宁波科技研发基地（3C）地块II标段工程塔吊基础及搭拆专项方案
一、工程概述
宁波科技研发基地（3C）地块II标段工程位于宁波市高新园区聚贤路以东，扬帆路以北，东临陈郎桥江，本标段共由1#、5#、7#楼组成，其中1#楼地上22层，5#楼地上13层，7#楼地上5层，建筑面积约68000m2，地下室一层，建筑面积约为21000m2，±0.00相当于黄海高程3.45m，自然地坪标高为-0.80m，建筑高度1#楼为92.59m，5#楼为59.31m，7#楼为21.1m。
本工程采用4台（QTZ-63）型塔吊，分别位于地下室A-A轴外侧交A-53轴~A-58轴之间（记作1#塔吊），位于1#楼1-1轴外侧交1-D轴~1-E轴之间（记作2#塔吊），位于5#楼5-H轴外侧交5-5轴~5-6轴之间（记作3#塔吊），位于7#楼7-C轴外侧交7-9轴中心（记作4#塔吊），详见塔吊位置图。1#塔吊基础置于围护放坡区上面，桩长35.5m，桩顶标高为-2.75m。2#、3#、4#塔吊基础置于地下室顶板上面，桩长分别为27m、29m、29m，桩顶标高为-5.85m，均采用C25∮700钻孔灌注桩，（详见附图）。
本次桩竖向极限承载力验算以塔吊邻近钻探孔的地质情况作为计算依据，1#塔吊为89#孔，2#塔吊为65#孔，3#塔吊为22#孔，4#塔吊为13#孔。
二、四桩基础计算
（一）塔吊的基本参数信息
塔吊型号:QTZ63， 塔吊起升高度H=100.000m， 塔吊倾覆力矩M=600kN.m， 混凝土强度等级:C25， 塔身宽度B=1.7m， 基础以上土的厚度D=0.000m， 自重F1=600kN， 基础承台厚度Hc=0.900m， 最大起重荷载F2=60kN， 基础承台宽度Bc=4.000m， 桩钢筋级别:II级钢， 桩直径或者方桩边长=0.600m， 桩间距a=2.8m， 承台箍筋间距S=200.000mm， 承台砼的保护层厚度=50.000mm。 （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=600.00kN， 塔吊最大起重荷载F2=60.00kN，
作用于桩基承台顶面的竖向力F=1.2×(F1+F2)=792.00kN， 塔吊的倾覆力矩M=1.4×600.00=840.00kN。
（三）矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算
图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。
1. 桩顶竖向力的计算
依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条。
其中 n──单桩个数，n=4；
F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=792.00kN； G──桩基承台的自重
G=1.2×（25×Bc×Bc×Hc/4+20×Bc×Bc×D/4)=
1.2×(25×4.00×4.00×0.90+20×4.00×4.00×0.00)=432.00kN； Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取840.00kN.m； xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=1.40m； Ni──单桩桩顶竖向力设计值(kN)； 经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，
最大压力：N=(792.00+432.00)/4+840.00×1.40/(4× 1.402)=456.00kN。
2. 矩形承台弯矩的计算
依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条。 其中 Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)；
xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.55m；
Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-G/n=348.00kN/m2； 经过计算得到弯矩设计值：
Mx1=My1=2×348.00×0.55=382.80kN.m。 （四）矩形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。
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11.90N/mm2； ho──承台的计算高度Hc-50.00=850.00mm； fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm；
2
经过计算得：αs=382.80×106/(1.00×11.90×4000.00×850.002)=0.011； ξ =1-(1-2×0.011)0.5=0.011； γs =1-0.011/2=0.994；
Asx =Asy =382.80×10/(0.994×850.00×300.00)=1509.63mm。 实际梁配筋上下各5Φ22，As=1900.63mm2>1509.63mm2,满足要求。 （五）矩形承台斜截面抗剪切计算
依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第5.6.8第5.6.11条。
根据第二步的计算方案可以得到XY方向桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性， 记为V=456.00kN我们考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面公式：
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2
其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00； bo──承台计算截面处的计算宽度，bo=4000mm； ho──承台计算截面处的计算高度，ho=850mm； λ──计算截面的剪跨比，λx=ax/ho，λy=ay/ho， 此处，ax，ay为柱边（墙边）或承台变阶处 至x, y方向计算一排桩的桩边的水平距离，得(Bc/2-B/2)-(Bc/2-a/2)=550.00mm，
当 λ<0.3时，取λ=0.3；当 λ>3时,取λ=3， 满足0.3-3.0范围；
在0.3-3.0范围内按插值法取值。得λ=0.65；
β──剪切系数，当0.3≤λ＜1.4时，β=0.12/(λ+0.3)；当1.4≤λ≤3.0时，β=0.2/(λ+1.5)，
得β=0.13；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=11.90N/mm2； fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2； S──箍筋的间距，S=200mm。
则，1.00×456.00=4.56×105N≤0.13×300.00×4000×850=5.13×106N； 经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！ （六）角桩对承台冲切强度验算
γ0N≤[a1x(c2+a1y/2)+a1y(c1+a1x/2)] fth0 因承台为正方形，故角桩到x、y轴距离相等
a1x=a1y=0.48/λ1x(λ1y)+0.2=0.53 λ1x=λ1y=0.7 c1=c2=0.95
γ0N=456KN<[530×(950+530/2)+530×(950+530/2)] ×1.3×850=1423.1KN （满足要求） （七）桩承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-94)的第4.1.1条。
根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=456.00kN； 桩顶轴向压力设计值应满足下面的公式：
其中，γo──建筑桩基重要性系数，取1.00；
fc──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=11.90N/mm； A──桩的截面面积，A=2.83×105mm2。
则，1.00×456000.00=4.56×105N≤11.90×2.83×105=3.36×106N； 经过计算得到桩顶轴向压力设计值满足要求,只需构造配筋！ （八）桩竖向极限承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3条；
根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=456.00kN； 单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：
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其中 R──最大极限承载力；
Qsk──单桩总极限侧阻力标准值:
Qpk──单桩总极限端阻力标准值:
ηs, ηp──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数， γs, νp──分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数， qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； qpk──极限端阻力标准值； u──桩身的周长，u=1.885m； Ap──桩端面积,取Ap=0.283m2； li──第i层土层的厚度； 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 土端阻力标准值 土名称
1#塔吊 2#塔吊 3#塔吊 4#塔吊 (kPa) (kPa)
0 0.2 0.4 0.3 0.4 素填土 1 1.4 1.2 1.5 1.5 8.00 0.00 粉质粘土 2 7.2 6.8 7.4 8.0 5.00 0.00 淤泥质粉质性土 3a 7.0 7.6 6.6 5.4 18.00 320.00 粉砂 3b 3.1 1.6 1.4 1.7 8.00 0.00 粉砂与粉质粘土互层 3c 3.9 5.2 4.5 5.5 15.00 250.00 粉砂 4a 4.6 5.2 5.1 5.1 10.00 0.00 粉土 4b 6.6 6.6 6.8 5.5 11.00 0.00 粉质粘土 4c 3.5 5.0 3.9 4.7 12.00 0.00 粉质粘土 6 5.6 4.1 5.9 5.9 20.00 0.00 粘土
1#塔吊：由于桩的入土深度为35.50m,桩顶标高为-2.75m，所以桩端是在第4c层土
层，进入4c层3.5m，桩在2层的厚度为6.8m。
单桩竖向承载力验算:
R=1.885×(6.80×5.00×0.94+7.00×18.00×1.07+3.10×8.00×0.94+3.90×15.00×1.07+4.60×10.00×1.07+6.60×11.00×0.94+3.50×12.00×0.94)/1.67+1.24
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