塔吊桩基础计算

一、塔吊及基础的基本参数信息

塔吊型号：QTZ63， 塔吊起升高度H=32。00m， 塔吊倾覆力矩M=500。00kN。m， 混凝土强度等级：C35， 塔身宽度B=1.70m， 基础以上土的厚度D=0.00m， 自重F1=245。00kN， 基础承台厚度Hc=1。35m， 最大起重荷载F2=60。00kN, 基础承台宽度Bc=5。50m， 桩钢筋级别:II级钢， 桩直径或者方桩边长=0。40m， 桩间距a=4。50m, 承台箍筋间距S=200。00mm， 承台砼的保护层厚度=50。00mm， 空心桩的空心直径:0.24m。 承台底标高—5。050m， 桩长10m. 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=245.00kN, 塔吊最大起重荷载F2=60。00kN，

作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×(F1+F2)=366.00kN， 塔吊的倾覆力矩M=1。4×500。00=700kN。 三、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算

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《建筑桩技术规范》JGJ94—94的第5。1。1条.

其中 n──单桩个数，n=4；

F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值,F=342.00kN； G──桩基承台的自重

G=1。2×（25×Bc×Bc×Hc/4+20×Bc×Bc×D/4）=

1.2×(25×5。0×5。0×1。35+20×5。0×5。0×0。00)=1012。5kN；

Mx，My──承台底面的弯矩设计值，取700kN。m;

xi，yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=1.75m； Ni──单桩桩顶竖向力设计值(kN）； 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，

最大压力：N=(366。00+1012。5）/4+700×1。75/(4× 1.752）=438.63kN。

2。 矩形承台弯矩的计算

依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条.

其中 Mx1，My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值（kN。m）； xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.90m； Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN）,Ni1=Ni-G/n=211。50kN/m2； 经过计算得到弯矩设计值:

Mx1=My1=2×211.50×0。90=380.70kN.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,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14。30N/mm2; ho──承台的计算高度Hc-50.00=950。00mm； fy──钢筋受拉强度设计值,fy=300。00N/mm2；

经过计算得：αs=380。70×106/(1。00×14。30×5000.00×950。002）=0.007；

ξ =1-(1-2×0.007）0。5=0.007； γs =1-0。007/2=0。997；

Asx =Asy =380。70×106/（0.997×950。00×300.00)=1340。20mm2。

按原图间距配筋25Φ18 五、矩形承台斜截面抗剪切计算

依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.6.8条和第5。6。11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=438.63kN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,γo──建筑桩基重要性系数,取1。00； bo──承台计算截面处的计算宽度,bo=5000mm； ho──承台计算截面处的计算高度,ho=950mm； λ──计算截面的剪跨比，λx=ax/ho,λy=ay/ho, 此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处

至x, y方向计算一排桩的桩边的水平距离,得（Bc/2-B/2)-（Bc/2-a/2）=900.00mm，

当 λ〈0.3时，取λ=0。3;当 λ>3时，取λ=3， 满足0。3—3.0范围；

在0.3—3。0范围内按插值法取值.得λ=0。95；

β──剪切系数，当0。3≤λ＜1。4时，β=0。12/（λ+0。3）;当1。4≤λ≤3.0时，β=0.2/(λ+1。5），

得β=0。10；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14。30N/mm2； fy──钢筋受拉强度设计值,fy=300.00N/mm2； S──箍筋的间距,S=200mm。

则,1。00×438。63=4.39×105N≤0.10×300。00×5000×950=5.88×106N； 经过计算承台已满足抗剪要求,只需构造配箍筋! 六、桩承载力验算

桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94—94)的第4.1。1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=363.38kN；

桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式:

其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；

fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70N/mm2； A──桩的截面面积,A=8.93×104mm2。

则，1.00×438630.00=4.39×105N≤16.70×8.93×104=1。49×106N;

经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求，只需构造配筋！

七、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设计值，取其中最大值N=438。63kN；

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──最大极限承载力；

Qsk──单桩总极限侧阻力标准值：

Qpk──单桩总极限端阻力标准值:

ηs， ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数， γs， νp──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数， qsk──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值； qpk──极限端阻力标准值,按下表取值； u──桩身的周长，u=1。600m; Ap──桩端面积,取Ap=0。089m2； li──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 1.60 26.90 0 素填土

2 2。50 25.40 0 粉质粘土

3 7。40 44。20 0 淤泥质粉质粘土

4 7.40 28。30 0 粉质粘土

5 14.10 27.00 0 粉砂夹粉土

由于桩的入土深度为15.10m,所以桩端是在第4层土层。 最大压力验算：

R=1。60×（1。60×26.90×1.00+2.50×25。4×1.00+7。40×44。2×1。00+4。30×28.30×1。00)/1.65 = 5.38×102kN；

上式计算的R的值大于最大压力438.63kN，所以满足要求!

备注:塔吊基础桩采用HKFZ-A 400(240）—10

22-23 E 6000 4500 6000 4500 4000 U 22-23 U 18＃楼塔吊平面布置示意图