塔吊樁基礎的計算：豎向力彎矩、樁身彎矩、樁配筋、樁抗壓承載力計算

　　塔吊樁基礎的計算：塔吊基礎承臺頂面的豎向力與彎矩計算、樁身最大彎矩計算、樁配筋計算、樁抗壓承載力計算。

一. 塔吊參數

塔吊型號: QTZ63 自重(包括壓重):F1=357.70kN 最大起重荷載: F2=50.00kN 12 塔吊傾覆力距: M=490.00kN.m 塔吊起重高度: H=105.00m 塔身寬度: B=1.8m 混凝土強度等級:C35 保護層厚度: 50mm 水平抗力系數: m=8.00MN/m4 混凝土彈性模量:Ec=14500.00N/mm 樁頂面水平力: 100.00kN 樁直徑: d=1.8m 樁鋼筋級別: Ⅲ級 樁嵌巖深度: 1.2 m

二. 塔吊基礎承臺頂面的豎向力與彎矩計算

1. 塔吊自重(包括壓重)F1=357.70kN
2. 塔吊最大起重荷載F2=50.00kN 作用于樁基承臺頂面的豎向力 F=1.2×(F1+F2)=489.24kN 塔吊的傾覆力矩 M=1.4×490.00=686.00kN.m

三. 樁身最大彎矩計算

計算簡圖： 1. 按照m法計算樁身最大彎矩： 計算依據《建筑樁基礎技術規范》(JGJ94-94)的第5.4.5條，并參考《樁基礎的設計方法與施工技術》。 13 (1) 計算樁的水平變形系數 (1/m): 其中 m——地基土水平抗力系數； b0——樁的計算寬度，b0=2.16m。 E——抗彎彈性模量，E=0.67Ec=9715.00N/mm2； I——截面慣性矩，I=0.19m4； 經計算得到樁的水平變形系數: =0.391/m (2) 計算 Dv: Dv=100.00/(0.39×686.00)=0.37 (3) 由 Dv查表得：Km=1.16 (4) 計算 Mmax: 經計算得到樁的最大彎矩值: Mmax=686.00×1.16=796.49kN.m。 由 Dv查表得：最大彎矩深度 z=0.69/0.39=1.75m。

四.樁配筋計算

①、（QTZ630）采用人工挖孔樁基礎，樁長（H）=底板上長（h）+錨固長度（1/3h），H=8m。依據人工挖孔樁設計規范，當樁長L≤8m 時，樁身直徑（不含護壁，下同）不應小于0.8m，根據施工需要，設置獨立樁 14 基，塔吊基礎人工挖孔樁樁徑選用1.80 m。承臺尺寸為5000mm×5000 ㎜×1350 ㎜。
②、擴大頭尺寸：在入巖后擴大。 b=350，d=1300，D=2000，h=1200，h1=350； 其中：b/h=350/1200=7/24<1/2 加寬部分的直接段高（h1）為350，在規范的300～500mm 范圍之內，且（h +h1）=1200+350＞1000 m m。均滿足規范要求。
③、單樁豎向承載設計值 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。 考慮安全使用，承臺下土方為回填夯實土，因此不考慮承臺基礎承重； 承臺自重：G=5.0*5.0*1.35*25=1215KN R=1800*0.6*2.0096= 1808.64Kn＞PV+G=402.8+1215=1617.8Kn，滿足要求。
④、樁身配筋驗算： 鋼筋混凝土樁抗彎： M 抗=fyAs(h0-X/2) X=fy*As/fcm.b<ε bh0 按三級鋼筋考慮,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 產生彎矩M 吊=1406.3 Kn.m， 取土比重系數為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、樁護壁：擬將采用鋼筋混凝土護壁，護壁混凝土強度等級為C20 （配筋如下圖）
⑥、樁身配筋：
　（1）、縱向鋼筋將采用一半（12C20）伸到樁底，另一半（12C20）伸 1/2 樁長，擴底部分不另行配筋。
　（2）、縱向受力鋼筋進入承臺錨固長度為：按03G101-1 施工。
⑦、承臺尺寸 塔吊QTZ630 承臺尺寸為5000（長）*5000（寬）*1350（高），混凝土強度等級為C35。
⑧、塔吊基礎抗傾覆驗算 根據《QTZ5013 塔式起重機使用說明書》固定式附著基礎荷載可知： 7 5 5 0 9 5 0 6 @ 1 5 0 雙 向 16 塔吊630 基礎抗傾覆驗算： PV=402.8KN M=1406.3KN.m G=5*5*1.35*25=1215KN L=5m h=1.35m PH=53.9KN 在非工作情況下要求偏心距滿足下列條件： 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 滿足要求。 所以方案塔吊630 中所選承臺尺寸滿足要求。

五.樁抗壓承載力計算

　　樁承載力計算依據《建筑樁基礎技術規范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3 條根據第二步的計算方案可以得到樁的軸向壓力設計值，取其中最大值 N=489.24kN 樁豎向極限承載力驗算應滿足下面的公式： L h G M L L P V PH PH 17 其中 Quk——最大極限承載力標準值； Qsk——單樁總極限側阻力標準值； Qpk——單樁總極限端阻力標準值； qsik——樁側第i層土的極限側阻力標準值，按下表取值； qpk——極限端阻力標準值，按下表取值； u——樁身的周長，u=4.398m； Ap——樁端面積,取Ap=1.54m2； 最大壓力驗算: 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 上式計算的R的值大于最大壓力489.24kN,所以滿足要求!