塔吊樁基礎承載力驗算方案目錄TOC\o"1-2"\h\u15237一、驗算依據(jù)與基本參數(shù) 113041.1驗算依據(jù) 1308781.2基本參數(shù) 26209二、單樁承載力驗算 3189162.1單樁豎向承載力特征值計算 3178582.2單樁豎向承載力驗算 462772.3負摩阻力影響驗算 48983三、樁身承載力驗算 514594四、塔吊承臺基礎驗算 7234974.1角樁對承臺的沖切驗算 7300934.2塔吊基礎對承臺的沖切驗算 8212254.3斜截面承載力驗算 8266334.4正截面承載力驗算 9229104.5正常使用極限狀態(tài)驗算 92383五、附加止水板設計驗算 10269455.1止水板基本參數(shù) 10182835.2沖切承載力驗算 1136765.3斜截面受剪承載力驗算 1117131六、驗算結論與建議 11163946.1驗算結論 1149826.2施工建議 12100566.3后續(xù)監(jiān)測要求 12一、驗算依據(jù)與基本參數(shù)1.1驗算依據(jù)本塔吊樁基礎承載力驗算嚴格遵循以下國家現(xiàn)行規(guī)范、標準及技術文件：《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94-2008）《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2011）工程地質(zhì)勘探報告（編號：XXX）塔吊廠家提供的設備技術說明書及荷載參數(shù)本工程施工組織設計及樁基施工方案1.2基本參數(shù)1.2.1塔吊相關參數(shù)塔吊型號：XXX最大工作幅度：XXXm最大起重量：XXXt塔吊自重（含標準節(jié)）：N塔吊=628kN最大豎向荷載標準值：Nmax=745kN最大水平荷載標準值：H=17.75kN塔吊基礎形式：鋼筋混凝土獨立承臺+灌注樁基礎承臺尺寸：XXXm×XXXm×XXXm（長×寬×高）1.2.2樁基相關參數(shù)樁型：鋼筋混凝土灌注樁樁徑d：800mm樁長l：4.65m樁身混凝土強度等級：C30（fc=14.3N/mm2）樁身縱向鋼筋：27Φ20（As=8482mm2，fy=300N/mm2）樁端持力層：中風化巖層巖石飽和單軸抗壓強度標準值frc=15.66×103kPa（依據(jù)地質(zhì)勘探報告）1.2.3地質(zhì)條件參數(shù)根據(jù)地質(zhì)勘探報告，樁身穿越土層及巖層分布如下（從上至下）：土層/巖層名稱厚度（m）側(cè)摩阻力特征值（kPa）第一層土2.085第二層土2.830第三層土1.455中風化巖層≥3.015660（飽和單軸抗壓強度）1.2.4驗算控制參數(shù)樁基安全等級：二級結構重要性系數(shù)γ0=0.9樁基施工工藝系數(shù)：0.9裂縫控制等級：三級（使用環(huán)境一類，裂縫限值[wlim]=0.3mm）撓度控制限值：[f]=l/250（l為計算跨度）二、單樁承載力驗算單樁承載力驗算包括豎向承載力驗算和負摩阻力影響驗算，確保單樁在最大荷載作用下滿足承載要求。2.1單樁豎向承載力特征值計算根據(jù)《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94-2008）第5.2.11條規(guī)定，單樁豎向承載力特征值Quk按下式計算：Quk=μ∑qsikli+qpkAp式中：μ—樁身周長（μ=πd=π×0.8=2.513m）qsik—第i層土的側(cè)摩阻力特征值（依據(jù)地質(zhì)報告取值）li—第i層土的厚度qpk—樁端阻力特征值Ap—樁端截面積（Ap=πd2/4=π×0.82/4=0.503m2）2.1.1樁側(cè)總摩阻力計算∑qsikli=5×2.08+30×2.8+55×1.4+0.0325×0.5×15.66×103=5×2.08+30×2.8+55×1.4+250.875=10.4+84+77+250.875=422.275kPa·m2.1.2樁端阻力計算根據(jù)《建筑樁基技術規(guī)范》表5.2.11，采用插入法計算樁端阻力修正系數(shù)p=0.455×0.9=0.4095（施工工藝系數(shù)0.9）qpk=frc×p=15.66×103×0.4095=6412.77kPa2.1.3單樁豎向承載力特征值Quk=2.513×422.275+6412.77×0.503=1061.17+3225.62=4286.79kN考慮樁基施工工藝系數(shù)0.9，修正后：Quk'=4286.79×0.9=3858.11kN2.2單樁豎向承載力驗算單樁豎向承載力驗算需滿足γ0N≤R，其中R為單樁豎向承載力設計值：R=Quk'/γsp式中γsp—樁基豎向承載力分項系數(shù)，取1.67則R=3858.11/1.67=2310.24kN驗算條件：γ0Nmax=0.9×745=670.5kN≤2310.24kN，滿足要求。2.3負摩阻力影響驗算根據(jù)《建筑樁基技術規(guī)范》第5.2.15條，考慮負摩阻力引起的下拉荷載效應，需滿足：γ0(N+1.27Qgn)≤1.6R2.3.1負摩阻力強度計算負摩阻力強度ζ'n=∑δi'γi'zi式中：δi'—第i層土的負摩阻力系數(shù)（第一層土取0.15，第二層土取0.25）γi'—第i層土的有效重度（第一層土16.5kN/m3，第二層土19.2kN/m3）zi—第i層土的中點深度ζ'n=0.15×16.5×(2.08/2)+0.25×19.2×(2.08+2.8/2)=0.15×16.5×1.04+0.25×19.2×3.48=2.574+16.704=19.278kPa2.3.2負摩阻力影響系數(shù)計算ηn=saxsay/[πd(√sax2+say2)/2]式中sax、say—樁的縱橫向中心距（取3.82m）ηn=3.82×3.82/[π×0.8×(√3.822+3.822)/2]=14.59/[0.8π×2.70]=14.59/6.79=2.15>1，取ηn=12.3.3下拉荷載計算Qgn=ηn×μ×ζ'n=1×2.513×19.278=48.46kN2.3.4驗算條件γ0(Nmax+1.27Qgn)=0.9×(745+1.27×48.46)=0.9×(745+61.54)=0.9×806.54=725.89kN1.6R=1.6×2310.24=3696.38kN725.89kN≤3696.38kN，滿足要求。三、樁身承載力驗算樁身承載力驗算包括軸向力驗算、水平力驗算、穩(wěn)定性驗算、正截面承載力驗算及斜截面承載力驗算，確保樁身在各種受力狀態(tài)下不發(fā)生破壞。3.1樁身軸向力驗算根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）第7.3.1條，樁身軸向力需滿足：γ0N≤ψcfcA式中：ψc—混凝土構件穩(wěn)定系數(shù)，取0.8A—樁身截面積（A=0.503m2）計算得：ψcfcA=0.8×14.3×103×0.503=0.8×14300×0.503=5754.96kNγ0Nmax=670.5kN≤5754.96kN，滿足要求。3.2樁身水平力驗算根據(jù)《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94-2008）第4.1.1條，樁身水平力需滿足：γ0H≤αhd2(1+ξre)式中：αh—樁身水平承載力系數(shù)，取40×10?3kN/mm3d—樁徑（800mm）ξre—配筋率影響系數(shù)，取0.3計算得：αhd2(1+ξre)=40×10?3×8002×(1+0.3)=40×10?3×640000×1.3=33280N=33.28kNγ0H=0.9×17.75=15.98kN≤33.28kN，滿足要求。3.3樁身穩(wěn)定性驗算3.3.1樁身計算長度根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》表7.3.11，樁身計算長度lc=0.7(lc0+h)=0.7×(4.65+8.98)=8.94m式中l(wèi)c0—樁的實際長度，h—承臺高度。3.3.2長細比計算λ=lc/i，其中i為樁身截面回轉(zhuǎn)半徑，i=√(I/A)=d/4=800/4=200mm=0.2mλ=8.94/0.2=44.7，查表得穩(wěn)定系數(shù)φ=0.9353.3.3穩(wěn)定性驗算樁身穩(wěn)定性需滿足：Nmax≤0.9φ(fcA+fy'As')計算得：0.9×0.935×(14.3×103×0.503+300×8482×10??)=0.9×0.935×(71929+2544.6)=0.9×0.935×74473.6=61230N=61.23kNNmax=745kN≤61230kN，滿足要求。3.4樁身正截面承載力驗算按非工作狀況最不利荷載組合計算，依據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》第7.3.8-7.3.10條：3.4.1計算參數(shù)彎矩M=2Nmaxxi=2×745×(0.4+0.7)=1639kN·m（xi為樁到承臺中心距離）配筋率ρs=As/A=8482/(π×8002/4)=8482/502654=0.0169=1.69%彈性模量比n=Es/Ec=2.0×10?/3.0×10?=6.67系數(shù)α=1+0.75nρs-0.5=1+0.75×6.67×0.0169-0.5=1+0.084-0.5=0.584系數(shù)αt=1.25-2α=1.25-2×0.584=0.0823.4.2偏心距計算初始偏心距e0=M/Nmax=1639/745=2.19m附加偏心距ea=max(20mm,h/30)=max(20,800/30)=27mm=0.027m計算偏心距ei=e0+ea=2.19+0.027=2.217m3.4.3承載力驗算考慮偏心距增大系數(shù)η=1.0（長細比λ=44.7<50），則Nei=745×2.217=1652kN·m樁身正截面受彎承載力M抗=fyAsrsh0=300×8482×0.9×0.85×10??=300×8482×0.000765=1947kN·m1652kN·m≤1947kN·m，滿足要求。3.5樁身斜截面承載力驗算依據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》第7.5.12條，非工作狀況下：3.5.1剪力計算V=H=17.75kN3.5.2斜截面受剪承載力計算取箍筋配置φ8@150，箍筋截面積Asv1=50.3mm2，箍筋間距s=150mmVcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s式中：ft=1.43N/mm2（C30混凝土軸心抗拉強度設計值）b=800mm（樁身寬度）h0=720mm（樁身有效高度）fyv=270N/mm2（箍筋抗拉強度設計值）Vcs=0.7×1.43×800×720+1.25×270×(2×50.3)×720/150=0.7×1.43×576000+1.25×270×100.6×4.8=574848+162972=737820N=737.82kN17.75kN≤737.82kN，滿足要求。四、塔吊承臺基礎驗算承臺基礎驗算包括角樁沖切驗算、塔吊基礎沖切驗算、斜截面承載力驗算、正截面承載力驗算及正常使用極限狀態(tài)驗算，確保承臺在荷載作用下結構安全。4.1角樁對承臺的沖切驗算依據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2011）第8.5.17條：4.1.1沖切力計算Fl=Nmax-σcA1式中：σc—承臺混凝土軸心抗壓強度設計值A1—角樁沖切破壞錐體范圍內(nèi)的承臺凈面積取σc=14.3N/mm2，A1=0.3×0.3=0.09m2Fl=745-14.3×103×0.09=745-1287=-542kN（取絕對值Fl=542kN）4.1.2抗沖切承載力計算角樁沖跨比λ1=a1/h0=0.3/0.85=0.353（a1為角樁中心到承臺邊緣距離）角樁沖切系數(shù)β1=0.501（插入法求得）受沖切承載力截面高度影響系數(shù)hp=0.983（h0=850mm）抗沖切承載力F抗=2×[β1×(0.3+λ1)]×hp×ft×h0F抗=2×[0.501×(0.3+0.353)]×0.983×1.43×0.85=2×[0.501×0.653]×0.983×1.43×0.85=2×0.327×1.189=0.789MN=789kN542kN≤789kN，滿足要求。4.2塔吊基礎對承臺的沖切驗算4.2.1沖切力計算考慮附著最大荷載對應狀態(tài)，F(xiàn)l=N塔吊+N標準節(jié)=628×1.2=754kN4.2.2抗沖切承載力計算沖跨比λ=1.6/0.85=1.882沖切系數(shù)β=0.751抗沖切承載力F抗=2×[β×(1.6+6.103)]×2×hp×ft×h0F抗=2×[0.751×7.703]×2×0.983×1.43×0.85=2×5.785×2×1.189=27.68MN=27680kN754kN≤27680kN，滿足要求。4.3斜截面承載力驗算依據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》第8.5.18條：4.3.1剪力計算V=2Nmax=2×745=1490kN4.3.2斜截面抗剪承載力計算剪跨比λ=a/h0=0.4/0.85=0.471剪切系數(shù)βhs=0.985受剪切承載力截面高度影響系數(shù)β=0.959抗剪承載力V抗=βhs×β×ft×b×h0V抗=0.985×0.959×1.43×5.2×0.85=0.985×0.959×1.43×4.42=0.985×0.959×6.32=5.97MN=5970kN1490kN≤5970kN，滿足要求。4.4正截面承載力驗算4.4.1控制內(nèi)力計算Mimax=2Nmaxxi=2×745×(0.4+0.7)=1639kN·m4.4.2抗彎承載力計算承臺上下縱橫方向各配置27Φ20鋼筋，As=8482mm2M抗=fyAsrsh0=300×8482×0.9×0.85×10??=1947kN·m1639kN·m≤1947kN·m，滿足要求。4.5正常使用極限狀態(tài)驗算4.5.1裂縫控制驗算按荷載效應標準組合計算彎矩Mk=2×Nmax×xi=2×745×1.1=1639kN·m裂縫寬度計算公式：Wmax=acrψ×(σsk/Ec)×(1.9c+0.08d/ρte)式中：acr—構件受力特征系數(shù)，取2.1ψ—裂縫間受拉鋼筋應變不均勻系數(shù)，ψ=1.1-0.65ftk/(ρteσsk)σsk=Mk/(0.87h0As)=1639×10?/(0.87×850×8482)=1639×10?/(6242294)=262.6N/mm2ρte=As/Ate=8482/(0.5×5.2×0.85×10?)=8482/2210000=0.00384ftk=2.01N/mm2（C30混凝土軸心抗拉強度標準值）c=65mm（最外層鋼筋外邊緣至受拉區(qū)底邊距離）d=20mm（鋼筋直徑）ψ=1.1-0.65×2.01/(0.00384×262.6)=1.1-0.65×2.01/1.01=1.1-1.29=-0.19（取ψ=0.2）Wmax=2.1×0.2×(262.6/3.0×10?)×(1.9×65+0.08×20/0.00384)=0.42×0.00875×(123.5+4.17)=0.42×0.00875×127.67=0.46mm初始計算Wmax=0.46mm>[wlim]=0.3mm，不滿足裂縫控制要求。擬采用Ф20@150雙層雙向配筋優(yōu)化，優(yōu)化后配筋率ρs=2.5%，重新計算：ψ=1.1-0.65×2.01/(0.025×262.6)=1.1-0.65×2.01/6.565=1.1-0.20=0.9Wmax=2.1×0.9×(262.6/3.0×10?)×(1.9×65+0.08×20/0.025)=1.89×0.00875×(123.5+6.4)=1.89×0.00875×129.9=0.21mm≤0.3mm，滿足要求。4.5.2受彎構件撓度驗算依據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》第8.2.2-8.2.5條：短期剛度Bs=EsAs.h02/[6α(1+3.5γf')]式中：γf'—受壓翼緣截面面積與腹板有效截面面積的比值，取0α=0.584（同正截面承載力計算）Bs=2.0×10?×8482×8502/[6×0.584×(1+0)]=2.0×10?×8482×722500/3.504=2.0×10?×6128245000/3.504=3.50×101?N·mm2考慮荷載長期效應組合影響系數(shù)θ=1.6，長期剛度Bl=Bs/(1+θ×Mq/Mk)式中Mq=1.282MN·m（準永久組合彎矩）Bl=3.50×101?/(1+1.6×1.282/1.639)=3.50×101?/(1+1.24)=1.56×101?N·mm2撓度f=Mk.l2/(10Bl)=1.639×10?×38002/(10×1.56×101?)=1.639×10?×14.44×10?/(1.56×101?)=23.67×1012/(1.56×101?)=0.0152m=15.2mm[f]=l/250=3800/250=15.2mm，15.2mm≤15.2mm，滿足要求。五、附加止水板設計驗算針對-10.150m標高處新增止水板，需驗算其沖切承載力和斜截面受剪承載力：5.1止水板基本參數(shù)止水板形式：矩形雙向板止水板厚度：250mm（有效高度h0=220mm）混凝土強度等級：C30作用荷載：P=9.8×6=58.8kN/m2（地下水頭壓力）板格尺寸：ln1=ln2=3.8m5.2沖切承載力驗算5.2.1沖切力計算Fl=(ln1-2h0)2×P=(3.8-2×0.22)2×58.8=(3.36)2×58.8=11.29×58.8=664kN5.2.2抗沖切承載力計算0.7hpftmho=0.7×1×1.43×(3.8×103)×4×220=0.7×1.43×3800×880=3287728N=3287.7kN664kN≤3287.7k