单桩承台式塔机基础方案1、工程概况本工程为四川南充蓬安县赛克斯首府二期工程项目。
位于蓬安县丝绸街8号。
本工程6#楼地下3层，地上28层。
建筑高度按《民用建筑设计通则》计算为86.1m。
本工程自然地基为回填土，6#塔机采用一根2m直径的桩来承担塔机的荷载，即单桩承台式基础，来抵抗塔机的倾覆保持整体的稳定性。
采用人工挖孔桩，风化泥岩为持力层。
详塔机平面布置图附后。
2、编制依据《塔式起重混凝土基础工程技术规程》（GB/T187-2009）；《地基基础设计规范》（GB50007-2002）；《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；《建筑安全检查标准》（JGJ59-2011）；《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）本工程《岩土工程勘查报告》；本工程结构施工图纸。
2．1、工艺原理单桩承台式基础，是承台基础和桩基的联合体，承台支撑塔机，桩基传递荷载，它们共同起到抵抗塔机的倾覆，保持整体稳定性，和满足地基承载力的要求。
3、塔吊基础形式选择按照“分区布塔、全面覆盖、满足吊次、经济合理”的原则，合理布置塔吊位置，以保证施工工作面基本在塔吊的覆盖范围之内，且能满足钢筋、模板等现场材料的水平、垂直运输需求，同时应考虑安装、附臂、运转、拆除的方便和满足地基承载能力。
依据塔吊租赁公司提供的塔吊资料：6#塔吊QTZ63(5013)基础标准尺寸为：长×宽×厚=4500×4500×1000mm，下设1根直径2000m的人工挖孔桩，有效桩长≥6m，基础顶面标高为-7.8m（详见附图1-图三）。
考虑后期主体结构及塔吊最大自由高度的影响，基础混凝土浇筑完毕后待混凝土强度达到90%（以同条件混凝土试块抗压强度报告为准）方可进行塔吊安装。
施工期间内要充分保证塔基混凝土养护工作，以尽快进入塔吊安装，保证基础胎模施工时塔吊投入使用。
4、塔吊基础受力验算4.1、4#塔吊计算书如下：1.计算参数（1）基本参数采用1台QZT63(5013)塔式起重机，塔身尺寸1.63m,基坑开挖深度-2.10m；现场地面标高-7.8m,承台面标高-7.8m；采用人工挖孔桩孔基础，地下水位-6.00m。
（2）计算参数1）塔机基础受力情况比较桩基础塔机的工作状态和非工作状态的受力情况，塔机基础按非工作状态计算如图Fk=240.00kN，Fh=35.00kN，M=1500.00+35.0×1.30=1545.50kN.m Fk‘=240.00×1.35=324.00kN，Fh，=35.00×1.35=47.25kN Mk=(1500.00+35.0×1.30)×1.35=2086.43kN.m2）基础设计主要参数基础桩采用1根φ2000m人工挖孔桩，桩端不设扩大头，桩端入嵌岩深度；桩混凝土等级C30，fC=14.30N/mm2 ,EC=3.00×104N/mm2；ft=1.43N/mm2，桩长20.00m；钢筋HRB335,fy=300.00N/mm2 ,Es=2.00×105N/mm2 承台尺寸长(a)=4.50m、宽(b)=4.50m、高(h)=1m；桩中心与承台中心重合,承台面标高-0.30m；承台混凝土等级C35,ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3。
Gk=abhγ砼=4.50×4.50×1×25=506.25kN2.桩顶作用效应计算（1）轴心竖向力作用下：Nk=(Fk＋Gk)/n=(240.00+506.25)/1=746.25kN （2）水平力作用下：Hik=Fh /n=35.00/1=35.00kN3.桩基竖向承载力验算（1）单桩竖向极限承载力标准值计算hr=0.40m,d=1.60m=1600mm,hr/d=0.40/1.60=0.25,查表得，δr=0.55 Ap=πd2 /4=3.14×2.56/4=2.01m2 Qsk=u∑qsiki =πd∑qsiai=3.14×1.60×471.50=2368.82kN Qrk=δrfrkAp=0.55×3200×2.01=3537.60kN，Quk=Qsk+Qsk=2368.82+3537.60=5906.42kN Ra=1/KQuk=1/2×5906.42=2953.21kN4.桩基竖向承载力计算轴心竖向力作用下Nk=746.25kN＜Ra=2953.21kN,竖向承载力满足要求。
5.桩基水平承载力验算（1）单桩水平承载力特征值计算αE=Es/Ec=2.00×105/3.00×104=6.67,γm=2,δN=0.50 ρg=0.2+(2000-1600)/(2000-300)×(0.65-0.2)=0.31% Wo=πd/32[d2＋2(ES/EC－1)ρgd02] =3.14×1.60/32×(1.602+2×(6.67-1)×0.31%×(1.60-2×0.10)2)=0.41m3 Io=Wod/2=0.41× 1.60/2=0.33m4 EI=0.85ECIo=0.85×3.00×107 ×0.33=8415000kN.m2 查表得:m=35.00×103kN/m4 ，bo =0.9(d+1)=2.34m α=(mbo/ECI)0.2=(35.00×1000×2.34/8415000)0.2=0.40 αL=0.40×20.00=7.92＞4，按αL=4 查表得: Vm=0.768 Nk=(Fk’＋1.2Gk)/n=(324.00+1.2×708.75)/1=1174.50kN An=πd2/4[1＋(Es/Ec-1)Pg]=2.01×(1+5.67×0.31%)=2.05m2 RHa=(0.75×αγmftW0/Vm)(1.25+22ρg)(1+δNN1k/γmftAn) =(0.75×0.40×2×1.43×1000×0.41／0.768) ×(1.25 + 22×0.31/100)×[1 + 0.50×1174.50/(2×1.43×1000×2.05)]=60.58kN (2)桩基水平承载力Hik=35.00kN＜Rha=60.58kN,水平承载力满足要求。
6.抗拔桩基承载力验算（1）抗拔极限承载力标准值计算Tgk=1/nu1ΣλiqsikLi=1.60×4×307.03=1964.99kN Tuk=ΣλiqsikuiLi=307.03×3.14×1.60=1542.52kN (2)抗拔承载力计算Ggp=Ggp1＋Ggp2=4.50×4.50×3.90×18.80/1＋4.50×4.50×16.00×(18.80-10)/1 =4335.93kN Gp=Gp1 ＋Gp2=3.14×0.8×0.8×4.00×25 ＋ 3.14×0.8×0.8×16.00×(25-10)=683.26kN Tgk/2+Ggp=1964.99/2+4335.93=5318.43kN，Tuk/2+Gp=1542.52/2+683.26=1454.52kN7.抗倾覆验算单桩承台塔吊基础在组合承台后，类似于悬臂桩故采用静力平衡法确定单桩倾覆转点，即桩身最大弯矩处：依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)的第5.4.5条，(1)计算桩的水平变形系数(1/m):其中m──地基土水平抗力系数；b0──桩的计算宽度，b0=2.16m。
E──抗弯弹性模量，E=0.67Ec=18760.00N/mm2；I──截面惯性矩，I=0.19m4；经计算得到桩的水平变形系数:=0.341/m(2)计算Dv:Dv=119.98/(0.34×5042.40)=0.07(3) 由Dv查表得：Km=1.01(4) 计算Mmax:经计算得到桩的最大弯矩值: Mmax=2086.43×1.01=2107kN.m。
由Dv查表得：最大弯矩深度z=0.32/0.34=0.91m。
bi=4.50/2=2.25m倾覆力矩M倾=M＋Fhh=1500.00+35.00×(1.3+0.91)=1549.00kN.m抗倾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）bi＋(Tuk/2+Gp)bi =(240.00+708.75)×2.25+(1542.52/2+683.26)×2.25=5407.36kN.mM抗/M倾=5407.36/1549.00=3.49抗倾覆验算3.49＞1.6,满足要求。
8.桩身承载力验算(1)正截面受压承载力计算Nk =(Fk’＋1.2Gk)/n=(324.00+1.2×708.75)/1=1174.50kN Ψc=0.70,ΨcfcAp=0.70×14.30×1000×2.01=20120.10kN 正截面受压承载力=20120.10kN＞NK=1174.50kN,满足要求。
（2）配筋计算采用HRB400钢筋,fy=300.00N/mm2,按照配筋率ρ=ρg=0.31%计算：As1=ρAP=0.31%×2.01×106=6231mm2桩身钢筋抗拔计算As2=2M倾/dfy=2×1549.00×106/(1600×300)=6454mm2 比较As1和As2,按As2配筋，取2714，As=27×254=6858mm2>AS2=6454mm2 (满足要求)9.承台受冲切承载力验算只考虑塔身边冲切承载力计算Fι=F－1.2ΣQik=Fk’=324.00kN，ho=1.40-0.10=1.30m=1300mm βhp=1.0+(2000-1400/(2000-800)×(0.9-1.0)=0.95а0=(4.50-1.63)/2=1.44m,λ=а0/ho=1.44/1.30=1.11β0=0.84/(1.11+0.2)=0.64 um=4×(1.63+1.44)=12.28mβhpβ0umftho=0.95×0.64×12.28× 1.57×1000×1.30=15238.60kN承台受冲切承载力=15238.60kN＞Fk=324.00kN,满足要求。