F0/23C塔吊基础计算书第一节、计算依据1、建设单位提供的《某裙楼、附楼、地下车库岩土工程详细勘察报告》（以下简称《报告》）2、《F0/23C塔式起重机安装使用说明书》（四川建筑机械厂，以下简称《说明书》）。

3、设计研究院设计的本工程施工图纸（以下简称《图纸》）。

4、《建筑桩基技术规范》JGJ94－94（以下简称《桩基规范》）。

5、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002（以下简称《基础规范》）。

6、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002（以下简称《砼规范》）。

7、《钢筋混凝土承台设计规程》CECS88：97（以下简称《承台规程》）。

8、工程现场实际情况。

9、以下除说明外，标高值均为相对标高值（±0.000＝29.010）。

第二节、现场情况说明本次设计的塔吊其定位具体布置见附图一《塔吊定位图》。

根据工程实际情况，选用F0/23C型塔吊，最大工作半径为50m，最大起重重量为10t，最大工作半径时起吊重量为2.3t，选用1.6×1.6m边长、3m高的标准节。

根据《说明书》中的基础承台说明及现场实际情况，选用4000×6000×1350的钢筋混凝土承台作为塔吊的承台。

自然地面标高约为－4.000，塔吊基础承台面标高定为－9.370，基础坐落于基坑边坡坡中平台处，基坑边坡支护见附图二《塔吊所在区域边坡喷锚支护剖面图》。

根据《报告》9－9’剖面中所示（孔ZC37），塔吊基础处表层土为④2层Q3al+pl粘土（f ak＝410kPa，E S＝16.0MPa），基础设置4根ф900的人工挖孔灌注桩，桩长为7m，桩段端部土层为④3层Q3al+pl 粘土（f ak＝460kPa，E S＝18.3MPa）。

塔吊承台砼强度等级为C30，塔吊桩砼强度等级为C25。

塔吊承台配筋参照F0/23C标准承台，配筋稍做修改。

具体附图三《塔吊基础配筋图》所示。

以下将对塔吊基础承台及桩进行验算。

第三节、基本计算资料1、荷载计算根据工程实际情况，取塔吊安装高度为98.8m，需基础节（7.5m高）1节，标准节29节（3m高），附墙3道。

承台自重：4×6×1.35×25＝81kN；塔身自重：53.56吨（44.8m），74.02吨（98.8m）；单桩自重：π×（0.9/2）2×7×25＝111.3kN；活荷载：取为最大起重重量10吨。

2、基本资料（1）符号说明q sia-----------桩侧土的摩阻力特征值（kPa）；q pa----------桩端土的端阻力特征值（kPa）；ψsi、ψp------大直径桩侧阻力、端阻力尺寸效应系数；γs、γp------分别为桩侧阻抗力分项系数、桩端阻抗力分项系数；H t------------桩顶面标高（m）；d-------------桩身直径（mm）；u、L----------分别为桩身周长、桩身长度（m）；A p------------桩端面积（m2）；L c------------桩全断面进入持力层深度（m）；V-------------桩身体积（m3）；G k------------桩身自重标准值（kN）；Q sk、Q pk------单桩总极限侧阻力标准值、总极限端阻力标准值（kN）；Q uk、R--------单桩竖向极限承载力标准值、竖向承载力设计值（kN）；（2）土层参数（3）、钻孔参数：孔号：ZC37，孔口标高H d＝－5.27m层号岩性层底深度土层层厚层底标高①杂填土 2.00 2.00 －7.27②淤泥质粘土 2.90 0.90 －8.17③2粉质粘土 3.20 0.30 －8.37④1粉质粘土 4.50 1.30 －9.77④2粘土 6.70 2.20 －11.97④3粘土13.00 6.30 －18.27④3a粉质粘土15.20 2.20 －20.47（3）、基础配筋：承台基本参数：承台面标高－9.370，截面4000×6000×1350，砼强度等级C30，配筋为双层双向ф20@170。

桩基本参数：桩顶面标高－10.620，截面为Φ900，长为7.0m，砼强度等级C25，配筋为14Φ25，Φ8@200/100。

3、基础承载力计算（1）单桩竖向承载力设计值R计算计算公式：R＝Q sk/γs+Q pk/γp＝Q uk/γsp桩顶面标高为－10.620，桩底标高为－17.620。

对于粘性土ψsi＝1，ψp＝（0.8/d b）1/4＝（0.8/1.4）1/4＝0.87，d b为桩端直径1.4m 单桩竖向极限承载力标准值Q uk：Q uk＝Q sk+Q pk＝u∑ψsi q sik l si+ψp q pk A p＝π×0.9×（1×36×103×1.35+1×42×103×5.65）+0.87×1.8×106×π×（0.9/2）2＝808.36+996.25＝1804.61kN，单桩竖向承载力设计值R：R＝Q sk/γs+Q pk/γp＝Q uk/γsp＝1804.61/1.65＝1093.7kN（2）单桩水平承载力设计值R h计算本工程桩类型为桩身配筋率ρg＞0.65％的灌注桩，桩顶约束为固结，截面类型为圆形截面，桩身直径d＝0.9m，砼强度等级C25，其轴心抗压强度设计值f c＝11.9N/mm2，抗拉强度设计值f t＝1.27N/mm2，弹性模量E c ＝2.8×104N/mm2，桩身配筋14Φ25，Φ8@200/100，净保护层厚度c＝50mm。

计算公式：R h＝α3EIχ0a/νxa、桩身配筋率ρg：ρg＝A s/（π（d/2）2）＝6872/（π×（900/2）2）＝1.08%＞0.65％b、桩身换算截面受拉边缘的表面抵抗矩W0：扣除保护层的桩直径d0＝d－2×c＝900－2×50＝800mm钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值αE＝E s/E c＝200000/28000＝7.143W0＝πd｛d2+2（αE－1）ρg d02｝/32＝π×0.9×｛0.92+2×（7.143－1）×1.08%×0.82｝/32＝0.079m3c、桩身抗弯刚度EI：桩身换算截面惯性距I0＝W0d/2＝0.079×0.9/2＝0.0356m4对于钢筋混凝土桩，EI＝0.85E c I0＝0.85×28000×1000×0.0356＝847280kN/m2 d、桩的水平变形系数α按下式确定：α＝（mb0/EI）1/5对于圆形桩，当直径d≤1m时，b0＝0.9（1.5d+0.5）b0＝0.9×（1.5×0.9+0.5）＝1.665mα＝（10000×1.665/847280）1/5＝0.456（m－1）e、桩顶水平位移系数νx：桩的换算埋深αh＝0.456×7＝3.192查《桩基规范》表5.4.2得：νx＝1.006f、单桩水平承载力设计值R h：对于桩身配筋率ρg＞0.65%的灌注桩，可按下列公式计算单桩水平承载力设计值R h（取桩顶允许水平位移χ0a＝6×10－3m）：R h＝α3EIχ0a/νx＝0.4563×847280×6×10－3/1.006＝479.15kN第四节、塔吊承台及桩验算1、基本资料承台类型：四桩承台圆桩直径d＝900mm桩列间距S a＝1000mm桩行间距S b＝2000mm承台边缘至桩中心距离S c＝1000mm承台尺寸a×b×H＝4000×6000×1350mmh0＝1350－100－35＝1215mm塔吊标准节h c×b c＝1600×1600mm单桩竖向承载力设计值R＝1093.7kN单桩水平承载力设计值R h＝479.15kN混凝土强度等级为：承台C30，f c＝14.3N/mm2，f t＝1.43N/mm2桩C25，f c＝11.9N/mm2，f t＝1.27N/mm2 钢筋强度设计值f y＝300N/mm2荷载综合分项系数γz＝1.35永久荷载分项系数γG＝1.35混凝土容重γc＝25.00kN/m32、控制内力：N k---------相应于荷载效应标准组合时，作用于柱底的轴向力值（kN）；F k--------相应于荷载效应标准组合时，作用于承台顶面的竖向力值（kN）；V kx、V ky----相应于荷载效应标准组合时，作用于承台顶面的剪力（kN）；M kx'、M ky'---相应于荷载效应标准组合时，作用于承台顶面的弯矩值（kN·m）；M kx、M ky---相应于荷载效应标准组合时，作用于承台底面的弯矩值（kN·m）；M kx＝M kx'＋V ky H1、M ky＝M ky'+V kx H1F、M x、M y---相应于荷载效应基本组合时，竖向力、弯矩设计值（kN、kN ·m ）；F ＝γz F k 、M x ＝γz M kx 、M y ＝γz M ky每根单桩所分配的承台自重和承台上土自重标准值Q gk ： Q gk ＝G k ''/n ＝810/4＝202.5kNA 、工况一：最大自由高度（44.8m ），中心轴位 N k ＝53560kg ＝524.89kN ；M kx '＝0.0； M ky '＝222395kg ·m ＝2179.47kN ·m ； V kx ＝10571kg ＝103.4kN ；V ky ＝0.0 F k ＝524.89kN ；M kx ＝M kx '－V ky H 1＝0.0；M ky ＝M ky '+V kx H 1＝2179.47+103.4×1.35＝2319.06kN ·m F ＝γz F k ＝1.35×524.89＝708.6kN ；M x ＝0.0； M y ＝γz M ky ＝1.35×2319.06＝3130.73kN ·m B 、工况二：最大自由高度（44.8m ），对角线位 N k ＝524.89kN ；M kx '＝2179.47/21/2＝1541.12 kN ·m ； M ky '＝1541.12kN ·m ；V kx ＝103.4/21/2＝73.11kN ；V ky ＝103.4/21/2＝73.11kN ； F k ＝524.89kN ；M kx ＝M kx '＋V ky H 1＝1639.82 kN ·m ； M ky ＝M ky '+V kx H 1＝1639.82 kN ·m ；F ＝708.6kN ；M x ＝2213.76 kN ·m ；M y ＝2213.76 kN ·m ； C 、工况三：最大立塔高度（128.8m ），中心轴位 N k ＝74020kg ＝725.4kN ；M kx '＝0.0； M ky '＝222395kg ·m ＝2179.47kN ·m ； V kx ＝10571kg ＝103.4kN ；V ky ＝0.0 F k ＝725.4kN ；M kx ＝M kx '－V ky H 1＝0.0；工况一（最大自由高度）工况二（最大自由高度）工况三（最大立塔高度）M ky＝M ky'+V kx H1＝2179.47+103.4×1.35＝2319.06kN·mF＝γz F k＝1.35×725.4＝979.29kN；M x＝0.0；M y＝γz M ky＝1.35×2319.06＝3130.73kN·mD、工况四：最大立塔高度（128.8m），对角线位N k＝725.4kN；M kx'＝2179.47/21/2＝1541.12kN·m；工况四（最大立塔高度）M ky'＝1541.12kN·m；V kx＝103.4/21/2＝73.11kN；V ky＝103.4/21/2＝73.11kN；F k＝725.4kN；M kx＝M kx'＋V ky H1＝1639.82kN·m；M ky＝M ky'+V kx H1＝1639.82kN·m；F＝979.29kN；M x＝2213.76kN·m；M y＝2213.76kN·m；3、承台验算：圆桩换算桩截面边宽b p＝0.866d＝0.866×900＝779.4mm承台自重标准值G k''＝γc V ct＝25×4×6×1.35＝810kN每根单桩所分配的承台自重和承台上土自重标准值Q gk：Q gk＝G k/n＝810/4＝202.5kN1、承台受弯计算：A、工况一：最大自由高度（44.8m），中心轴位（1）、单桩桩顶竖向力计算：在轴心竖向力作用下Q k＝（F k+G k）/nQ k＝（524.98+810）/4＝333.72kN≤R a＝1093.7kN在偏心竖向力作用下Q ik＝（F k+G k）/n±M xk Y i/∑Y i2±M yk X i/∑X i2Q1k＝（F k+G k）/n+M xk Y i/∑Y i2－M yk X i/∑X i2＝333.72+（0.0×4.0/2）/（4.02）－（2319.06×2.0/2）/（2.02）＝－246.05kN≤1.2R a＝1312.44kNQ2k＝（F k+G k）/n+M xk Y i/∑Y i2+M yk X i/∑X i2＝333.72+（0.0×4.0/2）/（4.02）+（2319.06×2.0/2）/（2.02）＝913.49kN≤1.2R a＝1312.44kNQ3k＝（F k+G k）/n－M xk Y i/∑Y i2－M yk X i/∑X i2＝333.72－（0.0×4.0/2）/（4.02）－（2319.06×2.0/2）/（2.02）＝－246.05kN≤1.2R a＝1312.44kNQ4k＝（F k+G k）/n－M xk Y i/∑Y i2+M yk X i/∑X i2＝333.72－（0.0×4.0/2）/（4.02）+（2319.06×2.0/2）/（2.02）＝913.49kN≤1.2R a＝1312.44kN扣除承台和其上填土自重后的各桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值：N i＝γz（Q ik－Q gk）N1＝1.35×（－246.05－202.5）＝－448.55kNN2＝1.35×（913.49－202.5）＝710.99kNN3＝1.35×（－246.05－202.5）＝－448.55kNN4＝1.35×（913.49－202.5）＝710.99kN（2）、X轴方向柱边的弯矩设计值：（绕X轴）柱上边缘M xctU＝（N3+N4）（S b－b c）/2＝（－448.55+710.99）×（4.0－1.6）/2＝314.93kN·m柱下边缘M xctD＝（N1+N2）（S b－b c）/2＝（－448.55+710.99）×（4.0－1.6）/2＝314.93kN·mM xct1＝Max{M xctU，M xctD}＝314.93kN·m（3）、Y轴方向柱边的弯矩设计值：（绕Y轴）柱左边缘M yctL＝（N1+N3）（S a－h c）/2＝（－448.55－448.55）×（2.0－1.6）/2＝－195.42kN·m柱右边缘M yctR＝（N2+N4）（S a－h c）/2＝（710.99+710.99）×（2.0－1.6）/2＝284.4kN·mM yct1＝Max{M yctL，M yctR}＝284.4kN·mB、工况二：最大自由高度（44.8m），对角线位（1）、单桩桩顶竖向力计算：在轴心竖向力作用下Q k＝（524.98+810）/4＝333.72kN≤R a＝1093.7kN在偏心竖向力作用下Q1k＝（F k+G k）/n+M xk Y i/∑Y i2－M yk X i/∑X i2＝333.72+（1639.82×4.0/2）/（4.02）－（1639.82×2.0/2）/（2.02）＝128.74kN≤1.2R a＝1312.44kNQ2k＝（F k+G k）/n+M xk Y i/∑Y i2+M yk X i/∑X i2＝333.72+（1639.82×4.0/2）/（4.02）+（1639.82×2.0/2）/（2.02）＝948.65kN≤1.2R a＝1312.44kNQ3k＝（F k+G k）/n－M xk Y i/∑Y i2－M yk X i/∑X i2＝333.72－（1639.82×4.0/2）/（4.02）－（1639.82×2.0/2）/（2.02）＝－281.21kN≤1.2R a＝1312.44kNQ4k＝（F k+G k）/n－M xk Y i/∑Y i2+M yk X i/∑X i2＝333.72－（1639.82×4.0/2）/（4.02）+（1639.82×2.0/2）/（2.02）＝538.7kN≤1.2R a＝1312.44kN扣除承台和其上填土自重后的各桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值：N i＝γz（Q ik－Q gk）N1＝1.35×（128.74－202.5）＝－99.58kNN2＝1.35×（948.65－202.5）＝1007.3kNN3＝1.35×（－281.21－202.5）＝－653.01kNN4＝1.35×（538.7－202.5）＝453.87kN（2）、X轴方向柱边的弯矩设计值：（绕X轴）柱上边缘M xctU＝（N3+N4）（S b－b c）/2＝（－653.01+453.87）×（4.0－1.6）/2＝－238.97kN·m柱下边缘M xctD＝（N1+N2）（S b－b c）/2＝（－99.58+1007.3）×（4.0－1.6）/2＝1089.26kN·mM xct2＝Max{M xctU，M xctD}＝1089.26kN·m（3）、Y轴方向柱边的弯矩设计值：（绕Y轴）柱左边缘M yctL＝（N1+N3）（S a－h c）/2＝（－99.58－653.01）×（2.0－1.6）/2＝－150.52kN·m柱右边缘M yctR＝（N2+N4）（S a－h c）/2＝（1007.3+453.87）×（2.0－1.6）/2＝292.23kN·mM yct2＝Max{M yctL，M yctR}＝292.23kN·mC、工况三：最大立塔高度（128.8m），中心轴位（1）、单桩桩顶竖向力计算：在轴心竖向力作用下Q k＝（F k+G k）/n＝（725.4+810）/4＝383.85kN≤R a＝1093.7kN在偏心竖向力作用下Q1k＝（F k+G k）/n+M xk Y i/∑Y i2－M yk X i/∑X i2＝383.85+（0.0×4.0/2）/（4.02）－（2319.06×2.0/2）/（2.02）＝－195.92kN≤1.2R a＝1312.44kNQ2k＝（F k+G k）/n+M xk Y i/∑Y i2+M yk X i/∑X i2＝383.85+（0.0×4.0/2）/（4.02）+（2319.06×2.0/2）/（2.02）＝963.62kN≤1.2R a＝1312.44kNQ3k＝（F k+G k）/n－M xk Y i/∑Y i2－M yk X i/∑X i2＝383.85－（0.0×4.0/2）/（4.02）－（2319.06×2.0/2）/（2.02）＝－195.92kN≤1.2R a＝1312.44kNQ4k＝（F k+G k）/n－M xk Y i/∑Y i2+M yk X i/∑X i2＝383.85－（0.0×4.0/2）/（4.02）+（2319.06×2.0/2）/（2.02）＝963.62kN≤1.2R a＝1312.44kN扣除承台和其上填土自重后的各桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值：N i＝γz（Q ik－Q gk）N1＝1.35×（－195.92－202.5）＝－537.87kNN2＝1.35×（963.62－202.5）＝1027.51kNN3＝1.35×（－195.92－202.5）＝－537.87kNN4＝1.35×（963.62－202.5）＝1027.51kN（2）、X轴方向柱边的弯矩设计值：（绕X轴）柱上边缘M xctU＝（N3+N4）（S b－b c）/2＝（－537.87+1027.51）×（4.0－1.6）/2＝587.57kN·m柱下边缘M xctD＝（N1+N2）（S b－b c）/2＝（－537.87+1027.51）×（4.0－1.6）/2＝587.57kN·mM xct3＝Max{M xctU，M xctD}＝587.57kN·m（3）、Y轴方向柱边的弯矩设计值：（绕Y轴）柱左边缘M yctL＝（N1+N3）（S a－h c）/2＝（－537.87－537.87）×（2.0－1.6）/2＝－215.15kN·m柱右边缘M yctR＝（N2+N4）（S a－h c）/2＝（1027.51+1027.51）×（2.0－1.6）/2＝411.0kN·mM yct3＝Max{M yctL，M yctR}＝411.0kN·mD、工况四：最大立塔高度（128.8m），对角线位（1）、单桩桩顶竖向力计算：在轴心竖向力作用下Q k＝（F k+G k）/n＝（725.4+810）/4＝383.85kN≤R a＝1093.7kN 在偏心竖向力作用下Q1k＝（F k+G k）/n+M xk Y i/∑Y i2－M yk X i/∑X i2＝383.85+（1639.82×4.0/2）/（4.02）－（1639.82×2.0/2）/（2.02）＝178.87kN≤1.2R a＝1312.44kNQ2k＝（F k+G k）/n+M xk Y i/∑Y i2+M yk X i/∑X i2＝383.85+（1639.82×4.0/2）/（4.02）+（1639.82×2.0/2）/（2.02）＝998.78kN≤1.2R a＝1312.44kNQ3k＝（F k+G k）/n－M xk Y i/∑Y i2－M yk X i/∑X i2＝383.85－（1639.82×4.0/2）/（4.02）－（1639.82×2.0/2）/（2.02）＝－231.08kN≤1.2R a＝1312.44kNQ4k＝（F k+G k）/n－M xk Y i/∑Y i2+M yk X i/∑X i2＝383.85－（1639.82×4.0/2）/（4.02）+（1639.82×2.0/2）/（2.02）＝588.83kN≤1.2R a＝1312.44kN扣除承台和其上填土自重后的各桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值：N i＝γz（Q ik－Q gk）N1＝1.35×（178.87－202.5）＝－31.9kNN2＝1.35×（998.78－202.5）＝1074.98kNN3＝1.35×（－231.08－202.5）＝－585.33kNN4＝1.35×（588.83－202.5）＝521.55kN（2）、X轴方向柱边的弯矩设计值：（绕X轴）柱上边缘M xctU＝（N3+N4）（S b－b c）/2＝（－585.33+521.55）×（4.0－1.6）/2＝－76.54kN·m柱下边缘M xctD＝（N1+N2）（S b－b c）/2＝（－31.9+1074.98）×（4.0－1.6）/2＝1251.7kN·mM xct4＝Max{M xctU，M xctD}＝1251.7kN·m（3）、Y轴方向柱边的弯矩设计值：（绕Y轴）柱左边缘M yctL＝（N1+N3）（S a－h c）/2＝（－31.9－585.33）×（2.0－1.6）/2＝－123.45kN·m柱右边缘M yctR＝（N2+N4）（S a－h c）/2＝（1074.98+521.55）×（2.0－1.6）/2＝319.31kN·mM yct4＝Max{M yctL，M yctR}＝319.31kN·m综上，X轴方向柱边的弯矩设计值：（绕X轴）M xct＝Max{M xct1，M xct2，M xct3，M xct4}＝Max{314.93，1089.26，587.57，1251.7}＝1251.7kN·mA sx＝M xct/（0.9f y h0）＝1251.7×106/（0.9×300×1215）＝3815.6mm2实配35Φ20@170，A s＝10996mm2＞3815.6mm2，符合要求Y轴方向柱边的弯矩设计值：（绕Y轴）M yct＝Max{M xct1，M xct2，M xct3，M xct4}＝Max{288.4，292.33，411.0，319.31}＝411kN·mA sx＝M xct/（0.9f y h0）＝1251.7×106/（0.9×300×1215）＝1252.9mm2实配23Φ20@170，A s＝7226mm2＞1252.9mm2，符合要求2、承台受冲切承载力验算：（1）、柱对承台的冲切验算：扣除承台自重，作用在冲切破坏锥体上的冲切力设计值：F l＝F max＝979.29kN柱对承台的冲切，可按下列公式计算：F l≤2{β0（b c+a0y）+β0y（h c+a0x）}βhp f t h0X方向上自柱边到最近桩边的水平距离：a0x＝1300－h c/2－b p/2＝1300－1600/2－866/2＝67mmλ0x＝a0x/h0＝67/（1350－100－35）＝0.054当λ0x<0.2时，取λ0x＝0.2，a0x＝0.2h0＝0.2×1215＝250mmX方向上冲切系数β0x＝0.84/（λ0x+0.2）β0x＝0.84/（0.200+0.2）＝2.100Y方向上自柱边到最近桩边的水平距离：a0y＝1300－b c/2－b p/2＝1300－1600/2－866/2＝67mmλ0y＝a0y/h0＝67/（1350－100）＝0.054当λ0y<0.2时，取λ0y＝0.2，a0y＝0.2h0＝0.2×1215＝250mmY方向上冲切系数β0y＝0.84/（λ0y+0.2）β0y＝0.84/（0.200+0.2）＝2.1002{β0x（b c+a0y）+β0y（h c+a0x）}βhp f t h0＝2×{2.100×（1600+250）+2.100×（1600+250）}×0.954×1.43×1215＝26558182N≥F l＝979.29kN，满足要求。