ST6015塔吊基础设计计算书
一、 设计依据
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 《塔式起重机设计规范》GB/T13752-92 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011 《建筑桩基技术规范》 JGJ94-2008 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 二、 基本参数
塔吊型号：ST6015 基桩类型：预应力管桩 垂直力：903 kN 桩径(d): 400 mm 水平力：157 kN 基桩长度：29 m 倾覆力矩：4650 kNm 基桩中心距（S）: 3.6m 塔身宽度：2.0 m 桩钢筋等级：Ⅱ 级钢 承台宽度（B）：4.5 m 桩砼强度等级：C30 承台高度（h）：1.35 m 地下水位深度: 0 m
承台钢筋等级：C级钢 砼保护层厚度: 50 mm 承台砼强度等级：C35 承台覆土深度：0.0 m 三、土层力学参数 土 类 别 灰黄色粘质粉土夹粉质粘土 灰色粘质粉土 灰色淤泥质粉质粘土 灰色淤泥质粘土 地基承载力 土层厚度 侧阻特征值端阻特征值特征值折减系数 (M) (kPa) (kPa) （kPa） 3.5 15.0 0.0 85 0.5 Qsik Li λi qsik Li (kN/m) (kN/m) 0 0 3.4 15.0 0.0 110 0.5 28.5 14.25 5.8 20 0.0 55 0.5 116 58 6.9 30.0 0.0 55 0.4 207 82.8 1
灰色粉质粘土 灰色粘质粉土夹粉质粘土 灰色粉质粘土 暗绿~灰黄色粉质粘土 5.3 35 0.5 185.5 97.5 2.3 40 650 0.5 92 46 4.9 60 1500 0.5 294 147 4.2 65 3500 0.5 123.5 61.75 四、塔吊基桩承载力验算
1.计算简图：
Fk M0k Z Y Hk
X h B Gk s B B
图中：Fk 塔吊作用于基础上的垂直力标准值（kN）； Mok 塔吊作用于基础上的倾覆力矩标准值（kNm）； Hk 塔吊作用于基础上的水平力标准值（kN）； Gk 承台自重及其上覆土自重标准值（kN）； S 基桩中心距（m）； B 承台宽度（m）； h 承台高度（m）。
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2.荷载计算：
取地基土容重为16kN/m3，则 承台自重及上覆土自重标准值：
Gk =4.5×4.5×(1.35×25+0×16)
= 683.4kN
作用于承台基础底的弯矩：
Mk?M0k?Hk?h = 4650 + 157×1.35
= 4862.0kNm
3.基桩顶作用效应计算：(绕Z轴) xi = 0.52?S=0.5×2×3.6 = 2.545 m 垂直力（轴心受压）：
N?Fk?Gkn= 903+683.4 4 =396.6 kN
垂直力（偏心受压）：
N?Fk?GkMkn?xi?x2
i =
903+683.4 4± 4862.0× 2.545
2×2.5452
Nmax? 1351.8kN Nmin? -558.6kN
水平力：
H ik= H k /n=157/4=39.25kN 4.桩基竖向承载力验算
（1）单桩竖向极限承载力标准值计算
A p=π(d22-d12)/4 =3.14×(0.402-0.222)/4=0.087㎡Q sk=u∑q sikL i=3.14×0.40×1046.5=1314.4kN Q pk=qpkA p=3500×0.087=304.5kN
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Q uk＝Qsk+Qpk=1314.4+304.5=1618.9kN R a=1/KQ uk=1/2×1618.9=809.5kN （2）桩基竖向承载力计算 1) 轴心竖向力作用下
N k=329.85kN N kmax=1351.8kN>1.2 R a=1.2×809.5=971.34kN，竖向承载力不满足要求。5. 桩基水平承载力验算 (1) 单桩水平承载力特征值计算 I=?(d42?d41)/64 =3.14×(0.404-0.224)/64=0.0026m4 EI=3.80×107×0.0026=98800 N.m2 查表 7-10 得：m=2.00×103kN/m4, X oa=0.010m, b o=0.9(1.5d+0.5)=0.9×(1.5×0.40+0.5)=0.99m α=(mbo/ E CI)0.2=(2.00×1000×0.99/98800)0.2=0.47 αL=0.47×29.0=13.63>4，按αL=4 查表 7-11 得： υx=0.75(α3EI/υ x)χoa=0.75×(0.473×98800)/2.441×0.01=31.52kN (2) 桩基水平承载力 H ik= 39.25kN>R ha=31.52kN，水平承载力不满足要求。 6. 抗拔桩基承载力验算 (1) 抗拔极限承载力计算 T gk=1/nu l∑λiq sikL i=1/4×(1.8×2+0.40)×4×502.55=2010.2kN T uk=∑λiq siku iL i=502.55×3.14×0.40=632.20kN (2) 抗拔承载力计算 4 G gp=4.5×4.5×28.9×16.00/4=2340.9kN G p=0.087×29.0×25=63.07kN T gk/2+G gp=2010.2/2+2340.9=3346kN＞Nkmin=558.6kN，基桩呈整体性破坏的 抗拔承载力满足要求。 T uk/2+G p=632.2/2+63.07=378.7kN＜N kmin =558.6kN， 基桩呈非整体性破坏 的抗拔承载力不满足要求。 五、 承台抗冲切验算： 根据《建筑地基基础设计规范》 GB 50007-2011 中的8.5.17条 1.桩竖向力设计值计算： h0?h- 50 = 1350 - 50 = 1300 mm 1）对于绕X、Y轴时 xi=0.5×S= 0.5×3.6 = 1.8m Nmax?1.2Fk1.4Mkxi?2n?xi = 1.2×9031.4× 4862 ×1.8 + 44×1.82 = 2161.7 kN 2）对于绕Z轴时 3.6 = 2.545 m xi=0.52?S= 0.5×2×Nmax?1.2Fk1.4Mkxi ?2n?xi1.4×4862× 2.545 2× 2.5452 = 1.2×903 +4 =1608.2kN 2.桩对承台的冲切： 对于园形桩: C = 0.866d = 0.866×400 = 346.4 mm 5