彭 敏黎惜基周芝運(yùn)

（1.南寧同恒建筑機(jī)械設(shè)備有限責(zé)任公司，廣西 南寧530221；2.廣西國(guó)瀚建設(shè)有限公司，廣西 玉林 537000）

關(guān)于南寧某高層塔吊基礎(chǔ)PHC樁受力計(jì)算探討

彭 敏1黎惜基2周芝運(yùn)2

（1.南寧同恒建筑機(jī)械設(shè)備有限責(zé)任公司，廣西 南寧530221；2.廣西國(guó)瀚建設(shè)有限公司，廣西 玉林 537000）

文章通過工程實(shí)例，介紹對(duì)塔吊基礎(chǔ)PHC樁進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算的內(nèi)容，以供借鑒。

塔吊基礎(chǔ)；PHC樁；樁受力計(jì)算

1 前言

塔吊以其作業(yè)空間大、伸縮性強(qiáng)、承載力大的特點(diǎn)，在房屋建筑施工中物料的垂直和水平輸送發(fā)揮著越來越大的作用，已成為建筑施工工地上最常用的設(shè)備。塔吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要從實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合工程特點(diǎn)，本文以保利·愛琴海Ⅰ標(biāo)段11#、12#、13#高層住宅樓為例，介紹塔吊基礎(chǔ)PHC樁設(shè)計(jì)、受力計(jì)算內(nèi)容，以供探討。

2 工程概況

保利·愛琴海Ⅰ標(biāo)段總建筑面積 99334m2（其中：地上80455.6m2，地下18878.4m2），主要建筑物為3棟33F高層（11#、12#、13#樓）、商鋪等附屬設(shè)施，基礎(chǔ)型式為靜壓式 PHC樁基礎(chǔ)。地下室上部大土方開挖完成后的土層主要為淤泥、粘土、粉質(zhì)粘土、粉砂、粉砂巖?？紤]到上部土質(zhì)分布不均勻、土層承載力較低，同時(shí)地下室PHC樁基礎(chǔ)施工機(jī)械仍在施工中，故塔吊基礎(chǔ)樁同樣采用PHC樁。

3 塔吊布置

1#、2#、3#塔吊均分布在11、12、13號(hào)樓北側(cè)，型號(hào)均為QTZ5512，塔吊大臂長(zhǎng)均為55m，使用高度115m。塔吊基礎(chǔ)尺寸 5×5×1.5m，采用四樁承臺(tái)基礎(chǔ)，樁型號(hào)規(guī)格為PHC500AB125型，長(zhǎng)度約23m。

4 塔吊基礎(chǔ)計(jì)算

4.1塔吊的基本參數(shù)

塔吊型號(hào)：QTZ5512；塔吊起升高度H：115.000m；塔身寬度B：1.6m；基礎(chǔ)埋深D：1.500m；自重F1：225.4kN；基礎(chǔ)承臺(tái)厚度Hc：1.500m；最大起重荷載F2：60kN；基礎(chǔ)承臺(tái)寬度Bc：5.000m；樁鋼筋級(jí)別:HPB235；樁直徑：0.500m；樁間距a：4m；承臺(tái)箍筋間距S：180mm；承臺(tái)混凝土的保護(hù)層厚度：50mm；空心樁的空心直徑：0.25m； 額定起重力矩是：600kN·m；基礎(chǔ)所受的水平力：30kN；標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長(zhǎng)度：5m；主弦桿材料：角鋼/方鋼；寬度/直徑c：120mm；所處城市：廣西南寧市；基本風(fēng)壓ω0：0.35kN/m2；地面粗糙度類別為：C類 有密集建筑群的城市郊區(qū)，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)μz：2.03。

4.2塔吊基礎(chǔ)承臺(tái)頂面的豎向力和彎矩計(jì)算

塔吊自重（包括壓重）F1=225.40kN；塔吊最大起重荷載F2=60.00kN；作用于樁基承臺(tái)頂面的豎向力Fk=F1+F2=285.40kN；

4.2.1塔吊風(fēng)荷載計(jì)算

依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2011）中風(fēng)荷載體型系數(shù)：

地處廣西南寧市，基本風(fēng)壓為ω0=0.35kN/m2；查表得：荷載高度變化系數(shù)μz=2.03；擋風(fēng)系數(shù)φ=[3B+2b+ (4B2+b2)1/2]c/(Bb)= 0.311；

因?yàn)槭墙卿?方鋼，體型系數(shù)μs=2.378；高度z處的風(fēng)振系數(shù)取：βz=1.0；

所以風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為：

4.2.2塔吊彎矩計(jì)算

風(fēng)荷載對(duì)塔吊基礎(chǔ)產(chǎn)生的彎矩計(jì)算：

4.3單樁樁頂豎向力的計(jì)算

依據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）的第5.1.1條，在實(shí)際情況中x、y軸是隨機(jī)變化的，所以取最不利情況計(jì)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；

則單樁樁頂豎向力標(biāo)準(zhǔn)值：

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

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

4.4單樁豎向極限承載力驗(yàn)算

依據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)的第5.2.1條：

樁的軸向壓力設(shè)計(jì)值中最大值Nk=1107.75kN；

單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值公式：

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

查地勘資料li=17.6m，qpk=985KPa，qsik=125KPa。

單樁豎向承載力驗(yàn)算：Quk=1.571×125×17.6+985× (0.147+0.8×0.049)=3639.607kN；

單樁豎向承載力特征值：R=Ra=Quk/2=1819.8kN；

單樁豎向承載力滿足要求，同時(shí)查圖集《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》（10G409），樁型PHC500AB125-12樁身軸心受壓承載力設(shè)計(jì)值[R]=3701KN>1107.75KN，滿足要求。

4.5樁基礎(chǔ)抗拔驗(yàn)算

依據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)的第5.4.5條。

群樁呈非整體破壞時(shí)，樁基的抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：

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

經(jīng)計(jì)算：Tuk=Σλiqsikuili=2419.03kN；

群樁呈整體破壞時(shí)，樁基的抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：

式中ul=4×(4+0.5)=18.00m；

樁基抗拔承載力公式：

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

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

單樁抗拔滿足要求。同時(shí)查圖集《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》（10G409）樁型PHC500 AB125-12單樁豎向拔力設(shè)計(jì)值[N]=918KN>496.3KN，滿足要求。

5 結(jié)語

PHC樁由專業(yè)廠家大批量自動(dòng)化生產(chǎn)，具有承載力高、樁身強(qiáng)度高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、施工速度快等特點(diǎn)。塔吊基礎(chǔ)在主體PCH樁基礎(chǔ)上采用PHC樁可以充分利用現(xiàn)場(chǎng)的靜壓樁機(jī)優(yōu)先或同步施工，大大簡(jiǎn)化施工流程，減少塔吊基礎(chǔ)造價(jià)，完全做到塔吊投入使用與基礎(chǔ)樁間土開挖同步進(jìn)行，提高工效。

[1] GB/T13752-1992.塔式起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局,1992.

[2] GB50009-2011.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].北京:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》修訂組,2011.

[3] JGJ94-2008.建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑科學(xué)研究院,2008.

[4] 國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(10G409)[M].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,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，廣西合浦人，南寧同恒建筑機(jī)械設(shè)備有限責(zé)任公司建筑工程工程師；黎惜基（1976－），男，廣西橫縣人，廣西國(guó)瀚建設(shè)有限公司建筑工程工程師；周芝運(yùn)（1977－），男，廣西橫縣人，廣西國(guó)瀚建設(shè)有限公司建筑工程工程師。