塔吊桩基础方案

第十七节、附件

【计算书】

矩形板式桩基础计算书

一、塔机属性

塔机型号 塔机状态的最大起吊高度H0(m) 塔机状态的计算高度H(m) 塔身桁架结构 塔身桁架结构宽度B(m) QTZ80（TC6013A-6） 40 43 型钢 1.8 二、塔机荷载

塔机竖向荷载简图

1、塔机自身荷载标准值

塔身自重G0(kN) 起重臂自重G1(kN) 起重臂重心至塔身中心距离RG1(m) 小车和吊钩自重G2(kN) 最大起重荷载Qmax(kN) 最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m) 最小起重荷载Qmin(kN) 最大吊物幅度RQmin(m) 最大起重力矩M2(kN·m) 平衡臂自重G3(kN) 平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m) 平衡块自重G4(kN) 平衡块重心至塔身中心距离RG4(m) 684 37.4 22 3.8 60 21 13 60 Max[60×21，13×60]＝1260 5.9 6.3 17.05 11.8 2、风荷载标准值ωk(kN/m2)

工程所在地 广东 湛江市 工作状态 基本风压ω0(kN/m) 非工作状态 塔帽形状和变幅方式 地面粗糙度 0.8 20.2 锥形塔帽，小车变幅 A类(近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区) 工作状态 1.49 1.57 风振系数βz 非工作状态 风压等效高度变化系数μz 风荷载体型系数μs 1.67 工作状态 1.95 - 1 -

非工作状态 风向系数α 塔身前后片桁架的平均充实率α0 1.2 0.35 工作状态 风荷载标准值ωk(kN/m) 非工作状态 21.95 0.8×1.2×1.49×1.95×1.67×0.2＝0.93 0.8×1.2×1.57×1.95×1.67×0.8＝3.94 3、塔机传递至基础荷载标准值

工作状态 塔机自重标准值Fk1(kN) 起重荷载标准值Fqk(kN) 竖向荷载标准值Fk(kN) 水平荷载标准值Fvk(kN) 倾覆力矩标准值Mk(kN·m) 684+37.4+3.8+5.9+17.05＝748.15 60 748.15+60＝808.15 0.93×0.35×1.8×43＝25.19 37.4×22+3.8×21-5.9×6.3-17.05×11.8+0.9×(1260+0.5×25.19×43)＝2285.67 非工作状态 竖向荷载标准值Fk'(kN) 水平荷载标准值Fvk'(kN) 倾覆力矩标准值Mk'(kN·m) Fk1＝748.15 3.94×0.35×1.8×43＝106.73 37.4×22-5.9×6.3-17.05×11.8+0.5×106.73×43＝2879.14 4、塔机传递至基础荷载设计值

工作状态 塔机自重设计值F1(kN) 起重荷载设计值FQ(kN) 竖向荷载设计值F(kN) 水平荷载设计值Fv(kN) 1.2Fk1＝1.2×748.15＝7.78 1.4FQk＝1.4×60＝84 7.78+84＝981.78 1.4Fvk＝1.4×25.19＝35.27 1.2×(37.4×22+3.8×21-5.9×6.3-17.05×11.8)+1.4×0.9×(1260+0.5×25.19×43)＝倾覆力矩设计值M(kN·m) 3067.09 - 2 -

非工作状态 竖向荷载设计值F'(kN) 水平荷载设计值Fv'(kN) 倾覆力矩设计值M'(kN·m) 1.2Fk＝1.2×748.15＝7.78 1.4Fvk＝1.4×106.73＝149.42 1.2×(37.4×22-5.9×6.3-17.05×11.8)+1.4×0.5×106.73×43＝3913.9 ''三、桩顶作用效应计算

承台布置 桩数n 承台长l(m) 承台长向桩心距al(m) 桩直径d(m) 承台参数 承台混凝土等级 承台上部覆土厚度h'(m) 承台混凝土保护层厚度δ(mm) C35 0 50 承台混凝土自重γC(kN/m) 承台上部覆土的重度γ'(kN/m) 配置暗梁 334 5.5 3.8 0.5 承台高度h(m) 承台宽b(m) 承台宽向桩心距ab(m) 1.35 5.5 3.8 25 19 否 - 3 -

矩形桩式基础布置图

承台及其上土的自重荷载标准值：

Gk=bl(hγc+h'γ')=5.5×5.5×(1.35×25+0×19)=1020.94kN

承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2×1020.94=1225.12kN 桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(3.82+3.82)0.5=5.37m 1、荷载效应标准组合

轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(748.15+1020.94)/4=442.27kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L

=(748.15+1020.94)/4+(2879.14+106.73×1.35)/5.37=1004.84kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L

=(748.15+1020.94)/4-(2879.14+106.73×1.35)/5.37=-120.29kN 2、荷载效应基本组合

荷载效应基本组合偏心竖向力作用下： Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L

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=(7.78+1225.12)/4+(3913.9+149.42×1.35)/5.37=1296.56kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L

=(7.78+1225.12)/4-(3913.9+149.42×1.35)/5.37=-235.11kN

四、桩承载力验算

桩参数 桩混凝土强度等级 桩混凝土自重γz(kN/m) 桩入土深度lt(m) 桩配筋 自定义桩身承载力设计值 桩身预应力钢筋配筋 地基属性 是否考虑承台效应 否 侧阻力特征值土名称 土层厚度li(m) qsia(kPa) 杂填土 淤泥 粘性土 中砂 粘性土 5 8 7.4 4.5 28 14 14 47 46 76 qpa(kPa) 100 100 340 200 2600 0.7 0.5 0.5 0.7 0.8 端阻力特征值抗拔系数 fak(kPa) - - - - - 承载力特征值否 650 11Φ9.00 桩混凝土类型 预应力混凝土 3C80 25 30 桩基成桩工艺系数ψC 桩混凝土保护层厚度б(mm) 0.85 35 1、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长：u=πd=3.14×0.5=1.57m 桩端面积：Ap=πd2/4=3.14×0.52/4=0.2m2 Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap

=1.57×(3.5×14+8×14+7.4×47+4.5×46+6.6×76)+2600×0.2=2422.8kN

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Qk=442.27kN≤Ra=2422.8kN

Qkmax=1004.84kN≤1.2Ra=1.2×2422.8=2907.36kN 满足要求！

2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=-120.29kN<0

按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Qk'=120.29kN 桩身的重力标准值：Gp=ltApγz=30×0.2×25=147.26kN

Ra'=uΣλiqsiali+Gp=1.57×(0.7×3.5×14+0.5×8×14+0.5×7.4×47+0.7×4.5×46+0.8×6.6×76)+147.26 =1420.2kN

Qk'=120.29kN≤Ra'=1420.2kN 满足要求！ 3、桩身承载力计算

纵向预应力钢筋截面面积：Aps=nπd2/4=11×3.14×92/4=700mm2 (1)、轴心受压桩桩身承载力

荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=1296.56kN ψcfcAp+0.9fy'As'=(0.85×36×0.2×106 + 0.9×(400×699.79))×10-3=6271.52kN Q=1296.56kN≤ψcfcAp+0.9fy'As'=6271.52kN 满足要求！

(2)、轴心受拔桩桩身承载力

荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：Q'=-Qmin=235.11kN fpyAps=650×699.79×10-3=4.86kN Q'=235.11kN≤fpyAps=4.86kN 满足要求！

五、承台计算

承台配筋 承台底向配筋 HRB400 Φ25@180 承台底部短向配筋 HRB400 Φ25@180 - 6 -

承台顶向配筋 HRB400 Φ25@180 承台顶部短向配筋 HRB400 Φ25@180 1、荷载计算

承台有效高度：h0=1350-50-25/2=1288mm

M=(Qmax+Qmin)L/2=(1296.56+(-235.11))×5.37/2=2852.13kN·m X方向：Mx=Mab/L=2852.13×3.8/5.37=2016.76kN·m Y方向：My=Mal/L=2852.13×3.8/5.37=2016.76kN·m 2、受剪切计算

V=F/n+M/L=7.78/4 + 3913.9/5.37=952.75kN

受剪切承载力截面高度影响系数：βhs=(800/1288)1/4=0.

塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(3.8-1.8-0.5)/2=0.75m a1l=(al-B-d)/2=(3.8-1.8-0.5)/2=0.75m 剪跨比：λb'=a1b/h0=750/1288=0.58，取λb=0.58； λl'= a1l/h0=750/1288=0.58，取λl=0.58； 承台剪切系数：αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.58+1)=1.11 αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.58+1)=1.11 βhsαbftbh0=0.×1.11×1.57×103×5.5×1.29=10919.97kN βhsαlftlh0=0.×1.11×1.57×103×5.5×1.29=10919.97kN V=952.75kN≤min(βhsαbftbh0， βhsαlftlh0)=10919.97kN 满足要求！ 3、受冲切计算

塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=1.8+2×1.29=4.38m ab=3.8m≤B+2h0=4.38m，al=3.8m≤B+2h0=4.38m

角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！ 4、承台配筋计算

(1)、承台底面长向配筋面积

αS1= My/(α1fcbh02)=2016.76×106/(1.03×16.7×5500×12882)=0.013 δ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.013)0.5=0.013 γS1=1-δ1/2=1-0.013/2=0.994

AS1=My/(γS1h0fy1)=2016.76×106/(0.994×1288×360)=4378mm2

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最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.2)=0.2% 梁底需要配筋：A1=max(AS1, ρbh0)=max(4378,0.002×5500×1288)=14168mm2 承台底长向实际配筋：AS1'=190mm2≥A1=14168mm2 满足要求！

(2)、承台底面短向配筋面积

αS2= Mx/(α2fcbh02)=2016.76×106/(1.03×16.7×5500×12882)=0.013 δ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.013)0.5=0.013 γS2=1-δ2/2=1-0.013/2=0.994

AS2=Mx/(γS2h0fy1)=2016.76×106/(0.994×1288×360)=4378mm2

最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/360)=max(0.2,0.2)=0.2% 梁底需要配筋：A2=max(9674, ρlh0)=max(9674,0.002×5500×1288)=14168mm2 承台底短向实际配筋：AS2'=190mm2≥A2=14168mm2 满足要求！

(3)、承台顶面长向配筋面积

承台顶长向实际配筋：AS3'=190mm2≥0.5AS1'=0.5×190=7745mm2 满足要求！

(4)、承台顶面短向配筋面积

承台顶长向实际配筋：AS4'=190mm2≥0.5AS2'=0.5×190=7745mm2 满足要求！

(5)、承台竖向连接筋配筋面积 承台竖向连接筋为双向Φ10@500。

六、配筋示意图

矩形桩式承台配筋图

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矩形桩式桩配筋图

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【资格证书】