塔吊四桩基础的计算书依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)。
一. 参数信息塔吊型号: QT80E 塔机自重标准值:Fk1=1015.00kN 起重荷载标准值:Fqk=80.00kN塔吊最大起重力矩:M=1760.00kN.m 塔吊计算高度: H=140m塔身宽度: B=1.80m非工作状态下塔身弯矩:M1=2575.73kN.m 桩混凝土等级: C25 承台混凝土等级:C35保护层厚度: 50mm 矩形承台边长: 5.00m 承台厚度: Hc=1.200m承台箍筋间距: S=200mm 承台钢筋级别: HRB335 承台顶面埋深: D=0.000m桩直径: d=1.000m 桩间距: a=3.000m 桩钢筋级别: HRB335桩入土深度: 11.00m 桩型与工艺: 泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩计算简图如下：二. 荷载计算1. 自重荷载及起重荷载1) 塔机自重标准值F k1=1015kN2) 基础以及覆土自重标准值G k=5×5×1.20×25=750kN承台受浮力：F lk=5×5×0.70×10=175kN3) 起重荷载标准值F qk=80kN2. 风荷载计算1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2)=0.8×1.49×1.95×1.73×0.2=0.80kN/m2=1.2×0.80×0.35×1.8=0.61kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值F vk=q sk×H=0.61×140.00=85.12kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值M sk=0.5F vk×H=0.5×85.12×140.00=5958.47kN.m2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.50kN/m2)=0.8×1.55×1.95×1.73×0.50=2.09kN/m2=1.2×2.09×0.35×1.80=1.58kN/mb. 塔机所受风荷载水平合力标准值F vk=q sk×H=1.58×140.00=221.37kNc. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值M sk=0.5F vk×H=0.5×221.37×140.00=15496.02kN.m3. 塔机的倾覆力矩工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值M k=2575.73+0.9×(1760+5958.47)=9522.35kN.m非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值M k=2575.73+15496.02=18071.75kN.m三. 桩竖向力计算非工作状态下：Q k=(F k+G k)/n=(1015+750.00)/4=441.25kNQ kmax=(F k+G k)/n+(M k+F vk×h)/L=(1015+750)/4+(18071.75+221.37×1.20)/4.24=4764.07kN Q kmin=(F k+G k-F lk)/n-(M k+F vk×h)/L=(1015+750-175)/4-(18071.75+221.37×1.20)/4.24=-3925.32kN工作状态下：Q k=(F k+G k+F qk)/n=(1015+750.00+80)/4=461.25kNQ kmax=(F k+G k+F qk)/n+(M k+F vk×h)/L=(1015+750+80)/4+(9522.35+85.12×1.20)/4.24=2730.11kN Q kmin=(F k+G k+F qk-F lk)/n-(M k+F vk×h)/L=(1015+750+80-175)/4-(9522.35+85.12×1.20)/4.24=-1851.36kN四. 承台受弯计算1. 荷载计算不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向力反力设计值：工作状态下：最大压力 N i=1.35×(F k+F qk)/n+1.35×(M k+F vk×h)/L=1.35×(1015+80)/4+1.35×(9522.35+85.12×1.20)/4.24=3432.52kN最大拔力 N i=1.35×(F k+F qk)/n-1.35×(M k+F vk×h)/L=1.35×(1015+80)/4-1.35×(9522.35+85.12×1.20)/4.24=-2693.40kN非工作状态下：最大压力 N i=1.35×F k/n+1.35×(M k+F vk×h)/L=1.35×1015/4+1.35×(18071.75+221.37×1.20)/4.24=6178.37kN最大拔力 N i=1.35×F k/n-1.35×(M k+F vk×h)/L=1.35×1015/4-1.35×(18071.75+221.37×1.20)/4.24=-5493.24kN2. 弯矩的计算依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》第6.4.2条其中 M x,M y1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)；x i,y i──单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)；N i──不计承台自重及其上土重，第i桩的竖向反力设计值(kN)。
由于非工作状态下，承台正弯矩最大：M x=M y=2×6178.37×0.60=7414.04kN.m承台最大负弯矩:M x=M y=2×-5493.24×0.60=-6591.89kN.m3. 配筋计算根据《混凝土结构设计规程》GB50010-2002第7.2.1条式中1──系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，1取为0.94,期间按线性内插法确定；f c──混凝土抗压强度设计值；h0──承台的计算高度；f y──钢筋受拉强度设计值，f y=300N/mm2。
底部配筋计算:s=7414.04×106/(1.000×16.700×5000.000×11502)=0.0671=1-(1-2×0.0671)0.5=0.0696s=1-0.0696/2=0.9652A s=7414.04×106/(0.9652×1150.0×300.0)=22264.3mm2顶部配筋计算:s=6591.89×106/(1.000×16.700×5000.000×11502)=0.0597=1-(1-2×0.0597)0.5=0.0616s=1-0.0616/2=0.9652A s=6591.89×106/(0.9692×1150.0×300.0)=19714.0mm2五. 承台剪切计算最大剪力设计值：V max=6178.37kN依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的第7.5.7条。
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：式中──计算截面的剪跨比,=1.500f t──混凝土轴心抗拉强度设计值，f t=1.570N/mm2；b──承台的计算宽度，b=5000mm；h0──承台计算截面处的计算高度，h0=1150mm；f y──钢筋受拉强度设计值，f y=300N/mm2；S──箍筋的间距，S=200mm。
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!六. 承台受冲切验算角桩轴线位于塔机塔身柱的冲切破坏锥体以内，且承台高度符合构造要求，故可不进行承台角桩冲切承载力验算七.桩身承载力验算桩身承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.8.2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=1.35×4764.07=6431.49kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中c──基桩成桩工艺系数，取0.75f c──混凝土轴心抗压强度设计值，f c=11.9N/mm2；A ps──桩身截面面积，A ps=785399mm2。
桩身受拉计算，依据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 第5.8.7条受拉承载力计算，最大拉力 N=1.35×Q kmin=-5299.18kN经过计算得到受拉钢筋截面面积 A s=17663.937mm2。
由于桩的最小配筋率为0.20%，计算得最小配筋面积为1571mm2综上所述，全部纵向钢筋面积1571mm2八.桩竖向承载力验算依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)的第6.3.3和6.3.4条轴心竖向力作用下，Q k=461.25kN；偏向竖向力作用下，Q kmax=4764.07kN.m桩基竖向承载力必须满足以下两式：单桩竖向承载力特征值按下式计算：其中 R a──单桩竖向承载力特征值；q sik──第i层岩石的桩侧阻力特征值；按下表取值；q pa──桩端端阻力特征值，按下表取值；u──桩身的周长，u=3.14m；A p──桩端面积,取A p=0.79m2；l i──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:序号土层厚度(m) 侧阻力特征值(kPa) 端阻力特征值(kPa)土名称1 5.4 5 50 粘性土2 2.8 18 150粘性土3 0.4 120 3000 粘性土4 3.1 200 5000 密实粉土由于桩的入土深度为11m,所以桩端是在第4层土层。
最大压力验算:R a=3.14×(5.4×5+2.8×18+.4×120+2.4×200)+5000×0.79=5828.92kN 由于: Ra = 5828.92 > Qk = 461.25,所以满足要求!由于: 1.2Ra = 6994.70 > Qkmax = 4764.07,所以满足要求!九.桩的抗拔承载力验算依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)的第6.3.5条偏向竖向力作用下，Q kmin=-3925.32kN.m桩基竖向承载力抗拔必须满足以下两式：式中 G p──桩身的重力标准值，水下部分按浮重度计；i──抗拔系数；R a=3.14×(0.700×5.4×5+0.700×2.8×18+0.700×.4×120+0.700×2.4×200)=1368.102kNG p=0.785×(11×25-11×10)=129.591kN由于: 1368.10+129.59 >= 3925.32满足要求!。