罐体基础计算
一、荷载情况
上部水泥罐设计容量为100吨，罐体自身重量按20吨计算，水泥罐盛满水泥后自重为G1=1200 KN
承台自重G2=(3.8×3.8×1.5+0.5×0.6×0.6×4)×25=559.5 KN
一根桩自重G3=3.1416×0.82/4×9.9×25=124.41 KN
附加荷载
作用于水泥罐体的水平风力
风荷载标准值W=βZμSμZ W0=1.0×0.8×1.78×0.6=0.8544 KN/㎡
风荷载作用面积为S=10.5×1.5×3.1416=49.46㎡
作用于水泥罐体的水平风力P=W×S=0.8544×49.46=42.26 KN
风荷载对桩顶截面的弯矩M=42.26×(1.5+0.5+1+10.5/2)=348.64 KN·m
二、计算
1、桩的内力及位移计算
确定桩的计算宽度b0
b0=1.5d+0.5=1.5×0.8+0.5=1.7 m
2、计算桩的变形系数α
竖向地基系数C0=m0h,根据地质资料查表得C0=3.1175×105 KN/m4
当h≤10m时，C0=10m0故地基土比例系数m0= C0/10=3.1175×104 KN/m4 桩身砼弹性模量EI=0.67E h I=0.67×2.8×107×0.0201=3.77076×105
I=πd4/64=3.1416×0.84/64=0.0201 m4
mb=1.07
地基变形系数α=5
EI
桩基础的换算深度h′=αh=1.07×9.9=10.593>3.5
3、计算单桩桩顶截面所受外力
N0=(G1+G2)/4=(1200+559.5)/4=439.88 KN
Q0=P/4=10.56 KN
M0=M/4=348.64/4=87.16 KN·m
4、计算桩顶以下以下深度z处桩身截面的弯矩M z、剪力Q z及水平抗力σz 计算公式为
M z= Q0A m/α+M0
Q z= Q0A Q+αM0B Q
σz= αQ0Z′A X/b0+α2M0 Z′B x/b0
无量纲系数A m、B m、 A Q、B Q、A X、B x按规范查表即得。

计算结果见计算表（一）、表（二）、表（三）。

桩身最大弯矩位置Z Mmax和最大弯矩M max的确定
弯矩最大时满足下式
D Q= Q0/αM0=0.11323 于是可得 Z′=Z Mmaxα=0.399 Z Mmax=0.3729 m M max= K m M0=1.02892×87.16=89.6808 KN·m
弯矩分布见桩随深度弯矩分布图
5、桩顶水平位移计算
X0= Q0A x/α3EI+ M0B x/α2EI=10.56×2.44066/(1.073×3.77076×105)+87.16×1.62100/(1.072×3.77076×105)
=0.383 mm<6 mm(符合规范要求)
6、桩基承载力计算
(1)、按设计规范经验公确定单桩轴向容许承载力[P]
[P]=（C1A+C2Uh）Ra
C1=0.5 C2=0.04
[P]=(0.5×π×0.82/4+0)×5600=1407.4 KN>N0=439.88 KN（符合要求）
(2)、按桩身材料强度确定单桩承载力
轴向受压时的截面强强度度验算公式为
N j≤φr b(AR a/r c+Rg′Ag′/r s)
先不考虑钢筋的作用进行验算
桩的纵向弯曲系数φ=0.97 桩的工作条件系数r b=0.95
混凝土抗压设计强度Ra=25000 KPa 混凝土安全系数r c=1.25
桩身截面面积A=0.503㎡
[N]=0.97×0.95×25000/1.25=9270.3 KN> N j=439.88 KN（符合要求）
7、横向力作用下的稳定验算
为保证桩在横向力作用下的稳定性，要求桩对其侧面土的横向压应力不超过桩两侧被动土压力与主动土压力之差，并具有必要的安全储备。

应满足下式：
dσz≤η1η2(b0e p-de a)
考虑上部结构安全度的系数η1=1.0：
考虑总荷载中恒载所占比例系数η2=1-0.8M n/M m
其中恒载对桩基承台底面坐标原点的力矩M n =0
全部外力对桩基承台底面坐标原点的力矩M m
桩侧的被动土压力强度e p，桩侧的主动土压力强度e a
由水平抗力计算表可知，桩身最大水平抗力在桩顶以下0.561米深度处截面σz=32.4172 Kpa
e p=17.5×0.561×tan2(45°+19°/2)+2×2.0 tan(45°+19°/2)=24.904
e a=17.5×0.561×tan2(45°-19°/2)-2×2.0tan(45°-19°/2)=2.142
dσz =0.8×32.4172=25.9338
η1η2(b0e p-de a)=1.0×1.0×(1.7×24.904-0.8×2.142)=40.623
dσz=25.9338 KN＜η1η2(b0e p-de a) =40.623 KN（符合要求）
7、承台的计算
桩顶处的局部受压验算
桩顶作用于承台混凝土的压力，不考虑桩身与承台混凝土间的黏着力，局部承压时，按下式计算：
P i′≤βA c R j a/r m
承台内单桩承受的最大轴向力P i′=439.88 KN
混凝土安全系数r m =1.54
承台内基桩桩顶横截面面积A c=0.503㎡
混凝土抗压极限强度R j a=25000 Kpa
局部承压时的提高系数β=1.2
1.2×0.503×25000/1.54=9798.7 KN＞P i′=439.88 KN(符合要求)
三、配筋计算
由于桩基所受外力较小，桩身混凝土本身足以承受外部荷载作用，可不必配筋，考虑到构造要求，可适当配筋，详情见桩基设计图。