单桩竖向极限承载力和抗拔承载力计算书

塔吊基础计算书

一、计算参数如下：

非工作状态工作状态

基础所受的水平力H：66.2KN 22.5KN

基础所受的竖向力P：434KN 513KN

基础所受的倾覆力矩M：1683KN.m 1211KN.m 基础所受的扭矩Mk：0 67KN.m

取塔吊基础的最大荷载进行计算,即

F =513KN M =1683KN.m

二、钻孔灌注桩单桩承受荷载：

根据公式:

（注：n为桩根数,a为塔身宽）

带入数据得

单桩最大压力: Qik压＝872.04KN

单桩最大拔力：Qik拔＝-615.54KN

三、钻孔灌注桩承载力计算

1、土层分布情况：

层号

土层名称

土层厚度（m）

侧阻qsia（Kpa）

端阻qpa（Kpa）

抗拔系数λi

4

粉质粘土

0.95

22

/

0.75

5

粉质粘土

4.6

13

/

0.75

7

粉质粘土

5.6

16

/

0.75

8-1

砾砂

7.3

38

1000

0.6

8-2

粉质粘土

8.9

25

500

0.75

8-3

粗砂

4.68

30

600

0.6

8-4a

粉质粘土

4.05

32

750

0.75

桩顶标高取至基坑底标高，取至场地下10m处，从4号土层开始。

2、单桩极限承载力标准值计算：

钻孔灌注桩直径取Ф800，试取桩长为30.0 米，进入8-3层

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）8.5.5条：

单桩竖向承载力特征值计算公式：

式中：Ra---单桩竖向承载力特征值；

qpa,qsia---桩端端阻力，桩侧阻力特征值；

Ap---桩底端横截面面积；

up---桩身周边长度；

li---第i层岩土层的厚度。

经计算：Ra=0.5024×600+2.512×（22×0.95+13×4.6+16×5.6+38×7.3+25×8.9+30×2.65）＝2184.69KN>872.04KN满足要求。

单桩竖向抗拔承载力特征值计算公式：

式中：Ra，---单桩竖向承载力特征值；

λi---桩周i层土抗拔承载力系数；

Gpk ---单桩自重标准值（扣除地下水浮力）

经计算：Ra，＝2.512×（22×0.95×0.75+13×4.6×0.75+16×5.6×0.75+38×7.3×0.6+25

×8.9×0.75+30×2.65×0.6）+0.5024×30×15＝1504.03KN>615.54KN满足要求。

四、桩身混凝土强度（即抗压验算）：

本基础桩基砼拟选用混凝土为水下C30。

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.5.9条公式：

式中：fc --混凝土轴心抗压强度设计值；按现行《混凝土结构设计规范》取值，该工程选用水下C30砼，fc＝14.3N/m2；

Q--相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向力设计值；

Ap--桩身横截面积，该式Ap＝0.5024m2；

ψc---工作条件系数，本工程为水下灌注桩，取0.6。

带入相关数据：

ApfcΨc＝0.5024×106×14.3×0.6＝4310.6KN > Qik压＝872.04KN

满足要求。

五、桩身受拉钢筋配置（即抗拔验算）：

由N≤fyAs

As≥N/fy=(615.54×103)/300=2052mm2

选用9根Φ18钢筋，即AS=2291mm2

六、格构柱计算（格构大样见附图）

已知：N=872.04KN H=9.65M

角钢选用4L140×10，查型钢表s0＝2737mm2，

缀板为400×200×8，截面为450×450

按轴心受压构件进行验算

1、强度验算：

根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）第5.1.1条：

σ=872.04×103/(4×2737)=79.65N/mm2

2、稳定性验算：

根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）第5.1.2-1条：

该格构构件为双轴对称，由式5.1.2-2：

式中：ix――构件截面对主轴x的回转半径

ix＝0.289×45×＝18.39cm

lox――构件对主轴的计算长度，取965cm

故λx＝965/18.39＝52.47

式中，λ1≤40且λ1≤0.5λmax，取0.5λmax＝0.5×48＝24

代入得λox＝（52.472+242）0.5＝57.7

查《钢结构设计规范》附录C-2，得ψ=0.8195

бψ=872.04×103/(0.8195×4×2737)=97.2N/mm2

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