恒大塔吊四桩基础计算书副本.docx
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恒大塔吊四桩基础计算书副本
1、工程概况........................................1
2、地层特性表......................................1
3、塔吊选型及布案.................................6
4、塔吊的基本参数信息..............................6
5、桩顶作用效应计算................................9
6、桩承载力验算...................................11
7、承台计算.......................................12
8、承台配筋示意图.................................14
9、结论...........................................14
一、工程概况
建设单位：
昆明恒云置业有限公司
设计单位：
华东建筑设计院有限公司
监理单位：
达华工程管理（集团）有限公司
施工单位：
江苏省建工集团有限公司
勘察单位：
西南有色昆明勘测设计（院）股份有限公司
拟建场地位于昆明市西山区日新路陆家营社区，南侧为日新中路（十里长街），东侧为新建住宅小区，西侧为规划河道，北侧与核心商务区相邻，地处昆明南市副中心核心腹地位置。
属于框剪结构；地上33层；地下2层；标准层层高：
2.95m；总建筑面积：
约272058.21平方米；
本方案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》（JGJ94-2008）《昆明恒大云报华府工程岩土工程堪察报告》等编制。
塔吊基础顶标高与主楼基础筏板顶标高相同高程为1880.935米，在地下车库桩间土开挖时进行基础施工，根据厂家提供的塔吊起重机作用说明书，选用16吨汽车式起重机安装塔机。
二、地层特性表
土层编号
土层
名称
天然
重度
γ（kN/m3）
压缩模量
Es1-2
（MPa）
直剪（固结快剪）
承载力特征值
fak
（kPa）
桩的极限
侧阻力
标准值qsik（kPa）
桩的极限
端阻力
标准值qpk（kPa）
粘聚力C
（kPa）
内摩擦角φ
（度）
①
杂填土
17.0
∕
②
粘土
17.4
3.2
22.1
（32.0）
8.4
（12.8）
105
58
（55）
/
③
泥炭质土
11.6
1.2
16.2
（21.5）
5.7
（10.4）
40
24
（21）
/
④
粘土
18.0
3.8
22.4
（31.7）
9.9
（14.4）
110
55
（53）
1900
（650）
④-1
粉土
19.4
7.1
12.2
（15.4）
23.9
（25.8）
135
65
（60）
2100
（700）
⑤
粘土
17.9
3.7
23.9
8.6
110
60
（55）
2000
（680）
⑤-1
粉土
19.4
7.2
11.0
22.8
140
68
（63）
2200
（750）
⑤-2
泥炭质土
13.5
2.8
19.0
6.2
75
45
（40）
/
⑥
泥炭质土
13.6
3.6
21.8
7.3
90
55
（53）
/
⑥-1
粘土
18.2
5.2
31.8
9.9
125
70
（68）
/
⑦
粘土
17.4
4.3
25.3
8.5
135
75
（70）
3400
（1000）
⑧
粉土
19.6
7.4
11.0
24.3
175
66
（62）
3500
（1050）
⑧-1
粘土
18.8
5.4
30.0
10.7
160
80
（75）
3800
（1200）
⑧-2
泥炭质土
16.0
3.9
19.4
7.8
100
70
（65）
/
注：
桩基参数中（）外数值适用于静压预制桩，（）内数值适用于长螺旋钻孔灌注桩或旋挖成
孔灌注桩，当预制桩采用预引孔等方式施工时桩基参数表列数值应适当进行折减（建议折减系数不宜大于0.85）；
表2.1土层工程地质特征表
时代成因
土层
代号
土层
名称
工程地质特性描述
IL或N值范围值
空间分布
名
称
代号
平均值
层顶
埋深
（米）
层顶
标高
（米）
揭露
厚度
（米）
分布范围等
第四系人工填土层
Qml
①
杂填土
颜色混杂，以褐黄、棕褐、褐红、褐灰色为主，杂灰褐、灰黑、砖红等色，松散～稍密，稍湿。
成份主要由粘性土、碎石、砼块、砖砾、生活垃圾、旧基础等组成，局部底部夹薄层耕土，组成份分复杂。
0.00～0.00
1986.50～1990.86
0.50～4.40
全场地均有揭露
第四系冲洪积层
Qal+pl
②
粘土
灰黄、褐黄色、灰褐为主，局部夹棕红色，可塑状态，局部软塑。
饱和。
高压缩性。
岩芯切面较光滑。
含少量黑色铁锰质结核及细小砾石颗粒。
稍具光泽，干强度高，韧性中等。
0.28～0.89
0.50～4.40
1983.40～1987.94
0.50～5.10
全场地均有揭露
0.53
第
四
系
湖
沼
积
层
第
四
系
湖
沼
积
层
Ql+h
Ql+h
③
泥炭质土
灰黑色、黑色，软~流塑状态，局部呈可塑。
饱和。
高~超高压缩性。
高孔隙比，高含水量并具高塑性。
含较多有机质（含量6.0~60.40%，平均30.34%）；夹有机质粘土薄层。
无光泽反应，干强度低，韧性低。
0.60～1.77
3.50～9.70
1879.44～1883.40
0.50～4.90
全场地均有揭露
1.12
④
粘土
灰色、兰灰色为主，局部夹深灰色，可塑为主，局部软塑状态。
饱和。
中~高压缩性。
切面较光滑。
含少量腐烂水草碎片，局部夹粉质粘土及粉土粉砂团块或薄层。
偶含钙质结核硬块。
稍具光泽，干强度中等，韧性高。
0.25～0.96
4.80～29.10
19596.92～1883.65
0.80～20.20
全场地均有揭露
0.64
④-1
粉土
褐灰色、灰色，稍密状态为主，局部中密，湿。
中压缩性。
含少量腐烂水草碎片，局部夹粘性土及粉砂团块。
偶含钙质结核硬块。
切面较粗糙，无光泽反应，摇振反应迅速，干强度低，韧性低。
以薄层或透镜体分布于④层粘土中。
5.6～19.3
3.50～37.90
1851.49～1885.43
0.50～5.70
全场地均有揭露
12.5
⑤
粘土
灰色、深灰色、灰褐色，可塑状态为主，局部为软塑。
饱和。
高压缩性。
切面较光滑。
含少量腐烂水草碎片，局部夹粉质粘土薄层。
偶含钙质结核硬块。
稍具光泽，干强度中等，韧性高。
0.35～0.77
23.00～42.20
1847.13～1866.24
0.90～13.40
全场地均有揭露
0.57
⑤-1
粉土
褐灰色、浅灰色，稍密～中密状态，湿~很湿。
中压缩性。
含少量腐烂水草碎片，局部夹粘性土及粉砂团块，偶含钙质结核硬块。
切面较粗糙，无光泽反应，摇振反应中等，干强度低，韧性低。
以薄层或透镜体分布于⑤层粘土中。
15.0～20.2
25.90～39.30
1849.76～1862.97
0.70～5.10
全场地均有揭露
17.8
⑤-2
泥炭质土
灰黑色、黑色，可~软塑状态，局部呈流塑。
饱和。
高~超高压缩性。
高孔隙比。
高含水量并具高塑性。
含较多有机质（含量6.5~34.7%，平均19.3%）。
局部夹有机质粘土薄层。
无光泽反应，干强度低，韧性低。
以薄层或透镜体分布于⑤层粘土中。
0.40～0.99
22.30～34.80
1854.28～1867.04
0.60～2.40
全场地均有揭露
0.75
⑥
泥炭质土
灰黑色、黑色、深褐色，可塑状态为主，局部硬塑。
饱和。
高压缩性。
高孔隙比。
高含水量并具高塑性。
含较多有机质（含量5.8~38.3%，平均22.99%）。
局部夹有机质粘土薄层。
干强度低，韧性低。
0.18～0.86
33.20～49.80
1839.26～1855.78
0.90～8.10
全场地均有揭露
0.60
⑥-1
粘土
灰色~深灰色，可塑状态，局部可偏硬塑。
饱和。
中~高压缩性。
切面较光滑。
含少量腐烂水草碎片，局部夹粉质粘土、粉土薄层。
偶含钙质结核硬块。
稍具光泽，干强度中等，韧性中等。
以薄层或透镜体分布于⑥层。
0.34～0.49
37.20～47.80
1840.86～1852.29
0.90～4.00
全场地均有揭露
0.42
⑦
粘土
灰色、深灰色、局部夹兰灰色，可塑状态为主，局部可偏硬塑。
饱和。
中压缩性。
切面较光滑。
含少量腐烂水草碎片，局部夹粉质粘土薄层或透镜体，含少量粉土粉砂团块。
偶含钙质结核硬块。
稍具光泽，干强度中等，韧性中等。
0.11～0.78
40.00～51.50
1837.26～1849.49
1.30～10.30
全场地均有揭露
0.47
⑧
粉土
浅褐灰色、浅灰，局部夹兰灰色，中密，局部密实，湿~很湿。
中压缩性。
含少量腐烂水草碎片，局部夹粉砂团块。
偶含钙质结核硬块。
切面较粗糙，无光泽反应，摇振反应中等，干强度低，韧性低。
15.0～27.8
44.20～75.60
1830.68～1844.90
0.80～25.60
全场地均有揭露
22.6
⑧-1
粘土
灰色、深灰色，可塑状态为主，局部硬塑。
饱和。
中压缩性。
切面较光滑。
含少量腐烂水草碎片，局部夹粉质粘土薄层。
偶含钙质结核硬块。
稍具光泽，干强度中等，韧性高。
以薄层或透镜体分布于⑧层。
0.16～0.65
57.30～72.50
1817.02～1835.22
0.90～6.80
全场地均有揭露
0.40
⑧-2
泥炭质土
灰黑色、黑色，可偏硬塑状态。
饱和。
高压缩性。
高孔隙比。
高含水量并具高塑性。
含较多有机质。
局部夹有机质粘土薄层。
无光泽反应，干强度低，韧性低。
0.34
66.50～74.00
1815.52～1823.52
0.80～1.60
ZK1、ZK5、ZK7、ZK30号钻孔有揭露
三、塔吊选型及布置方案
本工程在各主楼，垂直运输工作量较大，且起吊量重，根据现场施工情况和各主楼间楼距关系。
项目部决定投入QTZ63塔吊2台，大臂长55米，QTZ60塔吊5台，2台大臂长42.5米，2台大臂长46.2米，1台大臂长50米，能满足整个施工现场垂直运输。
本工程塔吊基础顶标高设计为同地下车库筏板顶标高，高程为1880.935米塔吊基础高度为1.4米。
根据昆明26号区回迁安置房建设项目C、D地块拟建（建筑物部分）场地岩土工程勘察报告，查表塔吊基础底土层为第3层泥质碳土，为软弱下卧层，不能作基础持力层，地基承载力为40kpa不满足塔吊基础承载力设计200kpa要求。
故本工程所有塔吊基础需重新设计采用四桩承台基础，本工程塔吊基础选型设计按QTZ63塔吊进行重新设计，QTZ60塔吊基础施工按设计计算后QTZ63塔吊基础进行施工。
基础祥细布置详见塔吊基础平面布置图。
4、塔吊的基本参数信息
1、塔机属性
塔机型号
QTZ63
塔机独立状态的最大起吊高度H0（m）
40
塔机独立状态的计算高度H（m）
43
塔身桁架结构
方钢管
塔身桁架结构宽度B（m）
1.6
2、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）
251
起重臂自重G1（kN）
37.4
起重臂重心至塔身中心距离RG1（m）
22
小车和吊钩自重G2（kN）
3.8
最大起重荷载Qmax（kN）
60
最大起重荷载至塔身中心相应的最大距离RQmax（m）
11.5
最小起重荷载Qmin（kN）
10
最大吊物幅度RQmin（m）
50
最大起重力矩M2（kN·m）
Max[60×11.5，10×50]＝690
平衡臂自重G3（kN）
19.8
平衡臂重心至塔身中心距离RG3（m）
6.3
平衡块自重G4（kN）
89.4
平衡块重心至塔身中心距离RG4（m）
11.8
（2）、风荷载标准值ωk（kN/m2）
工程所在地
云南昆明
基本风压ω0（kN/m2）
工作状态
0.2
非工作状态
0.45
塔帽形状和变幅方式
锥形塔帽，小车变幅
地面粗糙度
B类（田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区）
风振系数βz
工作状态
1.59
非工作状态
1.69
风压等效高度变化系数μz
1.32
风荷载体型系数μs
工作状态
1.95
非工作状态
1.95
风向系数α
1.2
塔身前后片桁架的平均充实率α0
0.35
风荷载标准值ωk（kN/m2）
工作状态
0.8×1.2×1.59×1.95×1.32×0.2＝0.79
非工作状态
0.8×1.2×1.69×1.95×1.32×0.45＝1.88
（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）
251+37.4+3.8+19.8+89.4＝401.4
起重荷载标准值Fqk（kN）
60
竖向荷载标准值Fk（kN）
401.4+60＝461.4
水平荷载标准值Fvk（kN）
0.79×0.35×1.6×43＝19.02
倾覆力矩标准值Mk（kN·m）
37.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8+0.9×（690+0.5×19.02×43）＝675.88
非工作状态
竖向荷载标准值Fk'（kN）
Fk1＝401.4
水平荷载标准值Fvk'（kN）
1.88×0.35×1.6×43＝45.27
倾覆力矩标准值Mk'（kN·m）
37.4×22-19.8×6.3-89.4×11.8+0.5×45.27×43＝616.44
（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）
1.2Fk1＝1.2×401.4＝481.68
起重荷载设计值FQ（kN）
1.4FQk＝1.4×60＝84
竖向荷载设计值F（kN）
481.68+84＝565.68
水平荷载设计值Fv（kN）
1.4Fvk＝1.4×19.02＝26.63
倾覆力矩设计值M（kN·m）
1.2×（37.4×22+3.8×11.5-19.8×6.3-89.4×11.8）+1.4×0.9×（690+0.5×19.02×43）＝1008.86
非工作状态
竖向荷载设计值F'（kN）
1.2Fk'＝1.2×401.4＝481.68
水平荷载设计值Fv'（kN）
1.4Fvk'＝1.4×45.27＝63.38
倾覆力矩设计值M'（kN·m）
1.2×（37.4×22-19.8×6.3-89.4×11.8）+1.4×0.5×45.27×43＝934.4
五、桩顶作用效应计算
承台布置
桩数n
4
承台高度h（m）
1.4
承台长l（m）
5
承台宽b（m）
5
承台长向桩心距al（m）
3
承台宽向桩心距ab（m）
3
桩直径d（m）
0.45
承台参数
承台混凝土等级
C25
承台混凝土自重γC（kN/m3）
25
承台上部覆土厚度h'（m）
0
承台上部覆土的重度γ'（kN/m3）
19
承台混凝土保护层厚度δ（mm）
50
配置暗梁
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×（1.4×25+0×19）=875kN
承台及其上土的自重荷载设计值：
G=1.2Gk=1.2×875=1050kN
桩对角线距离：
L=（ab2+al2）0.5=（32+32）0.5=4.24m
1、荷载效应标准组合
轴心竖向力作用下：
Qk=（Fk+Gk）/n=（461.4+875）/4=334.1kN
荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：
Qkmax=（Fk+Gk）/n+（Mk+FVkh）/L
=（461.4+875）/4+（675.88+19.02×1.4）/4.24=499.68kN
Qkmin=（Fk+Gk）/n-（Mk+FVkh）/L
=（461.4+875）/4-（675.88+19.02×1.4）/4.24=168.52kN
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
=（565.68+1050）/4+（1008.86+26.63×1.4）/4.24=650.5kN
Qmin=（F+G）/n-（M+Fvh）/L
=（565.68+1050）/4-（1008.86+26.63×1.4）/4.24=157.34kN
六、桩承载力验算
桩参数
桩混凝土强度等级
C80
桩基成桩工艺系数ψC
0.85
桩混凝土自重γz（kN/m3）
25
桩混凝土保护层厚度б（mm）
35
桩入土深度lt（m）
30
桩配筋
自定义桩身承载力设计值
是
桩身承载力设计值
2400
地基属性
是否考虑承台效应
否
土名称
土层厚度li（m）
侧阻力特征值qsia（kPa）
端阻力特征值qpa（kPa）
抗拔系数
承载力特征值fak（kPa）
杂填土
2.5
0
0
0.7
-
粘性土
2.8
58
965
0.7
-
泥质碳土
2.8
24
965
0.7
-
粘性土
10.5
55
1900
0.7
-
粉土
10.5
55
1900
0.7
-
粉土
11.2
60
2000
0.7
-
1、桩基竖向抗压承载力计算
桩身周长：
u=πd=3.14×0.45=1.41m
桩端面积：
Ap=πd2/4=3.14×0.452/4=0.16m2
Ra=uΣqsia·li+qpa·Ap
=1.41×（1×0+2.8×58+2.8×24+10.5×55+10.5×55+2.4×60）+2000×0.16=2479.09kN
Qk=334.1kN≤Ra=2479.09kN
Qkmax=499.68kN≤1.2Ra=1.2×2479.09=2974.91kN
满足要求！
2、桩基竖向抗拔承载力计算
Qkmin=168.52kN≥0
不需要进行桩基竖向抗拔承载力计算！
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=989mm2
（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=650.5kN
桩身结构竖向承载力设计值：
R=2400kN
满足要求！
（2）、轴心受拔桩桩身承载力
Qkmin=168.52kN≥0
不需要进行轴心受拔桩桩身承载力计算！
七、承台计算
承台配筋
承台底部长向配筋
HRB400
22@120
承台底部短向配筋
HRB400
22@120
承台顶部长向配筋
HRB40
022@120
承台顶部短向配筋
HRB4002
2@120
1、荷载计算
承台有效高度：
h0=1400-50-22/2=1339mm
M=（Qmax+Qmin）L/2=（650.5+（157.34））×4.24/2=1713.69kN·m
X方向：
Mx=Mab/L=1713.69×3/4.24=1211.76kN·m
Y方向：
My=Mal/L=1713.69×3/4.24=1211.76kN·m
2、受剪切计算
V=F/n+M/L=565.68/4+1008.86/4.24=379.21kN
受剪切承载力截面高度影响系数：
βhs=（800/1339）1/4=0.88
塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：
a1b=（ab-B-d）/2=（3-1.6-0.45）/2=0.48m
a1l=（al-B-d）/2=（3-1.6-0.45）/2=0.48m
剪跨比：
λb'=a1b/h0=475/1339=0.35，取λb=0.35；
λl'=a1l/h0=475/1339=0.35，取λl=0.35；
承台剪切系数：
αb=1.75/（λb+1）=1.75/（0.35+1）=1.29
αl=1.75/（λl+1）=1.75/（0.35+1）=1.29
βhsαbftbh0=0.88×1.29×1.27×103×5×1.34=9656.35kN
βhsαlftlh0=0.88×1.29×1.27×103×5×1.34=9656.35kN
V=379.21kN≤min（βhsαbftbh0，βhsαlftlh0）=9656.35kN
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+2×1.34=4.28m
ab=3m≤B+2h0=4.28m，al=3m≤B+2h0=4.28m
角桩位于冲切椎体以内，可不进行角桩冲切的承载力验算！
4、承台配筋计算
（1）、承台底面长向配筋面积
αS1=My/（α1fcbh02）=1211.76×106/（1.05×11.9×5000×13392）=0.011
ζ1=1-（1-2αS1）0.5=1-（1-2×0.011）0.5=0.011
γS1=1-ζ1/2=1-0.011/2=0.995
AS1=My/（γS1h0fy1）=1211.76×106/（0.995×1339×360）=2528mm2
最小配筋率：
ρ=max（0.2,45ft/fy1）=max（0.2,45×1.27/360）=max（0.2,0.16）=0.2%
梁底需要配筋：
A1=max（AS1,ρbh0）=max（2528,0.002×5000×1339）=13390mm2
承台底长向实际配筋：
AS1'=16219mm2≥A1=13390mm2
满足要求！
（2）、承台底面短向配筋面积
αS2=Mx/（α2fcbh02）=1211.76×106/（1.05×11.9×5000×13392）=0.011
ζ2=1-（1-2αS2）0.5=1-（1-2×0.011）0.5=0.011
γS2=1-ζ2/2=1-0.011/2=0.995
AS2=Mx/（γS2h0fy1）=1211.76×106/（0.995×1339×360）=2528mm2
最小配筋率：
ρ=max（0.2,4
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