某工程塔吊固定式承重桩设计

马晓芳， 刘增荣， 朱玉芳

1西安建筑科技大学（710055） 2商丘市东方公路工程监理有限公司（476000）

1 工程概况

某工程位于北京顺义区薛大人庄南侧，地上四层，框架结构,剪力墙结构,采用独立基础,局部采用筏基。采用Ø620挤扩支盘灌注作为桩基础。工程在建过程中需设置塔吊。

2 工程地质及水文地质条件

根据勘察报告，场区属于潮白河冲积扇中部，与温榆河冲积扇相连。场地表层为人工堆积层，以下为新近沉积层和一般第四纪沉积层。本场地中部为回填坑，填土层较厚，独立柱基位于填土层上,为满足上部结构荷载要求和减少差异沉降，拟采用Ø620挤扩支盘桩灌注桩基础。

工程建设单位根据需要拟在场地中部回填坑区域内架设塔吊,塔吊底架固定桩也拟采用四根Ø620挤扩支盘灌注桩支承。

3 底架固定式承重桩技术要求

1）单桩直径和长度应根据塔机最大反力147 T和水平力7 T及地质条件而确定，桩底应进入持力层深度不小于桩径。

2）桩截面配筋应满足使用承载要求，承台配筋为二级，混凝土等级不低于C35,桩顶主筋深入承台的长度不小于500mm。

3）桩位置偏差不大于2mm,承台应保持在同一平面内，其高差不大于2mm。

4 设计依据

根据周围桩基的设计拟采用支盘灌注桩作为抗拔桩，桩顶标高按-3.20 m计算，有效桩长取10 m，桩径620 mm,设一个承力盘，设计盘径1.40m。

5 桩的抗拔承载力验算

根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系,对挤扩支盘桩的单桩的抗拔极限承载力进行计算,按下式计算

Uu—基桩抗拔极限承载力标准值（kN）；u—主桩桩身周长(m)；qsi—桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值（kPa）；λi—桩周第i层土的侧阻力折减系数，砂土0.5～0.7，粘性土粉土0.7～0.8；Li—当第i层土中设置承力盘时,桩穿越第i层土的有效厚度，计算时应减去盘根高度（m），计算方法按表1方法计算。

表1 Li的计算方法

根据《岩土工程勘察报告》在初步设计阶段，各土层极限侧阻力及各承力盘处持力层极限端阻力标准值及单桩承载力计算见附表2。

表2 各土层相关参数

考虑到桩抗拔和抗压性能的差别，盘顶和盘底的端阻力不可能取值一样，需适当折减，根据当地经验取η=0.75,设计桩长取10m,经计算得出Uu=1387.6 kN,满足抗拔承载力要求。

6 桩身抗拉承载力与抗裂验算

按规范[4]计算桩身抗拉承载力，选用C35混凝土，Ⅱ级钢，混凝土保护层厚度50mm，计算结果As=1225m2。

抗裂验算根据使用环境确定桩的抗裂等级，桩允许出现裂缝，裂缝最大宽度不得超过0.2 mm，经抗裂验算桩身需配置钢筋As=2357m2。

由此应该按裂缝宽度来控制配筋,设计中取8φ20(As=2513mm2)是合适的。

7 桩身质量

桩基施工严格按照有关规范要求进行，经工程应用，塔吊安全可靠运行正常。

8 结语和讨论

1）在没有条件做抗拔试验时，利用桩的抗压静载试验求得的桩侧阻力计算桩的抗拔承载力是可行的。

2）支盘桩主要为端承型桩，其抗拔承载力估算应考虑盘端上部的端阻力的影响，但其取值要适当折减；若按承压桩取值时，最后计算得出的值要适当折减，本工程取折减系数2，经验证明是可行的。

3）抗拔桩配筋最好由裂缝验算控制。

[1]JGJ94-94,建筑桩基技术规范[S]

[2]GBJ50007-2002,建筑地基基础设计规范[S]

[3]CECS192:2005,挤扩支盘灌注桩技术规程[S]

[4]GB50010-2002,混凝土结构设计规范[S]