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塔吊基础设计(单桩)计算书
工程名称: 振华电子工业厂区 工程
编制单位: 中国振华集团建筑工程公司
1.计算参数
(1)基本参数
工程建筑面积 29503.49 m2 ,总高度 64 m,主楼地上 14 层,裙楼 4 层,地下主楼二层,裙楼一层 ;塔吊型号QZT63A(5510)臂长55.00m,初装高度39.00m;塔身尺寸1.63m,基坑开挖深度-1.50m;现场地面标高0.00m,基础面标高-0.50m。
(2)计算参数
1)塔机基础受力情况(表1)
基础荷载
P(kN)
M(kN.m)
Fk
Fh
M
MZ
503.00
35.00
1500.00
200.00
比较桩基础塔机的工作状态和非工作状态的受力情况,塔机基础按工作状态计算(图1):
Fk=503.00×1.2=603.60kN Fh=35.00×1.4=49.00kN
Mk=(1500.00+35.0×0.90)×1.4=2144.10kN.m
2)桩顶以下岩土力学资料(表2)
序号
地层名称
厚度
L(m)
桩侧阻力标
准值qsia(kPa)
桩侧岩层和桩端
岩层岩样抗压强
度frs、frp(kPa)
qsia*ιi
(kN/m)
抗拔摩阻力
折减系数λi
λiqsia*ιi
(kN/m)
1
填土
13.00
0
0
0
0
2
砂质粘土
9.00
30.00
220.00
270.00
0.70
189.00
桩长
22.00
∑qsia*ιi
270.00
∑λiqsia*ιi
189.00
3)基础设计主要参数(图2)
基础桩采用1根φ1600钻(冲))孔灌注桩,桩顶标高-1.40m,桩端不设扩大头,桩端入砂质粘土 9.00m;桩混凝土等级C30,fC=14.30N/mm2 ,EC=3.00×104N/mm2;ftk=2.01N/mm2,桩长22.00m;钢筋HRB335,fy=300.00N/mm2 ,Es=2.00×105N/mm2;
承台尺寸长(a)=4.50m、宽(b)=4.50m、高(h)=1.00m;桩中心与承台中心重合,承台面标高-0.50m;承台混凝土等级C35,ft=1.57N/mm2,fC=16.70N/mm2,γ砼=25kN/m3。
Gk=a×b×h×γ砼×1.2=4.50×4.50×1.00×25×1.2=607.50kN
2.单桩允许承载力特征值计算
(1)单桩竖向承载力特征值
1)按地基土物理力学指标与承载力参数计算
按下列公式计算:
Ra= Rsa+Rra+Rpa
Rsa=μ∑qsiai
Rra=μpC2frshr
Rpa=C1frpAp
式中Rsa-桩侧土总摩阻力特征值;
Rra-桩侧岩总摩阻力特征值;
Rpa-持力岩层总端阻力特征值;
μp-桩嵌岩端截面周长;
hr-嵌岩深度,当岩面倾斜时以低点起计;
Ap-桩截面面积,对扩底桩取扩大头直径计算桩截面面积;
frs、frp-分别为桩侧岩层和桩端岩层的岩样天然湿度单轴抗压强度;
C1、C2-系数,根据持力层基岩完整程度及沉渣厚度等因素而定。
Ap=πd2/4=3.14×2.56/4=2.01m2 C1=0.40 C2=0.05
Rsa=u∑qsiai =πd∑qsiai=3.14×1.60×270.00=1356.48kN
Rra1=upC2frshr =0.80×3.14×1.60×0.05×0×13.00=0kN
Rra2=upC2frshr =0.80×3.14×1.60×0.05×220.00×9.00=397.90kN
Rpa=C1frpAp =0.80×0.40×220.00×2.01=141.48kN
Ra= Rsa+Rra+Rpa=1356.48+0+397.90+141.48=1895.86kN
2)桩身截面强度计算
按下式验算桩身截面强度:
式中ψc-工作条件系数,灌注桩取0.7~0.8(水下灌注桩取较低值),预制桩取
0.8~0.9;
fc-桩身混凝土轴心抗压强度设计值;
Ap-桩身横截面面积;
Q-相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向设计值。
Ψc=0.70
ΨcfcAp=0.70×14.30×1000×2.01=20116.10kN
(2)单桩水平承载力特征值计算
灌注桩的水平承载力特征值按下式计算:
式中:RHa-单桩水平承载力特征值;
α-桩的水平变形系数,按规范式(10.2.19)确定;
γm-塑性系数,圆形截面γm=2;
ftk-桩身混凝土抗拉强度标准值;
υm-桩身最大弯矩系数,按表10.2.23取值,视上部结构、承台
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