四桩基础计算书
一、塔吊的基本参数信息
塔吊型号：QTZ80， 塔吊起升高度H：63.000m， 塔身宽度B：1.6m， 基础埋深D：1.800m， 自重F1：520.98kN， 基础承台厚度Hc：1.80m， 最大起重荷载F2：60kN， 基础承台宽度Bc：5.00m， 桩钢筋级别:HPB235， 桩直径或者方桩边长：0.400m， 桩间距a：2.5m， 承台箍筋间距S：200.000mm， 承台混凝土的保护层厚度：50mm， 空心桩的空心直径：0.40m， 空心桩的长度：9m。 基础混凝土型号：C30
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=520.98kN； 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN；
作用于桩基承台顶面的竖向力设计值Fk=1.2（F1+F2 ）=697.176kN； 塔吊基础产生的倾覆力矩计算: Mkmax＝1552kN·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设计值值，Fk=697.176kN； Gk──桩基承台的自重设计值：Gk=1.2×（25×Bc×Bc×Hc）=1.2×（25×5.00×5.00×1.80）=1350kN；
Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值，取1552kN·m； xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2?=1.78m 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=(697.176+1350)/4+1552×1.78/（2×1.782）=947.75KN 最小压力：Nkmin=(697.176+1350)/4-1552×1.78/(2×1.782)=75.84KN>0 所以塔吊不会倾覆。
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=0.45m； Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=1.2×(Nkmax-Gk/4)=732.3kN；
经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2×732.3×0.45=659.07kN·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) ζ = 1-(1-2αs)1/2 γs = 1-ζ/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=1750.00mm； fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；
经过计算得：αs=659.07×106/(1.00×14.30×5000.00×17502)=0.003； ξ =1-(1-2×0.003)0.5=0.003； γs =1-0.003/2=0.9985；
Asx =Asy =659.07×106/(0.9985×1750.00×300.00)=1257.26mm2。 由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为: 5000.00×1800.00×0.15%=13500mm2。
建议配筋值：HPB335钢筋，25@170。承台底面单向根数28根。实际配筋值13737.64mm2。
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=ax/h0，此处，a=0.95m；当 λ<0.25时，取λ=0.25；当 λ>3时,取λ=3，得λ=0.25；
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，其间按线性内插法计算：βhs=(800/1750)1/4=0.822；
α──承台剪切系数，α=1.75/(0.25+1)=1.4；
0.822×1.4×1.43×5000×1750=14399.39kN≥1.2×947.75=1137.3kN； 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=2249.55kN； 单桩竖向极限承载力标准值公式： Quk=u∑qsikli+qpk(Aj+λpAp1)
u──桩身的周长，u=πd=1.256m；
qpk──极限端阻力标准值，按规范里表5.3.5-2取值； Aj──空心桩桩端净面积,Aj=0m2； λp──桩端土塞效应系数，λp=0.8；
Ap1──空心桩敞口面积，Ap1=(πd2)/4=0.1256m2； 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 6.100 20.00 0000.00 0.70 粗砂 2 7.900 50.00 3000.00 0.80 碎石 3 14.50 45.00 3500.00 0.80 强风化花岗岩 由于桩的入土深度为9.00m,所以桩端是在第3层土层。 单桩竖向承载力验算: Quk=1.256×1169.5+3500×(0+0.8×0.1256)=1820.57kN；
单桩竖向承载力特征值：
R=Quk/2+ηcfakAc=1820.57/2+0.65×350×20.25=5517.16kN； ηc ──承台效应系数；
Ac ──桩基所对应的承台底净面积；
fak ──各层土地基承载力特征值按厚度的加权平均值； Nk=947.75kN≤1.2R=1.2×5517.16=6620.59kN； 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 ×0.4=1.257m；
qsik ──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值，按规范表5.3.5-1； 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=1160.71kN；
群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值： Tgk=（ulΣλiqsikli）/4= 290.18kN
ul ──桩群外围周长，ul = 4×（2.5+0.4)=11.6m； 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=75.84kN；
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 =326.79kN；
Gp - 基桩自重设计值，Gp =1.256×9×25=282.6kN； Tgk/2+Ggp=290.18/2+326.79=471.88kN > 75.84kN； Tuk/2+Gp=1160.71/2+282.6=862.956kN > 75.84kN； 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%=3.14×4002/4×0.65%=3265.6mm2；
2、桩纵向钢筋计算
按最小配筋率0.15﹪计算；As=400×400×3.14×0.0015=756.6mm
建议配HRB335钢筋6φ14，配筋值为923.16mm。
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=75840N；
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=75840/300.00=252.8mm2
建议配筋值：HRB335钢筋，312。实际配筋值339.12mm2。 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。
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