合芜高速联络线工程
搅拌站细骨料罐体基础计算书
1 工程概况
本工程为混凝土搅拌站灰罐基础施工。
拌合站设4个细骨料存储罐，每个灰罐自重20t，罐内细骨料容量100t。
罐体与基础连为一体，基础底面尺寸为5m×20m，基础厚1.5m，埋深1m。
现在灰罐基础下布设木桩，布设形式为每平米5根。
邀请地方试验检测中心对现场进行地基承载力测验：开挖一个1.5m×1.5m的地槽，槽内布置4根长4m、直径15cm木桩，木桩外漏30cm。
通过千斤顶加载到100KN时，沉降停止，沉降量为27.4mm，得此处地基承载力可达到100KPa，现场实际设计时按照每平方5根木桩设计，承载力可按照125KPa计，验算时地基承载力特征值取ak f=60KPa，安全系数为2.08。
具体尺寸及参数见下图。
图1-1 灰罐基础层构造示意图
2 计算依据
《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）
《建筑施工计算手册》
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）
《建筑结构荷载规范》 (GB 50009-2012)
3、设计荷载
结构自重：拌合站设4个细骨料存储罐，每个灰罐罐体重为20t ，罐内细骨料容量为100t 。
竖向无其他荷载。
4、地基基础验算 4.1 基础承载力计算
罐体重：()4800KN =10×4×10020k +=F 基础重：
()[]KN G k 3220140235.0205.0-5.0-512053=⨯=⨯⨯+⨯⨯⨯=γ
γ3--混凝土比重23KN/m 3
基础底承载力：KN G 802032204800=F =F k k =++ 4.2 垫层的设计
4.2.1 垫层材料选砂碎石，γ2=20KN/m 3，并设垫层厚度z=1.5m
3.05
5.1==b z 依据《建筑地基基础设计规范》中表5.2.7，采用内插法求得垫层的扩散角︒=22θ。
4.2.2 垫层的厚度验算 基础底面处的平均压力值为：
KN A G F p k k k 2.8020532204800=⨯+=+=
基础底面处土的自重应力
KPa h p c 170.10.171=⨯=⨯=填γ 式中 1γ--回填土重度，KN/m 3 填h --回填土厚度，m
垫层地面处的附加压力值为：
）
θθtan z 2)(tan 2()(++-=b z l bl
p p p c k z
()()()
a 0.4822tan 5.12522tan 5.122020
50.172.80KP =︒⨯⨯+︒⨯⨯+⨯⨯-=
垫层底面处土的自重应力
a 475.10.200.10.17KP p cz =⨯+⨯= 垫层底部加权平均重度 321/8.18)
()
(m KN h h h h mz =+⨯+⨯=
垫填垫填γγγ
经深度修正后淤泥质土的承载力特征值
)5.0(3
-1-++=d b f f mz d b ak az γηγη）（ 式中：
az f --垫层底面处软弱土层经深度修正后的地基承载力特征值
（KPa ）；
ak f --淤泥质土承载力特征值（KPa ）；
ηηd
、b
--承载力修正系数；
γmz
--基础埋深范围内土的加权平均重度（KN/m 3
） d-- 垫层底埋深（m ）（从天然地面算起）； 查《建筑地基基础设计规范》表5.2.4得，
0=b η，0.1=d η
则：
a 6.975.0-5.118.181060)5.0(3-1KP d
b f f mz d b ak az =+⨯⨯++=-++=）（）（γηγηKPa p p cz z 0.950.470.48=+=+＜KPa f az 6.97=
说明满足强度要求，垫层厚度选定1.5m 合适。
③垫层的宽度
m 2.622tan 5.125tan 2'=︒⨯⨯+=+=θz b b
取'b 为6.5m ，按1:0.5边坡开挖。
4.3 下卧层承载力计算 下卧层承载力
KN
lb p p z l f F c k az az 6320520)172.80()()tan z 2b )tan 2=⨯⨯-=-=+⨯+⨯=θθ（（4.4 地基沉降量计算
4.4.1 基础底面处的附加应力
0.0632MPa a 2.631172.8010==⨯-=-=KP d p p k γ 4.4.2 基础沉降量计算
地基沉降计算深度z n 因为不存在相邻荷载影响，故
m b b z n 3.9)5ln 4.05.2(5)ln 4.05.2(=-⨯=-=
按该深度，沉降量计算到淤泥质土。
4.4.3 沉降计算
依据《建筑地基基础设计规范》方法计算基础最终沉降量
由于在m 3.9=n Z 下仍有软弱土层时，在相同压力条件下，变形会增大，故尚应继续往下计算，直至软弱层结束。
图4-1 罐基础下地质剖面图
b=5m,依据《建筑地基基础设计规范》表5.3.7中可得，m z 8.0=∆。
⑴00=z 即距基础底面为0米，
4=b
l
，02/0=b z 查表可知，000.12500.040=⨯=α 则 mm z 000=α
⑵21=z 即距基础底面距离为2米，位于碎石夹砂层，查表知
MPa E S 3.331=。
4=b l ，8.02
/1
=b z 查表可知，9640.02410.041=⨯=α 则 mm m z 1928928.19640.0211==⨯=α
mm z z 1928019280011=-=-αα
0019.03
.330632
.010==S E p mm E p z z s s 03.50019.01928)(1
000111=⨯=-=∆αα
⑶2.252=z 即距基础底面距离为25.2米，位于淤泥质土层，查表知
MPa E S 9.22=。
4=b l ，08.102
/2=b z
查表可知，3196.00799.042=⨯=α
则 mm m z 9.80530539.83196.008.1022==⨯=α
mm z z 9.612519289.80531122=-=-αα
0218.09
.20632.020==S E p mm E p z z s s 34.1830218.09.6125)(2
011222=⨯=-=∆αα
⑷263=z 即距基础底面距离为26米，位于淤泥质土层与粉土夹砂层交界处，查表知MPa E S 4.63=。
4=b l ，4.102
/3=b z
查表可知，3100.00775.043=⨯=α
则 mm m z 8060060.83100.040.1033==⨯=α
mm z z 1.69.805380602233=-=-αα
0099.04
.60632
.030==S E p mm E p z z s s 08.00099.01.6)(3
022333=⨯=-=∆αα
mm S S S S
45.18808.034.18303.53213
=++=∆+∆+∆=∆∑
0004.045
.18808
.033==∆∆∑S S ＜0.025，m z 263=符合要求。
4.4.4 确定沉降经验系数s ψ ⑴计算s E 值
[
]
MPa
E z z p z z p E
A A
E i
i
S i i i i i i i i S i
i s 7.34
.61
.69.29.61253.3319281
.69.61251928/)()()
/(110110=++++=
--=
=
∑∑∑∑----αααα⑵s ψ值确定
MPa p 2.630=＞MPa f ak 60=
查《建筑地基基础设计规范》表5.3.5中采用内插法知32.1=s ψ
⑶基础最终沉降量
mm S s s 89.24855.18832.13=⨯=∆=∑ψ
本结构高度为30m,查《建筑地基基础设计规范》知，高度小于100米的高耸结构物的允许沉降量为400mm 。
mm mm s 40089.248＜= 故本设计沉降量符合要求。
4.5 抗倾覆验算
本地区最大风速取20m/s ，依据《建筑结构荷载规范》得风压为：
22/25.01600
m KN v W p ==
则等效为风力KN N S W F p 45431525.0=⨯⨯⨯=⨯⨯= 倾覆弯矩m KN h H F M ∙=⨯+⨯=⨯+⨯=40545.12
1525.114)2(）（倾
式中：H 为罐高； h 为基础厚； N 为罐个数。
抗倾覆计算以空罐计算，空罐计算满足则抗倾覆满足。
空罐时
罐体重：800KN =41020k ⨯⨯=F 基础重：
()[]KN G k 80535235.055.0-5.0-51553=⨯=⨯⨯+⨯⨯⨯=γ
γ3--混凝土比重23KN/m 3
基础底承载力：KN G 1605800058=F =F k k =++ 由于重力偏心，抗倾覆弯矩为
m KN b G F M k ∙=⨯=⎪⎭
⎫
⎝⎛-⨯+=38524.216051.02k ）（抗
防抗倾覆系数：5.9405
3852
0===倾
抗M M K ＞1.5 满足抗倾覆要求
经过验算，罐基础满足抗倾覆要求。