HZS90拌合站混凝土拌合站基础计算书

HZS90拌合站混凝土拌合站基础计算书
一、拌和站罐基础设计概括
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：s m V /3.2010=；
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[]
Kpa f a 1800=，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[]
Kpa f a 5000=；
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：
F1
F2
F3
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
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：g
V W d k 22
γ=；
查《公路桥涵设计通用规范》得各参数取值如下：
空气重力密度：01199899.0012017.00001.0==-Z
e
γ； 地面风速统一偏安全按离地20m 取：s m V k k V /4.31105220==； 其中：12.12=k ，38.15=k ，s m V /3.2010=；
代入各分项数据得：22
2
/60.08.924.3101199899.02m KN g V W d k =⨯⨯==γ
单个水泥罐所受风力计算： ①、迎风面积：218.12.15.1m A =⨯= 作用力：8KN 0.18.16.01=⨯=F 作用高度：m H 35.181= ②、迎风面积：223.36113.3m A =⨯= 作用力：KN 78.213.366.02=⨯=F 作用高度：m H 1.122=
③、迎风面积：23125.42/5.23.3m A =⨯= 作用力：KN 475.2125.46.03=⨯=F 作用高度：m H 475.53= 2、单个水泥罐倾覆力矩计算
m KN h F M i i ⋅=⨯+⨯+⨯=⨯=∑91.296475.5475.21.1278.2135.1808.13
1倾
3、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1稳M ，另一部分是扩大基础自重产生的稳定力矩2稳M 。

①、但水泥罐扩大基础分开时，稳定力矩计算如下所示：
()m KN M ⋅=⨯⨯=625.1702/275.210151稳； m KN M ⋅=⨯⨯⨯⨯=2.6552/275.2245.1442稳；
稳定系数：
5.178.291.2962
.655625.170＞倾稳=+=M M ，抗倾覆满足要求，同时罐体设置抗风绳可以提高安全系数。

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 KN M ⋅=⨯⨯⨯=25.34122/275.210151稳； m KN M ⋅=⨯⨯⨯⨯=2.14742/275.2245.1492稳；
稳定系数：
5.10
6.3291.2962
.147425.341＞倾稳=⨯+=M M ，抗倾覆满足要求，同时罐体设置抗风绳可以提高安全系数。

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：KN N 1500101501=⨯=； ②、扩大基础自重为：KN N 576245.1442=⨯⨯⨯=； ③、扩大基础与底部地基接触面积为：21644m A =⨯=； ④、基础承受最大倾覆力矩为：m KN M ⋅=91.296倾；
⑤、基础抗弯截面系数为：325.15.1461
m W =⨯⨯=；
⑥、基础底部应力最大为：
Kpa Kpa W M A N p 50069.3275
.191.296162076max ＜=+=+=
，得扩大基础承载能力满足要求！
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：KN N 30002101501=⨯⨯=； ②、扩大基础自重为：KN N 1296245.1492=⨯⨯⨯=； ③、扩大基础与底部地基接触面积为：23649m A =⨯=； ④、基础承受最大倾覆力矩为：m KN M ⋅=82.593倾；
⑤、基础抗弯截面系数为：32375.35.1961
m W =⨯⨯=；
⑥、基础底部应力最大为：
Kpa Kpa W M A N p 50028.295375
.382.593364296max ＜=+=+=
，得扩大基础承载能力满足要求！
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：2360000600600mm A l =⨯=；
局部承压计算底面积：264000010026001002600(mm A b =⨯+⨯⨯+=）（）
（钢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：33.1360000
640000
===
l b A A β； 得水泥罐支腿传递的最大轴向力为()KN 5.5625.14/1500=⨯；
有KN A f KN l cd 58.49553600005.1133.19.09.05.562=⨯⨯⨯=β＜（扩大基础采用C25砼，混凝土轴心抗压强度设计值MPa f cd 5.11=）；
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：KN T 335.25475.278.2108.1=++=;
基础底部摩擦系数：3.0=f ；
基础所受最小轴向力：KN N 726576150=+=； 基础抗滑移稳定系数为：5.160.8335
.257263.0＞=⨯==T fN K c ，得扩大基础抗滑移验算满足要求；
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：()KN T 67.502475.278.2108.1=⨯++=; 基础底部摩擦系数：3.0=f ；
基础所受最小轴向力：KN N 159********=+=； 基础抗滑移稳定系数为：5.150.9335
.2515963.0＞=⨯==T fN K c ，得扩大基础抗滑移验算满足要求；
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：
[]a R gk ok f p p γ≤+
()()
θθtan 2tan 2)
''(z l z b p p bl p gk ok ok ++-=
式中：)KPa p ok （垫层底面处的附加应力-；
KPa KPa p gk 551195.124)=⨯+⨯-，取力（垫层底面处的自重压应；
；抗力提高系数，取25.1-R γ
[]；载力容许值为地质报告得粉质粘土承地基承载力容许值，查KPa f a 180-
m b 4基础宽度，取-； m l 4基础长度，取-；
KPa p ok 69.327'基础底面压应力，取-；
KPa p gk 365.124'=⨯-，取基础底面处自重压应力；
m 1垫层厚度，取-z ；
045压力扩散角，取为-θ； 代入相关数据得：
KPa p p gk ok 64.18455)
45tan 124)(45tan 124()
3669.327(440
0=+⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯=
+； 得KPa KPa p p gk ok 22518025.164.184=⨯=+＜，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
m z b b 0.645tan 124tan 201=⨯⨯+=+=θ；
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；。