管桩基础搅拌站各基础承载力和配筋等演算

1、搅拌站基础设计及验算*项目部拟采用 HZS100和 HZS75搅拌站各一台，现在根据厂家图纸和现场地基 条件设计和验算搅拌站基础。搅拌站基础主要分五大基础：筒仓基础、主机架基础、送料系统基础、操作室基 础和配料系统基础。计算中，筒仓考虑风荷载并根据地质条件使用钢管桩增强抗拔。 其他基础均根据图纸采用混凝土扩大基础， 其中土质承载力根据 工程地质勘察报告 ， 地基承载力取 90kPa。1. 筒仓基础设计及验算根据肇花项目东岸搅拌站选址地质情况，筒仓基础拟采用钢管桩配上混凝土承台 作为承载基础。图 1.1 筒仓基础结构混凝土扩大基础拟采用3.5m3.5m0.5m 的混凝土结构。钢管桩拟采用直径63

2、0mm，壁厚为 6mm。将混凝土如图均分 4 份，根据北江特大桥勘探资料，表面土层为素填土，允许承 载力为 90kPa。1.1 抗拔及承压工况计算根据实际工作分析，抗拔最大工况为风荷载最大且筒仓空载：如图所示，风荷载作用位置 H=15m，风级按 12 级风，风压 p 取 1.3kPa：F 1.3kPa 3 12 0.5 3 (3 0.8) 54.21kN ；风荷载产生弯矩： M FH 54.21 15 813.15kN m ；另外，考虑 e 0.1m偏心，其中筒仓空载载荷载取 mkg 200kN ，mmg 1400kN ， 则： Mek 0.1m 200kN 20kN m，M em 0.1m

3、1400kN 140kN m对钢管桩产生附加荷载 F 的计算：M M M e M 0 ， M Fd ；风向平行钢管所在正方形的边长和对角线时，力偶臂分别为： d1 1.95m 和d 2 2.76m 。故，F1 M M M e1 2d12d1833.15kN m2 1.95m213.6kNF2M M Me 833.15kN m 301.9kN ；d2d 22.76m所以，钢管桩承载力：每份混凝土质量： mt gvg 2.6 1.75 1.75 0.5 10 39.8kNRmax m4mg 39.8 301.9 691.7kN ， Rmin 301.9 m4kg 39.8 212.1kN （方向向

4、上)图 1.2 筒仓风荷载每份混凝土承压： Rh A 1.75 1.75 90 275.6kN所以，钢管桩承压： Ry Rmax Rh 681.15 275.6 405.55kN钢管桩抗拔荷载不小于于 212.1kN，承压荷载不小于 405.55kN，故考虑入土深度按满足承压要求计算1.2 钢管桩入土深度计算图 1.3 XX# 地质图根据地理位置，选择 XX# 墩位置作为地质参考表 1.1 XX# 地层相关数据土层编号土层土质土层厚度（m）qfi (Kpa)钢管桩受 力（ kN ）总受力（KN）总深 （m）1素填土1.43391.3928491.392841.42粉质粘土5.341429.86

5、286521.25576.73淤泥质粉质粘土825395.64916.895714.74粉砂5.750563.7871480.682720.4根据港口工程灌注桩设计与施工规程 （JTJ-2001），钢管桩的入土深度可按下 下式计算：Pmax U Liqfi qRA / R其中： Pmax单桩极限承载力（ kN ）；U 钢管桩截面周长（ m ）；qfi第 i 层土的极限侧摩阻力标准值（ kPa）；Li钢管桩穿过第 i 层土的确长度（ m）；qR单桩极限端阻力标准值（ kPa）；A 桩身截面面积（ m2 ）；R 单桩垂直承载力分项系数，一般取 1.60 1.65。有试桩资料时取 1.60，无试桩资

6、料时取 1.65。其中， qR 0kPa ，端阻力不考虑计算。由表 1.1计算根据 Rmax R 405.55 1.65 669.2kN 可知，钢管桩深度在第三层土层 中，深度范围 6.7m L 14.7m 。由条件：Pmax U Liqfi qRA / R 0.63 (L1qf1 L2qf2 qRA)/ R RmaxL RmaxDRq N2 L2Dqf 2 2669.2 521.30.63 3.14 256.7 9.69 10m1.3 钢管桩承台配筋设计与验算图 1.4 筒仓基础结构受力图如图 1.4 所示，在筒仓满载且风荷载和偏向产生的弯矩方向垂直对角线时， 承台弯矩最大。以钢管桩阵列的几

7、何中心分析，风向和偏心方向沿 1-4 对角线方向 由条件得：mmgR1m 301.9 48.1kN4 mmg 1400R2 R3m 350kN44 mmgR4m 301.9 651.9kN4a和b可以看出， 3-4 方向和 2-3 方向弯矩最大，根据分别为；0.54 1.951 1.95a 0.68m ， b 1.27m1 0.541 0.54故，abF ab(R2 R4 ) 0.68 1.27 (350 651.9)M 2 4 443.72kN m (偏保守， a b a b 1.95R2 R3 350R4 R4 651.90.54 ，l 2 4l3 4 1.95m 推出集中荷载距离两支点的

8、距离混凝土自重不考虑）设计保护层厚度为 5cm，采用二级钢筋 16mm 钢筋则：扩大基础的砼强度为 C25，砼的轴心抗压强度设计值 Ra 11.9N / mm2 ，砼的轴心 抗拉强度设计值 Rt 1.27N /mm2主筋采用 HRB335 钢筋， Rg 300N / mm2 （普通钢筋的抗拉强度设计值） 箍筋采用 HRB335钢筋， Rg 300N / mm2 （普通钢筋的抗拉强度设计值）1.3.1 正截面强度设计计算时 b=1.75m， h=0.5m1) 承台受力筋配筋假设钢筋保护层为 5cm，则结构有效高度 h0 h a 0.5 - 0.05 0.45mM j Mubxh0得：443.72

9、kN11.9 106 N/m1.25x1.75m （0.45m - ）x2解得: x2 0.9x 0.053 0,b b2 4ac 0.90.92 4 0.053x2a 20.0633m bh00.56 0.45 0.252m于是得：fcdbx11.9 1.75 0.063330043.94cm2min A0 0.15% 1.75 0.45 11.81cm2以 142013布置， A s 43.99cm2 ，配筋率为43.99 0.559%3.5 0.45 全截面配筋 272013.2 布置。1.3.2 抗剪强度设计正截面抗剪：砼提供抗剪 Q1 A 3038.75KN 1149.8KN满足抗剪

10、要求！斜截面抗剪：箍筋配筋率： k nkak 2 2.0096 0.214%k bSk125 15箍筋和砼能承受的剪力为：Q2 0.0349bh 0 2 p R kRgk 2485.19KN 1149.8KN满足斜截面抗剪要求！2. 主机架基础设计及验算根据厂家图纸，主机架每支腿荷载 120kN，由于结构宽矮且重量相对较小，故不 考虑风荷载和偏心的影响。两种搅拌站扩大基础尺寸均为 1m 1m1.1m，其中入土深度 0.9m。承载力 Rmax A mg 90 1 26 1.1 61.4 120 ，故不满足要求！由条件：R a2hg a2 a Rhg90 12260 1.1 1.4m，取尺寸为 1

11、.5m。3. 送料系统基础设计及验算根据厂家图纸，送料系统每支腿荷载 50kN，由于结构宽矮且重量相对较小，故不 考虑风荷载和偏心的影响。两种搅拌站扩大基础尺寸均为 0.5m0.5m0.5m，其中入土深度 0.4m。 承载力 Rmax A mg 90 0.52 26 0.53 19.25 50 ，故不满足要求！ 由条件： R a2hg a2 a R 50 0.8 1m ，取尺寸为 hg 90 26 0.51 m 。4. 操作室基础设计及验算根据厂家图纸，操作室每支腿荷载 10kN，由于结构宽矮且重量相对较小，故不考 虑风荷载和偏心的影响。两种搅拌站扩大基础尺寸均设计为 0.5m 0.5m0.5m，其中入土深度 0.4m。承载力 Rmax A mg 90 0.52 26 0.53 19.25 10 ，故满足要求！5. 配料系统基础设计及验算根据厂家图纸，配料系统每支腿荷载分 120kN（普通）和 150kN（15 方料斗），计