单桩基础计算书

单桩基础计算书
梁平县福龙苑工程；工程建设地点：大河坝；属于框剪结构；地上9层；地下0层；建筑高度：27m；标准层层高：3m；总建筑面积：3227.47平方米；总工期：210天。

本工程由重庆市琦胜房地产开发有限公司投资建设，重庆鹏厦建筑设计有限责任公司设计，重庆轻工天丰岩土工程有限公司勘察，重庆金山建设监理有限公司监理，重庆坤立建筑工程有限公司组织施工；由周中国担任项目经理，曹家龙担任技术负责人。

本计算书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）等编制。

一. 参数信息
塔吊型号：QTZ40，塔吊自重(包括压重)G: 280.400 kN，最大起重荷载Q: 40.000 kN，塔吊起升高度H: 22.000 m，
塔身宽度B: 2.500 m，桩顶面水平力 H0: 15.000 kN，
混凝土的弹性模量E c：28000.000 N/mm2，地基土水平抗力系数m：24.500 MN/m4，混凝土强度: C35，
桩直径d: 1.200 m，保护层厚度: 100.000 mm，
桩钢筋级别：HRB335，桩钢筋直径：14.00 mm，
塔吊倾覆力矩M：2555.92 kN·m；
二. 塔吊对交叉梁中心作用力的计算
1. 塔吊自重(包括压重)G = 280.400 kN
2. 塔吊最大起重荷载Q = 40.000 kN
作用于塔吊的竖向力设计值 F = 1.2×280.400 + 1.2×40.000 = 384.480 kN 风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：Mkmax=2555.92kN·m
三. 桩身最大弯矩计算
计算简图：
1. 按照m法计算桩身最大弯矩：
计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008的第5.4.5条，并参考《桩基础的设计方法与施工技术》。

(1) 计算桩的水平变形系数 (1/m):
其中 m──地基土水平抗力系数，取 24.500 MN/m4；
b0──桩的计算宽度，b0= 0.9×(1.200+1)= 1.980 m；
E──抗弯弹性模量，取 28000.000 N/mm2；
I──截面惯性矩，I=π×1.2004 /64= 0.102m4；
经计算得到桩的水平变形系数:
α = (24.500×106×1.980/(28000.000×106×0.102))1/5 = 0.443
(2) 计算 C I:
C I = 0.443×3578.288/15.000 = 105.628
= 1.002, h- = az = 0.126
(3) 由 C I查表得：C
Ⅱ
(4) 计算 Mmax:
×M o = 1.002×3578.288 = 3584.700 kN·m
M max= C
Ⅱ
(5) 计算最大弯矩深度 :z= h-/α= 0.126/0.443 = 0.285m ；
四.桩配筋计算
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.3.8条。

沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土偏心受压构件，其截面受压承载
力计算：
(1) 偏心受压构件，其偏心矩增大系数按下式计算：
式中 l0──桩的计算长度，取 l0 = 9.000 m；
h──截面高度，取 h = 1.200 m ；
e0──轴向压力对截面重心的偏心矩，取 e0=9.324 m；
e a──附加偏心矩，取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的最大值， e a=0.040 m；
e i=e0+e a=9.324+0.040=9.364 m;
h0──截面有效高度，取 h0 = 1.200 - 100.000×10-3 = 1.100 m；
ξ1──偏心受压构件的截面曲率修正系数：
解得：ξ1=0.5×16.700 ×1.131×106/(384.480×103)=24.562
由于ξ1大于1，取ξ1 = 1 ；
A──构件的截面面积，取 A=π×d2 /4 =1.131 m2；
ξ2──构件长细比对截面曲率的影响系数,l0/h小于15，ξ2= 1.0；
经计算偏心增大系数η= 1.005 ；
(2) 偏心受压构件应符合下例规定：
式中 A s──全部纵向钢筋的截面面积；
r──圆形截面的半径，取 r=0.600 m；
r s──纵向钢筋重心所在圆周的半径，取 r s=0.093 m；
α──对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值，取α= 0.495；
αt──中断纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值，当α≤0.625时，按下式计算:
解得：αt = 0.26;
由以上公式解得：A s= 788992.503 mm2。

构造柱配筋：
A s=πd2 /4×0.2%=3.14×12002/4×0.2%=2262mm2
建议配筋值：HRB335钢筋，14Ф14。

实际配筋值79104.6 mm2 。

五.桩竖向极限承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2条；
桩竖向极限承载力验算应满足下面的公式：
最大压力:
其中γ0──桩基重要性系数，取1.1；
Q sk──单桩总极限侧阻力标准值；
Q pk──单桩总极限端阻力标准值:
q sik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按下表取值；
q pk──极限端阻力标准值，按下表取值；
u──桩身的周长，u=3.770m；
A p──桩端面积,取A p=1.131m2；
l i──第i层土层的厚度,取值如下表；
厚度及侧阻力标准值表如下:
序号土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称
1 6.00 20.00 825.00 粘性土
2 10.00 25.00 965.00 粉土或砂土由于桩的入土深度为9.00m,所以桩端是在第2层土层。

最大压力验算:
R=3.77×(6.00×20.00+3.00×25.00)/1.65+965.00×1.131/1.65=1.11×103kN；γ0 N=1.1×384.48=422.93kN≤R=1106.983kN
竖向极限承载力满足要求！。