水泥罐基礎(chǔ)設(shè)計方案.doc

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目 錄 一、編制依據(jù) 2 二、工程概況 2 三、地基處理及施工方法 3 四、水泥罐基礎(chǔ)設(shè)計 4 1、 參數(shù)信息 4 2、 基礎(chǔ)最小尺寸計算 5 3、 基礎(chǔ)承載力計算 5 4、 墊層寬度驗算 6 5、 墊層厚度驗算 7 6、 地基基礎(chǔ)承載力驗算 8 7、 受沖切承載力驗算 8 8、 抗傾覆力矩計算： 9 9、 承臺配筋計算 10 五、水泥罐基礎(chǔ)配平面位置及配筋圖詳見附后圖 11 六、水泥罐基礎(chǔ)施工技術(shù)要求 11 1、 水泥罐基礎(chǔ)持力層的驗收方法 11 2、 材料要求 11 3、 基礎(chǔ)驗收要求 11 一、編制依據(jù) 1．《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB5007-2002)； 2.《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(DBJ15-31-2003)； 3.《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)； 4. 《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002)； 5.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)(2006年版)； 6.《簡明鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計算手冊》； 7. 巖土工程勘查報告； 8. 《建筑地基與基礎(chǔ)施工手冊》(第二版,江正榮主編)。 二、工程概況 第一節(jié) 工程簡介 龍歸保障性住房項目施工總承包（標(biāo)段九）工程，建設(shè)地點位于廣州市白云區(qū)龍歸鎮(zhèn)。主要結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，地下室2層，地下裙樓3層、4棟31層塔樓建筑高度為99.85m.建筑總面積為130924㎡，其中地上為91900㎡，地下為30924㎡ 。基坑總面積約為22190㎡，周長為604米，基坑深度為10.95米，其中基坑支護(hù)不在本工程承包范圍內(nèi)。建設(shè)單位為廣州市住房保障辦公室，設(shè)計單位為中信華南（集團(tuán)）建筑設(shè)計研究院，勘察單位為廣州市城市規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，監(jiān)理單位為廣州市廣州工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，施工單位為廣東省第一建筑工程有限公司。 建筑設(shè)計使用年限為二類（50年以上）；建筑物防火為一類、耐火等級為一級；建筑物抗震設(shè)防烈度為7度；建筑物屋面防水等級為二級；建筑物地下室防水等級為二級。 按照廣州市有關(guān)文件管理規(guī)定，本工程全部使用散裝水泥，項目部根據(jù)本工程水泥量的需要情況，并結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況需要安裝2個90T的散裝水泥罐。西邊自編號為1#水泥罐（坐標(biāo)為：X=45984.350，Y=43116.542，Z=19.604）距離基坑排水溝13.8m，東邊自編號為2#水泥罐（坐標(biāo)為：X=45968.756，Y=43193.140，Z=19.598）距離基坑排水溝13.3m（具體位置見現(xiàn)場平面布置圖）。根據(jù)本工程地質(zhì)勘察報告，水泥罐位置地質(zhì)情況從上到下依次為：人工回填土，厚度1.59m，由于此處為地下為市政管道，回填土經(jīng)壓實后已達(dá)半年，根據(jù)經(jīng)驗一般粘性土經(jīng)回填壓實后承載力特征值的經(jīng)驗值取80KPa；粉質(zhì)粘土，厚度6.1m，地基承載力特征值為150KPa；強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，厚度0.9m，地基承載力特征值為1.8MPa；中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，厚度1.3m，地基承載力特征值為2.3MPa；微風(fēng)化風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，厚度5.7m，地基承載力特征值為6MPa。 三、地基處理及施工方法 由于地表層1.14m內(nèi)為人工填土，為了滿足作為水泥罐基礎(chǔ)承載力的要求，現(xiàn)對地表部分土層用砂和砂碎石墊層作換土處理，換土厚度為500mm，砂及砂碎石墊層經(jīng)分層夯實，作為水泥罐基礎(chǔ)的持力層。為了增強(qiáng)地基基礎(chǔ)的承載力，在基礎(chǔ)墊層底下的回填土4m4m區(qū)域內(nèi)每50cm50cm的間距布置一條長為3.5m的木樁，木樁進(jìn)入粉質(zhì)粘土層1m，木樁尾徑不小于10cm，共60條（如下木樁示意圖所示）。 材料要求 （1）砂：宜用顆料級配良好，質(zhì)地堅硬的中砂或粗砂，砂中不得含有雜草、樹根等有機(jī)雜質(zhì)，含泥量應(yīng)小于5%。 （2）砂碎石：自然級配的砂碎石混合物，料級應(yīng)在50㎜以下，其含量應(yīng)在50%以內(nèi)，不得含有植物殘體、垃圾等雜物，含泥量小于5%。 2、施工要點 （1）測量放線，人工挖土至地表下1.0m處。 （2）鋪設(shè)墊層前應(yīng)驗槽，將基底表面浮土、淤泥、雜物清除干凈，兩側(cè)設(shè)一定坡度，防止振搗時塌方。 （3）墊層分層鋪設(shè)，每層鋪設(shè)厚度為200~250㎜，并注意充分搗實。 （4）人工級配的砂碎石，應(yīng)先將砂、碎石拌和均勻后，再鋪夯壓實。 （5）墊層鋪設(shè)時，嚴(yán)禁擾動墊層下臥層及側(cè)壁的軟弱土層，防止被踐踏、受浸泡而降低其強(qiáng)度。如墊層下有厚度較小的淤泥或淤泥質(zhì)土層，在碾壓荷載下拋石能擠入該層底面時，可采取擠淤泥處理。先在軟弱土面上堆填塊石、片石等，然后將其壓入以置換和擠出軟弱土，再做墊層。 （6）墊層應(yīng)分層鋪設(shè)，分層夯或壓實?；觾?nèi)預(yù)先安好11m網(wǎng)格標(biāo)樁，控制每層砂墊層的鋪設(shè)厚度。每層鋪設(shè)厚度200~250㎜、砂石最優(yōu)含水量控制在15~20%，施工機(jī)具采用平板式振搗器往復(fù)振搗，振搗器移動時，每行應(yīng)搭接三分之一，以防振動面積不搭接。 （7）墊層鋪設(shè)完后，應(yīng)進(jìn)行基礎(chǔ)施工與基坑回填，嚴(yán)禁小車及人在砂碎石層上面行走，必要時應(yīng)在墊層上鋪板行走。 3、質(zhì)量控制 （1）砂、碎石等原材料質(zhì)量、配合比應(yīng)符合設(shè)計要求，砂、碎石應(yīng)攪拌均勻。 （2）施工過程中必須檢查分層厚度，搭接部分的壓實情況、壓實遍數(shù)。 （3）砂和砂碎石地基的質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002)的要求。 4、砂及砂碎石地基承載力特征值的取值 查《建筑地基與基礎(chǔ)施工手冊（第二版）》表6-10 ，得知稍密砂夾石墊層承載力特征值為200~250KPa，本工程取fak=180 KPa。 四、水泥罐基礎(chǔ)設(shè)計 1、 參數(shù)信息 水泥罐自重F1=90T，高度H=11.0m，水泥罐尺寸d=3m， 水泥罐基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級：C35， 基礎(chǔ)寬度Bc=3.5m，基礎(chǔ)埋深D=0.5 m ，墊層寬度B`=4.0m， 墊層厚度D`=0.5m。 2、 基礎(chǔ)最小尺寸計算 基礎(chǔ)的最小厚度?。篐=0.5m 基礎(chǔ)的最小寬度?。築c=3.5m 3、 基礎(chǔ)承載力計算 依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2002)第5.2條承載力計算。 計算簡圖： 木樁示意圖 基礎(chǔ)設(shè)計值計算公式： 當(dāng)考慮偏心距較大時的基礎(chǔ)設(shè)計值計算公式： 式中 F──水泥罐作用于基礎(chǔ)的豎向力F=1.2900=1080kN； G──基礎(chǔ)自重與基礎(chǔ)上面的土的自重，G=1.225.0BcBcHc =183.75kN； Bc──基礎(chǔ)底面的寬度，取Bc=3.5m； W──基礎(chǔ)底面的抵抗矩，W=BcBcBc/6=7.15m3； M──傾覆力矩，由水平風(fēng)荷載產(chǎn)生的力距； 經(jīng)計算得到，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk = 0.70.5001.0000.74 = 0.259kN/m2。 M=1.4311 Wk5.5=65.8kN.m a──合力作用點至基礎(chǔ)底面最大壓力邊緣距離(m)，按下式計算： a=3.5/2-65.8/(1080+183.75)=1.70m。 經(jīng)過計算得到： 最大壓力設(shè)計值 Pmax=(183.75+1080)/3.52+65.8/7.15=112.37kPa 最小壓力設(shè)計值 Pmin= (183.75+1080)/3.52-65.8/7.15=93.96kPa 偏心距較大時壓力設(shè)計值 Pkmax=2(183.75+1080)/(33.51.70)=141.60kPa 4、 墊層寬度驗算 依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79-2002)第4.2.1條計算。 墊層的寬度應(yīng)滿足基礎(chǔ)底面應(yīng)力擴(kuò)散的要求,可按下式計算： B`≥Bc+2Ztgθ Z──基礎(chǔ)底面下墊層的厚度(m) θ──墊層的壓力擴(kuò)散角(經(jīng)查表取θ=20o) B`≥Bc+2Ztgθ=3.5+20.5tg20o=3.86 所以取B`=4m滿足要求 5、 墊層厚度驗算 墊層的厚度驗算公式：PZ+PCZ≤fa 即作用在墊層底面處的土的重壓力值與附加壓力值之和不大于軟弱土層經(jīng)深度修 正后的地基承載力特征值。墊層的厚度一般為0.5~2.5m,現(xiàn)在取D`=0.5m, PZ+PCZ=3.53.5【（1080+183.75）/(3.53.5)-0】/（3.5+20.5tg20o）^2=84.64KPa≤fa=90 KPa經(jīng)計算墊層厚度滿足要求。 式中 PZ──墊層底面處的附加壓力值（KPa）； PZ = BcBc（PK-PC）/（Bc+2 D`tgθ）2 PK──基層底面處的平均壓力（KPa）； PCZ──墊層底面處土的自重壓力值（KPa）； fa──墊層底面處土層（回填土）的修正后的地基承載力特征值(kN/m2)，墊層底面處土層（回填土）的修正后的地基承載力特征值計算： 其中 fak──墊層底面處土層地基承載力特征值，取80.00kN/m2； b──基礎(chǔ)寬度地基承載力修正系數(shù)，取0.00； d──基礎(chǔ)埋深地基承載力修正系數(shù)，取1.00； ──基礎(chǔ)墊層底面以下土的重度，取20.00kN/m3； γm──基礎(chǔ)墊層底面以上土的重度，取20.00kN/m3； b──基礎(chǔ)底面寬度，取4.00m； d──基礎(chǔ)埋深度,取1.0m。 解得地基承載力設(shè)計值 fa=80+0+120（1-0.5）=90kPa 經(jīng)計算PZ+PCZ=84.64KPa≤fa，所以墊層厚度取值滿足要求。 6、 地基基礎(chǔ)承載力驗算 地基基礎(chǔ)承載力特征值計算依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB 50007-2002第5.2.3條。 計算公式如下： 其中 fa──修正后的地基承載力特征值(kN/m2)； fak──地基承載力特征值，取150.00kN/m2； b──基礎(chǔ)寬度地基承載力修正系數(shù)，取3.00； d──基礎(chǔ)埋深地基承載力修正系數(shù)，取4.40； ──基礎(chǔ)底面以下土的重度，取20.00kN/m3； γm──基礎(chǔ)底面以上土的重度，取20.00kN/m3； b──基礎(chǔ)底面寬度，取3.50m； d──基礎(chǔ)埋深度,取0.50m。 fa=150+320（3.5-3）+4.420（0.5-0.5） 解得地基承載力修正扣特征值 fa=180kPa 實際計算取的地基承載力特征值為：fa=180kPa 地基承載力特征值fa大于最大壓力設(shè)計值Pmax=112.37kPa，滿足要求！ 地基承載力特征值1.2fa大于偏心距較大時的壓力設(shè)計值Pkmax=141.60kPa，滿足要求！ 7、 受沖切承載力驗算 依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB 50007-2002第8.2.7條。 驗算公式如下： 式中 hp──受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，取 hp=1； ft──混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，取 ft=1.57kPa； am──沖切破壞錐體最不利一側(cè)計算長度： am=[2+(2 +20.45)]/2=2.45m； h0──承臺的有效高度，取 h0=0.45m； Pj──最大壓力設(shè)計值，取 Pj=141.6kPa； Fl──實際沖切承載力： Fl=141.6(3.5+2.9)0.3/2=135.94kN。 允許沖切力： 0.711.572450450=1211647N=1211.647kN 實際沖切力不大于允許沖切力設(shè)計值，所以能滿足要求！ 8、 抗傾覆力矩計算： F──水泥罐作用于基礎(chǔ)的豎向力，它包括水泥罐自重F=1.2900=1080kN； G──基礎(chǔ)自重與基礎(chǔ)上面的土的自重，G=183.75+0=183.75KN Bc──基礎(chǔ)底面的寬度，取Bc=3.5m； M1──傾覆力矩，包括風(fēng)荷載產(chǎn)生的力距和最大起重力距，M=65.8KN.m 根據(jù)已知條件可計算出抗傾覆力矩M M=1/2(F＋G)Bc=1/2(1080＋183.75)3.5=2211.56KN.m M/M1=2211.56/65.8﹥1.6 所以本水泥罐基礎(chǔ)抗傾覆力矩滿足要求。 9、 承臺配筋計算 依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB 50007-2002第8.2.7條。 1.抗彎計算，計算公式如下： 式中 a1──截面I-I至基底邊緣的距離，取 a1=0.75m； P──截面I-I處的基底反力： P=141.6(31.7-0.75)/(31.7)=120.78kPa； a──截面I-I在基底的投影長度,取 a=2m。 經(jīng)過計算得 M=0.752[(23.5+2)(141.6+120.78-2183.75/3.52)+( 141.6-120.78)3.5]/12 =101.45kN.m。 2.配筋面積計算,公式如下： 依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010-2002 式中 1──系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度不超過C50時，1取為1.0,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C80時， 1取為0.94,期間按線性內(nèi)插法確定； fc──混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計值16.7N/mm^2； h0──承臺的計算高度。 經(jīng)過計算得 s=101.45106/(1.0016.73.51034502)=0.0086 =1-(1-20.0086)0.5=0.0086 s=1-0.0086/2=0.9957 As=101.45106/(0.9957450300.00)=754.73mm2。 由于最小配筋率為0.15%，所以最小配筋面積為：50035000.15%=2625mm2。 實配雙層Ф16@200鋼筋，基礎(chǔ)底面雙向根數(shù)38根 As=38201.1=7641.8mm2>As2 As=7641.8mm2，符合要求 五、水泥罐基礎(chǔ)配平面位置及配筋圖詳見附后圖 六、水泥罐基礎(chǔ)施工技術(shù)要求 1、 水泥罐基礎(chǔ)持力層的驗收方法 水泥罐基礎(chǔ)土方開挖到達(dá)持力層后，要求馬上對基槽進(jìn)行驗收，驗收時主要采用釬探方法，驗槽后需立刻進(jìn)行砂及砂碎石墊層的施工，墊層施工完后，應(yīng)檢驗墊層的承載力。 2、 材料要求 水泥罐基礎(chǔ)的地腳螺栓必須由正規(guī)專業(yè)的廠家生產(chǎn)，產(chǎn)品必須有合格證。 3、 基礎(chǔ)驗收要求 水泥罐基礎(chǔ)施工過程中需及時辦理如下驗收：①基礎(chǔ)驗槽記錄；②基礎(chǔ)隱蔽驗收記錄；③基礎(chǔ)驗收等。