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江苏恒润制药有限公司丙类仓库土建项目泰州腾源产QTZ63塔吊矩形板式桩基础施工方案及计算书一、工程概况及塔吊安装位置⑴、工程名称：江苏恒润制药有限公司高端医药中间体和原料药项目丙类仓库土建⑵、工程所在的地理位置泰兴市沿江大道西侧、疏港路北侧⑶、建筑物的长50米、宽36.5米，最高点25.2米、外形特征：长方形、结构形式：框架、层次：局部4层、占地面积1825.00平方米⑷、建设单位：江苏恒润制药有限公司监理单位：南京工大建设监理咨询有限公司承建单位名称：江苏祥宇建设有限公司。在丙类仓库的南侧中间安装1台泰州腾源产QTZ63塔吊。二、施工场地地质条件本次拟建的丙类仓库，地下基础埋深为±0.00向下3.5m。拟建场地属长江三角洲冲湖积平原，覆盖层厚度超过1.80m，无全新活动断裂。场地稳定性良好，属可进行建设的一般地段。三、塔吊基础根据江苏恒润制药有限公司厂区的地质勘察报告反应，厂区的地基土质不能满足塔吊的承载要求，经验算在丙类仓库南侧塔吊基础下需增加5根苏G03-2012图集中的PHC-400(95)AB管桩。单根桩长19m，桩顶标高-3m；根据施工现场地质勘探报告和塔吊承载力要求，塔吊基础采用桩基础，桩选用本工程地基使用的φ400预应力管桩，以第③层粉细砂土层作为桩端持力层，桩端进③层土不少于2m，桩的中心距为3.2m。桩上部钢筋混凝土承台尺寸为5000×5000×1350。四、塔吊基础设计计算计算依据：1、《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》JGJ/T187-20092、《混凝土结构设计规范》GB50010-20103、《建筑桩基技术规范》JGJ94-20084、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011㈠、塔机属性塔机型号QTZ63(TC5210)-泰州腾源塔机独立状态的最大起吊高度H0(m)40.5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)1.6㈡、塔机荷载1、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)412.2起重荷载标准值Fqk(kN)60竖向荷载标准值Fk(kN)472.2水平荷载标准值Fvk(kN)21.1倾覆力矩标准值Mk(kN·m)988.3非工作状态竖向荷载标准值Fk'(kN)412.2水平荷载标准值Fvk'(kN)57.2倾覆力矩标准值Mk'(kN·m)1280.42、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)1.35Fk1＝1.35×412.2＝556.47起重荷载设计值FQ(kN)1.35Fqk＝1.35×60＝81竖向荷载设计值F(kN)556.47+81＝637.47水平荷载设计值Fv(kN)1.35Fvk＝1.35×21.1＝28.485倾覆力矩设计值M(kN·m)1.35Mk＝1.35×988.3＝1334.205非工作状态竖向荷载设计值F'(kN)1.35Fk'＝1.35×412.2＝556.47水平荷载设计值Fv'(kN)1.35Fvk'＝1.35×57.2＝77.22倾覆力矩设计值M'(kN·m)1.35Mk＝1.35×1280.4＝1728.54㈢、桩顶作用效应计算承台布置桩数n5承台高度h(m)1.35承台长l(m)5承台宽b(m)5承台长向桩心距al(m)3.2承台宽向桩心距ab(m)3.2承台参数承台混凝土等级C35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配置暗梁否承台底标高d1(m)-3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×(1.35×25+0×19)=843.75kN承台及其上土的自重荷载设计值：G=1.2Gk=1.2×843.75=1012.5kN桩对角线距离：L=(ab2+al2)0.5=(3.22+3.22)0.5=4.525m1、荷载效应标准组合轴心竖向力作用下：Qk=(Fk+Gk)/n=(412.2+843.75)/5=251.19kN荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：Qkmax=(Fk+Gk)/n+(Mk+FVkh)/L=(412.2+843.75)/5+(1280.4+57.2×1.35)/4.525=551.184kNQkmin=(Fk+Gk)/n-(Mk+FVkh)/L=(412.2+843.75)/5-(1280.4+57.2×1.35)/4.525=-48.804kN2、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=(556.47+1012.5)/5+(1728.54+77.22×1.35)/4.525=718.787kNQmin=(F+G)/n-(M+Fvh)/L=(556.47+1012.5)/5-(1728.54+77.22×1.35)/4.525=-91.199kN㈣、桩承载力验算桩参数桩类型预应力管桩预应力管桩外径d(mm)400预应力管桩壁厚t(mm)95桩混凝土强度等级C60桩基成桩工艺系数ψC0.75桩混凝土自重γz(kN/m3)25桩混凝土保护层厚度б(mm)35桩底标高d2(m)-21桩有效长度lt(m)19桩端进入持力层深度hb(m)5桩配筋桩身预应力钢筋配筋65015Φ10.7桩身承载力设计值7089.221桩裂缝计算桩裂缝计算钢筋弹性模量Es(N/mm2)200000法向预应力等于零时钢筋的合力Np0(kN)100预应力钢筋相对粘结特性系数V0.8最大裂缝宽度ωlim(mm)0.2裂缝控制等级三级地基属性地下水位至地表的距离hz(m)1.33自然地面标高d(m)3.1是否考虑承台效应是承台效应系数ηc0.1土名称土层厚度li(m)侧阻力特征值端阻力特征值抗拔系数承载力特征值qsia(kPa)qpa(kPa)fak(kPa)素填土2.8700.660细砂8.43000.8110粘性土13.65528000.81701、桩基竖向抗压承载力计算桩身周长：u=πd=3.14×0.4=1.257mhb/d=5×1000/400=12.55λp=0.8空心管桩桩端净面积：Aj=π[d2-(d-2t)2]/4=3.14×[0.42-(0.4-2×0.1)2]/4=0.094m2空心管桩敞口面积：Ap1=π(d-2t)2/4=3.14×(0.4-2×0.1)2/4=0.031m2承载力计算深度：min(b/2,5)=min(5/2,5)=2.5mfak=(2.5×110)/2.5=275/2.5=110kPa承台底净面积：Ac=(bl-n(Aj+Ap1))/n=(5×5-5×(0.094+0.031))/5=4.874m2复合桩基竖向承载力特征值：Ra=ψuΣqsia·li+qpa·(Aj+λpAp1)+ηcfakAc=0.8×1.257×(6.1×30+12.9×55)+2800×(0.094+2×0.031)+0.1×110×4.874=1390.68kNQk=251.19kN≤Ra=1390.68kNQkmax=551.184kN≤1.2Ra=1.2×1390.68=1668.815kN满足要求！2、桩基竖向抗拔承载力计算Qkmin=-48.804kN0按荷载效应标准组合计算的桩基拔力：Qk'=48.804kN桩身位于地下水位以下时，位于地下水位以下的桩自重按桩的浮重度计算，桩身的重力标准值：Gp=lt(γz-10)Aj=19×(25-10)×0.094=26.861kNRa'=ψuΣλiqsiali+Gp=0.8×1.257×(0.8×6.1×30+0.8×12.9×55)+26.861=744.652kNQk'=48.804kN≤Ra'=744.652kN满足要求！3、桩身承载力计算纵向预应力钢筋截面面积：Aps=nπd2/4=15×3.142×10.72/4=1349mm2(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=718.787kN桩身结构竖向承载力设计值：R=7089.221kNQ=718.787kN≤7089.221kN满足要求！(2)、轴心受拔桩桩身承载力荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值：Q'=-Qmin=91.199kNfpyAps=(650×1348.804)×10-3=876.722kNQ'=91.199kN≤fpyAps=876.722kN满足要求！4、裂缝控制计算裂缝控制按三级裂缝控制等级计算。(1)、纵向受拉钢筋配筋率有效受拉混凝土截面面积：Ate=π[d2-(d-2t)2]/4=3.14×[4002-(400-2×100)2]/4=94248mm2Aps/Ate=1348.804/94248=0.014≥0.01取ρte=0.014(2)、纵向钢筋等效应力σsk=(Qk'-Np0)/Aps=(48.804×103-100×103)/1348.804=-37.956N/mm2(3)、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ=1.1-0.65ftk/(ρteσsk)=1.1-0.65×2.85/(0.014×37.956)=4.51取ψ=1(4)、受拉区纵向钢筋的等效直径dep=Σnidi2/Σniνidi=(15×10.72)/(15×0.8×10.7)=5.229mm(5)、最大裂缝宽度ωmax=αcrψσsk(1.9c+0.08dep/ρte)/Es=2.2×1×37.956×(1.9×35+0.08×5.229/0.014)/200000=0.04mm≤ωlim=0.2mm满足要求！㈤、承台计算承台配筋承台底部长向配筋HRB300Φ20@160承台底部短向配筋HRB300Φ20@160承台顶部长向配筋HRB300Φ18@160承台顶部短向配筋HRB300Φ18@1601、荷载计算承台有效高度：h0=1350-50-20/2=1290mmM=(Qmax+Qmin)L/2=(718.787+(-91.199))×4.525/2=1420.07kN·mX方向：Mx=Mab/L=1420.07×3.2/4.525=1004.141kN·mY方向：My=Mal/L=1420.07×3.2/4.525=1004.141kN·m2、受剪切计算V=F/n+M/L=556.47/5+1728.54/4.525=493.251kN受剪切承载力截面高度影响系数：βhs=(800/1290)1/4=0.887塔吊边缘至角桩内边缘的水平距离：a1b=(ab-B-d)/2=(3.2-1.6-0.4)/2=0.6ma1l=(al-B-d)/2=(3.2-1.6-0.4)/2=0.6m剪跨比：λb'=a1b/h0=600/1290=0.465，取λb=0.465；λl'=a1l/h0=600/1290=0.465，取λl=0.465；承台剪切系数：αb=1.75/(λb+1)=1.75/(0.465+1)=1.194αl=1.75/(λl+1)=1.75/(0.465+1)=1.194βhsαbftbh0=0.887×1.194×1.57×103×5×1.29=10733.723kNβhsαlftlh0=0.887×1.194×1.57×103×5×1.29=10733.723kNV=493.251kN≤min(βhsαbftbh0，βhsαlftlh0)=10733.723kN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+2×1.29=4.18mab=3.2m≤B+2h0=4.18m，al=3.2m≤B+2h0=4.18m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)=1004.141×106/(1.03×16.7×5000×12902)=0.007ζ1=1-(1-2αS1)0.5=1-(1-2×0.007)0.5=0.007γS1=1-ζ1/2=1-0.007/2=0.996AS1=My/(γS1h0fy1)=1