塔吊基础设计计算方法地基基础采用预应力混凝土管桩基础，设计等级教工宿舍C1C4、教工宿舍C15C16为丙级，教工宿舍C5C6为乙级。
抗震设防烈度为6度，设计使用年限50年。
标签：塔吊基础；四桩；预应力管桩；承载力；倾覆力矩1 工程概况广东水利电力职业技术学院从化校区教工宿舍工程包括C1C4、C5C6、C15C16共3栋主体建安工程，二期精装修以及其他配套工程等。
三栋建筑由教工宿舍C1C4和教工宿舍C5C6、教工宿舍C15C16组成，总建筑面积：17782.82m2。
其中教工宿舍C1C4地上6层；教工宿舍C5C6地上12层；教工宿舍C15C16地上6层，基地建筑面积2358.99m2（其中C1C4为862.89m2；C5C6为745.05m2；C15C16为751.05m2）。
C1C4首层层高3m，二层～六层层高为3.0m，六层以上层高均为3.2m；C5C6首层层高4m，二层～十二层层高3m，十二层以上4.7m；C15C16首层层高3m，二层～六层层高3m，六层以上3.9m。
C1C4、C15C16建筑结构类型为异形柱框架结构，C5C6建筑结构类型为剪力墙结构。
教工宿舍C1C4、教工宿舍C15C16建筑结构类型为异形柱框架结构，教工宿舍C5C6建筑结构类型为剪力墙结构。
建筑安全等级为二级，抗震设防类型为丙类。
地基基础采用预应力混凝土管桩基础，设计等级教工宿舍C1C4、教工宿舍C15C16为丙级，教工宿舍C5C6为乙级。
抗震设防烈度为6度，设计使用年限50年。
建筑防火类别为二类，耐火等级为二级；主体建筑屋面工程防水为2级。
根据施工现场场地条件及周边环境情况，安装1台塔式起重机负责建筑材料的垂直及水平运输。
2 塔吊基础（四桩）设计2.1 计算参数采用1台QTZ80塔式起重机，塔身尺寸1.60m，地下室开挖深度为0m；现场地面标高-0.60m，承台面标高-0.30m；采用预应力管桩基础，地下水位-2.90m。
2.1.1 塔吊基础受力情况图1 塔吊基础受力示意图比较桩基础塔吊的工作状态和非工作状态的受力情况，塔吊基础按非工作状态计算如图。
Fk=464.10kN，Fh=73.90kNM=1552.00+73.90×1.20=1640.68kN.mFk’=464.10×1.35=626.54kN，Fh’=73.90×1.35=99.77kNMk=（1552.00+73.90×1.20）×1.35=2214.92kN·m2.1.2 桩顶以下岩土力学资料（如表1）2.1.3 基础设计主要参数基础桩采用4根φ400预应力管桩，桩顶标高-1.50m；桩混凝土等级C80，fC=35.90N/mm2，EC=3.80×104N/mm2；ft=2.22N/mm2，桩长20.10m，壁厚95mm；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）=1.30m；桩中心与承台中心 1.80m，承台面标高-0.30m；承台混凝土等级C30，ft=1.57N/mm2，fC=16.70N/mm2，γ砼=25kN/m3Gk=abhγ砼=4.50×4.50×1.30×25=658.13kN图2 塔吊基础尺寸示意图2.2 桩顶作用效应计算2.2.1 竖向力（1）轴心竖向力作用下Nk=（Fk+Gk）/n=（464.10+658.13）/4=280.56kN（2）偏心竖向力作用下按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=1640.68kN·m，yi=1.80×20.5=2.55mNk=（Fk+Gk）/n±Mxyi/Σyi2=（464.10+658.13）/4±（1640.68×2.55）/（2×2.552）=280.56±321.70Nkmax=602.26kN，Nkmin=-41.14kN（基桩承受竖向拉力）2.2.2 水平力Hik=Fh/n=73.90/4=18.48kN2.3 单桩允许承载力特征值计算管桩外径d=400mm=0.40m，内径d1=400-2×95=210mm=0.21m，hb=0.60 hb/d=0.60/0.40=1.50，λp=0.16×1.50=0.242.3.1 单桩竖向极限承载力标准值计算Aj=π（d2-d12）/4=3.14×（0.402-0.212）/4=0.09m2，Apl=πd12/4=3.14×0.212/4=0.03m2Qsk=u∑qsikli=πd∑qsikli=3.14×0.40×970.50=1218.95kNQpk=qpk（Aj+λpApl）=4000.00×（0.09+0.24×0.03）=388.80kN，Quk=Qsk+Qpk=1218.95+388.80=1607.75kNRa=1/KQuk=1/2×1607.75=803.88kN2.3.2 桩基竖向承载力计算（1）轴心竖向力作用下Nk=280.56kN4，按αL=4，查表得：υx=2.441RHa=0.75×（α3EI/υx）χoa=0.75×（0.673×45600/2.441）×0.01=42.14kN2.4.2 桩基水平承载力计算Hik=18.48kNNkmin=41.14kN，基桩呈整体性破坏的抗拔承载力满足要求。
Tuk/2+Gp=853.26/2+28.40=455.03kN>Nkmin=41.14kN，基桩呈非整体性破坏的抗拔承载力满足要求。
2.6 抗倾覆验算图3 倾覆点示意图a1=4.50/2=2.25m，bi=4.50/2+1.80=4.05m倾覆力矩M倾=M+Fhh=1552+73.90×（7.500.30）=2084.08kN·m抗倾覆力矩M抗=（Fk+Gk）ai+2（Tuk/2+Gp）bi=（464.10+658.13）×2.25+2×（853.26/2+28.40）×4.05=6210.76kN.mM抗/M倾=6210.76/2084.08=2.98抗倾覆验算2.98>1.6，满足要求。
2.7 桩身承载力验算2.7.1 正截面受压承载力计算按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=2214.92kN·m，yi=1.80×20.5=2.55mNk=（Fk’+1.2Gk）/n±Mxyi/Σyi2=（626.54+1.2×658.13）/4±（2214.92×2.55）/（2×2.552）=354.07±434.30Nkmax=788.38kN，Nkmin=-80.23kNΨc=0.85，ΨcfcAj=0.85×35.90×1000×0.09=2746.35kN正截面受压承载力=2746.35kN>Nkmax=788.38kN，满足要求。
2.7.2 预制桩插筋受拉承载力验算插筋采用HRB335，fy=300.00N/mm2，取4 20，As=4×314=1256mm2fyAs=300×1256=376800N=376.80kNfyAs=376.80kN>Nkmin=80.23kN，正截面受拉承载力满足要求。
M倾/（4x1As）=2084.08×1000/（4×1.80×1256）=230.46N/mm2M倾/（4x1As）=230.46N/mm2Fι=626.54kN，满足要求。
（2）角桩向上冲切力承载力计算N1=Nk’=Fk’/n+Mxyi/Σyi2=626.54/4+2214.92×2.55/（2×2.552）=590.93kN λ1x=λ1y=а0/ho=0.80/1.20=0.67，c1=c2=0.45+0.20=0.65mV=2Nk’=2×590.93=1181.87kNβ1x=β1y=0.56/（λ1x+0.2）=0.56/（0.67+0.2）=0.64[β1x（c2+а1y/2）+β1y （c1+а1x/2）]βhpftho=0.64×（0.65+0.80/2）×2×0.94×1.57×1000×1.20=2380.17kN角桩向上冲切承载力=2380.2kN>V=1181.87kN，满足要求。
（3）承台受剪切承载力验算Nk’=Fk’/n+Mxyi/Σyi2=626.54/4+2214.92×2.55/（2×2.552）=590.93kNV=2Nk’=2×590.93=1181.86kNβhs=（800/ho）1/4=（800/1200）0.25=0.90，λ=а0/ho=0.80/1.20=0.67α=1.75/（λ+1）=1.75/（0.67+1）=1.05，b0=4.50m=4500mmβhsαftb0ho=0.90×1.05×1.57×1000×4.50×1.20=8011.71kN承台受剪切承载力=8011.71kN>V=1181.86kN，满足要求。
2.7.4 承台抗弯验算（1）承台弯矩计算Ni=Fk’/n+Mxyi/Σyi2=626.54/4+2214.92×2.55/（2×2.552）=590.93kN，Xi=1.80m M=ΣNiXi=2×590.93×1.80=2127.35kN.m（2）承台配筋计算承台采用HRB335，fy=300.00N/mm2As=M/0.9fyho=2127.35×106/（0.9×300×1200）=6566mm2取23 20@201mm（钢筋间距满足要求），As=23×314=7222mm2承台配筋面积7222mm2>6566mm2，满足要求。
2.8 计算结果2.8.1 基础桩4根φ400预应力管桩，桩顶标高-1.50m，桩长20.10m；桩混凝土等级C80，壁厚95mm，桩顶插筋4 20。
2.8.2 承台长（a）=4.50m，宽（b）=4.50m，高（h）=1.30m，桩中心与承台中心1.80m，承台面标高-0.30m；混凝土等级C30，承台底钢筋采用双向23 20@200mm。