桩基础设计计算书

TC6013塔吊桩基础计算书本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《塔式起重机混凝土基础技术规程》（JGJ187-2009）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）、《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)等编制。

一、参数信息塔吊型号:QTZ100-TC6013, 自重(包括压重)F1=744.8kN，最大起重荷载F=80.0kN，塔吊倾覆力距M=1000.0kN.m，塔吊起重高度H=120.0m，塔身宽度B=1.6m，承台长度Lc或宽度Bc=5.00m，承台厚度Hc=1.40m，桩直径或方桩边长 d=0.40m，桩间距a=4.20m，基础埋深D=0.00m，保护层厚度:50.00mm，承台混凝土强度等级:C35，承台钢筋级别:HRB335，桩混凝土强度等级:C35，桩钢筋级别:HRB335，承台箍筋间距S=400.00mm。

二、荷载的计算1.自重荷载及起重荷载(1)塔机自重标准值：F kl=744.80kN(2)基础及附加构造自重标准值：G k = 25.0×Bc×Bc×Hc+0.00= 25.0×5.00×5.00×1.40+0.00 = 875.00kN；(3)起重荷载标准值：F qk=80.00kN1.风荷载计算(1)非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值：塔机所受风线荷载标准值q sk'=0.8aβzμsμz W0a0BH/H=0.8×1.2×1.85×1.60×0.99×0.50×0.35×1.60=0.79kN/m塔机所受风荷载水平合力标准值F vk'=q sk'×H = 0.79×120.00 = 94.52kN标准组合的倾翻力矩标准值M k = 1000.00kN.m三、桩基承载力验算1.桩基竖向承载力验算取最不利的非工作状态荷载进行验算。

基础工程课程设计任务书题目名称桩基础设计课程名称基础工程学生姓名学号系、专业指导教师2012 年4月30 日基础工程课程设计任务书年级专业学生姓名学号题目名称桩基础课程设计设计时间一周课程名称基础工程课程编号设计地点一、课程设计(论文)目的地基基础设计的目的是根据上部结构的使用功能和结构形式在确定的场地条件下选择适宜的地基基础方案并确定其技术细节,使设计的地基基础在预定的使用期限内和规定的使用条件下能够安全正常地工作,在此基础上满足降低造价和保护环境的要求.基础工程是土木工程专业的学科基础课,在土木工程学科的知识体系中占据了重要地位.课程设计对理解和掌握工程基本原理具有十分重要的作用,也是同学们由理论学习通往工程实践的一座桥梁.因此,通过本次课程设计,同学们可以更好地理解和巩固学习到的各种理论和方法,有意识地培养自己的工程意识和解决实际工程问题的能力.二、已知技术参数和条件1、上部结构资料某教学实验楼,上部结构为7层框架,其框架主梁、次梁均为现浇整体式,混凝土强度等级C30.底层层高3.4米(局部10米,内有10t桥式吊车,其余层高3.3米,底层柱网平面布置及柱底荷载如图2所示.2、建筑物场地资料(1)拟建建筑物场地位于市区内,地势平坦,建筑物平面位置如图1所示图1建筑物平面位置示意图(4)柱网平面布置及柱底荷载示意图(如图2所示)基础工程课程设计指导书题目名称桩基础设计课程名称基础工程学生姓名学号系、专业指导教师年月日内容提要本设计是某教学实验楼第○5—A号桩的设计,不考虑地震影响.桩承台尺寸为2300米米×2300米米×1000米米,桩采用静压预制桩,桩长22米,分两段,每段长11米.本设计的内容涉及到桩承台承载力的计算、桩顶作用验算、桩基础沉降验算、桩身结构设计计算、承台设计以及预制桩的施工图的绘制等.这些内容都是对我们土力学桩基础设计和钢筋混凝土设计的复习和巩固,使我们对CAD等绘图软件的运用更加熟练,锻炼了我们独立思考和自主创新的能力.本设计为我们以后从事桩基础的施工和设计奠定了基础.关键字:承台静压预制桩承载力沉降目录1 .设计资料 (1)1.1 上部结构资料 (1)1.2 建筑物场地资料 (1)2 .选择桩型、桩端持力层、承台埋深 (2)2.1 选择桩型 (2)2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深 (2)3 .确定单桩极限承载力标准值 (3)3.1 确定单桩极限承载力标准值 (3)4 .确定桩数和承台底面尺寸 (4)4.1 ○5—A柱的桩和承台的确定 (4)5 .确定复合基桩竖向承载力设计值 (5)5.1 无桩承台承载力计算(○5—A承台) (6)6 .桩顶作用验算 (7)6.1 五桩承台验算(○5—A承台) (7)7 .桩基础沉降验算 (8)7.1 A柱沉降验算 (8)8 .桩身结构设计计算 (10)8.1 桩身结构设计计算 (10)9 .承台设计 (11)9.1 五桩承台设计(A柱) (11)10.参考文献 (14)1．设计资料1.1 上部结构资料某教学实验楼,上部结构为七层框架,其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式,混凝土强度等级为C30.底层层高3.4米(局部10米,内有10 t桥式吊车),其余层高3.3米,底层柱网平面布置及柱底荷载见附图.1.2 建筑物场地资料拟建建筑物场地位于市区内,地势平坦,建筑物场地位于非地震区,不考虑地震影响. 场地地下水类型为潜水,地下水位离地表2.1米,根据已有资料,该场地地下水对混凝土没有腐蚀性.建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表1.1.表1.1地基各土层物理、力学指标2. 选择桩型、桩端持力层、承台埋深2.1 选择桩型因为框架跨度大而且不均匀,柱底荷载大 ,不宜采用浅基础.根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件,选择桩基础.因转孔灌注桩泥水排泄不便,为减少对周围环境污染,采用静压预制桩,这样可以较好的保证桩身质量,并在较短的施工工期完成沉桩任务,同时,当地的施工技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供可能性.2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深依据地基土的分布,第②层是灰褐色粉质粘土,第③层是灰色淤泥质的粉质粘土,且比较厚,而第④层是黄褐色粉土夹粉质粘土,所以第④层是较适合的桩端持力层.桩端全断面进入持力层1.0米(>2d),工程桩入土深度为h.故:m++=5.1=+22h8.3.8112由于第①层厚1.5米,地下水位为离地表2.1米,为了使地下水对承台没有影响,所以选择承台底进入第②层土0.6米,即承台埋深为 2.1米,桩基得有效桩长即为22.8-2.1=20.7米.桩截面尺寸选用:由于经验关系建议:楼层<10时,桩边长取300～400,故取350米米×350米米,由施工设备要求,桩分为两节,上段长11米,下段长11米(不包括桩尖长度在内),实际桩长比有效桩长长 1.3米,这是考虑持力层可能有一定的起伏以及桩需要嵌入承台一定长度而留有的余地.桩基以及土层分布示意如图2.2.1.图2.1土层分布示意3 .确定单桩极限承载力标准值3.1 确定单桩极限承载力标准值本设计属于二级建筑桩基,当根据土的 物理指标与承载力参数之间的 经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时,宜按下式计算:uk sk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑式中sikq --- 桩侧第层土的 极限侧阻力标准值如无当地经验值时可按《建筑桩基技术规范》JGJ 94-94中表5.2.8-1(桩的 极限侧阻力标准值)取值.pkq ---― 极限端阻力标准值如无当地经验值时可按表《建筑桩基技术规范》JGJ 94-94中表GE5.2.8-2(桩的 极限端阻力标准值)取值.对于尚未完成自重固结的 填土和以生活垃圾为主的 杂填土不计算其桩侧阻力sikq .根据表1.1地基各土层物理、力学指标,按《建筑桩基技术规范》JGJ 94-94查表得极限桩侧、桩端阻力标准值(表2.1).表2.1 极限桩侧、桩端阻力标准值按经验参数法确定单桩竖向承载力极限承载力标准值:uk sk pk Q Q Q =+=sik i pk p u q l q A +∑＝[]428.13910.35 18.3812912.56)6.03.8(552.4235.042⨯+⨯+⨯+-⨯⨯⨯＝450.170152.1469+ ＝1639.602 kN估算的 单桩竖向承载力设计值(65.1==p s γγ)kN Q ppks698.99365.1602.1639Q R sk==+=γγ所以最终按经验参数法计算单桩承载力设计值,即采用kN R 698.993=,初步确定桩数.4 .确定桩数和承台底面尺寸柱底荷载设计值如下:最大轴力组合: 最大轴力4043kN, 弯矩104 kN •米, 剪力56kN 最大弯矩组合: 轴力 3963 kN, 最大弯矩203 kN •米, 剪力81kN最大轴力标准值:3110 kN4.1 ○5-A 柱桩数和承台的 确定最大轴力组合的 荷载:F=4043 kN ,米= 104kN •米,Q=56 kN初步估算桩数,由于柱子是偏心受压,故考虑一定的 系数,规范中建议取1.1~1.2,现在取1.1的 系数, 即: ()4043n 1.1 1.1 4.47993.698F R ≥⨯=⨯=根 取n ＝5根,桩距 1.05m 3d ＝≥a S ,桩位平面布置如图4.1,承台底面尺寸为 2.3米×2.3米图4.1五桩桩基础5. 确定复合基桩竖向承载力设计值该桩基属于非端承桩,并n>3,承台底面下并非欠固结土,新填土等,故承台底面不会与土脱离,所以宜考虑桩群、土、承台的 相互作用效应,按复合基桩计算竖向承载力设计值.目前,考虑桩基的 群桩效应的 有两种方法.《地基规范》采用等代实体法,《桩基规范》采用群桩效应系数法.下面用群桩效应系数法计算复合基桩的 竖向承载力设计值5.1五桩承台承载力计算(○5—A 承台)承台净面积:2222.340.35 4.8c A m =-⨯=.承台底地基土极限阻力标准值: 22110220ck k q f KPa ==⨯= 220 4.8211.25ck c ck q A Q kN n ⨯=== 1469.152sk sik i Q u q l kN ==∑ 170.450pk p p Q A q kN ==分项系数: 1.65, 1.70s p c γγγ===因为桩分布不规则,所以要对桩的 距径比进行修正,修正如下:2.6S a d ===2.30.11120.7Bc l == 群桩效应系数查表得: 0.8, 1.64s p ηη==承台底土阻力群桩效应系数: i ei e c cc cc c cA A A A ηηη=+ 承台外区净面积:2222.3(2.30.35) 1.4875e c A m =--= 承台内区净面积: 4.8 1.4875 3.3125i e c c c A A A =-=-=米2 查表0.11,0.63i e c c ηη==3.3125 1.48750.110.630.2714.8 4.8i ei e c cc cc c c A A A A ηηη=+=+= 那么,A 复合桩基竖向承载力设计值R:1469.152170.450211.20.8 1.640.271915.401.65 1.65 1.70pkskckspcspcQ Q Q R kN ηηηγγγ=++=⨯+⨯+⨯=6 .桩顶作用验算6.1五桩承台验算(○5—A 承台)(1)荷载取A 柱的 max N 组合:F= 4043kN ,米= 104kN •米,Q=56 kN 承台高度设为1米等厚,荷载作用于承台顶面. 本工程安全等级为二级,建筑物的 重要性系数0λ=1.0.由于柱处于①轴线,它是建筑物的 边柱,所以室内填土比室外高,设为0.3米,即室内高至承台底2.4米,所以承台的 平均埋深d=1/2(2.1+2.4)=2.25米 作用在承台底形心处的 竖向力有F,G,但是G 的 分项系数取为1.2.24043 2.3 2.2520 1.24043285.664328.66F G kN +=+⨯⨯⨯=+=作用在承台底形心处的 弯矩:104561160M kN =+⨯=∑·米 桩顶受力计算如下:max max 224328.661600.8915.7325()40.8i M y F G N kN n y ⨯+⨯=+=+=⨯∑∑ max min 224328.661600.8815.7325()40.8i M y F G N kN n y ⨯+⨯=-=-=⨯∑∑ 4328.66865.7325F G N kN n +=== max 0915.732 1.2 1.2915.401098.48N kN R kN γ=<=⨯=min 00N γ>0865.732915.40N kN R kN γ=<= 满足要求(2)荷载取max M 组合:F=3936kN ,米= 203kN ·米,Q=81 kN23963 2.3 2.2520 1.23963285.664248.66203811284F G kNM kN m+=+⨯⨯⨯=+==+⨯=•∑桩顶受力计算如下:max max 224248.662840.8849.73288.75938.485()40.8i M y F G N kN n y ⨯+⨯=+=+=+=⨯∑∑ max min 224248.662840.8849.73288.75760.9825()40.8iM y F G N kN n y ⨯+⨯=-=-=-=⨯∑∑ 4248.66849.7325F G N kN n +=== max 0938.482 1.2 1.2915.401098.48N kN R kN γ=<=⨯= min 00N γ>0849.732915.40N kN R kN γ=<= 满足要求7． 桩基础沉降验算采用长期效应组合的 荷载标准值进行桩基础的 沉降计算.由于桩基础的 桩中心距小 于6d,所以可以采用分层总和法计算最终沉降量.7.1 ○5-A 柱沉降验算竖向荷载标准值3110F kN =基底处压力3110 2.3 2.3 2.2520637.9022.3 2.3F G p kPa A ++⨯⨯⨯===⨯ 基底自重压力15.5 1.517.30.62.133.632.1d kPa γ⨯+⨯=⨯=基底处的 附加应力0637.90233.63604.272P P d kPa γ=-=-= 桩端平面下的 土的 自重应力c σ和附加应力z σ(04p z ασ=)计算如下: ①．在z=0时:15.5 1.517.30.6(17.310)7.7(16.210)12(18.310)1c i i h σγ==⨯+⨯+-⨯+-⨯+-⨯∑=172.54kPa021,0,0.25,440.25604.272604.272z l z p kPa b b ασα=====⨯⨯=②．在m z 2=时:kPa h i i c 14.189)103.18(254.172=-⨯+==∑γσ0241, 1.74,0.10152,440.10152604.272245.382.3z l z p kPa b b ασα======⨯⨯=③．在m z 3.4=时kPa h i i c 23.208)103.18(3.454.172=-⨯+==∑γσ08.621, 3.74,0.0305,440.0305604.27273.7212.3z l z p kPa b b ασα======⨯⨯= ④．在m z 7.5=时kPa h i i c 69.220)109.18()3.47.5(23.208=-⨯-+==∑γσ011.421, 4.96,0.01818,440.01818604.27243.942.3z l z p kPa b b ασα======⨯⨯=将以上计算资料整理于表7.1表7.1z c σσ,的 计算结果(5-A 柱)在z=5.7米处,43.940.1990.2220.69zc σσ==<,所以本基础取m Z n 7.5=计算沉降量.计算如表7.2表7.2计算沉降量(○5-A 柱)故:S ’=82.07+29.79+6.545=117.915米米 桩基础持力层性能良好,去沉降经验系数0.1=ψ.短边方向桩数 2.236bn==,等效距径比2.6Sad===,长径比,承台的20.759.140.35ld==长宽比0.1=BcLc,查表得:59.17,9.1,031.0210===CCC122.23610.0310.062(1) 1.9(2.2361)17.59bebnCC n Cψ-=+=+=-+-+所以,五桩桩基础最终沉降量'SSeψψ==1.00.062117.9157.31mm⨯⨯=满足要求8．桩身结构设计计算8.1 桩身结构设计计算两端桩长各11米,采用单点吊立的强度进行桩身配筋设计.吊立位置在距桩顶、桩端平面0.293L(L=11米)处,起吊时桩身最大正负弯矩2max0429.0KqLM=,其中K=1.3; ./675.32.12535.02mkNq=⨯⨯=.即为每延米桩的自重(1.2为恒载分项系数).桩身长采用混凝土强度C30,Φ级钢筋,所以:MkNKqLM.8.2411675.33.10429.00429.022max=⨯⨯⨯==桩身截面有效高度00.350.040.31h m=-=11(1(10.973522sγ=+=+=桩身受拉主筋6224.8102740.9735300310s yMAs mmf hγ⨯===⨯⨯选用22214(308274)sA mm mmΦ=>,因此整个截面的主筋用2414,615sA mmΦ=,配筋率为6150.566350310ρ==⨯％>min0.4ρ=％.其他构造要求配筋见施工图.桩身强度RkNAfAfsycc>=⨯+⨯⨯⨯⨯=+05.1736)6153003103503.140.1(0.1)(ψϕ=915.40kN故满足要求9．承台设计承台混凝土强度等级采用C20,承台是正方形,双向配筋相同.9.1五桩承台设计(○5-A 柱)由于桩的 受力可知,桩顶最大反力max 938.482N kN =,平均反力865.732N kN =,桩顶净反力:max max 285066938.482881.3554043808.65j j G N N kN n G F N N kNn n =-=-==-===9.11 柱对承台的 冲切由图9.1,325ox oy a a mm ==,承台厚度H=1.0米,计算截面处的 有效高度mm h 9208010000=-=,承台底保护层厚度取80米米.冲垮比: 03250.3533920ox ox oy a h λλ==== 当00000000;20.020.0h a h a h a h a =>=<时，取当时，取,λ满足0.2—1.0 ∵ox a =325米米 ＞0.200h = 0.20184920=⨯米米且ox a =325米米＜920米米 故取ox a ＝325米米.即:冲垮比03250.3533920ox ox oy a h λλ==== 冲切系数0.720.721.30.20.35330.2ox oy ox ααλ====++A 柱截面取2600600mm ⨯,混凝土的 抗拉强度设计值1100t f kPa = 冲切力设计值4043808.63234.4l i F F Q kN =-=-=∑4(600325)3700 3.7m u mm m =⨯+==001.31100 3.70.924867.723234.4t m l f u h kN F kN αγ=⨯⨯⨯=>= (满足要求) 9.12 角桩对承台的 冲切由图9.1, 1112325,525x y a a mm c c mm ==== 角桩冲垮比11103250.3533920x x y a h λλ====, λ满足0.2—1.0,故取λ＝0.3533. 角桩的 冲切系数1110.480.480.86750.20.35330.2x y x ααλ====++0111121)]2()2([h f a c a c t xy yx +++αα 0.32520.8675(0.525)11000.922=⨯⨯+⨯⨯ 0max 1207.16881.35j kN N kN γ=>= 满足要求 9.13斜截面抗剪验算计算截面为I-I,截面有效高度m h 92.00=,截面的 计算宽度0 2.3b m =,混凝土的 抗压强度kPa MPa f c 96006.9==,该计算截面的 最大剪力设计值:max 22881.351762.7j V N kN ==⨯=325x y a a mm == 剪跨比 03250.3533920x x y a h λλ==== (介于0.3～1.4之间) 当3.0≤λ时,取λ＝0.3;当0.3≥λ时,取 3.0λ= 故取0.3533λ= 剪切系数0.120.120.18370.30.35330.3x βλ===++0000.18379600 2.30.923731.261762.7c f b h kN V kN βγ=⨯⨯⨯=>= 满足要求 9.14受弯计算承台I-I 截面处最大弯矩max 0.3521762.7(0.325)881.35.2j M N y kN m ==⨯+= 二级钢筋2300/y f N mm =,9.6c f MPa =.620881.35103548.10.90.9300920s y M A mm f h ⨯===⨯⨯选用221816,36183548.1s A mm mm Φ=>整个承台宽度范围内用钢筋取18根,即1816Φ(双向布置) 9.15承台局部受压验算A 柱截面面积,20.60.60.36t A m =⨯=局部受压净面积,210.36n t A A m ==局部受压计算面积 2,(30.6)(30.6) 3.24b b A A m =⨯⨯⨯= 混凝土的 局部受压强度提高系数 3.24,30.36b t A A ββ=== l 11.35 1.353 1.096000.3613996.84030c n C f A kN F kN ββ=⨯⨯⨯⨯=>= 满足条件图9.1五桩承台结构计算图10、参考文献【1】中华人民共和国国家标准.《建筑桩基础技术规范(JGJ94—94) 》.北京,中国建筑工业出版社,2002【2】中华人民共和国国家标准.《建筑地基基础设计规范(GB50007—2002)》.北京,中国建筑工业出版社,2002【3】中华人民共和国国家标准.《混凝土结构设计规范(GB20010—2002)》.北京,中国建筑工业出版社,2002【4】丁星编著.《桩基础课程设计指导与设计实例》.成都:四川大学建筑与环境学院,2006【5】王广月,王盛桂,付志前编著.《地基基础工程》.北京:中国水利水电出版社,2001【6】赵明华主编,徐学燕副主编.《基础工程》.北京:高等教育出版社,2003 【7】陈希哲编著.《土力学地基基础》.北京:清华大学出版社,2004【8】熊峰,李章政,李碧雄,贾正甫编著.《结构设计原理》.北京:科学出版社,2002。

基础工程课程设计一．设计题目：某桥桥墩桩基础设计计算二．设计资料：某桥梁上部构造采用预应力箱梁。

标准跨径30m，梁长29.9m，计算跨径29.5m，桥面宽13m（10+2×1.5），墩上纵向设两排支座，一排固定，一排滑动，下部结构为桩柱式桥墩和钻孔灌注桩基础。

1、水文地质条件：河面常水位标高25.000m，河床标高为22.000m，一般冲刷线标高20.000m，最大冲刷线标高18.000m处，一般冲刷线以下的地质情况如下：（1）地质情况c（城轨）：2、标准荷载：（1）恒载桥面自重：N1=1500kN+8×10kN=1580KN；箱梁自重：N2=5000kN+8×50Kn=5400KN；墩帽自重：N3=800kN；桥墩自重：N4=975kN；扣除浮重：10*2*3*2.5=150KN（2）活载一跨活载反力：N5=2835.75kN，在顺桥向引起的弯矩：M1=3334.3 kN·m；两跨活载反力：N6=5030.04kN+8×100kN；（3）水平力制动力：H1=300kN，对承台顶力矩6.5m；风力：H2=2.7 kN，对承台顶力矩4.75m3、主要材料承台采用C30混凝土，重度γ=25kN/m3、γ‘=15kN/m3(浮容重)，桩基采用C30混凝土，HRB335级钢筋；4、墩身、承台及桩的尺寸墩身采用C30混凝土，尺寸：长×宽×高=3×2×6.5m 3。

承台平面尺寸：长×宽=7×4.5m 2，厚度初定2.5m ，承台底标高20.000m 。

拟采用4根钻孔灌注桩，设计直径1.0m ，成孔直径1.1m ，设计要求桩底沉渣厚度小于300mm 。

5、其它参数结构重要性系数γso =1.1，荷载组合系数φ=1.0，恒载分项系数γG =1.2，活载分项系数γQ =1.46、 设计荷载（1） 桩、承台尺寸与材料承台尺寸：7.0m ×4.5m ×2.5m 初步拟定采用四根桩，设计直径1m ，成孔直径1.1m 。

桩基础稳定性计算书1工程；工程建设地点：；属于结构；地上o层；地下o层；建筑高度：Om标准层层高：0m ；总建筑面积：0平方米；总工期：0天。

本工程由投资建设，设计，地质勘察，监理，组织施工；由担任项目经理，担任技术负责人。

本计算书主要依据施工图纸及以下规范及参考文献编制：《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）。

一、参数信息1. 基坑基本参数基坑开挖深度H：1.6m；桩与土接触点深度H1：1.5m；塔吊最大倾覆力矩M 630kN・m 桩直径d：0.5m；桩入土深度H2：30m；主动土压力分配系数：0.7 ；基坑外侧水位深度h wa：5m；基坑以下水位深度h wp：2m；稳定性计算安全系数K：1.2 ；2. 土层参数土层类型厚度h i 重度Y浮重度向内聚力C i 摩擦角（m）（kN/m3）（kN/m3）（kPa）（°）碎石素填土 2 19 25 0 0粉质粘土26 19.2 27.9 20 30淤泥质粉质粘土3 16.7 52.4 6 15微风化灰岩 5 18 22 4 53. 荷载参数布置方式荷载值P i （kPa）距基坑边线距离l 1（m）作用宽度a i（m）满布10 -- --局布 5 1 24. 支撑参数支撑点与填土面距离（m）作用力（kN）1 0.5 20示意图二、桩侧土压力计算1、水平荷载（1）、主动土压力系数：K ai=tan2（45° -奶/2）= tan 2（45-0/2 ）=1;K a2=tan2（45° -血/2）= tan 2（45-0/2 ）=1;K a3=tan2(45°-也/2) = tan 2(45-0/2 ) =1;K a4=tan2(45°-如/2) = tan 2(45-30/2 ) =0.333;K a5=tan2(45°-松/2) = tan 2(45-30/2 ) =0.333;K a6=tan2(45°-妬/2) = tan 2(45-15/2 ) =0.589;K a7=tan2(45°-也/2) = tan 2(45-5/2 ) =0.84 ;(2)、土压力、地下水以及地面附加荷载产生的水平荷载：第1层土：0 ~ 1 米；oai上= P 1 K ai-2C i K ai0.5 = 10 X 1-2 X 0X 10.5 = 10kN/m ;cai T = ( Y h1+P1)K a1-2C1K a10.5 = [19 1X10] X-2 XX10.5 = 29kN/m;第2层土：1 ~ 1.5 米；出=刀Yh i/ Y= 19/19 = 1;C2上=[Y H2'+P i+P?a2/(a2+2l2)]K a2-2C2K a20.5 = [19 1X10+2.5] X2 XX” =31.5kN/m;C2下=[Y(H2'+h2)+ P i+P2a2/(a2+2l2)]K a2-2C2K a20.5 = [19 (1+0.5) + 10+2.5] 1-2 X0X10.5 = 41kN/m;第3层土：1.5 ~ 2 米;Hs'=刀Yh i/Y = 28.5/19 = 1.5;C3上=[Y H3'+P I +P?a2/(a2+2l2)]K a3-2C3K a30.5 = [19 15+10+2.5] 1-2 X0X10.5 =41kN/m;C3下= [ Y(H3'+h3)+ P i+P2a2/(a2+2l2)]K a3-2C3K a30.5 =[19 X(1.5+0.5)+10+2.5] 1-2X>0X10.5 = 50.5kN/m;第4层土：2 ~ 5 米;W = 刀Yh/ Y = 38/19.2 = 1.979;0.5C4 上=[Y H4'+P i+F2a2/(a2+2l2)]K a4-2C4K a4 =0.5[19.2 1^979+10+2.5] 0.333-2 20X0.333 = -6.261kN/m;C4 下=[Y(H4'+h4)+ P i+P2a2/(a2+2l2)]K a4-2C4K a40.5 =[19.2 (1.979+3)+10+2.5] 0.333-2 20 >0.3330.5 = 12.939kN/m;第5层土：5 ~ 28 米;Hs'= 刀yh i/ Y = 95.6/19.2 = 4.979他5 上=[Y H5'+P I+F2宠/@+2l2)]K a5-2C5K a50.5 =0.5[19.2 电979+10+2.5] 0.333-2 20X).333 = 12.939kN/m；ca5下= [ Y(H5'+P l+P2a/(a2+2l2)]K a5-2C5K a50.5+ Y fe K a5+0.5 驹人52 =[19.2 X4.979+10+2.5] 0X.333-2 2X0X0.3330.5+27.9X23X0.333+0.5 1X0X232 =2871.839kN/m；第6层土：28 ~ 31 米；H6' = H 5' = 4.979 ；他6上=[Y H6'+P1]K a6-2C6K a6°.5+ 酋6心6+0.5 驹人62 =[16.7 X4.979+10] 0X.589-2 X6X0.5890.5+52.4X23X0.589+0.5 1X0X232 =3400.25kN/m；ca6下= [ Y H6'+P1]K a6-2C6K a6D.5+ yh6K a6+0.5 Yv h62 =[16.7 X4.979+10] 0X.589-2 X6X0.5890.5+52.4X26X0.589+0.5 1X0X262 =4227.808kN/m；第7层土：31 ~ 31.6 米；H7' = H 6' = 4.979 ；ca7上=[Y H7'+P1]K a7-2C7K a70.5+ ^K a7+0.5 ^w h72 =[18X4.979+10] 0X.84-2 4XX0.840.5+22X26X0.84+0.5 1X0X262 = 3936.608kN/m；C&7下= [ Y H7'+P1]K a7-2C7K a7).5+ yh7K a7+0.5 ^w h72 =[18X4.979+10] 0X.84-2 4XX0.840.5+22X26.6X0.84+0.5 1X0X26.62 = 4105.491kN/m；(3)、水平荷载：临界深度：Z0=(矽下X h4)/( oa4上+ ®下)=(12.939 X 3)/(6.261 X 12.939)=2.022m ; 第1 层土：E a1=0kN/m；第2层土：E a2=0kN/m；第3层土：E a3=0kN/m；第4层土：Ea4=0.5 X Z0X oa4下=0.5 X 2.022 X 12.939=13.08kN/m ;作用位置：h a4=Z0/3+ 刀hi=2.022/3+26.6=27.274m ;第5层土：艮5=馆X ( oa5上+ 阳5下)/2=23 X (12.939+2871.839)/2=33174.954kN/m ;第6层土：作用位置：h a5=h5(2 Oa5上+ 畋下)/(3 ca5上+3o a5下)+ 刀hi=23 X (2 X 12.939+2871.839)/(3 X 12.939+3X2871.839)+3.6=11.301m ；第7层土：E a6=h6 X (阳決+ 他6下)/2=3 X (3400.25+4227.808)/2=11442.086kN/m ;作用位置：h a6=h6(2 oa6上+ 笛6下)/(3 c&6上+3 oa6下)+ 刀hi=3 X (2 X3400.25+4227.808)/(3X 3400.25+3X 4227.808)+0.6=2.046m ；第7层土：E37=h7X ( oa/上+ca7下”2=0.6 X (3936.608+4105.491)/2=2412.63kN/m ; 作用位置：h a7=hz(2 商上+ca7下)/(3 商上+3o a7下)+ 刀hi=0.6 X (2 X 3936.608+4105.491)/(3 X 3936.608+3 X 4105.491)+0=0.298m ；土压力合力：E a= 2E ai= 13.08+33174.954+11442.086+2412.63=47042.75kN/m 合力作用点：h a=习lE ai/E a F(13.08 2X7.274+33174.954 1X1.301+11442.086 2X.046+2412.630X.298)/47042.75=8.49m；2、水平抗力计算(1)、被动土压力系数：2 K pi =tan (45°+忖2): = tan 2(45+0/2)=i；2K p2 =tan (45°+ 血/2):= tan 2(45+30/2)=3；K p3 =tan2(45°+ 初2): = tan 2(45+30/2)=3；K p4 =tan2(45°+ 创2): = tan 2(45+i5/2)=i.698；K p5 =tan2(45°+ 妬/2):= tan 2(45+5/2)=i.i9i；(2)、土压力、地下水产生的水平荷载：第1层土：1.6 ~ 2 米；cpi上= 2C 1 K pi0.5 = 2 X0X 10.5 = 0kN/m ;0.5 0.5c i下=Y h i K pi+2C i K pi = 19 X4 X+2X0X = 7.6kN/m；第2层土：2 ~ 3.6 米；f = 刀也/ Y= 7.6/I9.2 = 0.396;中2上=Y H2'K p2+2C2K p20.5 = I9.2 0X96 X+2X20X30.5 = 92.082kN/m；C2下= Y(H2'+h2)K p2+2C2K p20.5 = I9.2 (X396+I.6) 3+2X20X30.5 = I84.242kN/m；第3层土：3.6 ~ 28 米；H3' = H 2' = 0.396 ；0.5 2 C3上= [ Y H3']K p3+2C3K p3 + 丫'hK p3+0.5 Y h32 =[19.2 区396] 3+2>20>30'5+27.9 J0X3+O.5 X0X）2 = 92.082kN/m；§3下=[Y H3']K p3+2C3K p30.5+ Y '3K p3+0.5 Y h32 =[19.2 0.396] 3+2 >20 >30.5+27.9 24.4 3+0.5 X0 >24.42 = 5111.162kN/m；第4层土：28 ~31 米；H4' = H 3' = 0.396 ；0.5 2§4上=Y H『K p4+2C4K p4 +丫'4"K p4+0.5 Y h4 =16.7 0.396 *698+2 6 >1.6980.5+52.4 24.4 1.698+0.5 10 >24.42 = 5175.167kN/m；0.5 2§4下= Y H4‘K p4+2C4K p4 . + Y '4K p4+0.5 Y"4 =16.7 0.396 1.698+2 6 1.6980.5+52.4 27.4 1.698+0.5 10 27.42 = 6219.155kN/m；第5层土：31 ~ 31.6 米；H5' = H 4' = 0.396 ；0.5 2§5上= Y H5‘K p5+2C5K p5 . + Y 5K p5+0.5 Y"5 =0.5 218 0.396 1.191+2 4 1.1910.5+22 27.4 1.191+0.5 10 27.42 = 4488.923kN/m；§5下= Y H5'K p5+2C5K p5°.5+ Y '5K p5+0.5 Y h52 =18 >0.396 1.191+2 4 >1.1910.5+22 >28 >1.191+0.5 10 >2$ = 4670.844kN/m；（3）、水平荷载：第1 层土：Eo1=hi >（§1 上+ §1 下）/2=0.4 >（0+7.6）/2=1.52kN/m ;作用位置：h p1=hi（2 §1 上+§1 下）/（3 §1 上+3§1 下）+ 刀hi=0.4 x （2 x 0+7.6）/（3 >0+3 >7.6）+29.6=29.733m ；第2层土：Eo2=h2 >（§2上+ §2下）/2=1.6 >（92.082+184.242）/2=221.059kN/m ;作用位置：h p2=hz（2 §2上+§2下）/（3 §2上+3 §2下）+ 刀hi=1.6 X （2 X92.082+184.242）/（3 92.082+3 184.242）+28=28.711m；第4层土：第3层土：§3=馆 > （§尹+ §3下）/2=24.4 >（92.082+5111.162）/2=63479.578kN/m ;作用位置：h p3=h3（2 §3上+§3下）/（3 §3上+3 §3下）+ 刀hi=24.4 X （2 X 92.082+5111.162）/（3 X 92.082+3 X 5111.162）+3.6=11.877m ;第5层土：E p4=h4 x ( cp4上+3下)/2=3 X (5175.167+6219.155)/2=17091.484kN/m ;作用位置：h p4=h4(2 qp4上+ q54下)/(3 op4上+3 qp4下)+ 刀hi=3 X (2 X5175.167+6219.155)/(3 X5175.167+3X6219.155)+0.6=2.054m ；第5层土：Eo5=h5 X ( cps上+ qp5下)/2=0.6 X (4488.923+4670.844)/2=2747.93kN/m ;作用位置：h p5=h5(2 C5上+q55下)/(3 85上+3 C P5下)+ 刀hi=0.6 X (2 X4488.923+4670.844)/(3 X 4488.923+3X 4670.844)+0=0.298m ；土压力合力：E p= 艺E i =1.52+221.059+63479.578+17091.484+2747.93=83541.571kN/m；合力作用点：h p=》h pi/E p=(1.52 X29.733+221.059 2X8.711+63479.578 1X1.877+17091.484 2X.054+2747.930X.298)/8354 1.571=9.532m；三、桩侧弯矩计算1. 主动土压力对桩底的弯矩M = 0.7 X 0.5 X 47042.75 X 8.49 = 139788.303kN • m2. 被动土压力对桩底的弯矩M = 0.5 X 83541.571 X 9.532 = 398142.062kN • m3. 支撑对桩底弯矩M = 622kN • m四、基础稳定性计算M+M》K(M+M)622+398142.062=398764.062kN -m > 1.2 X (630+139788.303)=168501.964kN m 塔吊稳定性满足要求！。