塔吊四桩基础计算书

-1-塔吊四桩基础计算书一、工程概况建设单位：徐州沪建房产有限公司设计单位：上海市建工设计研究院有限公司监理单位：上海市工程建设咨询监理有限公司总包单位：上海市第五建筑有限公司勘察单位：上海广联建设发展有限公司勘察单位徐州市新城区G1-3号地块居住小区项目是由上海建工房产有限公司投资开发的高档商品住宅小区。本工程规划总用地81379.3平方米，总建筑面积为188825m2（含地上、地下），建设规模为拟建造12栋高层住宅、一个人防地下车库及其它低层附属建筑。本工程建筑分类为一类，耐火等级为一级，抗震设防烈度为7级，屋面防水等级为Ⅱ级，结构类型为剪力墙结构，楼位基础形式为筏板式基础+桩基，人防地下车库基础形式为筏板基础。本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《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》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）等编制。本工程现场自然地坪标高为38.99m，塔吊基础顶标高为36.65m，与基础筏板顶标高相同，在桩间土开挖时进行基础施工，根据厂家提供的塔吊起重机作用说明书，选用16吨汽车式起重机安装塔机。二、地层特性表（摘录自徐州市新城区G1-3地块岩土工程勘察报告）工程编号：GL10-Y-171土层层号土层名称层厚层底标高颜色湿度状态密实度压缩性①-1杂填土0.50～2.401.4236.68～38.1537.47黄色松散①表土0.30～1.000.5437.49～38.4837.95黄色松散②-1粉质粘土0.40～1.300.9236.49～37.4736.91黄色干强度中等韧-2-性中等②粉土夹粉质粘土0.50～2.201.2135.75～37.4028.10黄色湿~很湿干强度低韧性低稍密○3粉质粘土夹粉土1.90～4.402.6832.75～34.4633.70黄色干强度中等韧性中等稍密④粉土0.50～2.101.3431.50～32.8832.36黄色很湿干强度低韧性低稍密⑤粘土0.80～2.801.7229.79～31.4730.64黄褐色~灰褐色干强度低韧性低○6粉土4.40～7.305.9613.55～16.0714.99灰黄色很湿干强度低韧性低稍密○7粉土2.80～6.404.5622.98～26.0324.58灰黄色很湿干强度低韧性低中密○7-1粉土夹粉质粘土0.50～2.401.7722.93～24.1923.59灰黄色很湿干强度低韧性低稍密○8粘土0.80～2.501.7220.98～22.9021.97黄褐、青灰~灰黄色干强度中等韧性中○9粉质粘土0.90～2.301.6219.17～21.4820.36灰黄色干强度高韧性高○10含砂姜粘土1.20～3.202.0616.37～19.4918.26棕黄色中密○11粘土2.40～8.505.318.85～15.2412.96黄褐、灰黄~棕黄干强度高韧性硬塑-3-色高○12含砂姜粘土1.50～8.305.665.11～8.387.19棕黄~棕红色干强度高韧性高硬塑~坚硬三、塔吊的基本参数信息塔吊型号：QTZ63(5510)，塔吊起升高度H：80.000m，塔身宽度B：1.6m，基础埋深D：3.840m，自重F1：589.14kN，基础承台厚度Hc：1.500m，最大起重荷载F2：60kN，基础承台宽度Bc：6.000m，桩钢筋级别:II级钢，桩直径或者方桩边长：0.500m，桩间距a：4.5m，承台箍筋间距S：150.000mm，承台混凝土的保护层厚度：50mm，空心桩的空心直径：0.25m。额定起重力矩是：630kN·m，基础所受的水平力：30kN，标准节长度：2.5m，主弦杆材料：圆钢,宽度/直径c：120mm，所处城市：江苏徐州市，基本风压W0：0.35kN/m2，地面粗糙度类别为：C类有密集建筑群的城市郊区，风荷载高度变化系数μz：1.54。四、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算塔吊自重（包括压重）F1=589.14kN，塔吊最大起重荷载F2=60.00kN，作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×(F1+F2)=778.97kN，塔吊倾覆力矩M=1.4×1712.45=2397.43kN·m五、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算-4-图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。1.桩顶竖向力的计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。其中n──单桩个数，n=4；F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=778.97kN；G──桩基承台的自重：G=1.2×(25×Bc×Bc×Hc)=1.2×(20×6.00×6.00×1.50)=1620.00kN；Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取2397.43kN·m；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=3.18m；Ni──单桩桩顶竖向力设计值；经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，最大压力：Nmax=(778.97+1620.00)/4+2397.43×3.18/(2×788.102)=788.10kN。最小压力：Nmin=(778.97+1620.00)/4-2397.43×3.18/(2×411.382)=411.38kN。不需要验算桩的抗拔2.承台弯矩的计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-94）的第5.6.1条。-5-其中Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=1.45m；Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=Ni-G/n=383.10kN；经过计算得到弯矩设计值：Mx1=My1=2×383.10×1.45=1111.00kN·m。六、承台截面主筋的计算依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。式中，αl──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00；fc──混凝土抗压强度设计值查表得19.10N/mm2；ho──承台的计算高度：Hc-50.00=1450.00mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；经过计算得：αs=1111.00×106/(1.00×19.10×6000.00×1450.002)=0.005；ξ=1-(1-2×0.005)0.5=0.005；γs=1-0.005/2=0.998；Asx=Asy=1111.00×106/(0.998×1450.00×300.00)=2559.93mm2。建议配筋值：II级钢筋，Φ20@655mm。承台底面单向根数9根。实际配筋值2827.8mm2。七、承台斜截面抗剪切计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11条。根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，记为V=788.10kN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：-6-其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；bo──承台计算截面处的计算宽度，bo=6000mm；ho──承台计算截面处的计算高度，ho=1450mm；λ──计算截面的剪跨比，λ=a/ho此处，a=(6000.00/2-1600.00/2)-(6000.00/2-4500.00/2)=1450.00mm；当λ0.3时，取λ=0.3；当λ3时,取λ=3，得λ=1.00；β──剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/(λ+0.3)；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/(λ+1.5)，得β=0.09；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=19.10N/mm2；则，1.00×788.10=7.88×105N≤0.09×19.10×6000×1450=14955300N；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！八、桩承载力验算桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1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=788.10kN；桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=35.90N/mm2；A──桩的截面面积，A=1.47×105mm2。则，1.00×788101.89=7.88×105N≤35.90×1.47×105=5.29×106N；经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！九、塔吊基础平面图、剖面图-7-十、塔吊基础开挖塔吊基坑开挖尺寸12000×12000，四周按规定放坡，塔机基础开挖至标高后，组织进行普探，普探结束后请总包验收，合格后，再进入下道工序施工。塔吊基坑四周挖150x200mm的防雨水渗入排水沟，排水沟坡度2%，与主楼排水沟相连，排至集水井里，再安排专人抽水排到场外。-8-注：其它楼号塔吊基础坐标随后上报。十一、塔吊基础混凝土浇筑及养护（一）混凝土浇筑1、浇筑前的管道润水先洒向四周的模板上，润管子的砂浆应向四周分开，严禁集中堆积。2、框架柱浇砼前应先在底部填50mm左右水泥砂浆。（水泥砂浆配比即砼配合比中不投碎石），放料时，严格控制一次性放入厚度不得大于1米，一般在0.6米之间。除上面振捣外，下面应有人敲打模板，检查混凝土虚实程度。3、浇筑时，密切观察模板、支架、钢筋，塔吊预埋件位置。施工人员不准踩在或行走在塔吊钢筋上，行走应走在铺设好的施工通道上。特别注意：发现钢筋有移动或松散时，立即通知看筋人修整。浇筑间歇时间应尽量缩短，不应超过混凝土的初凝时间，同一构件应连续进行，应在底层砼初凝前浇捣上一层，防止冷缝的产生。（二）混凝土振捣-9-1、必须安排专人负责振动机的振捣，严禁其它无关人员进行振捣操作。2、振动棒振捣分直插或斜插二种，垂直振捣容易掌握插点距离、插入深度，不容易漏震，不触及钢筋与模板、混凝土受震后自然沉实、均匀密实。斜向振捣是将振动棒与混凝土表面成40°-45°角插入。其特点是操作省力、效率高、出浆快，易于排出砼内空气，不会产生严重的离析现象，振动棒拔出时不能形成孔洞，具体应按振捣位置分别采用振动棒的操作要做到快插慢拔，逐点移动、顺序进行、不得遗留，必须做到均匀振实。3、振动棒的有效半径取30cm，振动棒的移动间距不大于有效半径的1.5倍取400mm,振动棒与模板的距离不大于0.5倍。4、砼分层振捣时，每层厚度不超过棒长的1.25倍，取500mm左右振捣一次。每次振捣应插入下层5cm左右，以消除二层间的缝隙。同时第一次砼振捣密实后，及时对振动棒做好记号，预留二次用振捣长度，防止振动棒插入第一次砼深度过大，引起二次复振情况的出现。5、振捣时间要掌握好，一般不少于20秒，观察砼表面呈现浆状和不再沉落，对钢筋密度较大或振动棒不能直接插到的部位，应稍多振，并用模板外用锤敲击声音，补充判断是否振密实，应避免振捣时间过长，特别是二次的复振很容易引起胀模或漏浆、离析。梁柱振捣时，不准用振动棒撬住模板或钢筋振捣，严禁插入钢筋保护层间隙振捣。（三）混凝土养护砼浇筑完毕后，应按施工技术方案及时采取有效的养护措施。气温在30°以内12小时前对砼加以覆盖保湿养护，确保砼面处于湿润状态，养护水应与拌制水相同（自来水），5°C以下不得浇水养护，气温在20°C以上设专人不间断养护。十二、塔吊基础模板、钢筋1、塔吊基础选用砖胎模，采用MU10标砖，M10水泥砂浆砌筑，砌筑宽度370，高度1.5m，内墙1：3水泥砂浆抹灰。2、塔吊基础底、顶板钢筋选用HRB335Φ20@200双层双向，箍筋选用HRB335Φ16@1000×1000。3、桩与承台连接见国际图集【预应力混凝土管桩】（10G409