拌合站扩大基础计算书(改)

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广宁高速路基工程第一合同段 混凝土拌合站基础计算书

广宁高速路基工程第一合同段 混凝土拌合站基础计算书

一、拌和站罐基础设计概括

我标段计划投入两套HZS90拌合站，单套HZS90拌合站投入2个150t型水泥罐（装满材料后），根据公司以往拌合站施工经验，结合现场地质条件以及基础受力验算，水泥罐采用砼扩大基础，基础顶预埋地脚钢板与水泥罐支腿满焊。

二、基本参数

1、风荷载参数：查询公路桥涵设计通用规范得知：本工程相邻地区宁国市10年一遇基本风速：V1020.3m/s；

2、仓体自重：150t罐体自重约15t，装满材料后总重为150t；

3、扩大基础置于粉质黏土上，地基承载力基本容许值fa0180Kpa，采用碎石换填进行地基压实处理后，碎石换填地基承载力基本容许值fa0500Kpa；

4、当采用两个水泥罐基础共同放置在一个扩大基础上时，扩大基础尺寸为9m×4m×1.5m（长×宽×高）；当采用单个水泥罐基础放置在一个扩大基础上，扩大基础尺寸为4m×4m×1.5m（长×宽×高）；

三、空仓时整体抗倾覆稳定性稳定性计算

1、受力计算模型（按最不利150吨罐体计算），空仓时受十年一遇风荷载，得计算模型如下所示：

F1F2GF3R

图3-1 空仓时整体抗倾覆稳定性稳定性计算模型

2、风荷载计算

Wk根据《公路桥涵设计通用规范》可知，风荷载标准值按下式计算：查《公路桥涵设计通用规范》得各参数取值如下：

0.0001Z0.01199899； 空气重力密度：0.012017eVd22g；

地面风速统一偏安全按离地20m取：V20k2k5V1031.4m/s； 其中：k21.12，k51.38，V1020.3m/s；

0.0119989931.42代入各分项数据得：Wk0.60KN/m2

2g29.8单个水泥罐所受风力计算： ①、迎风面积：A11.51.21.8m2 作用力：F10.61.81.08KN 作用高度：H118.35m ②、迎风面积：A23.31136.3m2 作用力：F20.636.321.78KN 作用高度：H212.1m

③、迎风面积：A33.32.5/24.125m2 作用力：F30.64.1252.475KN 作用高度：H35.475m 2、单个水泥罐倾覆力矩计算

M倾1Fihi1.0818.3521.7812.12.4755.475296.91KNm

3Vd23、稳定力矩及稳定系数计算

假定筒仓绕单边两支腿轴线倾覆，稳定力矩由两部分组成，一部分是仓体自重稳定力矩M稳1，另一部分是扩大基础自重产生的稳定力矩M稳2。

①、但水泥罐扩大基础分开时，稳定力矩计算如下所示：

M稳115102.275/2170.625KNm； M稳2441.5242.275/2655.2KNm；

稳定系数：

M稳170.625655.22.78＞1.5，抗倾覆满足要求，同时罐体设置抗风绳M倾296.91可以提高安全系数。

②、但两个水泥罐共用一个扩大基础时，稳定力矩计算如下所示：

M稳115102.275/22341.25KNm； M稳2941.5242.275/21474.2KNm；

稳定系数：

M稳341.251474.23.06＞1.5，抗倾覆满足要求，同时罐体设置抗风绳M倾296.912可以提高安全系数。

四、水泥罐基础承载力计算

1、但水泥罐扩大基础分开时，水泥罐基础承载力计算如下所示： 水泥罐基础采用4m×4m×1.5m的砼扩大基础形式，基础采用预埋地脚钢板与水泥罐支腿满焊。

①、水泥罐装满时，其自重大小为：N1150101500KN； ②、扩大基础自重为：N2441.524576KN； ③、扩大基础与底部地基接触面积为：A4416m2； ④、基础承受最大倾覆力矩为：M倾296.91KNm；

1⑤、基础抗弯截面系数为：W41.521.5m3；

6⑥、基础底部应力最大为：

pmaxNM2076296.91327.69Kpa＜500Kpa，得扩大基础承载能力AW161.5满足要求！

2、但两个水泥罐共用一个扩大基础时，水泥罐基础承载力计算如下所示：

水泥罐基础采用9m×4m×1.5m的砼扩大基础形式，基础采用预埋地脚钢板与水泥罐支腿满焊。

①、水泥罐装满时，其自重大小为：N11501023000KN； ②、扩大基础自重为：N2941.5241296KN； ③、扩大基础与底部地基接触面积为：A9436m2； ④、基础承受最大倾覆力矩为：M倾593.82KNm；

1⑤、基础抗弯截面系数为：W91.523.375m3；

6⑥、基础底部应力最大为：

pmaxNM4296593.82295.28Kpa＜500Kpa，得扩大基础承载能力AW363.375满足要求！

五、扩大基础砼局部承压计算

扩大基础上设60×60cm的15mm厚钢板与水泥罐支腿焊接传递压应力，得扩大基础砼局部承压验算如下所示：

局部承压面积：Al600600360000mm2；

（6002100）640000mm2（钢局部承压计算底面积：Ab(6002100）板边缘距扩大基础边缘距离最小为10cm）；

砼局部承压强度提高系数：Ab6400001.33； Al360000得水泥罐支腿传递的最大轴向力为1500/41.5562.5KN；

有562.5KN＜0.9fcdAl0.91.3311.53600004955.58KN（扩大基础采用C25砼，混凝土轴心抗压强度设计值fcd11.5MPa）；

得砼局部承压满足要求！

六、扩大基础抗滑移验算

1、但水泥罐扩大基础分开时，扩大基础抗滑移验算如下所示： 基础所受水平力大小为：T1.0821.782.47525.335KN;

基础底部摩擦系数：f0.3；

基础所受最小轴向力：N150576726KN； 基础抗滑移稳定系数为：Kc移验算满足要求；

2、但两个水泥罐扩大基础共用时，扩大基础抗滑移验算如下所示： 基础所受水平力大小为：T1.0821.782.475250.67KN; 基础底部摩擦系数：f0.3；

基础所受最小轴向力：N30012961596KN； 基础抗滑移稳定系数为：Kc移验算满足要求；

fN0.37268.60＞1.5，得扩大基础抗滑T25.335fN0.315969.50＞1.5，得扩大基础抗滑T25.335七、换土垫层计算

1、换土垫层厚度计算

换土垫层的厚度定为100cm，换土垫层的厚度应满足以下要求：

pokpgkRfa

pokbl(pok'pgk')b2ztanl2ztan

式中：pok垫层底面处的附加应力（KPa)；

pgk垫层底面处的自重压应力（KPa)，取241.519155KPa；

R抗力提高系数，取1.25；

fa地基承载力容许值，查地质报告得粉质粘土承载力容许值为180KPa；

b基础宽度，取4m； l基础长度，取4m；

pok'基础底面压应力，取327.69KPa；

pgk'基础底面处自重压应力，取241.536KPa；

z垫层厚度，取1m；

压力扩散角，取为450； 代入相关数据得：

pokpgk44(327.6936)55184.64KPa； 00(421tan45)(421tan45)得pokpgk184.64KPa＜1.25180225KPa，换填100cm厚碎石垫层，满足承载力要求；

2、垫层宽度计算

垫层底面宽度应满足压力扩散的需求，得垫层宽度为

b1b2ztan421tan4506.0m；

实际布置时，垫层底面分别距基础底面宽度为150cm，满足要求。

八、施工建议

①、施工期间加强对地基基础承载力的检验，基坑开挖完成后，检测地基承载力满足要求后，方能进行下一步施工；

②、基础底部应力水平相对较小，不会造成扩大基础混凝土开裂，但为满足结构构造性要求，建议在扩大基础顶面和底面各设置一层直径不小于Φ16的15cm×15cm的钢筋网片；

③、施工期间为加强水泥罐整体稳定性，对两个罐子之间可采用钢管或型钢焊接为一个整体；