拌合樓水泥倉基礎(chǔ)承載力計(jì)算書

1、混凝土拌合站水泥倉基礎(chǔ)計(jì)算書編制： 審核： 目 錄1 基本概況32 計(jì)算公式32.1 計(jì)算依據(jù)32.2 地基承載力32.3 風(fēng)荷載強(qiáng)度32.4 基礎(chǔ)抗傾覆計(jì)算42.5 基礎(chǔ)承載力43 拌合站基礎(chǔ)驗(yàn)算43.1 儲(chǔ)料罐基地開挖及澆筑43.2 計(jì)算方案53.3 儲(chǔ)料罐擴(kuò)大式基礎(chǔ)驗(yàn)算63.3.1 滿倉時(shí)地基承載力63.3.2 空倉時(shí)基礎(chǔ)抗傾覆73.3.3 儲(chǔ)蓄罐支腿處混凝土承壓73.4 水泥倉樁基礎(chǔ)驗(yàn)算83.4.1 樁基承載力驗(yàn)算83.4.2 樁基穩(wěn)定性驗(yàn)算93.4.3 承臺(tái)驗(yàn)算93.5 樁基配筋計(jì)算11拌合站水泥倉基礎(chǔ)承載力計(jì)算書1 基本概況本項(xiàng)目拌合站位于武穴大橋項(xiàng)目部駐地處，主要服務(wù)于主橋的混凝

2、土供應(yīng)需求。拌合站配備兩臺(tái)拌合機(jī)，每臺(tái)拌合機(jī)設(shè)有4個(gè)200t的儲(chǔ)料罐，儲(chǔ)料罐筒高20m，罐筒為圓形截面，直徑為3m。儲(chǔ)料罐基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)和鋼管樁基礎(chǔ)兩種方式驗(yàn)算，通過計(jì)算分析選擇更為安全合理的鋼管樁基礎(chǔ)。2 混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)2.1 計(jì)算依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50007-2011)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50010-2010)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50011-2010)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 50009-2012)建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ 94-2008)鋼筋混凝土承臺(tái)設(shè)計(jì)規(guī)程(CECS 88-97)2.2 地基承載力P/A=0P儲(chǔ)料罐重量，kNA基礎(chǔ)作用于地基上的有效面積，mm2

3、地基所受到的壓應(yīng)力，MPa0地基容許的應(yīng)力，MPa通過地質(zhì)勘測(cè)并經(jīng)計(jì)算得土體的容許應(yīng)力為0=120kPa2.3 風(fēng)荷載強(qiáng)度W=K1K2K3W0=K1K2K3×1/1.6V2W風(fēng)荷載強(qiáng)度，PaW0基本分壓值，PaK1、K2、K3風(fēng)荷載系數(shù)，查表分別取0.8、1.3、1.0V風(fēng)速，m/s，取30m/s2.4 基礎(chǔ)抗傾覆計(jì)算Kc=M1/M2=P1×0.5×基礎(chǔ)寬度/P2×受風(fēng)面×h1.5 即滿足要求M1抗傾覆矩，KN·MM2傾覆矩，KN·MP1儲(chǔ)料罐及基礎(chǔ)自重，KNP2風(fēng)荷載，KNh基礎(chǔ)底距受風(fēng)面的距離2.5 基礎(chǔ)承載力P/A=0

4、P儲(chǔ)料罐單腿重量，KNA儲(chǔ)料罐單腿作用于基礎(chǔ)上的有效面積，mm2基礎(chǔ)所受到的壓應(yīng)力，MPa0基礎(chǔ)混凝土容許應(yīng)力，MPa3 拌合站基礎(chǔ)驗(yàn)算3.1 儲(chǔ)料罐基地開挖及澆筑根據(jù)廠家提供的拌合站安裝及施工圖紙，現(xiàn)場(chǎng)平面尺寸圖如下：圖2-1拌合站平面布置圖3.2 計(jì)算方案開挖深度少于3m，根據(jù)規(guī)范不考慮摩擦力的影響，計(jì)算只考慮單個(gè)儲(chǔ)料罐通過基礎(chǔ)作用于地基上，單個(gè)儲(chǔ)料罐滿倉按220t計(jì)算，空倉時(shí)灌重20t，基礎(chǔ)尺寸為3850mm×3850mm×1200mm，承載力計(jì)算示意圖如下：圖2-2地基承載力計(jì)算示意圖根據(jù)武穴市歷年氣象資料，考慮最大風(fēng)速30m/s，儲(chǔ)料罐筒倉高20m，直徑3.05m

5、，迎風(fēng)面積為（20-2）×3.05=54.9m2,，在最不利風(fēng)速下計(jì)算基礎(chǔ)的抗傾覆性，計(jì)算示意圖如下：圖2-3基礎(chǔ)抗傾覆計(jì)算示意圖基礎(chǔ)采用混凝土C25,儲(chǔ)料罐支腿受力最為集中，受力面積為600mm×600mm。3.3 儲(chǔ)料罐擴(kuò)大式基礎(chǔ)驗(yàn)算3.3.1 滿倉時(shí)地基承載力根據(jù)上面1.1的公式，已知單個(gè)儲(chǔ)料罐重量P1=2200KN，基礎(chǔ)自重P2=3.85×3.85×1.2×2.4KN，A=3850×3850mm2，P/A=(2200+3.85×3.85×1.2×24)KN/3850×3850mm2=0.

6、177MPa風(fēng)壓為：W=K1K2K3W0=K1K2K3×1/1.6V2 =0.8×1.3×1.0/1.6×302 =585Pa風(fēng)荷載為：F=WA風(fēng)=0.585×54.9=32.12kN風(fēng)荷載作用位置為H=15m處，則產(chǎn)生的彎矩為：M=F(H+1.2)=32.12×16.2=520.344kN·m基礎(chǔ)傳遞彎矩產(chǎn)生的最大應(yīng)力：0.5×3.85×M/I=0.5×3.85×520.344/(3.853×3.85/12)=0.055MPa組合應(yīng)力為：0.177+0.055=0.232M

7、Pa取安全系數(shù)為1.5，則：1.5×0.232=0.348MPa>0.12MPa，不能滿足地基承載力要求。3.3.2 空倉時(shí)基礎(chǔ)抗傾覆對(duì)于空倉時(shí)，由于豎向荷載較小，能滿足地基承載力要求，而水平風(fēng)壓較大，故只做基礎(chǔ)抗傾覆性驗(yàn)算。罐體自重為20t，根據(jù)1.3公式：Kc=M1/M2=P1×0.5×基礎(chǔ)寬度/（P2×受風(fēng)面×（15+1.2） =（200+3.85×3.85×1.2×24）×0.5×3.85/（0.585×54.9×16.2） =2.321.3 滿足抗傾覆要求。3

8、.3.3 儲(chǔ)蓄罐支腿處混凝土承壓根據(jù)上面的1.4公式，已知儲(chǔ)料罐單個(gè)支腿承重550KN，支撐面積為600mm×600mm，P/A=550/(0.6×0.6)=1.528MPa考慮風(fēng)荷載影響產(chǎn)生彎矩為：M=FH=32.12×15=481.8kN·m基礎(chǔ)最大彎曲應(yīng)力為：0.5×3.85×M/I=0.5×3.85×481.8/(3.853×3.85/12)=0.051MPa應(yīng)力組合為：1.528+0.051=1.579取安全系數(shù)為1.5，則：1.5×1.579=2.369MPa<25MPa，滿足

9、混凝土承壓要求。綜上所述，采用混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)不能滿足設(shè)計(jì)要求，因此采用樁基礎(chǔ)。3.4 水泥倉樁基礎(chǔ)驗(yàn)算筒倉高20米，直徑3.05米，重220噸（滿倉時(shí)總重），空倉重20噸，罐倉直徑3米，在上部荷載作用下，采用混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)時(shí)其地基承載力驗(yàn)算不能滿足要求，因此水泥筒倉基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，混凝土樁直徑600mm，樁長(zhǎng)15m，承臺(tái)尺寸為3850mm×3850mm×1500mm。根據(jù)地質(zhì)勘察資料，基礎(chǔ)所處位置地質(zhì)條件如下：序號(hào)名稱土層厚度側(cè)摩阻力端阻力作用厚度1粉質(zhì)粘土6m26kPa1200kPa5m2粉細(xì)砂35.3m30kPa1800kPa10m3.4.1 樁基承載力驗(yàn)算單樁豎向極限

10、承載力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：式中，單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值；總極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值；總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；樁身周長(zhǎng)，1.885m；第i層土的極限側(cè)阻力；第i層土厚；極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；樁端面積，0.283m2；經(jīng)計(jì)算，單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為?？紤]承臺(tái)效應(yīng)，按下式計(jì)算：(不考慮地震作用)式中，承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)，；承臺(tái)下1/2承臺(tái)寬度且不超過5米深度范圍內(nèi)各層土的地基承載力特征值按厚度加權(quán)平均值，取140kPa；計(jì)算樁基所對(duì)應(yīng)的承臺(tái)底凈面積，；計(jì)算樁基所對(duì)應(yīng)的承臺(tái)底凈面積，；計(jì)算樁基所對(duì)應(yīng)的承臺(tái)底凈面積，；則單樁承載力特征值單樁豎向力最大值：則豎向承載力滿足要求。3.4.2 樁基穩(wěn)定性驗(yàn)算驗(yàn)算樁基穩(wěn)定性時(shí)，最

11、不利工況為：風(fēng)力最大，水泥罐倉空載。水泥罐空倉重，承臺(tái)重結(jié)構(gòu)自重。按下式驗(yàn)算樁基穩(wěn)定性：則樁基穩(wěn)定性滿足要求。3.4.3 承臺(tái)驗(yàn)算（1）角樁對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算多樁矩形承臺(tái)受角樁沖切的承載力按下式計(jì)算：式中，扣除承臺(tái)和其上填土自重后的角樁樁頂相應(yīng)于作用的基本組合時(shí)的豎向力設(shè)計(jì)值（kN）；角樁沖切系數(shù)，；角樁沖跨比，其值滿足0.250.1，；從角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)外邊緣的距離，；從承臺(tái)底角樁內(nèi)邊緣引45o沖切線與承臺(tái)頂面或承臺(tái)變階處相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊緣的水平距離，（m）；承臺(tái)外邊緣的有效高度，；混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，；受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，取1.0?？紤]1.3的安全系數(shù)，則取，則，滿足要求。（

12、2）承臺(tái)斜截面受剪驗(yàn)算承臺(tái)斜截面受剪驗(yàn)算，按下式計(jì)算：圓樁換算為方樁截面邊長(zhǎng)。式中，扣除承臺(tái)及其上填土自重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)斜截面的最大剪力設(shè)計(jì)值（kN）；承臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算寬度，；計(jì)算寬度處的承臺(tái)有效高度，；剪切系數(shù)，；受剪切承載力截面高度影響系數(shù)，；計(jì)算截面的剪跨比。當(dāng)<0.25時(shí)、取=0.25；當(dāng)>3時(shí)，取=3，取1.0；柱或承臺(tái)變階處至x,y方向計(jì)算一排樁的樁邊的水平距離，；斜截面受剪驗(yàn)算，滿足要求。綜上所述，采用樁基礎(chǔ)能夠滿足工程實(shí)際的要求。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，混凝土承臺(tái)的主要作用是將上部荷載傳遞到樁基礎(chǔ)，因此對(duì)于承臺(tái)的配筋只需要采用構(gòu)造筋。3.5 樁基配筋計(jì)算取一端固定，一端為不移動(dòng)的鉸，則計(jì)算長(zhǎng)度