塔吊5610桩基础计算书

星悦城工程；工程建设地点：；属于结构；地上0层；地下0层；建筑高度：0m；标准层层高：0m ；总建筑面积：0平方米；总工期：0天。

本工程由投资建设，设计，地质勘察，监理，组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。

本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2011）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2011）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）等编制。

一、塔吊的基本参数信息

塔吊型号：TC5610，                 塔吊起升高度H：100.000m，

塔身宽度B：1.6m，                  基础埋深D：4.000m，

自重F1：456kN，                    基础承台厚度Hc：1.300m，

最大起重荷载F2：60kN，             基础承台宽度Bc：5.000m，

桩钢筋级别:RRB400，                桩直径或者方桩边长：0.600m，

桩间距a：3.5m，                    承台箍筋间距S：150.000mm，

承台混凝土的保护层厚度：50mm，     承台混凝土强度等级：C35；

二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算

塔吊自重（包括压重）F1=456.00kN；

塔吊最大起重荷载F2=60.00kN；

作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=516.00kN；

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

Mkmax＝2823.96kN·m；

三、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算

1. 桩顶竖向力的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。

Nik=((Fk+Gk)/4)/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2；

其中  n──单桩个数，n=4；

      Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值，Fk=516.00kN；

      Gk──桩基承台的自重标准值：Gk=25×Bc×Bc×Hc=25×5.00×5.00×1.30=812.50kN；

      Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值，取2823.96kN·m；

      xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.47m；

      Nik──单桩桩顶竖向力标准值；

经计算得到单桩桩顶竖向力标准值 

最大压力：Nkmax=(516.00+812.50)/4+2823.96×2.47/(2×2.472)=902.65kN。

最小压力：Nkmin=(516.00+812.50)/4-2823.96×2.47/(2×2.472)=-238.40kN。

需要验算桩的抗拔！

2. 承台弯矩的计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.2条。

    Mx = ∑Niyi

    My = ∑Nixi

其中 Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；

     xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.95m；

     Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=1.2×(Nkmax-Gk/4)=839.43kN；

经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2×839.43×0.95=1594.92kN·m。

四、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。

     αs = M/(α1fcbh02)

     ζ = 1-(1-2αs)1/2

     γs = 1-ζ/2

     As = M/(γsh0fy)

式中，αl──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1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16.70N/mm2；

     ho──承台的计算高度：Hc-50.00=1250.00mm；

     fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；

经过计算得：αs=1594.92×106/(1.00×16.70×5000.00×1250.002)=0.012；

           ξ =1-(1-2×0.012)0.5=0.012； 

           γs =1-0.012/2=0.994；

           Asx =Asy =1594.92×106/(0.994×1250.00×300.00)=4279.44mm2。

由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:

5000.00×1300.00×0.15%=9750.00mm2。

建议配筋值：HRB335钢筋， 25@240。承台底面单向根数20根。实际配筋值9818mm2。

五、承台截面抗剪切计算

依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.9条，承台斜截面受剪承载力满足下面公式：

    V≤βhsαftb0h0

其中，b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm；

      λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0，此处，a=0.71m；当 λ<0.25时，取λ=0.25；当 λ>3时,取λ=3，得λ=0.568；

      βhs──受剪切承载力截面高度影响系数，当h0＜800mm时，取h0=800mm，h0＞2000mm时，取h0=2000mm，其间按内插法取值，βhs=(800/1250)1/4=0.4；

      α──承台剪切系数，α=1.75/(0.568+1)=1.116；

0.4×1.116×1.57×5000×1250=9795.275kN≥1.2×902.651=1083.181kN；

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！

六、桩竖向极限承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.1条：

桩的轴向压力设计值中最大值Nk=902.651kN；

单桩竖向极限承载力标准值公式：

Quk=u∑qsikli+qpkAp

      u──桩身的周长，u=1.885m；

      Ap──桩端面积,Ap=0.283m2；

各土层厚度及阻力标准值如下表: 

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

  1    2.00     7.00                  0.00            0.80        淤泥 

  2    2.00    24.00                  0.00            0.80      粘性土 

  3    2.00    24.00                  0.00            0.80      粘性土 

  4    2.00    30.00                  0.00            0.80      粘性土 

  5    5.00    30.00                1600.00            0.80      粘性土 

  6    5.00    30.00                1700.00            0.80      粘性土 

由于桩的入土深度为10.00m,所以桩端是在第5层土层。

单桩竖向承载力验算: Quk=1.885×230+1600×0.283=885.929kN；

单桩竖向承载力特征值：R=Quk/2+ηcfakAc=885.929/2+0.41×190×5.967=907.814kN；

Nk=902.651kN≤1.2R=1.2×907.814=10.377kN；

桩基竖向承载力满足要求！

七、桩基础抗拔验算

桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.4.5条。

群桩呈非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：

Tuk=Σλiqsikuili

其中：Tuk──桩基抗拔极限承载力标准值；

      ui──破坏表面周长，取ui=πd=3.142 ×0.6=1.885m；

      qsik ──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；

      λi ──抗拔系数，砂土取0.50～0.70，粘性土、粉土取0.70～0.80，桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值；

      li──第i层土层的厚度。

经过计算得到：Tuk=Σλiqsikuili=346.83kN；

群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：

Tgk=（ulΣλiqsikli）/4= 754.40kN

ul ──桩群外围周长，ul = 4×（3.5+0.6)=16.40m；

桩基抗拔承载力公式：

Nk≤ Tgk/2+Ggp

Nk≤ Tuk/2+Gp

其中 Nk - 桩基上拔力设计值，Nk=238.40kN；

     Ggp - 群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数，Ggp =840.50kN；

     Gp - 基桩自重设计值，Gp =70.69kN；

Tgk/2+Ggp=754.4/2+840.5=1217.7kN > 238.401kN；

Tuk/2+Gp=346.832/2+70.686=244.102kN > 238.401kN；

桩抗拔满足要求。

八、桩配筋计算

1、桩构造配筋计算

As=πd2/4×0.65%=3.14×6002/4×0.65%=1838mm2；

2、桩抗压钢筋计算

经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋！

3、桩受拉钢筋计算

依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.4条正截面受拉承载力计算。

                        N ≤ fyAs

式中：N──轴向拉力设计值，N=238401.08N；

      fy──钢筋强度抗压强度设计值，fy=360.00N/mm2；

      As──纵向普通钢筋的全部截面积。

As=N/fy=238401.08/360.00=662.23mm2

建议配筋值：RRB400钢筋，12 14。实际配筋值1846.8 mm2。

依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-2008)，

箍筋采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200~300mm；受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内箍筋应加密；间距不应大于100mm；当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密；当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。