矩形板式桩基础计算书 工程概况：翡翠湾项目二期B、三期工程，由1－9#楼组成。其中1#、2#、3#楼为25层，建筑面积高度为85m。塔吊安装计划安装高度为110m。施工现场计划伍台塔吊。TC6010三台TC5610二台。TC6010安装高度110m，按照计算最不利工况原则，本计算书对110米TC6010塔吊进行基础承载力验算。 计算依据： 1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009 2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011 5、《汕尾市翡翠湾项目二期B、三期工程地质勘察报告》 一、塔机属性
塔机型号 QTZ80(TC6013A-6)-中联重科 塔机独立状态的最大起吊高度H0(m) 46 塔机独立状态的计算高度H(m) 48 塔身桁架结构 方钢管 塔身桁架结构宽度B(m) 1.8 二、塔机荷载 1、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) 627.4 起重荷载标准值Fqk(kN) 44.44 竖向荷载标准值Fk(kN) 671.84 水平荷载标准值Fvk(kN) 14 倾覆力矩标准值Mk(kN·m) 1272.59 非工作状态 竖向荷载标准值Fk'(kN) 627.4 水平荷载标准值Fvk'(kN) 54.81 倾覆力矩标准值Mk'(kN·m) 1268.15 2、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) 1.35Fk1＝1.35×627.4＝846.99 起重荷载设计值FQ(kN) 1.35Fqk＝1.35×44.44＝59.994 竖向荷载设计值F(kN) 846.99+59.994＝906.984 水平荷载设计值Fv(kN) 1.35Fvk＝1.35×14＝18.9 倾覆力矩设计值M(kN·m) 1.35Mk＝1.35×1272.59＝1717.996
非工作状态 竖向荷载设计值F'(kN) 1.35Fk'＝1.35×627.4＝846.99
水平荷载设计值Fv'(kN) 1.35Fvk'＝1.35×54.81＝73.993 倾覆力矩设计值M'(kN·m) 1.35Mk＝1.35×1268.15＝1712.003
三、桩顶作用效应计算
承台布置 桩数n 4 承台高度h(m) 1.2
承台长l(m) 5 承台宽b(m) 5
承台长向桩心距al(m) 3 承台宽向桩心距ab(m) 3 承台参数 承台混凝土等级 C40 承台混凝土自重γC(kN/m3) 25
承台上部覆土厚度h'(m) 0 承台上部覆土的重度γ'(kN/m3) 19
承台混凝土保护层厚度δ(mm) 50 配置暗梁 否 承台底标高d1(m) -6.5 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×(1.2×25+0×19)=750kN
承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2×750=900kN 桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(32+32)0.5=4.243m 1、荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(671.84+750)/4=355.46kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L =(671.84+750)/4+(1272.59+14×1.2)/4.243=659.372kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L =(671.84+750)/4-(1272.59+14×1.2)/4.243=51.548kN 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 =(906.984+900)/4+(1717.996+18.9×1.2)/4.243=862.027kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L =(906.984+900)/4-(1717.996+18.9×1.2)/4.243=41.465kN 四、桩承载力验算
桩参数 桩类型 预应力管桩 预应力管桩外径d(mm) 500
预应力管桩壁厚t(mm) 125
桩混凝土强度等级 C60 桩基成桩工艺系数ψC 0.75
桩混凝土自重γz(kN/m3) 25 桩混凝土保护层厚度б(mm) 35 桩底标高d2(m) -24.5 桩有效长度lt(m) 18 桩端进入持力层深度hb(m) 1 桩配筋 桩身预应力钢筋配筋 650 9Φ10.7
桩身承载力设计值 1950
地基属性 地下水位至地表的距离hz(m) 1.53 自然地面标高d(m) 0
是否考虑承台效应 是 承台效应系数ηc 0.1
土名称 土层厚度li(m) 侧阻力特征值qsia(kPa) 端阻力特征值qpa(kPa) 抗拔系数 承载力特征值fak(kPa)
杂填土 3.43 10 150 0.6 65
含淤泥粉砂层 3.43 8 100 0.3 75
粉砂层 4.68 25 3500 0.4 130
含淤泥粉砂层 3.76 35 1900 0.6 75 淤泥质粘土层 5.99 40 3600 0.8 60
粗砂 3.22 50 6000 0.8 205
淤泥质土 3.13 40 3600 0.8 75
1、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长：u=πd=3.14×0.5=1.571m hb/d=1×1000/500=2<5 λp=0.16hb/d=0.16×2=0.32 空心管桩桩端净面积：Aj=π[d2-(d-2t)2]/4=3.14×[0.52-(0.5-2×0.125)2]/4=0.147m2
空心管桩敞口面积：Ap1=π(d-2t)2/4=3.14×(0.5-2×0.125)2/4=0.049m2 承载力计算深度：min(b/2,5)=min(5/2,5)=2.5m fak=(0.36×75+2.14×130)/2.5=305.2/2.5=122.08kPa 承台底净面积：Ac=(bl-n(Aj+Ap1))/n=(5×5-4×(0.147+0.049))/4=6.054m2
复合桩基竖向承载力特征值：
Ra=ψuΣqsia·li+qpa·(Aj+λpAp1)+ηcfakAc=0.8×1.571×(0.36×8+4.68×25+3.76×35+5.99×40+3.21×50)+6000×(0.147+0.32×0.049)+0.1×122.08×6.054=1870.523kN Qk=355.46kN≤Ra=1870.523kN Qkmax=659.372kN≤1.2Ra=1.2×1870.523=2244.628kN 满足要求！ 2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=51.548kN≥0
不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算！ 3、桩身承载力计算 纵向预应力钢筋截面面积：Aps=nπd2/4=9×3.142×10.72/4=809mm2 (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=862.027kN 桩身结构竖向承载力设计值：R=1950kN Q=862.027kN≤1950kN 满足要求！ (2)、轴心受拔桩桩身承载力 Qkmin=51.548kN≥0
不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算！ 五、承台计算
承台配筋 承台底部长向配筋 HRB335 Φ25@150 承台底部短向配筋 HRB335 Φ25@150
承台顶部长向配筋 HRB335 Φ25@150 承台顶部短向配筋 HRB335 Φ25@150
1、荷载计算 承台有效高度：h0=1200-50-25/2=1138mm M=(Qmax+Qmin)L/2=(862.027+(41.465))×4.243/2=1916.596kN·m X方向：Mx=Mab/L=1916.596×3/4.243=1355.238kN·m Y方向：My=Mal/L=1916.596×3/4.243=1355.238kN·m 2、受剪切计算 V=F/n+M/L=906.984/4 + 1717.996/4.243=631.682kN 受剪切承载力截面高度影响系数：βhs=(800/1138)1/4=0.916 塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(3-1.8-0.5)/2=0.35m a1l=(al-B-d)/2=(3-1.8-0.5)/2=0.35m 剪跨比：λb'=a1b/h0=350/1138=0.308，取λb=0.308； λl'= a1l/h0=350/1138=0.308，取λl=0.308； 承台剪切系数：αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.308+1)=1.338 αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.308+1)=1.338 βhsαbftbh0=0.916×1.338×1.71×103×5×1.138=11924.02kN βhsαlftlh0=0.916×1.338×1.71×103×5×1.138=11924.02kN V=631.682kN≤min(βhsαbftbh0， βhsαlftlh0)=11924.02kN 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+2×1.138=4.076m ab=3m≤B+2h0=4.076m，al=3m≤B+2h0=4.076m