关于南宁某高层塔吊基础PHC桩受力计算探讨

彭 敏黎惜基周芝运

（1.南宁同恒建筑机械设备有限责任公司，广西 南宁530221；2.广西国瀚建设有限公司，广西 玉林 537000）

关于南宁某高层塔吊基础PHC桩受力计算探讨

彭 敏1黎惜基2周芝运2

（1.南宁同恒建筑机械设备有限责任公司，广西 南宁530221；2.广西国瀚建设有限公司，广西 玉林 537000）

文章通过工程实例，介绍对塔吊基础PHC桩进行设计、计算的内容，以供借鉴。

塔吊基础；PHC桩；桩受力计算

1 前言

塔吊以其作业空间大、伸缩性强、承载力大的特点，在房屋建筑施工中物料的垂直和水平输送发挥着越来越大的作用，已成为建筑施工工地上最常用的设备。塔吊基础设计要从实际情况出发，结合工程特点，本文以保利·爱琴海Ⅰ标段11#、12#、13#高层住宅楼为例，介绍塔吊基础PHC桩设计、受力计算内容，以供探讨。

2 工程概况

保利·爱琴海Ⅰ标段总建筑面积 99334m2（其中：地上80455.6m2，地下18878.4m2），主要建筑物为3栋33F高层（11#、12#、13#楼）、商铺等附属设施，基础型式为静压式 PHC桩基础。地下室上部大土方开挖完成后的土层主要为淤泥、粘土、粉质粘土、粉砂、粉砂岩。考虑到上部土质分布不均匀、土层承载力较低，同时地下室PHC桩基础施工机械仍在施工中，故塔吊基础桩同样采用PHC桩。

3 塔吊布置

1#、2#、3#塔吊均分布在11、12、13号楼北侧，型号均为QTZ5512，塔吊大臂长均为55m，使用高度115m。塔吊基础尺寸 5×5×1.5m，采用四桩承台基础，桩型号规格为PHC500AB125型，长度约23m。

4 塔吊基础计算

4.1塔吊的基本参数

塔吊型号：QTZ5512；塔吊起升高度H：115.000m；塔身宽度B：1.6m；基础埋深D：1.500m；自重F1：225.4kN；基础承台厚度Hc：1.500m；最大起重荷载F2：60kN；基础承台宽度Bc：5.000m；桩钢筋级别:HPB235；桩直径：0.500m；桩间距a：4m；承台箍筋间距S：180mm；承台混凝土的保护层厚度：50mm；空心桩的空心直径：0.25m； 额定起重力矩是：600kN·m；基础所受的水平力：30kN；标准节长度：5m；主弦杆材料：角钢/方钢；宽度/直径c：120mm；所处城市：广西南宁市；基本风压ω0：0.35kN/m2；地面粗糙度类别为：C类 有密集建筑群的城市郊区，风荷载高度变化系数μz：2.03。

4.2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=225.40kN；塔吊最大起重荷载F2=60.00kN；作用于桩基承台顶面的竖向力Fk=F1+F2=285.40kN；

4.2.1塔吊风荷载计算

依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2011）中风荷载体型系数：

地处广西南宁市，基本风压为ω0=0.35kN/m2；查表得：荷载高度变化系数μz=2.03；挡风系数φ=[3B+2b+ (4B2+b2)1/2]c/(Bb)= 0.311；

因为是角钢/方钢，体型系数μs=2.378；高度z处的风振系数取：βz=1.0；

所以风荷载设计值为：

4.2.2塔吊弯矩计算

风荷载对塔吊基础产生的弯矩计算：

4.3单桩桩顶竖向力的计算

依据《建筑桩基技术规范》（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。

其中n=4；Fk=285.40kN；Gk=25×Bc×Bc×Hc=25×5.00 ×5.00×1.50=937.50kN；Mxk,Myk取4536.94kN·m；xi,yi=2.83m；

则单桩桩顶竖向力标准值：

最大压力：Nkmax=(285.40+937.50)/4+4536.94×2.83/(2× 2.832)=1107.75kN。

最小压力：Nkmin=(285.40+937.50)/4-4536.94×2.83/(2× 2.832)=-496.30kN。

4.4单桩竖向极限承载力验算

依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.1条：

桩的轴向压力设计值中最大值Nk=1107.75kN；

单桩竖向极限承载力标准值公式：

其中u=1.571m；Aj=0.147m2；λp=0.8；Ap1=0.049m2；

查地勘资料li=17.6m，qpk=985KPa，qsik=125KPa。

单桩竖向承载力验算：Quk=1.571×125×17.6+985× (0.147+0.8×0.049)=3639.607kN；

单桩竖向承载力特征值：R=Ra=Quk/2=1819.8kN；

单桩竖向承载力满足要求，同时查图集《预应力混凝土管桩》（10G409），桩型PHC500AB125-12桩身轴心受压承载力设计值[R]=3701KN>1107.75KN，满足要求。

4.5桩基础抗拔验算

依据《建筑桩基技术规范》(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：

其中ui=πd=3.142×0.5=1.571m；查地勘资料粉土qsik=125KPa；λi取值0.70；li=17.6m。

经计算：Tuk=Σλiqsikuili=2419.03kN；

群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：

式中ul=4×(4+0.5)=18.00m；

桩基抗拔承载力公式：

其中Nk=496.30kN；Ggp=2328.75kN；Gp=84.68kN；

则Tgk/2+Ggp= 6930/2 + 2328.75 = 5793.75kN＞496.3kN；Tuk/2+Gp=2419.026/2+84.676=1294.189kN>496.3kN；

单桩抗拔满足要求。同时查图集《预应力混凝土管桩》（10G409）桩型PHC500 AB125-12单桩竖向拔力设计值[N]=918KN>496.3KN，满足要求。

5 结语

PHC桩由专业厂家大批量自动化生产，具有承载力高、桩身强度高、质量稳定可靠、施工速度快等特点。塔吊基础在主体PCH桩基础上采用PHC桩可以充分利用现场的静压桩机优先或同步施工，大大简化施工流程，减少塔吊基础造价，完全做到塔吊投入使用与基础桩间土开挖同步进行，提高工效。

[1] GB/T13752-1992.塔式起重机设计规范[S].北京:国家技术监督局,1992.

[2] GB50009-2011.建筑结构荷载规范[S].北京:国家标准《建筑结构荷载规范》修订组,2011.

[3] JGJ94-2008.建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑科学研究院,2008.

[4] 国家建筑标准设计图集.预应力混凝土管桩(10G409)[M].北京:中国计划出版社,2010.

Nanning tower crane on top of a pile foundation force calculation of PHC

Through engineering practice, the introduction of PHC piles tower crane foundation design, calculation of content for reference.

Tower crane foundation; PHC piles; pile calculation

TU67

A

1008-1151(2015)07-0023-02

2015-06-10

彭敏（1981－），男，广西合浦人，南宁同恒建筑机械设备有限责任公司建筑工程工程师；黎惜基（1976－），男，广西横县人，广西国瀚建设有限公司建筑工程工程师；周芝运（1977－），男，广西横县人，广西国瀚建设有限公司建筑工程工程师。