廣東省某工程塔吊基礎(chǔ)四樁計算書

7-8#塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(四樁)計算書QTZ63（5013）編制依據(jù)1．《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB5007-2002)；2.《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(DBJ15-31-2003)；3.《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)(2006年版)；4.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)；5.《簡明鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計算手冊》；6.《地基及基礎(chǔ)》(高等數(shù)學(xué)教學(xué)用書)(第二版)；7.建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙；8.塔式起重機使用說明書；9.塔式起重機設(shè)計規(guī)范(GB/T13752-92)；10．《建筑機械使用安全技術(shù)規(guī)程》（JGJ33-2001、J119-2001）；11.巖土工程勘查報告。計算參數(shù)工程建筑面積10043m2,總高度66.25m,地上18層,地下1層；塔吊型號QZT63(5013),臂長45.00m,安裝高度80.00m，塔身尺寸1.35m,基坑底標(biāo)高-6.00m；現(xiàn)場地面標(biāo)高0.00m,承臺面標(biāo)高-4.80m。1.塔吊基礎(chǔ)受力情況：荷載工況基礎(chǔ)荷載P(kN)M(kN.m)FkFhMMZ工作狀態(tài)76035166025非工作狀態(tài)76035166025比較樁基礎(chǔ)塔吊的工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)的受力情況，塔吊基礎(chǔ)按工作狀態(tài)計算Fk=760.00×1.2=912.00kNFh=35.00×1.4=49.00kNMk=(1660.00+35.00×1.10)×1.4=2377.90kN.m2.樁頂以下巖土力學(xué)資料序號地層名稱厚度L(m)樁側(cè)土摩阻力特征征值qsia(kPPa)持力巖層端阻力特特征值qpa(kPa)樁側(cè)巖層和樁端巖巖層單軸抗壓壓強度frs、、frp(kPa)qsiai(kN/m)抗拔摩阻力折減系系數(shù)λiλiqsia*i(kN/m)1淤泥質(zhì)土2.00-8.00-16.000.40-6.402砂質(zhì)粘土15.5040.00620.000.40248.003全風(fēng)化礫巖6.0060.003000.00360.000.60216.004強風(fēng)化礫巖1.50120.003500.00180.000.70126.00樁長25.00∑qsia*Li1144.00∑λiqsia**Li583.603、基礎(chǔ)設(shè)計主要參數(shù)基礎(chǔ)樁采用4根φ400預(yù)應(yīng)力管樁,樁頂標(biāo)高-5.90m；樁混凝土等級C80,fC=35.90N/mm2,EC=3.80×104N/mm2；ftk=3.11N/mm2,樁長25.00m,管道壁厚95mm；鋼筋HRB400，fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2；承臺尺寸長(a)=3.40m,寬(b)=3.40m,高(h)=1.20m；樁中心與承臺中心1.30m,承臺面標(biāo)高-4.80m；承臺混凝土等級C35，ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3。Gk=a×b×h×γ砼×1.2=3.40×3.40×1.20×25×1.2=416.16kN塔吊基礎(chǔ)尺寸示意圖三、單樁允許承載力特征值計算單樁豎向承載力特征值(1)、按地基土物理力學(xué)指標(biāo)與承載力參數(shù)計算單樁豎向承載力特征值計算依據(jù)廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》DBJ15-31-2003第10.2.4條。按下列公式計算：Ra=Rsa＋RpaRsa=μ∑qsiaiRpa=qqaAp式中Rsa－樁側(cè)土總摩阻力特征值；Rpa－持力巖層總端阻力特征值；μp－樁嵌巖端截面周長；Ap－樁截面面積，對擴(kuò)底樁取擴(kuò)大頭直徑計算樁截面面積；Ap=πd2/4=3.14×[0.202-(0.21/2)2]=0.09m2Rsa=u∑qsiai=πd∑qsiai=3.14×0.40×1144.00=1436.86kNRpa=qpaAp=3500.00×0.09=318.44kNRa=Rsa＋Rpa=1436.86+318.44=1755.30kN(2)、樁身截面強度計算樁身混凝土強度計算依據(jù)廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》DBJ15-31-2003第10.2.7條。按下式驗算樁身截面強度：式中ψc－工作條件系數(shù)，灌注樁取0.7～0.8(水下灌注樁取較低值)，預(yù)制樁取0.8～0.9；fc－樁身混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；Ap－樁身橫截面面積；Q－相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的單樁豎向設(shè)計值。Ψc=0.85ΨcfcAp=0.85×35.90×1000×0.09=2776.30kN單樁水平承載力特征值計算預(yù)制管樁的水平承載力特征值計算依據(jù)廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》DBJ15-31-20第10.2.23條，按下式計算：式中：RHa－單樁水平承載力特征值；EI－樁身抗彎剛度，對于非預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁，EI=0.85ECI0；χoa－樁頂容許水平位移；υx－樁頂水平位移系數(shù)；α－樁的水平變形系數(shù)，按規(guī)范式()確定；m－土的水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)；b0－樁身計算寬度(m)；I－樁截面慣性矩；EC－混凝土的彈性模量。I=π/64(d4-d14)=3.14/64×(0.03-0.00194481)=0.0012m4EI=3.80×107×0.0012=44102.14查(DBJ15-31-2003)P.118:m=6.00×103kN/m4,Xoa=0.010m,bo=0.9(1.5d+0.5)=0.99mα=(mbo/ECI)0.2=(6.00×1000×0.99/44102.14)0.2=0.67RHa=(α3EI/υx)χoa=(0.30×44102.14)/0.94×0.01=140.91kN3.單樁抗拔力特征值計算樁抗拔力的驗算依據(jù)廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》DBJ15-31-2003第10.2.10條,按下式計算：式中G0－樁自重，地下水位以下取有效重度計算；qsia－樁側(cè)土摩阻力特征值；μp－樁周長，μp=πd；λi－抗拔摩阻力折減系數(shù)。0.9G0=0.9×0.09×25.00×25=51.18kNRta=upΣλiqsiai+0.9G0=1.26×583.60+51.18=784.18kN四、單樁樁頂作用力計算和承載力驗算軸心豎向力作用下Qik=(Fk＋Gk)/n=(912.00+416.16)/4=332.04kN軸心豎向力332.04kN小于1755.30kN,滿足要求。偏心豎向力作用按照Mx作用在對角線進(jìn)行計算，Mx=Mk=2377.90kN.myi=1.30mQik=(Fk＋Gk)/n±Mxyi/Σyi2=332.04±4371.72÷6.76=332.04±646.70=｛978.74kNN<1.2Ra=21106.366kN單樁承載力滿足要要求<ΨcfcAp=27776.30kkN樁身混凝土強度滿滿足要求-314.66kkN<Rta=784.18kNN單樁抗拔力滿足要要求水平力作用下Hik=Fh/n=49.00/4=12.25kN＜RHa=140.91kN單樁水平力12.25kN小于140.91kN,滿足要求。五、抗傾覆驗算a1=1.30+0.20=1.50m,bi=2.60+0.20=2.80m，傾覆力矩M傾=M＋Fhh=1660.00+35.00×1.10=1698.50kN.m抗傾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）ai＋2Rtabi=(760.00+346.80)×1.50+2×784.179×2.80=6051.60kN.mM抗/M傾=6051.60/1698.50=3.56抗傾覆驗算3.56大于1.6,滿足要求。六、預(yù)制樁插筋抗拔計算插筋采用鋼筋，fy=300N/mm2,取7×16As1=7×201=1407mm2樁頂鋼筋抗拔驗算1=314.66×1000÷1407=223.64N/mm2樁頂鋼筋抗拔驗算2=1000×1698.50÷2.60÷2÷1407=232.15N/mm2樁頂鋼筋抗拔驗算223.64與232.15N/mm2均小于300.00N/mm2,滿足要求。七、承臺受沖切、受剪切承載力驗算按照廣東省地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范中明確承臺受沖切、受剪切承載力采用驗算ho的高度來判斷，可按下式計算：式中Fι－作用于沖切破壞錐體上的沖切力設(shè)計值；fc－承臺混凝土抗壓強度設(shè)計值；μc－柱截面周長；F－作用于柱底的豎向壓力設(shè)計值；∑Qki－沖切破壞錐體范圍內(nèi)各基樁的凈反力(不計承臺及其上覆土重)之和；Fk－作用于柱底處的豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值；n－樁數(shù)；n0－沖切破壞錐體范圍內(nèi)的樁數(shù)。Fι=F－1.2ΣQik=Fk=760.00kN,uc=4×0.2=0.80m,ho=1.20-0.07=1.13m2×(Fι/fc)0.5－uc/8=2×(760000.00÷16.70)0.5-800.00÷8=327mm＜h0=1130mm承臺有效高度327mm小于1130mm,滿足要求。八、承臺配筋計算1.基礎(chǔ)彎矩計算Ni=Fk/n+Mxyi/Σyi2=228.00+4371.72÷6.76=874.70kN，Xi=1.30mM=ΣNixi=2×874.70×1.30=2274.23kN.m2.基礎(chǔ)配筋計算基礎(chǔ)采用HRB335鋼筋，fy=360.00N/mm2As1=M/0.9fyho=2274.23×106/(0.9×360.00×1130.00)=6212mm2按照最小配筋率ρ=0.10%計算配筋A(yù)s2=ρbho=0.001×3400.00×1130.00=3842mm2比較As1和As2，按As1配筋取2322@150mm(鋼筋間距滿足要求)As=23×380.0=8740mm2承臺配筋面積8740mm2大于6212mm2,