176/2.0+1900.800>=296.132满足要求!

由于: 1226.930/2.0+1696.460>=296.132满足要求!