MF =基础顶面所受垂直力k基础顶面所受水平力F =hM =基础顶面所受倾覆力矩M =z基础所受扭矩M zF kF h塔吊基础受力示意图
比较塔吊的工作状态和非工作状态的受力情况，塔吊基础按工作状态计算如图： Fk=518.50kN，Fh=45.00kN，M=1960.00+45.00×1.10=2009.50kN.m
Fk=518.50×1.35=699.98kN，Fh=45.00×1.35=60.75kN，Mk=(1960.00+45.00×1.10)×1.35=2712.83kN.m
2）桩顶以下岩土力学资料 序地层名称 号 素填土：棕红色、由粉质粘土及强风化碎1 石组成，稍湿，松散。堆填时间小于5年。局部底部为耕填土。 全风化粉砂质泥岩：褐黄色、稍湿，坚硬，岩芯呈坚硬的土柱2 状，水浸易软化。局部有强风化夹层。 强风化粉砂质泥岩：棕红色、原岩结构可辨，中厚层状，泥质胶结，裂隙发育，岩3 芯呈半岩半土状、碎块状，岩质较软，手可折断。局部夹中风化碎石。 中风化粉砂质泥岩：棕红色、灰白色，细粒结构，中厚层状，4 泥质胶结，裂隙较发育，岩芯呈短柱状，碎块状、岩质较软。 ，
，
厚度L 极限侧阻力标岩石饱和单轴抗压强qsik*i λiqsik*i 抗拔系数λi (m) 准值qsik(kPa) 度标准值frk(kPa) (kN/m) (kN/m) 4.80 10.00 48.00 0.40 19.20 1.30 45.00 58.50 0.70 40.95 2.70 90.00 243.00 0.70 170.10 1.00 90.00 1000.00 90.00 0.70 63.00 桩长 11.8 ∑qsik*Li 439.50 ∑λiqsik*Li 293.25 （3）基础设计主要参数
基础桩采用4根φ500预应力混凝土管桩,桩顶标高-5.4m,
承台尺寸长(a)=5.00m,宽(b)=5.00m,高(h)=1.20m，桩中心与承台中心2.00m,承台面标高-5.4m；承台混凝土等级C40，ft=1.57N/mm,fC=16.70N/mm,γ
2
2
砼
=25kN/m。
3
10
Gk=a×b×h×γ
砼
=5.00×5.00×1.20×25=750.00kN
塔吊基础尺寸示意图
2.桩顶作用效应计算 （1）竖向力
1）轴心竖向力作用下
Nk=(Fk＋Gk)/n=(518.50+480.00)/4=249.63kN 2）偏心竖向力作用下
按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=2009.50kN.m yi=1.20×2=1.70m
0.5
2
2
Nk =(Fk＋Gk)/n±Mxyi/Σyi=(518.50+480.00)/4±(2009.50×1.70)/(2×1.70)=249.63±591.03
Nkmax=840.66kN, Nkmin=-341.41kN (基桩承受竖向拉力)。 (2)水平力
Hik=Fh/n=45.00/4=11.25kN 3.桩基竖向承载力验算
（1）单桩竖向极限承载力标准值计算
d=0.80m=800mm,hr=1.00m,hr/d=1.00/0.80=1.25,查表得：ζr=0.83 Ap=πd/4=3.14×0.80/4=0.50m
Qsk=u∑qsiki=πd∑qsiai=3.14×0.80×439.50=1104.02kN Qrk=ζrfrkAp=0.83×1000.00×0.50=415.00kN Quk=Qsk+Qrk=1104.02+415.00=1519.02kN Ra=1/KQuk=1/2×1519.02=759.51kN (2)桩基竖向力作用下 1）轴心竖向力作用下
11
2
2
2
Nk=249.63kN＜Ra=759.51kN,竖向承载力满足要求。 2）偏心竖向力作用下
Nkmax=840.66kN＜Ra=1.2×759.51=911.41kN,竖向承载力满足要求。 4.单桩水平承载力验算
（1）单桩水平承载力特征值计算
αE=Es/Ec=2.00×10/3.15×10=6.35,γm=2,ζN=0.50 ρg=0.2+(2000-800)/(2000-300)×(0.65-0.2)=0.52% Wo=πd/32[d＋2(ES/EC－1)ρgd0]
=(3.14×0.80/32)×[0.80+2×(6.35-1)×0.52%×(0.80-2×0.10)]=0.05m Io=Wod/2=0.05×0.80/2=0.0200m
EI=0.85ECIo=0.85×3.15×10×0.0200=535500kN.m 查表得:m=6.00×10kN/m,bo =0.9(1.5d+0.5)=1.53m=1530mm α=(mbo/ ECI)=(6.00×1000×1.53/535500)=0.44 αL=0.44×9.80=4.31＞4,按 αL=4,查表得: υm=0.768 Nk=(Fk＋1.2Gk)/n=(699.98+1.2×480.00)/4=319.00kN,
An=πd/4[1＋(Es/Ec-1)Pg]=3.14×0.80/4×(1+(6.35-1)×0.52%)=0.52mRha=（0.75αγmftW0/υm)(1.25+22ρg)(1+ζNNk/γmftAn)
=(0.75×0.44×2×1.57×1000×0.05/0.768)×(1.25+22×0.52%)×[1+0.50×319.00/
(2×1.57×1000×0.52)]=101.03kN
（2）桩基水平承载力计算
Hik=11.25kN＜Rha=101.03kN,水平承载力满足要求。 5.抗拔桩基承载力验算
（1）抗拔极限承载力标准值计算
Tgk=1/nu1ΣλiqsikLi=1/4×(1.20×2+0.80)×4×293.25=938.40kN Tuk=ΣλiqsikuiLi=293.25×3.14×0.80=736.64kN (2)抗拔承载力计算
Ggp=Ggp1＋Ggp2=4.00×4.00×1.80×18.80/4＋4.00×4.00×7.90×(18.80 - 10)/4=413.44kN
Gp=Gp1＋Gp2=0.50×1.90×25＋0.50×7.90×(25 - 10)=83.00kN
Tgk/2+Ggp=938.40/2+413.44=882.64kN＞Nkmin=341.41kN,基桩呈整体性破坏的抗拔承载力满足要求。
Tuk/2+Gp=736.64/2+83.00=451.32kN＞Nkmin=341.41kN,基桩非呈整体性破坏的抗拔承载力满足要求。
6.抗倾覆验算
2
2
2
’
0.2
0.2
3
4
7
2
4
2
2
3
2
2
5
4
12
bi=5.00/2+1.20=3.70m ai=5.00/2=2.50m
倾覆力矩M倾=M＋Fhh=1960+45.00×1.10=2009.50kN.m 抗倾覆力矩M抗=（Fk＋Gk）ai＋2(Tuk/2+Gp)bi
=(518.50+480.00)×2.50+2×(736.64/2+83.00)×3.70=5836.018kN.m
M抗/M倾=5836.018/2009.50=2.90 抗倾覆验算2.90＞1.6,满足要求。 (1)桩身承载力验算 1)正截面受压承载力计算
按照Mx作用在对角线进行计算，Mx=Mk=2712.83kN.m，yi=1.20×2=1.70m
0.5
Nk=(Fk＋1.2Gk)/n±Mxyi/Σyi=(699.98+1.2×480.00)/4±(2712.83×1.70)/(2×1.70)=
319.00±797.89
Nkmax=1116.89kN，Nkmax=-478.90kN Ψc=0.70
ΨcfcAp=0.70×16.70×1000×0.50=5845.00kN
正截面受压承载力=5845.00kN＞Nkmax=1116.89kN,满足要求。 2）配筋计算
配筋率ρ=ρg=0.52%
As=ρAP=0.52%×0.50×10=2600mm,采用HRB400，fy=300.00N/mm取12 As1=12×254=3054mm>As=2600mm(满足要求) 3)正截面受拉承载力计算
2
2
6
2
2
‘22
18
13
fyAs=300×2826=847800N=847.80kN
fyAs=847.80kN＞Nkmin=478.90kN,正截面受拉承载力满足要求。 M倾/(4x1As)=2009.50×1000/(4×1.20×2826)=148.14N/mm M倾/(4x1As)=148.14N/mm＜300.00N/mm,满足要求。 (2)承台受冲切承载力验算 1）塔身边冲切承载力计算
Fι=F－1.2ΣQik=Fk=699.98kN，ho=1.20-0.10=1.10m=1100mm βhp=1.0+(2000-1200)/(2000-800)×(0.9-1.0)=0.93 а0=1.20-0.80/2-1.63/2=0.81m,λ=а0/ho=0.81/1.10=0.74 β0=0.84/(0.74+0.2)=0.89，um=4×(1.63+1.10)=10.92m
βhpβ0umftho=0.93×0.89×10.92×1.57×1000×1.10=15609.46kN 承台受冲切承载力=15609.46kN＞Ft=699.98kN,满足要求。 2)角桩向上冲切力承载力计算
N1=Nk=Fk/n+ Mxyi/Σyi=699.98/4+2712.83×1.70/(2×1.70)=972.89kN λ
1x
，
，
2
2
，
2
2
2
=λ
1y
=а0/ho=0.81/1.10=0.74,c1=c2=0.80+0.40=1.20m
1x
β1x=β1y=0.56/(λ10=3093.37kN
+0.2)=0.56/(0.74+0.2)=0.60
[β1x(c2+а1y/2)+β1y(c1+а1x/2)]βhpftho=0.60×(1.20+0.81/2)×2×0.93×1.57×1000×1.角桩向上冲切承载力=3093.37kN＞2Nl=1945.77kN,满足要求。 3)承台受剪切承载力验算
Nk=Fk/n+ Mxyi/Σyi=699.98/4+2712.83×1.70/(2×1.70)=972.89kN V=2Nk=2×972.89=1945.78kN βhs=(800/ho)=(800/1100)
1/4
0.25
，，
，
2
2
=0.92,λ=а0/ho=0.81/1.10=0.74
α=1.75/(λ+1)=1.75/(0.74+1)=1.01,b0=4.00m=4000mm βhsαftb0ho=0.92×1.01×1.57×1000×4.00×1.10=6418.91kN 承台受剪切承载力=6418.91kN＞2Nl=1946kN,满足要求。 (4)承台抗弯验算 1)承台弯矩计算
Ni=Fk/n+ Mxyi/Σyi=699.98/4+2712.83×1.70/(2×1.70)=972.89kN,xi=0.39m M=ΣNixi=2×972.89×0.39=749.12kN.m 2)承台配筋计算
承台采用HRB335，fy=300.00N/mm
As=M/0.9fyho=749.12×10/(0.9×300×1100)=2522mm 取21
18 @200mm (钢筋间距满足要求),As=21×254=5334mm
2
2
2
6
2
2
2
2
承台配筋面积5334mm＞4400mm,满足要求。
14
7.计算结果 （1）基础桩
基础桩采用4根φ500预应力混凝土管桩,桩顶标高-5.4m, （2）承台
承台尺寸长(a)=5.00m,宽(b)=5.00m,高(h)=1.20m，桩中心与承台中心2.00m,承台面标高 -5.4m；承台混凝土等级C40。 （3）基础大样图
塔吊基础平面及配筋图
15