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□3.5m×3.5m×0.5m的混凝土结构。

钢管桩拟采用直径Ф630mm，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 ：kN kPa F 21.54)]8.03(35.0123[3.1=+⨯⨯+⨯⨯=；风荷载产生弯矩：m kN FH M ⋅=⨯==15.8131521.54；另外，考虑m e 1.0=偏心，其中筒仓空载载荷载取kN g m k 200=，kN g m m 1400=，则：m kN kN m M ek ⋅=⨯=202001.0，m kN kN m M em ⋅=⨯=14014001.0对钢管桩产生附加荷载F ∆的计算：0='++=∑M MM M e，Fd M ∆='；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：m d 95.11=和m d 76.22=。

故，kN mmkN d M M d M F e 6.21395.1215.83322111=⨯⋅=+='=∆； kN mm kN d M M d M F e 9.30176.215.833222=⋅=+='=∆； 所以，钢管桩承载力：每份混凝土质量：kN vg g m t 8.39105.075.175.16.2=⨯⨯⨯⨯==ρkN g m R m 7.6919.3018.394max =++=，kN gm R k 1.2128.3949.301min =--=（方向向上）。

图1.2 筒仓风荷载每份混凝土承压：kN A R h 6.2759075.175.1=⨯⨯==σ所以，钢管桩承压：kN R R R h y 55.4056.27515.681max =-=-=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：()max /i fi R R P U L q q A γ=+∑其中：max P ---单桩极限承载力（kN ）； U ---钢管桩截面周长（m ）；fi q ---第i 层土的极限侧摩阻力标准值（kPa ）；i L ---钢管桩穿过第i 层土的确长度（m ）； R q ---单桩极限端阻力标准值（kPa ）；A ---桩身截面面积（m 2）；R γ---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，无试桩资料时取1.65。

其中，kPa q R 0=，端阻力不考虑计算。

由表1.1计算根据kN R R 2.66965.155.405max =⨯=γ可知，钢管桩深度在第三层土层中，深度范围m L m 7.147.6<<。

由条件：()max 2211max /)(63.0/R A q q L q L A q q L U P R R f f R R fi i =++=+=∑γπγ 222max L Dq N R L f R +-=πγm L 10]69.9[7.62514.363.03.5212.669==+⨯⨯-=1.3 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。

以钢管桩阵列的几何中心分析，风向和偏心方向沿1-4对角线方向。

由条件得：kN gm R m 1.489.30141=-=kN g m R R m 35041400432====kN gm R m 9.6519.30144=+=可以看出，3-4方向和2-3方向弯矩最大，根据54.09.6513504342===R R R R ，m l l 95.14342==--推出集中荷载距离两支点的距离a 和b 分别为；m a 68.054.0195.154.0=+⨯=，m b 27.154.0195.11=+⨯=故，m kN b a R R ab b a abF M ⋅=+⨯⨯=++=+=72.44395.1)9.651350(27.168.0)(42（偏保守，混凝土自重不考虑）设计保护层厚度为5cm ，采用二级钢筋Ф16mm 钢筋则：扩大基础的砼强度为C25，砼的轴心抗压强度设计值2/9.11mm N R a =，砼的轴心抗拉强度设计值2/27.1mm N R t =。

主筋采用HRB335钢筋，2/300mm N R g =（普通钢筋的抗拉强度设计值）。

箍筋采用HRB335钢筋，2/300mm N R g =（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=0.5m 1) 承台受力筋配筋假设钢筋保护层为5cm ，则结构有效高度m 45.00.05-5.0h h 0==-=a 由 ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=≤2x h bx R M M 0c au j γ 得：)x 2x-m 45.0m 75.11.25N/m 109.1143.72kN 426（⨯⨯⨯=⋅m 解得:0053.09.02=+-x x ,m h m a ac b b x b 252.045.056.00633.02053.049.09.024022=⨯=<=⨯--=---=ξ于是得：20min 281.1145.075.1%15.094.433000633.075.19.11cm A cm f bx f A sd cd s =⨯⨯=>=⨯⨯==μ 以14Φ20@13布置，2s cm 99.43A =，配筋率为%559.045.05.399.43=⨯=μ。

全截面配筋27Φ20@13.2布置。

1.3.2抗剪强度设计正截面抗剪：砼提供抗剪KN 8.1149KN 75.3038A Q 1>==τ 满足抗剪要求！ 斜截面抗剪： 箍筋配筋率：%214.0151252.00962bS a n k k k k =⨯⨯==μ 箍筋和砼能承受的剪力为：()KN KN 8.114919.2485R R p 20349bh.0Q gk k 02>=+=μ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 ×1m ×1.1m ，其中入土深度0.9m 。

承载力1204.611.126190max <=⨯-⨯=-=mg A R σ，故不满足要求！ 由条件：m hg R a a hg a R 4.11.1269012022=⨯-=-=⇒=+ρσσρ，取尺寸为1.5m 。

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□0.5m ×0.5m ×0.5m ，其中入土深度0.4m 。

承载力5025.195.0265.09032max <=⨯-⨯=-=mg A R σ，故不满足要求！ 由条件：m hg R a a hg a R 1]8.0[5.026905022==⨯-=-=⇒=+ρσσρ，取尺寸为1 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 ×0.5m ×0.5m ，其中入土深度0.4m 。

承载力1025.195.0265.09032max >=⨯-⨯=-=mg A R σ，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），计算取150kN 。

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 ×1m ×1.1m ，其中入土深度0.9m 。

承载力1204.611.126190max <=⨯-⨯=-=mg A R σ，故不满足要求！ 由条件：m hg R a a hg a R 6.1]56.1[1.1269015022==⨯-=-=⇒=+ρσσρ，取尺寸为1.6m 。