矩形板式桩基础计算书

一、工程概况

根据施工要求，现场安装一台QTZ80型塔吊，高度最终高度40米。 二、 计算依据：

1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-2009 2、《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 3、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008 4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011

三、塔机属性

塔机型号 QTZ80（浙江建机） 塔机状态的最大起吊高度H0(m) 40 塔机状态的计算高度H(m) 43 塔身桁架结构 方钢管 塔身桁架结构宽度B(m) 1.6 四、塔机荷载

塔机竖向荷载简图

1、塔机自身荷载标准值

塔身自重G0(kN) 起重臂自重G1(kN) 起重臂重心至塔身中心距离RG1(m) 小车和吊钩自重G2(kN) 最大起重荷载Qmax(kN) 最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax(m) 最小起重荷载Qmin(kN) 最大吊物幅度RQmin(m) 最大起重力矩M2(kN·m) 平衡臂自重G3(kN) 平衡臂重心至塔身中心距离RG3(m) 平衡块自重G4(kN) 平衡块重心至塔身中心距离RG4(m) 112 48.5 27.8 5 60 13 10 58 Max[60×13，10×58]＝780 20 6.7 1 10.7 2、风荷载标准值ωk(kN/m2)

工程所在地 2浙江 舟山市 工作状态 非工作状态 0.2 0.85 基本风压ω0(kN/m) 塔帽形状和变幅方式 地面粗糙度 锥形塔帽，小车变幅 A类(近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区) 工作状态 1.49 1.58 风振系数βz 风压等效高度变化系数μz 风荷载体型系数μs 风向系数α 塔身前后片桁架的平均充实率α0 风荷载标准值ωk(kN/m) 2非工作状态 1.67 工作状态 非工作状态 1.2 0.35 工作状态 非工作状态 1.95 1.95 0.8×1.2×1.49×1.95×1.67×0.2＝0.93 0.8×1.2×1.58×1.95×1.67×0.85＝4.2 3、塔机传递至基础荷载标准值

工作状态 塔机自重标准值Fk1(kN) 起重荷载标准值Fqk(kN) 竖向荷载标准值Fk(kN) 水平荷载标准值Fvk(kN) 倾覆力矩标准值Mk(kN·m) 112+48.5+5+20+1＝339.5 60 339.5+60＝399.5 0.93×0.35×1.6×43＝22.39 48.5×27.8+5×13-20×6.7-1×10.7+0.9×(780+0.5×22.39×43)＝766.75 非工作状态 竖向荷载标准值Fk'(kN) 水平荷载标准值Fvk'(kN) 倾覆力矩标准值Mk'(kN·m) Fk1＝339.5 4.2×0.35×1.6×43＝101.14 48.5×27.8-20×6.7-1×10.7+0.5×101.14×43＝1741.01 4、塔机传递至基础荷载设计值

工作状态 塔机自重设计值F1(kN) 起重荷载设计值FQ(kN) 竖向荷载设计值F(kN) 1.2Fk1＝1.2×339.5＝407.4 1.4FQk＝1.4×60＝84 407.4+84＝491.4 水平荷载设计值Fv(kN) 倾覆力矩设计值M(kN·m) 1.4Fvk＝1.4×22.39＝31.35 1.2×(48.5×27.8+5×13-20×6.7-1×10.7)+1.4×0.9×(780+0.5×22.39×43)＝1147.15 非工作状态 竖向荷载设计值F'(kN) 水平荷载设计值Fv'(kN) 倾覆力矩设计值M'(kN·m) 1.2Fk＝1.2×339.5＝407.4 1.4Fvk＝1.4×101.14＝141.6 1.2×(48.5×27.8-20×6.7-1×10.7)+1.4×0.5×101.14×43＝2524.11 '' 五、桩顶作用效应计算

承台布置 桩数n 承台长l(m) 承台长向桩心距al(m) 桩直径d(m) 承台参数 承台混凝土等级 承台上部覆土厚度h'(m) 承台混凝土保护层厚度δ(mm) C35 0 50 承台混凝土自重γC(kN/m) 承台上部覆土的重度γ'(kN/m) 配置暗梁 334 5 4.2 0.4 承台高度h(m) 承台宽b(m) 承台宽向桩心距ab(m) 桩型 1.35 5 4.2 预应力管桩 25 19 否

矩形桩式基础布置图

承台及其上土的自重荷载标准值：

Gk=bl(hγc+h'γ')=5×5×(1.35×25+0×19)=843.75kN

承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2×843.75=1012.5kN 桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(4.22+4.22)0.5=5.94m 1、荷载效应标准组合

轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(339.5+843.75)/4=295.81kN 荷载效应标准组合偏心竖向力作用下： Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L

=(339.5+843.75)/4+(1741.01+101.14×1.35)/5.94=611.91kN Qkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L

=(339.5+843.75)/4-(1741.01+101.14×1.35)/5.94=-20.29kN 2、荷载效应基本组合

荷载效应基本组合偏心竖向力作用下： Qmax=(F+G)/n+(M+Fvh)/L

=(407.4+1012.5)/4+(2524.11+141.6×1.35)/5.94=812.11kN Qmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L

=(407.4+1012.5)/4-(2524.11+141.6×1.35)/5.94=-102.16kN

六、桩承载力验算

桩参数 桩混凝土强度等级 桩混凝土自重γz(kN/m) 桩入土深度lt(m) 桩配筋 自定义桩身承载力设计值 是 桩身承载力设计值 2700 3C60 25 23 桩基成桩工艺系数ψC 桩混凝土保护层厚度б(mm) 0.85 35 地基属性（塔基承台位于勘测孔53#孔附近） 是否考虑承台效应 土名称 土层厚度li(m) 否 侧阻力特征值端阻力特征值抗拔系数 承载力特征值qsia(kPa) 粉质粘土 淤泥质土 粘性土 2.2 16.3 8.5 12 7 32 qpa(kPa) 0 0 1200 0.7 0.7 0.7 fak(kPa) - - - 1、桩基竖向抗压承载力计算 桩身周长：u=πd=3.14×0.4=1.26m 桩端面积：Ap=πd2/4=3.14×0.42/4=0.13m2 Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap

=1.26×(0.85×12+16.3×7+5.85×32)+1200×0.13=2.24kN Qk=295.81kN≤Ra=2.24kN

Qkmax=611.91kN≤1.2Ra=1.2×2.24=650.69kN 满足要求！

2、桩基竖向抗拔承载力计算 Qkmin=-20.29kN<0

按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Qk'=20.29kN 桩身的重力标准值：Gp=ltApγz=23×0.13×25=72.26kN

Ra'=uΣλiqsiali+Gp=1.26×(0.7×0.85×12+0.7×16.3×7+0.7×5.85×32)+72.26 =346.27kN

Qk'=20.29kN≤Ra'=346.27kN 满足要求！ 3、桩身承载力计算

纵向预应力钢筋截面面积：Aps=nπd2/4=11×3.14×10.72/4=9mm2 (1)、轴心受压桩桩身承载力

荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值：Q=Qmax=812.11kN 桩身结构竖向承载力设计值：R=2700kN 满足要求！

(2)、轴心受拔桩桩身承载力

荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：Q'=-Qmin=102.16kN fpyAps=650×9.12×10-3=2.93kN

Q'=102.16kN≤fpyAps=2.93kN 满足要求！

七、承台计算

承台配筋 承台底向配筋 承台顶向配筋 HRB335 Φ22@120 承台底部短向配筋 HRB335 Φ20@180 承台顶部短向配筋 HRB335 Φ22@120 HRB335 Φ20@180 1、荷载计算

承台有效高度：h0=1350-50-22/2=12mm

M=(Qmax+Qmin)L/2=(812.11+(-102.16))×5.94/2=2108.44kN·m X方向：Mx=Mab/L=2108.44×4.2/5.94=1490.9kN·m Y方向：My=Mal/L=2108.44×4.2/5.94=1490.9kN·m 2、受剪切计算

V=F/n+M/L=407.4/4 + 2524.11/5.94=526.81kN

受剪切承载力截面高度影响系数：βhs=(800/12)1/4=0.

塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(4.2-1.6-0.4)/2=1.1m a1l=(al-B-d)/2=(4.2-1.6-0.4)/2=1.1m 剪跨比：λb'=a1b/h0=1100/12=0.85，取λb=0.85； λl'= a1l/h0=1100/12=0.85，取λl=0.85； 承台剪切系数：αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.85+1)=0.94 αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.85+1)=0.94 βhsαbftbh0=0.×0.94×1.57×103×5×1.29=8480.21kN βhsαlftlh0=0.×0.94×1.57×103×5×1.29=8480.21kN V=526.81kN≤min(βhsαbftbh0， βhsαlftlh0)=8480.21kN 满足要求！ 3、受冲切计算

塔吊对承台底的冲切范围：B+2h0=1.6+2×1.29=4.18m ab=4.2m>B+2h0=4.18m，al=4.2m>B+2h0=4.18m

角桩内边缘至承台外边缘距离：cb=(b-ab+d)/2=(5-4.2+0.4)/2=0.6m

cl=(l-al+d)/2=(5-4.2+0.4)/2=0.6m 角桩冲跨比：：λb''=a1b/h0=1100/12=0.85，取λb=0.85； λl''= a1l/h0=1100/12=0.85，取λl=0.85； 角桩冲切系数：β1b=0.56/(λb+0.2)=0.56/(0.85+0.2)=0.53 β1l=0.56/(λl+0.2)=0.56/(0.85+0.2)=0.53

[β1b(cb+alb/2)+β1l(cl+all/2)]βhp·ft·h0=[0.53×(0.6+1.1/2)+0.53×(0.6+1.1/2)]×0.95×1570×1.29=2361.08kN

Nl=V=526.81kN≤[β1b(cb+alb/2)+β1l(cl+all/2)]βhp·ft·h0=2361.08kN 满足要求！ 4、承台配筋计算

(1)、承台底面长向配筋面积

αS1= My/(α1fcbh02)=1490.9×106/(1.03×16.7×5000×122)=0.01 δ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.01)0.5=0.01 γS1=1-δ1/2=1-0.01/2=0.995

AS1=My/(γS1h0fy1)=1490.9×106/(0.995×12×300)=3876mm2

最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/300)=max(0.2,0.24)=0.24% 梁底需要配筋：A1=max(AS1, ρbh0)=max(3876,0.0024×5000×12)=15178mm2 承台底长向实际配筋：AS1'=16219mm2≥A1=15178mm2 满足要求！

(2)、承台底面短向配筋面积

αS2= Mx/(α2fcbh02)=1490.9×106/(1.03×16.7×5000×122)=0.01 δ2=1-(1-2αS2)0.5=1-(1-2×0.01)0.5=0.01 γS2=1-δ2/2=1-0.01/2=0.995

AS2=Mx/(γS2h0fy1)=1490.9×106/(0.995×12×300)=3876mm2

最小配筋率：ρ=max(0.2,45ft/fy1)=max(0.2,45×1.57/300)=max(0.2,0.24)=0.24% 梁底需要配筋：A2=max(9674, ρlh0)=max(9674,0.0024×5000×12)=15178mm2 承台底短向实际配筋：AS2'=16219mm2≥A2=15178mm2 满足要求！

(3)、承台顶面长向配筋面积

承台顶长向实际配筋：AS3'=9041mm2≥0.5AS1'=0.5×16219=8110mm2 满足要求！

(4)、承台顶面短向配筋面积

承台顶长向实际配筋：AS4'=9041mm2≥0.5AS2'=0.5×16219=8110mm2 满足要求！

(5)、承台竖向连接筋配筋面积 承台竖向连接筋为双向Φ10@500。

八、配筋示意图

厚砼垫层厚片石

矩形桩式承台配筋图