塔吊桩基础的计算书.docx
一、工程概况华菱新城地标工程位于长沙市火星大道与劳动东路交汇处的东 南角，总建筑面积39569m2。本工程地下2层，裙房3层，主楼28层（第 4层为转换层），建筑物总高度90.4m。二、塔吊选型根据本工程的实际情况和现场具体情况，本工程的垂直运输机械 选用一台TC5015型高层塔吊。该塔吊的塔身高度可达120m，臂长55m， 能满足本工程施工需要。三、塔吊安装位置经现场勘察确定：塔吊基础位置位于地下室内，其中心线在F轴 以北2.1m，10/1轴以东1.4m处。塔吊安装于此处，安装、拆除比较方 便，且基本覆盖主楼。但距南向的高压电塔距离较近（约25m），须对 高压电塔进行必要防护，避免塔吊起重臂碰撞高压电塔。四、塔吊基础设计1、塔吊基础选型根据现场条件，塔吊基础初步确定为：钢筋混凝土单桩（直径 1.8m，混凝土强度等级C35）+钢筋混凝土承台（承台长度、宽度为 5m，混凝土强度等级C35）。钢筋混凝土单桩持力层为中风化岩，桩长约7m，中风化岩的承载 力为3MPa。2、塔吊基础承载力计算（1 ）技术参数塔吊型号：TC5015塔吊，自重（包括压重、塔吊最大起重荷载） F1=511.2KN,塔吊倾覆力矩M=1335KNm，塔吊起重高度H=120m，塔 身宽度=1.6m;混凝土强度等级为C35，钢筋级别:HPB235，混凝土的 弹性模量Ec=14500.00N/mm 2,桩直径d=1.800m，地基水平抗力系数m= 40MN/m4；桩顶水平力H0=73.9KN，保护层厚度：50哑。（2）塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算塔吊自重（包括压重、最大起重荷X载）F=511.2KN，作用于桩 基承台顶面的竖向力F=1.2 x 511.2=613.44KN,塔吊的倾覆力矩M=1.4 x 1335=1869KN - m（3）桩身最大弯矩计算计算简图如下:自懋地面X/按照弯矩法计算桩舞大弯矩;依据建筑桩基技术规范（JGJ94 94）的第5.4.5条,并参考桩基础的设计方法与施工技术。1）计算桩的水平变形系数a（ 1/ m）：a = （mb/EI）1/50式中m一地基土水平抗力系数；b0一桩的计算宽度，bo=2.3m;E一抗弯弹性模两量，E=0.67E=9715.00N/2CI一截面惯性矩，I=nd4/64=0.515 m4经计算得到桩的水平变形系数：a= 0.4495 ( 1/m)2) 计算D :VDv=H0/ (aM0)=0.0883) 由 Dv查表得：Km= 1.1404) 计算M :maxMmax= M0KM经计算，桩的最大弯矩值：Mmax=1869 x 1.140=2130.66KNm(4 )桩配筋计算依据混凝土结构设计规范(GB50010-2002 )第7.3.8条。沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心、受压构件，其截面受压承载力计算：1)偏心受压构件，其偏心矩增大系数按下式计算：n=1+(L0/h)2&1g 2/(1400ei/h0)式中L0桩的计算长度，取L0=7.00m;h一截面高度，取h=3.60mh0截面有效高度，取h0=3.55m孔一偏心、受压构件的截面曲率修正系数：g 1=0.5fcA/N解得：孔=0.034A一构件的截面面积，取A=2.54 rrf&2构件长细比对截面曲率的影响系数，当L0/h< 15时，取 1.0,否则按下式：2=1.15-0.01 L0/h解得：J=1.00经计算偏心增大系数n =1.002 )偏心受压构件应符合下列规定：N <aa 1f A(1-sia2na/2na) + (a-a)f AN n e < (2 a f Arsia3 na/3 n+f A r (sia na+sia na )/ ni1 cy S ste=e0+e式中As全部纵向钢筋的截面面积，取As；r 一圆形截面的半径，取r=1.800m;七一纵向钢筋重心所在四周的半径，取七=1.75山；e0一轴向压力对截面重心、的偏心矩，取e0=3.47m;e 一附加偏心矩，取e =0.26ma一对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2 n的比 值，取 a=0.55;a t一中断纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的 比值，当a>0.625时，取at=0:at=1.25-2a由上两式计算结果:只需构造配筋，即: 2 Ais min配筋为：主筋：2818，箍筋由10200。在施工过程中，桩主筋需进 入承台，达到锚固要求。(5)桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94 94)的第 5.2.2-3条，根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力值s , 取其中最大值N=613.44KN桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：Q =Q +Q =uW q l +6 q AUK SK PKsi sik i p pk P式中quk一最大极限承载力标准值；qsk一单桩总极限侧阻力标准值；Qpk一单桩总极限断阻力标准值；qsik一桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；qpk一极限端阻力标准值，按下表取值；u一桩身的周长，u=6.91m；Ap一桩端面积，取Ap=3.79；l第i层土层的厚度，厚度及侧阻力标准值如下:序号土厚度土侧阻力标准值(KPa)土端阻力标准值(KPa)土类别1524825黏性土或粉土22643000中风化岩由于桩的入土深度为6,所以桩端是在第2层土层。最大压力验算：R=6.91 x (5 x 24 x 1.00 + 1 x 64 次 0.58)+0.58 次 3000 次6.91=13109.1KN上式计算的R值大于最大压力613.44KN,所以满足要求!(6 )桩基础抗倾覆验算桩侧面土压力产生的弯矩计算根据地基基础设计规范(GBJ-89)，计算桩主土压力对桩的 力矩。为简化计算，全桩长按回填土考虑，填土密度y=18.00KN/M2, 高度H=7m，背倾角a =00,内摩擦角巾=30。，粘聚力c=0,填土与墙背摩 擦角6 =2/3 ，其主动土压力Ea。查表得主动土压力系数二0.333主动土压力Ea=1/2 y H2Ka=1/2 x 18 x 72 x 0.333=299.7KN/m承力面按桩的直径作为计算宽度，D = 1.80m主动土压力受力点为距墙底1/3处，即相对于塔吊基础顶面距离 为 4.7m。则桩侧土相对于塔基顶面的抵抗力距为：Ma=299.7KN/m x 1.80m x 4.7m=2635.46KN - mMa> M=1869kN - m，满足要求。(7) 、承台基础配筋承台截面尺寸为5m x 5m x 1.2m,按塔吊使用说明书砼基础要求 配筋。即双层双向由20180。两层钢筋之间设置巾12540拉勾。(8) 基础配筋图如下。牛.'!：-衬I匚KLC T5 0 15搭吊卷础及搭吊配觥图(9)塔吊附着件按照塔吊使用说明书中的设置。
