塔机四桩预制桩基础计算书

塔机四桩预制桩基础计算书1. 计算参数(1) 基本参数采用 1 台 QTZ160 塔式起重机，臂长 65.00m,初装高度 35.00 为 m，塔身尺寸 1.65m,地下室开深度为-7.05m；现场地面标高-0.30m。塔机基础面标高-0.30m，采用预应力管桩基础。1) 塔吊基础受力情况（表 1 图 1）表1基础荷载荷载工况Fk工作状态非工作状态453438P(kN)Fh2667M13841698M(kN.m)MZ3720zz图 1 塔吊基础受力示意图比较塔机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（图2）；Fk =438.00×1.2=525.60kN，Fh =67.00×1.4=93.80kNMk=(1698.00+67.00×1.40)×1.4=2508.52kN.m2) 桩顶以下岩土力学资料（表 2）表2序号1234567地层名称杂填土淤泥淤泥质土砂质土粉细砂粉质粘土强风化粉砂岩桩长厚度 L(m)1.001.002.502.003.404.001.0014.90极限侧阻力标准值 qsik(kPa)22.0014.0022.0040.0050.0066.00160.006000.00qskLi=极限端阻力标准值 qpk(kPa)qsikLi(kN/m)22.0014.0055.0080.00170.00264.00160.00765.00折减系数i000.400.500.500.701.00iqsikLi=iqsikLi(kN/m)0022.0040.0085.00184.80160.00491.803) 基础设计主要参数（图 2）1基 础 桩 采 用 4 根 500 预 应 力 管 桩 , 桩 顶 标 高 -1.70m ； 桩 混 凝 土 等 级C80,fC=35.90N/mm ,EC=3.80×10 N/mm ；ft=2.22N/mm ,桩长 15.90m,管道壁厚 90mm；钢筋HRB335，fy=300N/mm ,Es=2.00×10 N/mm ；承台尺寸长(a)=4.20m,宽(b)=4.20m,高(h)=1.50m；桩中心与承台中心 1.35m,承台面标高-0.30m；承台混凝土等级 C35，ft=1.57N/mm ,fC=16.70N/mm ,砼=25kN/m 。Gk=a×b×h×砼×1.2=4.20×4.20×1.50×25×1.2=793.80kN2232522422图 2 塔机基础尺寸示意图2. 桩顶作用效应计算(1) 竖向力1) 轴心竖向力作用下Nk =(Fk Gk)/n=(525.60+793.80)/4=329.85kN2) 偏心竖向力作用下按照 Mx 作用在对角线进行计算，Mx=Mk=2508.52kN.m2yi=1.35×2 =1.91m21/2Nk =(Fk Gk)/n±Mxyi/yi =329.85±2508.52×1.91/（2×1.91 ）=329.85±656.68Nkmax=986.53kN，Nkmax=-326.83kN(基桩承受竖向拉力)。3. 水平力Hik=Fh /n=93.80/4=23.45kN4. 桩基竖向承载力验算管桩外径 d=500mm=0.5m，内径 d1=500-2×90=320mm=0.32m(1) 单桩竖向极限承载力标准值计算Ap=(d -d1 ) /4=3.14×(0.50 -0.32 )/4=0.12mQsk=uqsikLi=3.14×0.50×765=1201.05kNQpk=qpkAp=6000.00×0.12=720.00 kNQukQsk+Qpk=1201.05+720.00=1921.05kNRa=1/KQuk=1/2×1921.05=960.53kN(2) 桩基竖向承载力计算1) 轴心竖向力作用下Nk=329.85kN<Ra=960.53kN，竖向承载力满足要求。2) 偏心竖向力作用下Nkmax=986.53kN<1.2 Ra=1.2×960.53=1152.64kN，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222222I=(d -d1 )/64=3.14×(0.50 -0.32 )/64=0.0026mEI=3.80×10 ×0.0026=98800 N.m347244444查表 7-10 得：m=2.00×10 kN/m , Xoa=0.010m,bo=0.9(1.5d+0.5)=0.9×(1.5×0.50+0.5)=1.13m=(mbo/ ECI) =(2.00×1000×1.13/98800) =0.47L=0.47×14.90=7.00>4，按L=4 查表 7-11 得：x=2.441Rha=0.75( EI/x)oa=0.75×(0.47 ×98800)/2.441×0.01=31.52kN(2) 桩基水平承载力Hik=23.45kN<Rha=31.52kN，水平承载力满足要求。6. 抗拔桩基承载力验算(1) 抗拔极限承载力计算Tgk=1/nuliqsikLi=1/4×(1.35×2+0.50)×4×491.80=1573.76kNTuk=iqsikuiLi=491.80×3.14×0.50=772.13kN(2) 抗拔承载力计算Ggp=4.20×4.20×14.80×18.80/4=1227.04kNGp=0.12×14.90×25=44.70kNTgk/2+Ggp=1573.76/2+1227.04=2013.92kNNkmin=326.83kN，基桩呈整体性破坏的抗拔承载力满足要求。Tuk/2+Gp=772.13/2+44.70=430.77kNNkmin=326.83kN，基桩呈非整体性破坏的抗拔承载力满足要求。7. 抗倾覆验算（图 3）ai=1.35+0.25=1.60m,bi=2.70+0.25=2.95m，倾覆力矩 M 倾=MFhh=1698.00+67.00×6.75=2150.25kN.m抗倾覆力矩 M 抗=（FkGk）ai2(Tuk/2+ Gp)bi=(438.00+661.50)×1.60+2×430.77×2.95=4300.74kN.mM 抗/M 倾=4300.74/2150.25=2.00抗倾覆验算 2.001.6，满足要求。330.20.23图38. 预制桩插筋受拉承载力验算插筋采用 HRB335 钢筋，fy=300N/mm ,取 422，As=4×379.94=1520mmfyAs=300×1520=456000N=456.00kN> Nkmin=326.83kNM 倾/(4xiAs)=1000×2150.25/(1.35×2×2×1520)=261.97N/mm 300N/mm ，插筋受拉承载力满足要求。9. 承台受冲切、受剪切承载力验算（图 4）(1) 塔身边冲切承载力计算F=F1.2Qik=Fk =525.60kN，ho=1.50-0.10=1.40m=1400mmhp=1.0+(2000-1500)/(2000-800)×(0.9-1.0)=0.96a0=1.35-0.50/2-1.65/2=0.28m，=a0/h0=0.28/1.40=0.200.250=0.84/(+0.2)=0.84/(0.25+0.2)=1.87um=4×(1.65+h0)=4×(1.65+1.40)=12.20 mhp0umfth0=0.96×1.87×12.20×1.57×1000×1.40=48139.37kNF=525.60kN承台受冲切承载力满足要求。(2) 角桩向上冲切承载力计算Nl=Nk =Fk /n+Mxyi/yi =525.60/4+2508.52×1.91/(2×1.91 ) =788.08kN1x=1y=a0/h0=0.28/1.40=0.200.25，c1=c2=0.75+0.25=1.00m1x=1y=0.56/(1x+0.2)=0.56/(0.25+0.2)=1.241x(c2+a1y/2)+ 1y(c1+a1x/2)hpfth0=1.24×(1.00+0.23/2)×2×1.57×1000×1.40=6077.91kN2Nl=2×788.08=1576.16kN，角桩向上冲切承载力满足要求。2222224图410. 承台受剪切承载力验算Nk =Fk /n+Mxyi/yi =525.60/4+2508.52×1.91/(2×1.91 ) =788.08kNV=2 Nk =2×788.08=1576.16 kNhs=(800/h0) =(800/1400) =0.87，=a0/h0=0.28/1.40=0.200.25=1.75/(+1)=1.75/(0.25+1)=1.40，b0=4.20mhsftb0h0=0.87×1.40×1.57×1000×4.20×1.40=11244.09 kN>V=1576.16 kN承台受剪切承载力满足要求。11. 承台抗弯计算（图 5）(1) 承台弯矩计算Ni= Fk /n+ Mxyi/yi =525.60/4+2508.52×1.91/(2×1.91 )=788.08kN，Xi =1.35mM=Nixi=2×788.08×1.35=2127.82kN.m(2) 基础配筋计算基础采用 HRB335 钢筋，fy=300N/mm6222221/41/422As1=M/0.9fyho=2127.82×10 /(0.9×300×1400)=5629mm承台配筋面积 7980mm 5629mm ,满足要求。22取 2122 197mm (钢筋间距满足要求)，As=21×380=7980mm图512. 计算结果(1) 基础桩4 根500 预应力管桩,桩顶标高-1.70m,桩长 15.90m；桩混凝土等级 C80,壁厚 90mm,桩顶插筋 422。(2) 承台5长(a)=4.20m，宽(b)=4.20m，高(h)=1.50m ，桩中心与承台中心 1.35m，承台面标高-0.30m；混凝土等级 C35，承台底双向钢筋 2122197。(3) 基础大样图（图 6图 8）图 6 塔机基础平面图图 7 塔机基础剖面图图 8 桩与承台连接大样6