關于南寧某高層塔吊基礎PHC樁受力計算探討

彭 敏黎惜基周芝運

（1.南寧同恒建筑機械設備有限責任公司，廣西 南寧530221；2.廣西國瀚建設有限公司，廣西 玉林 537000）

關于南寧某高層塔吊基礎PHC樁受力計算探討

彭 敏1黎惜基2周芝運2

（1.南寧同恒建筑機械設備有限責任公司，廣西 南寧530221；2.廣西國瀚建設有限公司，廣西 玉林 537000）

文章通過工程實例，介紹對塔吊基礎PHC樁進行設計、計算的內容，以供借鑒。

塔吊基礎；PHC樁；樁受力計算

1 前言

塔吊以其作業空間大、伸縮性強、承載力大的特點，在房屋建筑施工中物料的垂直和水平輸送發揮著越來越大的作用，已成為建筑施工工地上最常用的設備。塔吊基礎設計要從實際情況出發，結合工程特點，本文以保利·愛琴海Ⅰ標段11#、12#、13#高層住宅樓為例，介紹塔吊基礎PHC樁設計、受力計算內容，以供探討。

2 工程概況

保利·愛琴海Ⅰ標段總建筑面積 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）、商鋪等附屬設施，基礎型式為靜壓式 PHC樁基礎。地下室上部大土方開挖完成后的土層主要為淤泥、粘土、粉質粘土、粉砂、粉砂巖。考慮到上部土質分布不均勻、土層承載力較低，同時地下室PHC樁基礎施工機械仍在施工中，故塔吊基礎樁同樣采用PHC樁。

3 塔吊布置

1#、2#、3#塔吊均分布在11、12、13號樓北側，型號均為QTZ5512，塔吊大臂長均為55m，使用高度115m。塔吊基礎尺寸 5×5×1.5m，采用四樁承臺基礎，樁型號規格為PHC500AB125型，長度約23m。

4 塔吊基礎計算

4.1塔吊的基本參數

塔吊型號：QTZ5512；塔吊起升高度H：115.000m；塔身寬度B：1.6m；基礎埋深D：1.500m；自重F1：225.4kN；基礎承臺厚度Hc：1.500m；最大起重荷載F2：60kN；基礎承臺寬度Bc：5.000m；樁鋼筋級別:HPB235；樁直徑：0.500m；樁間距a：4m；承臺箍筋間距S：180mm；承臺混凝土的保護層厚度：50mm；空心樁的空心直徑：0.25m； 額定起重力矩是：600kN·m；基礎所受的水平力：30kN；標準節長度：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，風荷載高度變化系數μz：2.03。

4.2塔吊基礎承臺頂面的豎向力和彎矩計算

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

4.2.1塔吊風荷載計算

依據《建筑結構荷載規范》（GB50009-2011）中風荷載體型系數：

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

因為是角鋼/方鋼，體型系數μs=2.378；高度z處的風振系數取：βz=1.0；

所以風荷載設計值為：

4.2.2塔吊彎矩計算

風荷載對塔吊基礎產生的彎矩計算：

4.3單樁樁頂豎向力的計算

依據《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）的第5.1.1條，在實際情況中x、y軸是隨機變化的，所以取最不利情況計算。

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準值：

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算

依據《建筑樁基技術規范》(JGJ94-2008)的第5.2.1條：

樁的軸向壓力設計值中最大值Nk=1107.75kN；

單樁豎向極限承載力標準值公式：

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，同時查圖集《預應力混凝土管樁》（10G409），樁型PHC500AB125-12樁身軸心受壓承載力設計值[R]=3701KN>1107.75KN，滿足要求。

4.5樁基礎抗拔驗算

依據《建筑樁基技術規范》(JGJ94-2008)的第5.4.5條。

群樁呈非整體破壞時，樁基的抗拔極限承載力標準值：

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。

經計算：Tuk=Σλiqsikuili=2419.03kN；

群樁呈整體破壞時，樁基的抗拔極限承載力標準值：

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。同時查圖集《預應力混凝土管樁》（10G409）樁型PHC500 AB125-12單樁豎向拔力設計值[N]=918KN>496.3KN，滿足要求。

5 結語

PHC樁由專業廠家大批量自動化生產，具有承載力高、樁身強度高、質量穩定可靠、施工速度快等特點。塔吊基礎在主體PCH樁基礎上采用PHC樁可以充分利用現場的靜壓樁機優先或同步施工，大大簡化施工流程，減少塔吊基礎造價，完全做到塔吊投入使用與基礎樁間土開挖同步進行，提高工效。

[1] GB/T13752-1992.塔式起重機設計規范[S].北京:國家技術監督局,1992.

[2] GB50009-2011.建筑結構荷載規范[S].北京:國家標準《建筑結構荷載規范》修訂組,2011.

[3] JGJ94-2008.建筑樁基技術規范[S].北京:中國建筑科學研究院,2008.

[4] 國家建筑標準設計圖集.預應力混凝土管樁(10G409)[M].北京:中國計劃出版社,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，南寧同恒建筑機械設備有限責任公司建筑工程工程師；黎惜基（1976－），男，廣西橫縣人，廣西國瀚建設有限公司建筑工程工程師；周芝運（1977－），男，廣西橫縣人，廣西國瀚建設有限公司建筑工程工程師。