塔吊四桩基础计算书
品茗软件大厦工程；工程建设地点：长沙市芙蓉路新建西路口；属于*****结构；地上***层；地下***层；建筑高度：***m；标准层层高：***m ；总建筑面积：***平方米；总工期：***天。
本工程由*****房开公司投资建设，*****设计院设计，******勘察单位地质勘察，*****监理公司监理，****施工单位组织施工；由***担任项目经理，***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。
一、塔吊的基本参数信息
塔吊型号：QTZ63， 塔吊起升高度H：101.000m， 塔身宽度B：2.5m， 基础埋深D：1.500m， 自重F1：450.8kN， 基础承台厚度Hc：1.000m， 最大起重荷载F2：60kN， 基础承台宽度Bc：5.000m， 桩钢筋级别:HRB335， 桩直径或者方桩边长：0.800m， 桩间距a：4m， 承台箍筋间距S：200.000mm， 承台混凝土的保护层厚度：50mm， 承台混凝土强度等级：C30； 额定起重力矩是：630kN·m， 基础所受的水平力：30kN， 标准节长度：2.5m，
主弦杆材料：角钢/方钢, 宽度/直径c：120mm， 所处城市：湖南长沙市， 基本风压ω0：0.35kN/m2，
地面粗糙度类别为：C类 有密集建筑群的城市郊区，风荷载高度变化系数μz：2.03 。
二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算
塔吊自重（包括压重）F1=450.80kN；
塔吊最大起重荷载F2=60.00kN；
作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=510.80kN；
1、塔吊风荷载计算
依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中风荷载体型系数： 地处湖南长沙市，基本风压为ω0=0.35kN/m2； 查表得：荷载高度变化系数μz=2.03； 挡风系数计算：
φ=[3B+2b+(4B2+b2)1/2]c/(Bb)=[(3×2.5+2×2.5+(4×2.52+2.52)0.5)×0.12]/(2.5×2.5)=0.347；
因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.305； 高度z处的风振系数取：βz=1.0； 所以风荷载设计值为：
ω=0.7×βz×μs×μz×ω0=0.7×1.00×2.305×2.03×0.35=1.147kN/m2；
2、塔吊弯矩计算
风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：
Mω=ω×φ×B×H×H×0.5=1.147×0.347×2.5×101×101×0.5=5078.007kN·m； Mkmax＝Me＋Mω＋P×hc＝630＋5078.007＋30×1＝5738.01kN·m；
三、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算
1. 桩顶竖向力的计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。
Nik= (Fk+Gk)/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2； 其中 n──单桩个数，n=4；
Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力标准值，Fk=510.80kN；
Gk──桩基承台的自重标准值：Gk=25×Bc×Bc×Hc=25×5.00×5.00×1.00=625.00kN；
Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值，取5738.01kN·m； xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/20.5=2.83m； Nik──单桩桩顶竖向力标准值； 经计算得到单桩桩顶竖向力标准值
最大压力：Nkmax=(510.80+625.00)/4+5738.01×2.83/(2×2.832)=1298.30kN。 最小压力：Nkmin=(510.80+625.00)/4-5738.01×2.83/(2×2.832)=-730.40kN。 需要验算桩的抗拔！
2. 承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.2条。 Mx = ∑Niyi My = ∑Nixi
其中 Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.75m； Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=1.2×(Nkmax-Gk/4)=1370.46kN；
经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2×1370.46×0.75=2055.68kN·m。
四、承台截面主筋的计算
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。 αs = M/(α1fcbh02) δ = 1-(1-2αs)1/2 γs = 1-δ/2 As = M/(γsh0fy)
式中，αl──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00；
fc──混凝土抗压强度设计值查表得14.30N/mm2； ho──承台的计算高度：Hc-50.00=950.00mm； fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；
经过计算得：αs=2055.68×106/(1.00×14.30×5000.00×950.002)=0.032； ξ =1-(1-2×0.032)0.5=0.032； γs =1-0.032/2=0.984；
Asx =Asy =2055.68×106/(0.984×950.00×300.00)=7331.63mm2。 由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为: 5000.00×1000.00×0.15%=7500.00mm2。 建议配筋值：HRB335
18@160。承台底面单向根数30根。实际配筋值7635mm2。
五、承台截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.9条，承台斜截面受剪承载力满足下面公式：
V≤βhsαftb0h0
其中，b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm；
λ──计算截面的剪跨比，λ=a/h0，此处，a=0.43m；当 λ<0.25时，取λ=0.25；当 λ>3时,取λ=3，得λ=0.453；
βhs──受剪切承载力截面高度影响系数，当h0＜800mm时，取h0=800mm，h0
＞2000mm时，取h0=2000mm，其间按内插法取值，βhs=(800/950)1/4=0.958；
α──承台剪切系数，α=1.75/(0.453+1)=1.205；
0.958×1.205×1.43×5000×950=7838.876kN≥1.2×1298.296=1557.956kN； 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！
六、桩竖向极限承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.1条： 桩的轴向压力设计值中最大值Nk=1298.296kN； 单桩竖向极限承载力标准值公式： Quk=u∑qsikli+qpkAp
u──桩身的周长，u=2.513m； Ap──桩端面积,Ap=0.503m2；
各土层厚度及阻力标准值如下表:
序号 土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 抗拔系数 土名称 1 2.00 55.00 825.00 0.80 粘性土 2 3.00 50.00 965.00 0.70 粉土或砂土
3 8.00 70.00 1265.00 0.70 密实粉土
由于桩的入土深度为12.00m,所以桩端是在第3层土层。
单桩竖向承载力验算: Quk=2.513×750+1265×0.503=2520.814kN； 单桩竖向承载力特征值：R=Ra=Quk/2=2520.814/2=1260.407kN； Nk=1298.296kN≤1.2R=1.2×1260.407=1512.488kN； 桩基竖向承载力满足要求！
七、桩基础抗拔验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.4.5条。 群桩呈非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值： Tuk=Σλiqsikuili
其中：Tuk──桩基抗拔极限承载力标准值；
ui──破坏表面周长，取ui=πd=3.142 ×0.8=2.513m； qsik ──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值；
λi ──抗拔系数，砂土取0.50～0.70，粘性土、粉土取0.70～0.80，桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值；
li──第i层土层的厚度。
经过计算得到：Tuk=Σλiqsikuili=1347.11kN；
群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值： Tgk=（ulΣλiqsikli）/4= 2572.80kN
ul ──桩群外围周长，ul = 4×（4+0.8)=19.20m； 桩基抗拔承载力公式： Nk≤ Tgk/2+Ggp Nk≤ Tuk/2+Gp
其中 Nk - 桩基上拔力设计值，Nk=730.40kN；
Ggp - 群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数，Ggp =1382.40kN；
Gp - 基桩自重设计值，Gp =150.80kN； Tgk/2+Ggp=2572.8/2+1382.4=2668.8kN > 730.396kN； Tuk/2+Gp=1347.115/2+150.796=824.354kN > 730.396kN； 桩抗拔满足要求。
八、桩配筋计算
1、桩构造配筋计算
As=πd2/4×0.65%=3.14×8002/4×0.65%=3267mm2；
2、桩抗压钢筋计算
经过计算得到桩顶竖向极限承载力验算满足要求,只需构造配筋！
3、桩受拉钢筋计算
依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.4条正截面受拉承载力计算。 N ≤ fyAs
式中：N──轴向拉力设计值，N=730396.45N；
fy──钢筋强度抗压强度设计值，fy=300.00N/mm2； As──纵向普通钢筋的全部截面积。 As=N/fy=730396.45/300.00=2434.65mm2 建议配筋值：HRB335钢筋，29
12。实际配筋值3279.9 mm2。
依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-2008)，
箍筋采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200~300mm；受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内箍筋应加密；间距不应大于100mm；当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密；当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。