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塔吊樁基承載力計算
添加時間:2020-10-24
  

  今天說個非常有用的塔吊樁基承載力計算,一般項目都用得到,純技術理論有點枯燥!

1、一般規定

當地基土為軟弱土層,采用淺基礎不能滿足塔機對地基承載力和變形的要求時,可采用樁基礎

基樁可采用預制混凝土樁、預應力混凝土管樁、混凝土灌注樁或鋼管樁等,在軟土中采用擠土樁時,應考慮擠土效應的影響。

樁端持力層宜選擇中低壓縮性的黏性土、中密或密實的砂土或粉土等承載力較高的土層。樁端全斷面進入持力層的深度,對于黏性土、粉土不宜小于2d,對于砂土不宜小于1.5d,碎石類土不宜小于1d;當存在軟弱下臥層時,樁端以下硬持力土層厚度不宜小于3d,并應驗算下臥層的承載力

樁基計算應包括樁頂作用效應計算、樁基豎向抗壓及抗拔承載力計算、樁身承載力計算、樁承臺計算等,可不計算樁基的沉降變形。

樁基礎設計應符合現行行業標準《建筑樁基技術規范》JGJ94的規定

當塔機基礎位于巖石地基時,必要時可采用巖石錨桿基礎

2、構造要求

樁基構造應符合現行行業標準《建筑樁基技術規范》JGJ94的規定。預埋件應按《塔機使用說明書》布置。樁身和承臺的混凝土強度等級不應小于C25,混凝土預制樁強度等級不應小于C30,預應力混凝土實心樁的混凝土強度等級不應小于C40

基樁應按計算和構造要求配置鋼筋??v向鋼筋的最小配筋率,對于灌注樁不宜小于0.20%~0.65%(小直徑樁取高值);對于預制樁不宜小于0.8%;對于預應力混凝土管樁不宜小于0.45%??v向鋼筋應沿樁周邊均勻布置,其凈距不應小于60mm,非預應力混凝土樁的縱向鋼筋不應小于6蟲12,箍筋應采用螺旋式,直徑不應小于6mm,間距宜為200mm~300mm柱頂以下5倍基樁直徑范圍內的箍筋間距應加密,間距不應大于

100mm。當基樁屬抗拔樁或端承樁時,應等截面或變截面通長配筋。灌注樁和預制樁主筋的混凝土保護層厚度不應小于35mm,水下灌注樁主筋的混凝土保護層厚度不應小于50mm

承臺宜采用截面高度不變的矩形板式或十字形梁式,截面高度不宜小于1000mm,且應滿足塔機使用說明書的要求?;鶚兑司鶆驅ΨQ布置,且不宜少于4根,邊樁中心至承臺邊緣的距離不應小于樁的直徑或截面邊長,且樁的外邊緣至承臺邊緣的距離不應小于200mm。十字形梁式承臺的節點處應采用加腋構造。

板式承臺基礎上、下面均應根據計算或構造要求配筋,鋼筋直徑不應小于12mm,間距不應大于200m,上、下層鋼筋之間應設置豎向架立筋,宜沿對角線配置暗梁。十字形承臺應按兩個方向的梁分別配筋,承受正、負彎矩的主筋應按計算配置,箍筋不宜小于,間距不宜大于200mm。

當樁徑(d)小于800mm時,基樁嵌入承臺的長度不宜小于50mm;當樁徑(d)不小于800mm時,基樁嵌入承臺的長度不宜小于100mm。

基樁主筋伸入承臺基礎的錯固長度不應小于35d(主筋直徑),對于抗拔樁,樁頂主筋的錨固長度應按現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010確定。對預應力混凝十管樁和鋼管樁,宜采用植于樁芯混凝土不少于620的主筋錯入承臺基礎。預應力混凝土管樁和鋼管樁中的樁芯混凝土長度不應小于2倍樁徑,且不應小于1000mm,其強度等級宜比承臺提高一級。

3、樁基計算

樁頂作用效應,應取沿矩形或方形承臺對角線方向(即塔機塔身截面的對角線方向)的傾覆力矩和水平荷載及豎向荷載進行計算。當采用十字形承臺時,傾覆力矩和水平荷載的作用應取其中任一條形承臺按其縱向作用進行計算,豎向荷載應按全部基樁承受進行計算

3.1、基樁的樁頂作用效應應按下列公式計算:

軸心豎向力作用下

       QK=(FK+GK)/n

偏心豎向力作用下:

        QKMAX=(FK+GK)/n+(MK+FVKh)/L

        QKMIN=(FK+GK)/n-(MK+FVKh)/L

式中:QK—荷載效應標準組合軸心豎向力作用下,基樁的平均豎向力;

          QKMAX-荷載效應標準組合偏心豎向力作用下,角樁的最大豎向力

          QKMIN—荷載效應標準組合偏心豎向力作用下,角樁的最小豎向力

          FK—荷載效應標準組合時,作用于樁基承臺頂面的豎向力

          GK-樁基承臺及其上土的自重標準值,水下部分按浮重度計

          n—樁基中的樁數

        M—荷載效應標準組合時,沿矩形或方形承臺的對角線方向,或沿十字形承臺中任一條形承臺縱向作用于承臺頂面的力矩;

         FVK—荷載效應標準組合時,塔機作用于承臺頂面的水平力

         h—承臺的高度;

        L—矩形承臺對角線或十字形承臺中任一條形承臺兩端基樁的軸線距離。

3.2、樁基豎向承載力應符合下列公式要求:

       QK≤Ra

        QKMAX≤1.2Ra

式中:Ra—單樁豎向承載力特征值

3.3、單樁豎向承載力特征值可按下式計算

      Ra=u∑qsia*li+qpa*AP

式中:u-樁身周長;

        qsia -第i層巖土的樁側阻力特征值

        li—第i層巖土的厚度

        qpa -樁端端阻力特征值;

        AP—樁底端橫截面面積。

3.4、樁的抗拔承載力應符合下列公式要求

        Q‘K≤R’a

        R‘a=u∑λi*qsia*li+GP

式中:Q‘K—按荷載效應標準組合計算的基樁拔力,即按本規程公式(6.3.2-3)計算QKMIN出現的負值(取其絕對值);

       R’a—單樁豎向抗拔承載力特征值;

      λi一抗拔系數,當無試驗資料且樁的人土深度不小于6.0m時,可根據土質和樁的人土深度,取λi =0.5~0.8(砂性土,樁入土較淺時取低值;黏性土和粉土,樁人土較深時取高值);

       GP一樁身的重力標準值,水下部分按浮重度計

3.5、樁身承載力計算

       軸心受壓樁樁身承載力應符合下式規定:

       Q≤ΨcfcAps+0.9f’yA’S

式中:Q—荷載效應基本組合下的樁頂軸向壓力設計值;

      Ψc—基樁成樁工藝系數,混凝土預制樁和預應力混凝土空心樁取0.85;千作業非擠土灌注樁取0.90;泥

漿護壁和套管護壁非擠土灌注樁和擠土灌注樁取0.70~0.80;軟土地區擠土灌注樁取0.60;

         fc—混凝土軸心抗壓強度設計值;

         Aps—樁身截面面積

        f’y—縱向主筋抗壓強度設計值;

         A’S縱向主筋截面面積。

3.6、軸心抗拔樁樁身承載力應符合下式規定:

         Q‘≤fyAs+0.9fpyApS

式中:Q‘一荷載效應基本組合下的樁頂軸向拉力設計值;

          fy、fpy—普通鋼筋、預應力鋼筋的抗拉強度設計值;

          As、ApS——普通鋼筋、預應力鋼筋的截面面積。

3.7、軸心抗拔樁的裂縫控制宜按三級裂縫控制等級計算。

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