混凝土搅拌站的基础设计及承载力验算.pdf

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1、设计与装饰广东建材2014年第4期混凝土搅拌站的基础设计及承载力验算蔡少波(广东真正工程检测有限公司)【摘要】采取综合勘察手段，对广东佛山市陈村车站北侧拟建混凝土搅拌站的地基岩土进行工程勘察，获得了地基岩土层的有关参数。根据国家和地区规范对搅拌站储料罐的桩基础进行设计，并验算了所设计的桩基础在垂直和水平荷载作用下的承载力和抗倾覆能力。结果表明，搅拌站的基础承载力设计和抗倾覆设计满足国家规范要求，研究结果对类似工程具有推广使用价值。【关键词】混凝土搅拌站：基础；承载力验算；抗倾覆设计随着我国经济建设的高速发

2、展，国家对基础设施建设的投资力度加大，拉动了城市预拌商品混凝土的高速发展。混凝土搅拌站具有保证混凝土质量、提高混凝土生产效率的特点，越来越受到人们的重视。目前，我国混凝土搅拌场所可分为搅拌楼和搅拌站，由于搅拌站具有结构简单、投资少、机动性强、自动化程度高等特点，为用户所欢迎。在实际的搅拌站设计中，经常会遇到地质条件比较复杂的地基，为保障搅拌站的安全使用，可考虑将桩端设置于泥岩强风化或中风化层中。该风化层可作为可靠的桩基持力层，可以防止由于持力层的承载力不足而导致的桩群、桩间土、硬持力层发生冲剪形式如同实体

3、墩基的整体冲剪破坏，也可以避免由荷载引起的局部压力过大引起的软弱下卧层土体的侧向塑性挤出、桩基偏沉或整体失稳。此外，所设计的储料罐桩基础是否合理可靠，其承载力是否满足使用要求等，这些均需对所设计的桩基础进行承载力验算才能确定。混凝土搅拌站的承载能力验算，是对储料罐桩基础等主要承重构件的承载能力和抗倾覆能力极限状态的控制指标进行验算，验算结果可为保障搅拌站的安全使用提供依据。1工程概况某单位拟建混凝土搅拌站位于佛山市陈村车站北侧，场地面积为5000mz，搅拌站拟设置4个储料罐(容量120t／个)、控制楼、集

4、料进料仓、6个集料存放场。该搅拌站位于陈村站旁，地层特性参考陈村站地质资料[1]。根据距离最近的钻孑L显示，结合区域地质资料对比分析，工点范围内所经过的地层岩性，按其成因和时代分类有：第四系人工填土层Q钏、第四系全新统海陆交互沉积层Q栅、第四系全新统残积层Q如1、白垩系下统基岩(K1)。各分层岩土物理力学参数分述如表l所示。搅拌站位置的地层自上而下依次为：素填土表1岩土物理力学参数一38—广东建材2014年第4期设计与装饰3500mm、淤泥3000mm、粉砂7500mm、淤泥5000mm、粉质粘土3000

5、mm、泥岩全风化2000mm、泥岩强风化1000mm。各层土分布情况如图1所示。素壤士(1-1淤泥<2—2>图1地质情况图2储料罐基础设计储料罐基础由承台、桩基础组成。其中桩基础的平面如图2所示。施工9根①800钻孔桩，混凝土为C30水下混凝土，桩长25m，入持力层(泥岩强风化层)lm。搅拌站设置4个储料罐，每个储料罐容量120t，单个料罐自重lOt。C30钢筋混凝土承台与桩基础连接成整体，承受储料罐通过基脚传来的荷载，承台厚度为0．8m，承台下0．1m厚C20素混凝土垫层，见图3。为增强基础抗裂抗剪能力

6、‘z

7、，在承台和墩台及桩适当布置钢筋。3基础验算针对实际情况，选择荷载最大的储料罐基础，根据建筑地基基础设计规范嘲对其进行承载力和抗倾覆能力计算，主要计算过程如下。3．1基础承载力计算髫图2基础平面图储料罐传递给基础的荷载由承台和桩基础共同承担，承台承载力：Qk=fakA=[96—9Ⅱ×(0．8／2)2]×60=5490kN钻孔桩承载力按桩身强度计算：Q≤A。f。1lr。其中，A。为桩身横截面积；f。为混凝土轴心抗压强度设计值，本工程采用C30混凝土，强度取20．1N／ram2；v，为工作条件系数，灌注桩

8、取0．6～0．7，本工程取0．6；k查表得知为60kPa。对本工程，单桩竖向力设计值为：Q≤丌×(0．8／2)2×20．1×103×0．6=6059kN总承载力：QzK9Q=54530kN按承载力特征值计算，钻孔桩为摩擦性端承桩，单桩承载力为：Quk=Q。k+Qpk=u∑1l，。iqsikl。i+lp"pqpkAp其中，q。i。为桩侧土体的极限阻力标准值，查表得在0～6．5m为18kPa，在6．5～24．5m为20kPa，在24．5～25m为50kPa；q血为桩径0．8m的极限端阻力标准值，该工程桩端为强

9、风化砂岩，其端阻力标准值为400kPa；A。为桩身横截面面积；V小V。分别为桩侧阻力和桩端阻力尺寸效应系数，本工程均取1；u、1。i分别为桩身周长和桩身穿越土层的厚度。据此，可求得单桩极限承载力为：Ql】l(=18Ⅱ×0．8×6．5+20Ⅱ×0．8×18+50n×0．8×0．5+400Ⅱ×(0．8／2)2=1462kNQ亚=9Quk=13158kNQ：，和Q恐比较，取较小值，即钻孔桩群桩承载力为：Qz=13158kN因此，基础