搅拌站基础设计及验算
汕湛高速揭博项目T13标项目拟采用HZS150搅拌站两台,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,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》,扩大基础设置在全风化粉砂岩上,地基承载力为250kPa。
1.筒仓基础设计及验算
根据搅拌站选址地质情况,水泥罐基础拟采用扩大基础作为承载基础,基础底采用片石砼换填处理,换填高度约2.5m。
图1.1 筒仓基础结构
混凝土扩大基础拟采用3.75m ×5.89m ×1.8m 的混凝土结构,开挖深度为4.5m 。
根据搅拌站勘探资料,表面土层为素填土,混凝土基础置于全风化粉砂岩上,允许承载力为250kPa ,水泥罐满载为100吨,空罐为10吨,两个水泥罐安放在同一个基础上。
1、竖向荷载计算(外力)
作用在基础顶面的荷载有竖向力、水平剪力、弯矩,统一按照中心受压基础检算。
荷载计算:KN 2640t 264)10001(2.12G ==+⨯=+=X G F k 水泥罐 粉罐压力:KPa 5.11989
.575.32640S F P =⨯== 最大应力=混凝土基础压力+换填片石砼压力+粉罐压力
KPa 8.2288.1265.2255.119P =⨯++=X <fa=250KPa ,承载力满足要求。
2、抗拔工况计算
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,两个罐同时受力时进行验算:
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 :
kN kPa X F 42.108)]8.03(35.0123[3.12=+⨯⨯+⨯⨯=;
风荷载产生弯矩:m kN FH M ⋅=⨯==3.16261542.108;
另外,考虑m e 1.0=偏心,其中筒仓空载载荷载取kN g m k 80=,kN g m m 1800=,
则:m kN kN m M ek ⋅=⨯=8801.0,m kN kN m M em ⋅=⨯=18018001.0
对地基产生附加荷载F ∆的计算:
0='++=∑M M M M e ,Fd M ∆=';
风向平行地基所在正方形的边长时,力偶臂分别为m d 75.11=。
故,kN m
m
kN d M M
d M F
e 4.92975.13.1626111=⋅=+='=∆; 混凝土自重为:kN m m m 7.1033106.28.189.575.3=⨯⨯⨯⨯>929.4KN 。
因此混凝土基础在12级台风时,也是安全的。
图1.2 筒仓风荷载。