4 地基计算
4.1 地基承载力计算
4.1.1 当塔机在独立状态时,作用于基础的荷载应包括塔机作用于基础顶的竖向荷载标准值、水平荷载标准值、倾覆力矩(包括塔机自重、起重荷载、风荷载等引起的力矩)荷载标准值、扭矩荷载标准值及基础与其上土的自重荷载标准值(图4.1.1)。
Fk——作用于基础顶面的竖向荷载标准值(kN);Fvk——水平荷载标准值(kN);Mk——倾覆力矩荷载标准值(kN·m);Tk——扭矩荷载标准值(kN·m);Gk——基础及其上土的自重荷载标准值
4.1.2 矩形及十字形基础地基承载力计算应符合下列规定:
1 基础底面压力应符合下列公式要求:
1)当轴心荷载作用时:
式中:pk——相应于作用的标准组合时,基础底面处的平均压力值(kPa);
fa——修正后的地基承载力特征值(kPa)。
2)当偏心荷载作用时,除应符合式(4.1.2-1)要求外,尚应符合下式要求:
式中:pkmax——相应于作用的标准组合时,基础底面边缘的最大压力值(kPa)。
2 基础底面的压力可按下列公式确定:
1)当轴心荷载作用时:
式中:Fk——相应于作用的标准组合时,塔机作用于基础顶面的竖向力(kN);
Gk——基础及其上土的自重标准值(kN);
b——矩形基础底面或基础梁截面的宽度(m);
l——矩形基础底面长度(m)。
2)当偏心荷载作用时:
式中:Mk——相应于作用的标准组合时,塔机作用于矩形基础顶面短边方向的力矩值(kN·m);
Fvk——相应于作用的标准组合时,塔机作用于矩形基础顶面短边方向的水平荷载值(kN);
h——基础或基础梁截面的高度(m);
W——基础底面的抵抗矩(m3)。
3)当偏心距e>时(图4.1.2),应按下式计算:
式中:pkmax——相应于作用的标准组合时,基础底面边缘的最大压力值(kPa);
a——合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离(m)。
3 偏心距e应按下列公式计算:
式中:e——偏心距(m);
Mk——相应于作用的标准组合时,作用于矩形基础顶面短边方向的力矩值(kN·m);
Fvk——相应于作用的标准组合时,作用于矩形基础顶面短边方向的水平荷载值(kN);
h——基础的高度(m);
Gk——基础及其上土的自重标准值(kN);
Fk——相应于作用的标准组合时,塔机传至基础顶面的竖向荷载值(kN)。
4 当塔机基础为十字形时,可采用简化计算法,即倾覆力矩标准值、水平荷载标准值仅由与其作用方向相同的一个条形基础承载,竖向荷载标准值(Fk、Gk之和)应由全部基础承载。
4.1.3 方形基础和底面边长比小于或等于1.1的矩形基础应按双向偏心受压作用验算地基承载力,并应符合下列规定:
1 塔机倾覆力矩的作用方向应取基础对角线方向(图4.1.3),基础底面的压力应符合下列要求:
2 当偏心荷载合力作用点在核心区内时(pkmax≥0),应按下列公式计算:
式中:pkmax、pkmin——相应于作用的标准组合时,基础底面边缘的最大、最小压力值(kPa);
Fk——相应于作用的标准组合时,塔机作用于基础顶面的竖向力(kN);
Gk——基础及其上土的自重标准值(kN);
A——基础底面面积(m2);
Mkx、Mky——相应于作用的标准组合时,作用于基础底面对x、y轴的力矩值(kN·m);
Wx、Wy——基础底面对x、y轴的抵抗矩(m3)。
3 当偏心荷载合力作用点在核心区外时(pkmin<0),应按下列公式计算:
式中:Fvk——相应于作用的标准组合时,作用于基础顶面的水平荷载值(kN);
e——偏心距(m);
b——方形基础和底面边长比小于或等于1.1的矩形基础x方向的底面边长(m);
l一一方形基础和底面边长比小于或等于1.1的矩形基础y方向的底面边长(m);
h——基础的高度(m);
b'——偏心荷载合力作用点至ex—侧x方向基础边缘的距离,按(-ex)计算(m);
l'——偏心荷载合力作用点至ey一侧y方向基础边缘的距离,按(-ey)计算(m);
ex——偏心距在x方向的投影长度(m);
ey——偏心距在y方向的投影长度(m)。
4.1.4 基础底面允许部分脱开地基土的面积不应大于底面全面积的1/4。
4.1.5 地基承载力特征值应按岩土工程勘察报告取用。当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时,应将地基承载力特征值或载荷试验等方法确定的地基承载力特征值按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定进行修正。
4.1.6 对经过地基处理的复合地基的承载力特征值,应按国家现行标准《复合地基技术规范》GB/T 50783和《建筑地基处理技术规范》JGJ 79的规定进行计算。
4.1.7 当地基受力层范围内存在软弱下卧层时,应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定进行下卧层承载力验算。