塔吊桩基础的计算：竖向力弯矩、桩身弯矩、桩配筋、桩抗压承载力计算

　　塔吊桩基础的计算：塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算、桩身最大弯矩计算、桩配筋计算、桩抗压承载力计算。

一. 塔吊参数

塔吊型号: QTZ63 自重(包括压重):F1=357.70kN 最大起重荷载: F2=50.00kN 12 塔吊倾覆力距: M=490.00kN.m 塔吊起重高度: H=105.00m 塔身宽度: B=1.8m 混凝土强度等级:C35 保护层厚度: 50mm 水平抗力系数: m=8.00MN/m4 混凝土弹性模量:Ec=14500.00N/mm 桩顶面水平力: 100.00kN 桩直径: d=1.8m 桩钢筋级别: Ⅲ级 桩嵌岩深度: 1.2 m

二. 塔吊基础承台顶面的竖向力与弯矩计算

1. 塔吊自重(包括压重)F1=357.70kN
2. 塔吊最大起重荷载F2=50.00kN 作用于桩基承台顶面的竖向力 F=1.2×(F1+F2)=489.24kN 塔吊的倾覆力矩 M=1.4×490.00=686.00kN.m

三. 桩身最大弯矩计算

计算简图： 1. 按照m法计算桩身最大弯矩： 计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.4.5条，并参考《桩基础的设计方法与施工技术》。 13 (1) 计算桩的水平变形系数 (1/m): 其中 m——地基土水平抗力系数； b0——桩的计算宽度，b0=2.16m。 E——抗弯弹性模量，E=0.67Ec=9715.00N/mm2； I——截面惯性矩，I=0.19m4； 经计算得到桩的水平变形系数: =0.391/m (2) 计算 Dv: Dv=100.00/(0.39×686.00)=0.37 (3) 由 Dv查表得：Km=1.16 (4) 计算 Mmax: 经计算得到桩的最大弯矩值: Mmax=686.00×1.16=796.49kN.m。 由 Dv查表得：最大弯矩深度 z=0.69/0.39=1.75m。

四.桩配筋计算

①、（QTZ630）采用人工挖孔桩基础，桩长（H）=底板上长（h）+锚固长度（1/3h），H=8m。依据人工挖孔桩设计规范，当桩长L≤8m 时，桩身直径（不含护壁，下同）不应小于0.8m，根据施工需要，设置独立桩 14 基，塔吊基础人工挖孔桩桩径选用1.80 m。承台尺寸为5000mm×5000 ㎜×1350 ㎜。
②、扩大头尺寸：在入岩后扩大。 b=350，d=1300，D=2000，h=1200，h1=350； 其中：b/h=350/1200=7/24<1/2 加宽部分的直接段高（h1）为350，在规范的300～500mm 范围之内，且（h +h1）=1200+350＞1000 m m。均满足规范要求。
③、单桩竖向承载设计值 R=fr（C1AP+C2UPh） 其中：fr 取1500Kpa，AP=3.14*1.6*1.6/4=2.0096m 2 ，C1=0.6，C2=0， M=1406.3KN，PV=402.8KN,PH=53.9KN，MN=0。 考虑安全使用，承台下土方为回填夯实土，因此不考虑承台基础承重； 承台自重：G=5.0*5.0*1.35*25=1215KN R=1800*0.6*2.0096= 1808.64Kn＞PV+G=402.8+1215=1617.8Kn，满足要求。
④、桩身配筋验算： 钢筋混凝土桩抗弯： M 抗=fyAs(h0-X/2) X=fy*As/fcm.b<ε bh0 按三级钢筋考虑,ε b 取0.544，fy =360N/mm 2 ，fcm=13.5N/mm 2 ； X=fy*As/fcm.b=360*24*3.14*20*20/13.5*1600*4=125.6< ε bh0=0.544*1480=805.12mm M 抗=fyAs(h0-X/2)=360*24*3.14*20*20*(1480-125.6/2)/4=3845 Kn.m 15 塔吊630 产生弯矩M 吊=1406.3 Kn.m， 取土比重系数为20Kn/m 3 M 土=20*8*1.6/2=128Kn.m， M 吊+M 土=1406.3+128=1534.3 Kn.m< M 抗=3845 Kn.m
⑤、桩护壁：拟将采用钢筋混凝土护壁，护壁混凝土强度等级为C20 （配筋如下图）
⑥、桩身配筋：
　（1）、纵向钢筋将采用一半（12C20）伸到桩底，另一半（12C20）伸 1/2 桩长，扩底部分不另行配筋。
　（2）、纵向受力钢筋进入承台锚固长度为：按03G101-1 施工。
⑦、承台尺寸 塔吊QTZ630 承台尺寸为5000（长）*5000（宽）*1350（高），混凝土强度等级为C35。
⑧、塔吊基础抗倾覆验算 根据《QTZ5013 塔式起重机使用说明书》固定式附着基础荷载可知： 7 5 5 0 9 5 0 6 @ 1 5 0 双 向 16 塔吊630 基础抗倾覆验算： PV=402.8KN M=1406.3KN.m G=5*5*1.35*25=1215KN L=5m h=1.35m PH=53.9KN 在非工作情况下要求偏心距满足下列条件： e=M+H*h/(V+G)=1406.3+53.9*1.35/(402.8+1215)=1479.07/1617.8=0.91 ＜5/3=1.67 满足要求。 所以方案塔吊630 中所选承台尺寸满足要求。

五.桩抗压承载力计算

　　桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3 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=489.24kN 桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式： L h G M L L P V PH PH 17 其中 Quk——最大极限承载力标准值； Qsk——单桩总极限侧阻力标准值； Qpk——单桩总极限端阻力标准值； qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值； qpk——极限端阻力标准值，按下表取值； u——桩身的周长，u=4.398m； Ap——桩端面积,取Ap=1.54m2； 最大压力验算: R=4.40×(3.4×56×1.00+4.6×41×1.00+1.5×50×1.00+2.5 ×125.5×0.83)+0.83×6700.00×1.54=11700.62kN 上式计算的R的值大于最大压力489.24kN,所以满足要求!