四桩基础计算书.doc

四桩基础计算书
示例工程工程；属于框架结构；地上10层；地下3层；建筑高度：m；标准层层高：m；总建筑面积：平方米；总工期：天；施工单位：某某施工单位。
本工程由某某房开公司投资建设，某某设计院设计，某某堪察单位地质勘查，某某监理公司监理，某某施工单位组织施工；由章某某担任项目经理，李某某担任技术负责人。

本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机设计规范》（GB/T13752-1992）、《地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）、《建筑安全检查标准》（JGJ59-99）、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）等编制。
一、塔吊的基本参数信息
塔吊型号:QT60， 塔吊起升高度H:37.00m，
塔身宽度B:1.60m， 基础埋深d:50m，
自重F1:245.00kN， 基础承台厚度hc:1.5m，
最大起重荷载F2:60.00kN， 基础承台宽度Bc:3.5m，
桩钢筋级别:HRB335， 桩直径或者方桩边长:0.6m，
桩间距a:3.5m， 承台箍筋间距S:200mm，
承台砼的保护层厚度:50mm， 承台混凝土强度等级:C30，
额定起重力矩Me:600.00kN.m， 基础所受的水平力P:30kN，
标准节长度b:2.8m，
主弦杆材料:角钢/方钢， 宽度/直径c:12mm，
所处城市:河北唐山市， 基本风压Wo:0.6kN/㎡，
地面粗糙度类别:A类 近海或湖岸区， 风荷载高度变化系数μz:1.92。
二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算
塔吊自重（包括压重）F1=245.000kN，
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=1.2×(F1+F2)=366.000kN，
塔吊的倾覆力矩M=1.4×730.520=1022.728kN。
三、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算

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《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。

其中 n──单桩个数，n=4；
F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=366.000kN；
G──桩基承台的自重
G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc)=1.2×(25×5.000×5.000×1.100)=825.000kN；
Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取1022.728kN.m；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.475m；
Ni──单桩桩顶竖向力设计值(kN)；
经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，
最大压力：Nmax=(366.000+825.000)/4+1022.728×2.475/(2×2.4752)=504.372kN。
最小压力：Nmin=(366.000+825.000)/4-1022.728×2.475/(2×2.4752)=91.128kN。
不需要验算桩的抗拔
2. 承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条。
其中 Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.950m；
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-G/n=298.122kN/m2；
经过计算得到弯矩设计值：
Mx1=My1=2×298.122×0.950=566.432kN.m。
四、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，αl──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94,期间按线性内插法得1.000；
fc──混凝土抗压强度设计值查表得14.300N/mm2；
ho──承台的计算高度Hc-50.000=1050.000mm；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.000N/mm2；
经过计算得：αs=566.432×106/(1.000×14.300×5000.000×1050.0002)=0.007；
ξ =1-(1-2×0.007)0.5=0.007；
γs =1-0.007/2=0.996；
Asx =Asy =566.432×106/(0.996×1050.000×300.000)=1804.705mm2。
建议配筋值：HRB335筋，Φ20@815mm。交叉梁底面单向根数6根。实际配筋值1885.0mm2。
五、承台斜截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8条和第5.6.11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=504.372kN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，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；
bo──承台计算截面处的计算宽度，bo=5000.000mm；
ho──承台计算截面处的计算高度，ho=1050.000mm；
λ──计算截面的剪跨比，λx=ax/ho，λy=ay/ho，此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处至x, y方向计算一排桩的桩边的水平距离，得(Bc/2-B/2)-(Bc/2-a/2)=950.000mm，
当 λ<0.3时，取λ=0.3；当 λ>3时,取λ=3， 满足0.3-3.0范围；
在0.3-3.0范围内按插值法取值。得λ=0.90；
β──剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/(λ+0.3)；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/(λ+1.5)，得β=0.100；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.300N/mm2；
fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.000N/mm2；
S──箍筋的间距，S=200.000mm。
则，1.00×504.372×103=0.504×106≤0.100×14.300×5000.000×1050.000=7.478×106N；
经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！
六、桩承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1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=504.372kN；
桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：

其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=14.300N/mm2；
A──桩的截面面积，A=2.827×105mm2。
则，1.00×504.372×103=0.504×106N≤14.300×2.827×105=4.043×106N；
经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！
七、桩竖向极限承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(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=504.372kN；
单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：

其中 R──最大极限承载力；
Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:

Qpk──单桩总极限端阻力标准值:

ηs, ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，
γs, νp──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，
qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；
qpk──极限端阻力标准值；
u──桩身的周长，u=1.885m；
Ap──桩端面积,取Ap=0.283m2；
li──第i层土层的厚度；
各土层厚度及阻力标准值如下表:
序号 土名称 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 抗拔系数
1 粘性土 4 22 1350 0.8
2 粘性土 12 58 2500 0.7
由于桩的入土深度为10.000m,所以桩端是在第2层土层。
单桩竖向承载力验算:
R=1.885×(4.00×22.00×0.99+6.00×58.00×0.99)/1.65+1.15×2500.00×0.283/1.65=0.986×103kN＞N=504.372kN；
上式计算的R的值大于最大压力504.372kN,所以满足要求！

八、桩配筋计算
1、桩构造配筋计算
As=πd2/4×0.65%=3.14×600.0002/4×0.65%=1837.83mm2
2、桩抗压钢筋计算
经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！
3、桩受拉钢筋计算
桩不受拉力，不计算这部分配筋，只需构造配筋！
建议配筋值：HPB235钢筋，24Φ10。实际配筋值1884.96mm2。
依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-94)，箍筋采用6－8@200-300mm，宜采用螺旋式箍筋；受水平荷载较大的桩基和抗震桩基，桩顶3-5d范围内箍筋应适当加密；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m左右设一道12-18焊接加劲箍筋。桩锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层底深度。