1、一、工程概况1、工程名称半山村杭钢单元A-R21-13地块农转非居民拆迁安置房一期工程2、建设单位拱墅区城中村改造指挥部半山分指挥部3、地理位置本工程位于杭州市拱墅区半山镇，北临杭州城北大厦、南临规划道路，西为松艮路，东临规划道路。4、工程简况本工程由1个地下二层汽车库及5幢安置房组成，总建筑面积42318平方米，其中5幢房子全部位于地下车库顶板上面。地下室总建筑面积为12836（注：其中人防建筑面积为3865）；1#楼地上16层、建筑面积为14666.7，女儿墙高度为46.8m、电梯机房高度为49.8m；3#楼地上10层、建筑面积为3155.4，女儿墙高度为30m、电梯机房高度为33m；4#2、楼地上15层、建筑面积为3879.4，女儿墙高度为44m、电梯机房高度为47m；5#楼地上15层、建筑面积为3888.8，女儿墙高度为44m、电梯机房高度为47m；6#楼地上15层、建筑面积为3892，女儿墙高度为44m、电梯机房高度为47m；本工程0.000相当于绝对标高5.700m，自然地坪绝对标高6.600m。本工程由浙江新中华建筑设计有限公司负责设计，浙江泛华工程监理有限公司负责监理，浙江龙舜建设有限公司负责总承包施工。 二、塔吊布置本工程基坑开挖面积很大，基础施工阶段工程量大、工期长，为保证甲方总体工期要求，基础施工阶段必须充分使用塔吊，提高施工效率。综合考虑场地情况，本工程拟选用33、台塔吊：1楼的北侧136/1P（位于地下室外，以下简称1#塔吊）安装一台QTZ60塔吊；3楼3-11/3-A轴（位于一层地下室内，以下简称2#塔吊）安装一台QTZ60塔吊；6楼6-1/6-F轴(位于一层地下室内，以下简称3#塔吊)安装一台QTZ60塔吊。三、塔吊的基础设计1、地质情况分析根据浙江省地矿勘察院地质勘察资料，其土层分布依次如下，1-1层为杂填土（杂色，稍湿，主要成分为粉质粘土及建筑垃圾、生活垃圾等堆填而成，含少量碎石及块石。局部约有1530cm的混凝土地坪。本层局部缺失），1-2层为耕植土（杂色，稍湿，主要为粉质粘土，含有大量动、植物腐殖物及植物根系。本层局部分布），1-3层为塘泥4、（灰黑色。流塑，主要为粉土和淤泥，含有机质，异味，仅17号孔揭露），2-1层为粉质粘土（黄褐色、灰黄色为主，软可塑，含氧化铁斑点，局部为粘质粉土，刀切面稍有光滑光滑，干强度及韧性中等高，本层全场地分布），2-2层为砂质粉土（灰色，稍密中密，湿。含云母碎屑，粒径小于0.005mm的颗粒含量不超过全重的10%，局部为粘质粉土。本层局部分布），3层为淤泥质粘土（灰色，流塑，饱和。含较多有机腐殖质，稍有光滑光滑，干强度中等高，韧性中等高，鳞片状构造。局部夹薄层粉土及粉砂，局部含有贝壳。局部分布），4-1层为粉质粘土（黄褐色、灰黄色，青灰、灰色，硬可塑状，含氧化铁斑点，刀切面稍有光滑光滑，摇震反应无，干5、强度及韧性中等。局部为粉质粘土夹碎石。局部缺失），4-2层为含砾粉质粘土（棕黄色，红褐色，硬可塑状，含氧化铁斑点，砾含量约为5%左右，局部较多，约为20%左右，摇震反应无，干强度及韧性中等高。全场地分布，6-1层为全风化砂岩（褐黄、紫红、黄绿、青灰、灰黑色、湿、硬塑。岩石风化为含碎石土状，组织结构基本破坏，矿物成分大部分已发生变化，但尚可辨认，并且有微弱的残余结构强度，干钻不易进尺。夹未完全风化岩块，强度较高，难钻进。本层局部缺失），6-2层为强风化砂岩（褐黄、青灰、黄绿、灰黑色，组织结构已大部分破坏，矿物成分已显著变化，岩石风化成碎块状或碎石状，裂隙很发育，夹中等风化基岩岩块，局部区域为中等6、风化基岩夹强风化基岩。岩体风化强烈，干钻不易钻进，每米进尺时间0.53小时。本层局部缺失），6-3层为中等风化砂岩（褐黄、青灰、灰黑色，砂质、泥质结构，块状构造。局部为粉砂质泥、凝灰岩，组织结构部分破坏，矿物成分基本未变化，主要成分为粉砂质；风化裂隙很发育，岩芯成碎块状、柱状。锤击声略脆，易击碎。本层揭露最大深度为7.7m） 2、设计构思1#塔吊布置在地下室外，采用4根直径700的钻孔灌注桩，桩顶进入承台50mm，承台330033001350mm，桩中心间距1.750m，桩顶承台面标高-2.500m。2#塔吊位置地下室底板垫层厚150，厚度300mm，底板面标高为-4.430m，采用4根直径67、00钻孔灌注桩（桩顶标高-4.880m，桩顶混凝土超灌2000mm，桩端持力层进入6-3层，中心间距1650mm），内插400400钢格构柱（格构柱底标高-7.880m，面标高-0.500，伸入承台300mm），上做300030001350mm钢筋混凝土图承台，定位及构造见附图1。3#塔吊位置地下室垫层厚150，底板厚度500mm，面标高为-5.160m，采用4根直径600钻孔灌注桩（桩顶标高-5.810m，桩顶混凝土超灌2000mm，桩端持力层进入6-3层，中心间距1650mm），内插400400钢格构柱（格构柱底标高-8.810m，面标高-0.500，伸入承台300mm），上做3000308、001350mm钢筋混凝土图承台，定位及构造见附图2。四、塔吊桩基础受力计算 计算依据： 1、甲方提供的半山村杭钢单元A-R21-13地块农转非居民拆迁安置房岩土工程勘察报告 2、塔吊厂家提供的产品说明书3、建筑桩基础技术规范JGJ94-20084、混凝土结构设计规范GB50010-20025、钢结构设计规范GB50017-20036、PKPM安全设施计算软件塔吊桩基础的计算书（1#塔吊）一. 参数信息塔吊型号: QTZ60 自重(包括压重):F1=458.00kN 最大起重荷载: F2=60.00kN 塔吊倾覆力距: M=1796.00kN.m 塔吊起重高度: H=60.00m 塔身宽度:B9、=1.60m 桩混凝土等级: C30 承台混凝土等级:C30 保护层厚度: 50mm 矩形承台边长: 3.30m 承台厚度: Hc=1.350m 承台箍筋间距: S=200mm 承台钢筋级别: 级 承台预埋件埋深:h=0.00m 承台顶面埋深: D=2.500m 桩直径: d=0.700m 桩间距: a=1.750m 桩钢筋级别: 级 桩入土深度: 18.66m 桩型与工艺: 泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩二. 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=458.000kN 2. 塔吊最大起重荷载F2=60.000kN 作用于桩基承台顶面的竖向力 F=F1+F2=518.0010、0kN 塔吊的倾覆力矩 M=1.4三. 矩形承台弯矩的计算 计算简图： 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(依据建筑桩基础技术规范JGJ94-2008的第条) 其中 n单桩个数，n=4； Fk作用于承台顶面的竖向力，Fk=518.000kN； Gk桩基承台和承台上土自重标准值，Gk=25.0BcBcHc+20.0BcBcD=912.038kN； Mxk,Myk荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的 x、y 轴的力矩 xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)； Nik荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或11、复合基桩的竖向力(kN)。 经计算得到:桩顶竖向力设计值:最大压力：N=1.2(518.000+912.038)/4+2514.400(1.7501.414/2)/2(1.7501.414/2)2=1445.136kN最大拔力：N=(518.000+912.038)/4-2514.400(1.7501.414/2)/2(1.7501.414/2)2=-658.615kN 桩顶竖向力标准值:最大压力：N=(518.000+912.038)/4+1796.000(1.7501.414/2)/2(1.7501.414/2)2=1083.313kN最大拔力： N=(518.000+912.038)/412、-1796.000(1.7501.414/2)/2(1.7501.414/2)2=-368.294kN 2. 矩形承台弯矩的计算(依据建筑桩基础技术规范JGJ94-2008的第条) 其中 Mx,My分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m)； Ni在荷载效应基本组合下的第i基桩净反力，Ni=Ni-G/n。 经过计算得到弯矩设计值： 压力产生的承台弯矩： N=1.2(518.000+912.038)/4+2514.400(1.750/2)/4(1.750/2)2=1147.411kN Mx1=My1=2(1147.13、411-912.038/4) 拔力产生的承台弯矩： N=(518.000+912.038)/4-2514.400(1.750/2)/4(1.750/2)2=-360.891kN Mx2=My2=2-360.891四. 矩形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 1系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时， 1取为0.94,期间按线性内插法确定； fc混凝土抗压强度设计值； h0承台的计算高度。 fy钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。 承台底面配筋: s=137.910106/(1.014、001.4303300.0001300.0002)=0.0017 =1-(1-20.0017)0.5=0.0017 s=1-0.0017/2=0.9991 Asx= Asy=137.910106/(0.99911300.000300.000)=353.922mm2 承台顶面配筋: s=54.134106/(1.0001.4303300.0001300.0002)=0.0007 =1-(1-20.0007)0.5=0.0007 s=1-0.0007/2=0.9997 Asx= Asy=54.134106/(0.99971300.000300.000)=138.851mm2。 满足顶面和底面配筋要15、求的同时还应该满足构造要求!五. 矩形承台截面抗剪切计算 依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第条。 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=2890.271kN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： 其中 计算截面的剪跨比,=1.500 ft混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.430N/mm2； b承台计算截面处的计算宽度，b=3300mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1300mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.000N/mm2； S箍筋的间距，S=200mm。 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构16、造配箍筋!六.桩身承载力验算 桩身承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第条 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=1445.136kN 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中 c基桩成桩工艺系数，取0.750 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.300N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=0.3848m2。 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,受压钢筋只需构造配筋! 桩身受拉计算，依据建筑桩基技术规范JGJ94-2008 第条 受拉承载力计算，最大拉力 N=658.615kN 经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=2195.38417、mm2。 综上所述,全部纵向钢筋采用构造配筋且配筋面积不能小于2195.384mm2 构造规定：灌注桩主筋采用612根直径12m14m,配筋率不小于0.2%!七.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(JGJ94-2008)的第和条 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=1445.136kN 桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式： 最大压力: 其中 R基桩竖向承载力特征值； Ra单桩竖向承载力特征值； K安全系数，取2.0； fak承台下土的地基承载力特征值加权平均值； c承台效应系数 qsk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18、标准值，按下表取值； u桩身的周长，u=2.1991m； Ap桩端面积,取Ap=0.385m2； Ac计算桩基所对应的承台净面积，去Ac=2.338m2； li第i层土层的厚度,取值如下表； 厚度及侧阻力标准值表如下:序号 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称1 16.76 15 0 全风化砂岩2 0.9 48 2000 强风化砂岩3 4.9 80 3600 中风化砂岩 由于桩的入土深度为18.66m,所以桩端是在第3层土层。 最大压力验算: Ra=2.199(16.7615+.948+.99999999999999880)+3600.0000.385=2219、09.231kN R=2209.231/2.0+0.070105.0002.338=1121.797kN 上式计算的R值大于等于最大压力1083.313kN,所以满足要求!八.桩抗拔承载力计算 桩抗拔承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第条 桩抗拔承载力应满足下列要求: 其中: 式中 Tuk基桩抗拔极限承载力标准值； i抗拔系数； 解得:Tgk=9.8(0.70016.7615+0.750.948+0.700.99999999999999880)/4=647.731kNGgp=9.818.6622/4=1005.774kNTuk=2.199(0.70016.7615+0.20、750.948+0.700.99999999999999880)=581.402kNGp=2.19918.6625=1025.887kN 由于: 647.731/2.0+1005.774=368.294 满足要求! 由于: 581.402/2.0+1025.887=368.294 满足要求!塔吊桩基础的计算书（2#塔吊）一. 参数信息塔吊型号: QTZ60 自重(包括压重):F1=458.00kN 最大起重荷载: F2=60.00kN 塔吊倾覆力距: M=1796.00kN.m 塔吊起重高度: H=60.00m 塔身宽度: B=1.60m桩混凝土等级: C30 承台混凝土等级:C30 保护层厚21、度: 50mm 矩形承台边长: 3.00m 承台厚度: Hc=1.350m 承台箍筋间距: S=200mm 承台钢筋级别: 级 承台预埋件埋深:h=0.00m 承台顶面埋深: D=0.000m 桩直径: d=0.600m 桩间距: a=1.600m 桩钢筋级别: 级 桩入土深度: 42.14m 桩型与工艺: 泥浆护壁钻(冲)孔灌注桩二. 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=458.000kN2. 塔吊最大起重荷载F2=60.000kN 作用于桩基承台顶面的竖向力 F=F1+F2=518.000kN 塔吊的倾覆力矩 M=1.4三. 矩形承台弯矩的计算 计算简图： 图22、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(依据建筑桩基础技术规范JGJ94-2008的第条) 其中 n单桩个数，n=4； Fk作用于承台顶面的竖向力，Fk=518.000kN； Gk桩基承台和承台上土自重标准值，Gk=25.0BcBcHc+20.0BcBcD=303.750kN； Mxk,Myk荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的 x、y 轴的力矩 xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)； Nik荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力(kN)。 经计算得到:桩顶竖向力设计值: 最大压力：N=123、.2(518.000+303.750)/4+2514.400(1.6001.414/2)/2(1.6001.414/2)2=1357.911kN 最大拔力：N=(518.000+303.750)/4-2514.400(1.6001.414/2)/2(1.6001.414/2)2=-905.949kN桩顶竖向力标准值: 最大压力：N=(518.000+303.750)/4+1796.000(1.6001.414/2)/2(1.6001.414/2)2=999.285kN 最大拔力：N=(518.000+303.750)/4-1796.000(1.6001.414/2)/2(1.6001.414/24、2)2=-588.410kN 2. 矩形承台弯矩的计算(依据建筑桩基础技术规范JGJ94-2008的第条) 其中 Mx,My分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m)； Ni在荷载效应基本组合下的第i基桩净反力，Ni=Ni-G/n。 经过计算得到弯矩设计值： 压力产生的承台弯矩：N=1.2(518.000+303.750)/4+2514.400(1.600/2)/4(1.600/2)2=1032.275kNMx1=My1=2(1032.275-303.750/4) 拔力产生的承台弯矩：N=(518.000+30325、.750)/4-2514.400(1.600/2)/4(1.600/2)2=-580.313kNMx2=My2=2-580.313四. 矩形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 1系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时， 1取为0.94,期间按线性内插法确定； fc混凝土抗压强度设计值； h0承台的计算高度。 fy钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。 承台底面配筋: s=0.000106/(1.0001.4303000.0001300.0002)=0.0000 =1-(1-20.0026、00)0.5=0.0000 s=1-0.0000/2=1.0000 Asx= Asy=0.000106/(1.00001300.000300.000)=0.000mm2 承台顶面配筋: s=0106/(1.0001.4303000.0001300.0002)=0.0000 =1-(1-20.0000)0.5=0.0000 s=1-0.0000/2=1.0000 Asx= Asy=0106/(1.00001300.000300.000)=0.000mm2。 满足顶面和底面配筋要求的同时还应该满足构造要求!五. 矩形承台截面抗剪切计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第条。根据第二步27、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=2715.822kN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： 其中 计算截面的剪跨比,=1.500 ft混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.430N/mm2； b承台计算截面处的计算宽度，b=3000mm； h0承台计算截面处的计算高度，h0=1300mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.000N/mm2； S箍筋的间距，S=200mm。 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!六.桩身承载力验算桩身承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第条根据第二步的计算方案可以得到桩的28、轴向压力设计值，取其中最大值N=1357.911kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中 c基桩成桩工艺系数，取0.750 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.300N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=0.2827m2。 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,受压钢筋只需构造配筋! 桩身受拉计算，依据建筑桩基技术规范JGJ94-2008 第条 受拉承载力计算，最大拉力 N=905.949kN 经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=3019.829mm2。 综上所述,全部纵向钢筋采用构造配筋且配筋面积不能小于3019.829mm2 构造规定：灌注桩主筋采用612根直径12m1429、m,配筋率不小于0.2%!七.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(JGJ94-2008)的第和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=1357.911kN桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：最大压力: 其中 R基桩竖向承载力特征值； Ra单桩竖向承载力特征值； K安全系数，取2.0； fak承台下土的地基承载力特征值加权平均值； c承台效应系数 qsk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=1.8850m； Ap桩端面积,取Ap=0.283m2； Ac计算桩基所对应的承台净面积，去Ac=130、.967m2； li第i层土层的厚度,取值如下表；厚度及侧阻力标准值表如下:序号 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称1 35.14 15 0 全风化砂岩2 17.3 48 2000 强风化砂岩3 4.5 80 3600 中风化砂岩由于桩的入土深度为42.14m,所以桩端是在第2层土层。最大压力验算: Ra=1.885(35.1415+748)+2000.0000.283=2192.392kN R=2192.392/2.0+0.070105.0001.967=1110.655kN 上式计算的R值大于等于最大压力999.285kN,所以满足要求!八.桩抗拔承载31、力计算桩抗拔承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第条桩抗拔承载力应满足下列要求: 其中: 式中 Tuk基桩抗拔极限承载力标准值； i抗拔系数； 解得: Tgk=8.8(0.70035.1415+0.750748)/4=1366.134kN Ggp=8.842.1422/4=2039.576kN Tuk=1.885(0.70035.1415+0.750748)=1170.501kN Gp=1.88542.1425=1985.801kN 由于: 1366.134/2.0+2039.576=588.41 满足要求! 由于: 1170.501/2.0+1985.801=588.432、1 满足要求!九.桩式基础格构柱计算 依据钢结构设计规范(GB50017-2003)。1. 格构柱截面的力学特性：格构柱的截面尺寸为0.400.40m；主肢选用:10号角钢bdr=1001012mm；缀板选用(mm):0.010.30主肢的截面力学参数为 A0=19.26cm2，Z0=2.84cm，Ix0=179.51cm4，Iy0=179.51cm4； 格构柱截面示意图 格构柱的y-y轴截面总惯性矩： 格构柱的x-x轴截面总惯性矩： 经过计算得到： Ix=4179.51+19.26(40/2-2.84)2=23404.85cm4； Iy=4179.51+19.26(40/2-2.84)2=233、3404.85cm4；2. 格构柱的长细比计算：格构柱主肢的长细比计算公式： 其中 H 格构柱的总高度，取7.38m； I 格构柱的截面惯性矩，取,Ix=23404.85cm4，Iy=23404.85cm4； A0 一个主肢的截面面积，取19.26cm2。经过计算得到x=42.34,y=42.34。格构柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比计算公式: 其中 b 缀板厚度，取 b=0.01m。 h 缀板长度，取 h=0.30m。 a1 格构架截面长，取 a1=0.40m。 经过计算得 i1=(0.012+0.302)/48+50.402/80.5=0.32m。 1=7.38/0.32=23.12。 换34、算长细比计算公式： 经过计算得到kx=48.24,ky=48.24。3. 格构柱的整体稳定性计算：格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式： 其中 N 轴心压力的计算值(kN)；取 N=1357.91kN； A 格构柱横截面的毛截面面积，取419.26cm2； 轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数；根据换算长细比 0x=48.24,0y=48.24,查钢结构设计规范得到x=0.86,y=0.86。经过计算得到：X方向的强度值为203.9N/mm2，不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求! Y方向的强度值为203.9N/mm2，不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求! 塔吊桩基础的35、计算书（3#塔吊）一. 参数信息塔吊型号: QTZ60 自重(包括压重):F1=458.00kN 最大起重荷载:F2=60.00kN塔吊倾覆力距: M=1796.00kN.m 塔吊起重高度: H=60.00m 塔身宽度:B=1.60m桩混凝土等级: C30 承台混凝土等级:C30 保护层厚度: 50mm 矩形承台边长: 3.00m 承台厚度: Hc=1.350m 承台箍筋间距: S=200mm 承台钢筋级别: 级 承台预埋件埋深:h=0.00m 承台顶面埋深: D=0.000m桩直径: d=0.600m 桩间距: a=1.600m 桩钢筋级别: 级 桩入土深度: 25.20m 桩型与工艺: 泥36、浆护壁钻(冲)孔灌注桩二. 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=458.000kN2. 塔吊最大起重荷载F2=60.000kN 作用于桩基承台顶面的竖向力 F=F1+F2=518.000kN 塔吊的倾覆力矩 M=1.4三. 矩形承台弯矩的计算 计算简图： 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(依据建筑桩基础技术规范JGJ94-2008的第条) 其中 n单桩个数，n=4； Fk作用于承台顶面的竖向力，Fk=518.000kN； Gk桩基承台和承台上土自重标准值，Gk=25.0BcBcHc+20.0BcBcD37、=303.750kN； Mxk,Myk荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的 x、y 轴的力矩 xi,yi单桩相对承台中心轴的XY方向距离(m)； Nik荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力(kN)。经计算得到:桩顶竖向力设计值: 最大压力：N =1.2(518.000+303.750)/4+2514.400(1.6001.414/2)/2(1.6001.414/2)2=1357.911kN 最大拔力：N =(518.000+303.750)/4-2514.400(1.6001.414/2)/2(1.6001.414/2)2=-905.949kN桩顶竖向力38、标准值: 最大压力：N=(518.000+303.750)/4+1796.000(1.6001.414/2)/2(1.6001.414/2)2=999.285kN 最大拔力：N=(518.000+303.750)/4-1796.000(1.6001.414/2)/2(1.6001.414/2)2=-588.410kN2. 矩形承台弯矩的计算(依据建筑桩基础技术规范JGJ94-2008的第条) 其中 Mx,My分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值(kN.m)； xi,yi垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m)； Ni在荷载效应基本组合下的第i基桩净反力，Ni=Ni-G/n39、。经过计算得到弯矩设计值：压力产生的承台弯矩：N=1.2(518.000+303.750)/4+2514.400(1.600/2)/4(1.600/2)2=1032.275kNMx1=My1=2(1032.275-303.750/4)拔力产生的承台弯矩：N=(518.000+303.750)/4-2514.400(1.600/2)/4(1.600/2)2=-580.313kNMx2=My2=2-580.313四. 矩形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 1系数，当混凝土强度不超过C50时，1取为1.0,当混凝土强度等级为C40、80时， 1取为0.94,期间按线性内插法确定； fc混凝土抗压强度设计值； h0承台的计算高度。 fy钢筋受拉强度设计值，fy=300N/mm2。 承台底面配筋: s=0.000106/(1.0001.4303000.0001300.0002)=0.0000 =1-(1-20.0000)0.5=0.0000 s=1-0.0000/2=1.0000 Asx= Asy=0.000106/(1.00001300.000300.000)=0.000mm2 承台顶面配筋: s=0106/(1.0001.4303000.0001300.0002)=0.0000 =1-(1-20.0000)0.5=0.041、000 s=1-0.0000/2=1.0000 Asx= Asy=0106/(1.00001300.000300.000)=0.000mm2。 满足顶面和底面配筋要求的同时还应该满足构造要求!五. 矩形承台截面抗剪切计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第条。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=2715.822kN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： 其中 计算截面的剪跨比,=1.500 ft混凝土轴心抗拉强度设计值，ft=1.430N/mm2； b承台计算截面处的计算宽度，b=3000mm； h0承台计算截面处42、的计算高度，h0=1300mm； fy钢筋受拉强度设计值，fy=300.000N/mm2； S箍筋的间距，S=200mm。 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋!六.桩身承载力验算桩身承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第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=1357.911kN桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式： 其中 c基桩成桩工艺系数，取0.750 fc混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.300N/mm2； Aps桩身截面面积，Aps=0.2827m2。 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,受压钢筋只需构造配筋! 桩身受拉计算43、，依据建筑桩基技术规范JGJ94-2008 第条 受拉承载力计算，最大拉力 N=905.949kN 经过计算得到受拉钢筋截面面积 As=3019.829mm2。 综上所述,全部纵向钢筋采用构造配筋且配筋面积不能小于3019.829mm2 构造规定：灌注桩主筋采用612根直径12m14m,配筋率不小于0.2%!七.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(JGJ94-2008)的第和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=1357.911kN桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式： 最大压力: 其中 R基桩竖向承载力特征值； Ra单桩竖向承载力特征值； K安全系44、数，取2.0； fak承台下土的地基承载力特征值加权平均值； c承台效应系数 qsk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=1.8850m； Ap桩端面积,取Ap=0.283m2； Ac计算桩基所对应的承台净面积，去Ac=1.967m2； li第i层土层的厚度,取值如下表；厚度及侧阻力标准值表如下:序号 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称1 20.3 15 0 全风化砂岩2 3.9 48 2000 强风化砂岩3 4.5 80 3600 中风化砂岩由于桩的入土深度为25.2m,所以桩端是在第3层土45、层。 最大压力验算: Ra=1.885(20.315+3.948+180)+3600.0000.283=2095.505kN R=2095.505/2.0+0.070105.0001.967=1062.212kN 上式计算的R值大于等于最大压力999.285kN,所以满足要求!八.桩抗拔承载力计算桩抗拔承载力计算依据建筑桩基础技术规范(JGJ94-2008)的第条桩抗拔承载力应满足下列要求: 其中: 式中 Tuk基桩抗拔极限承载力标准值； i抗拔系数； 解得:Tgk=8.8(0.70020.315+0.7503.948+0.700180)/4=901.010kNGgp=8.825.222/4=46、1219.680kNTuk=1.885(0.70020.315+0.7503.948+0.700180)=771.984kNGp=1.88525.225=1187.522kN 由于: 901.010/2.0+1219.680=588.41 满足要求! 由于: 771.984/2.0+1187.522=588.41 满足要求!九.桩式基础格构柱计算依据钢结构设计规范(GB50017-2003)。1. 格构柱截面的力学特性： 格构柱的截面尺寸为0.400.40m； 主肢选用:10号角钢bdr=1001012mm； 缀板选用(mm):0.010.30主肢的截面力学参数为 A0=19.26cm2，Z047、=2.84cm，Ix0=179.51cm4，Iy0=179.51cm4； 格构柱截面示意图 格构柱的y-y轴截面总惯性矩： 格构柱的x-x轴截面总惯性矩： 经过计算得到： Ix=4179.51+19.26(40/2-2.84)2=23404.85cm4； Iy=4179.51+19.26(40/2-2.84)2=23404.85cm4；2. 格构柱的长细比计算：格构柱主肢的长细比计算公式： 其中 H 格构柱的总高度，取8.31m； I 格构柱的截面惯性矩，取,Ix=23404.85cm4，Iy=23404.85cm4； A0 一个主肢的截面面积，取19.26cm2。经过计算得到x=47.68,48、y=47.68。格构柱分肢对最小刚度轴1-1的长细比计算公式: 其中 b 缀板厚度，取 b=0.01m。 h 缀板长度，取 h=0.30m。 a1 格构架截面长，取 a1=0.40m。 经过计算得 i1=(0.012+0.302)/48+50.402/80.5=0.32m。 1=8.31/0.32=26.04。 换算长细比计算公式： 经过计算得到kx=54.32,ky=54.32。3. 格构柱的整体稳定性计算：格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式： 其中 N 轴心压力的计算值(kN)；取 N=1357.91kN； A 格构柱横截面的毛截面面积，取419.26cm2； 轴心受压构件弯矩作用49、平面内的稳定系数；根据换算长细比 0x=54.32,0y=54.32,查钢结构设计规范得到x=0.84,y=0.84。经过计算得到 ：X方向的强度值为210.7N/mm2，不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求! Y方向的强度值为210.7N/mm2，不大于设计强度215N/mm2,所以满足要求! 五、塔吊基础施工方法1、根据桩位布置先施工钻孔灌注桩，灌注桩主筋采用822，箍筋8250（加密区8100），定位箍筋采用122000,桩顶标高以下2米为加密区，格构柱采用100*10*12等边角钢，缀板采用0.010.30mm钢板中心间距550，格构柱与钢筋笼采用焊接连接，插入灌注桩3000mm。达到设计桩身强度70%以后施工钢筋混凝土承台并在基础内埋置塔吊基准节，基准节高度为1400，放置时露出承台面350mm。承台内配20165双层双向，纵横方向均设14495的拉筋，钢筋放置时尽量避开格构柱主肢角钢。待混凝土达到塔吊安装要求后方可安装塔吊。2、由于塔吊在土方开挖前即已安装完毕，随着土方开挖，格构柱逐渐显露出来后，采用10#槽钢（水平夹角45）作为系杆对4 根格构柱进行连接，从而使格构柱形成整体刚度。当土挖到底板垫层底面标高后，将上面部分混凝土凿掉并在底板中间位置焊接6mm厚止水钢板。六、附图