广州南站水泥罐施工方案.docx
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广州南站水泥罐施工方案
目录
一、概况1
二、施工部署及施工组织1
1、水泥罐布置1
2、安全施工目标1
3、各项资源需要量计划1
3.1、劳动力安排1
3.2、机械设备安排1
三、计算公式2
1、地基承载力2
2、风荷载强度2
3、基础抗倾覆计算2
4、基础抗滑稳定性验算2
5、基础承载力3
四、设计资料3
五、储料（水泥）罐基础验算4
1、计算方案4
2、储料罐基础验算过程4
2.1地基承载力4
2.2罐体满载时基础抗倾覆验算4
2.3罐体满载时基础滑动稳定性验算5
2.4罐体空载时基础抗倾覆验算6
2.5罐体空载时基础滑动稳定性验算6
2.6储蓄罐支腿处混凝土承压性7
2.7基础承台配筋计算7
六、水泥罐基础平面位置图10
七、地铁保护措施11
一、概况
广州南站区域地下空间及市政配套设施工程，由于设计变更，基础抗拔桩变更成抗拔锚杆，故拟在B4区西南侧基坑外设置1个水泥罐，水泥罐自重10吨，水泥罐在装满材料时按照120吨计算（罐体自重10吨+材料110吨）。
根据地质报告：
SDQ14号地质钻孔资料显示为1②填土层，地基承载力特征值为80kpa。
二、施工部署及施工组织
1、水泥罐布置
水泥罐设置位置详见附后《水泥罐基础平面位置图》。
2、安全施工目标
采取有效措施实现“六无”安全管理目标，即无死亡、无重伤、无倒塌、无中毒、无火灾、无重大机械交通事故，严格控制爆炸事故的发生，将月轻伤频率控制在1.2‰以下。
3、各项资源需要量计划
3.1、劳动力安排
劳动力安排表表1
人员类别
人数
熟练技术工人
钢筋工人
6
机械司机
4
混凝土工人
5
电工
2
合计
17
3.2、机械设备安排
机械设备表表1
序号
施工机械及器材名称
规格、型号
单位
数量
功率
备注
1
80t汽车吊
QY80
台
1
2
自卸汽车
8m3
辆
2
3
压路机
20吨
辆
1
4
砼罐车
12m3
辆
2
5
挖掘机
PC200
台
1
1.0m3
6
交流电焊机
BX1-500-2
台
12
22kw
7
钢筋切断机
GQ40
台
2
2.2kw
8
钢筋弯曲机
GW50
台
2
2.2kw
9
氧气乙炔切割机
CG1-30B
台
4
1kw
10
混凝土振动棒
ZN50
个
5
1.5kw
三、计算公式
1、地基承载力
P/A=σ≤σ0
P—储蓄罐重量KN
A—基础作用于地基上有效面积mm2
σ—土基受到的压应力MPa
σ0—土基容许的应力MPa
通过地质勘察报告得出土基容许的应力σ0=0.08Mpa。
2、风荷载强度
W=K1K2K3W0=K1K2K3（ｖ2/1.6）
W—风荷载强度Pa
W0—基本风压值Pa
K1、K2、K3—风荷载系数，查表分别取0.8、1.13、1.0
ｖ—风速m/s,取24.5m/s（根据地勘报告）
σ—土基受到的压应力MPa
σ0—土基容许的应力MPa
3、基础抗倾覆计算
Kc=M1/M2=P1×1/2×基础宽/P2×（12.05/2+2.6）≥1.5即满足要求
M1—抵抗弯距KN•M
M2—倾覆弯距KN•M
P1—储蓄罐与基础自重KN
P2—风荷载KN（P2=W×受风面积）
4、基础抗滑稳定性验算
K0=P1×f/P2≥1.3即满足要求
P1—储蓄罐与基础自重KN
P2—风荷载KN
f-----基底摩擦系数，查表得0.25；
5、基础承载力
P/A=σ≤σ0
P—储蓄罐单腿重量KN
A—储蓄罐单腿有效面积mm2
σ—基础受到的压应力MPa
σ0—砼容许的应力MPa
四、设计资料
类型：
单阶矩形基础；基础承台混凝土强度等级：
C30,fc=14.30N/mm2,ft=1.43N/mm2钢筋级别：
HRB400,fy=360N/mm2
配筋计算方法:
简化法；基础纵筋混凝土保护层厚度：
40mm；基础与覆土的平均容重：
20.00kN/m3；地基承载力特征值：
80kPa；基础埋深：
0.5m（不含虚土，填土夯实）。
水泥罐及基础尺寸简图如下：
水泥罐及基础计算简图
五、储料（水泥）罐基础验算
1、计算方案
开挖深度0.5米，根据规范，不考虑摩擦力的影响，计算时只考虑储蓄罐重量通过基础作用于土层上，集中力P=1200KN，水泥罐基础受力面积为4.5m×4.5m×0.5m（实际施工加至5m×5m×0.5m）。
本储料罐根据地勘报告资料，考虑最大风力为24.5m/s，储蓄罐顶至地表面距离为14.65米，罐身长12.05m，罐体外径2.9m受风面35m2，在最不利风力下计算基础的抗倾覆性。
基础采用的是商品混凝土C30，储料罐支腿受力最为集中，混凝土受压面积为400mm×400mm，等同于试块受压应力低于30MPa即为满足要求。
2、储料罐基础验算过程
2.1地基承载力
地基承载力计算简图
根据上面的1力学公式，已知P=1200KN，基础自重G=254KN，计算面积A=20.25×106mm，σ=P/A=1454KN/20.25×106mm=0.0718MPa＜σ0=0.08MPa（允许应力），地基承载力满足承载要求（施工时对地基进行压实处理）。
2.2罐体满载时基础抗倾覆验算
满载时抗倾覆计算简图
根据上面的3力学公式：
对A点取矩，进行验算；
C30钢筋混凝土自重按25KN/m3计算，承台自重：
G=4.5×4.5×0.5×25=254（KN）
P1=G+罐体满载重=254+1200=1454（KN）
W=K1K2K3W0=K1K2K3（ｖ2/1.6）
=0.8×1.13×1.0×1/1.6×24.52
=339.141Pa
P2=W×受风面积=339.141×12.05×2.9=11851（N）=11.851（KN）
Kc=M1/M2=P1×1/2×基础宽/P2×（12.05/2+2.6）
=（254+1200）×2.25/（11.851×（8.625+0.5））
=3269.5/108.14=30＞1.5,故罐体满载时满足抗倾覆要求
为了提高储料罐的抗倾覆能力,在储蓄罐三面拉设缆风的措施。
2.3罐体满载时基础滑动稳定性验算
根据上面的4力学公式，
K0=P1×f/P2=1454×0.25/11.851=30.67＞1.3满足基础滑动稳定性要求。
2.4罐体空载时基础抗倾覆验算
空载时抗倾覆计算简图
根据上面的3力学公式：
对A点取矩，进行验算；
C30钢筋混凝土自重按25KN/m3计算，承台自重：
G=4.5×4.5×0.5×25=254（KN）
P1=G+罐体空载重=254+100=354（KN）
W=K1K2K3W0=K1K2K31/1.6ｖ2
=0.8×1.13×1.0×1/1.6×24.52
=339.141Pa
P2=W×受风面积=339.141×12.05×2.9=11851（N）=11.851（KN）
Kc=M1/M2=P1×1/2×基础宽/P2×（12.05/2+2.6）
=（254+100）×2.25/（11.851×（8.625+0.5））
=796.5/108.14=7.3＞1.5,故罐体空载时满足抗倾覆要求
为了提高储料罐的抗倾覆能力,在储蓄罐三面拉设缆风的措施。
2.5罐体空载时基础滑动稳定性验算
根据上面的4力学公式，
K0=P1×f/P2=354×0.25/11.851=7.47＞1.3满足基础滑动稳定性要求。
2.6储蓄罐支腿处混凝土承压性
根据5力学计算公式，已知满载120T的储存罐，单腿受力P=300KN，承压面积为400mm×400mm
P/A=300KN/（400mm×400mm）
=1.875MPa＜30MPa
满足受压要求。
经过验算，储料罐基础满足承载力和稳定性要求。
2.7基础承台配筋计算
（1）底筋及面筋均设为双层双向HRB400C18@200计算如下：
双筋矩形截面受弯构件正截面承载力公式如下：
ƒc——混凝土轴心抗压强度设计值；
b——截面宽度；
x——混凝土受压区高度；
α1——系数；
ƒy——钢筋抗拉强度设计值；
As——纵向受拉钢筋截面面积；
——受压区钢筋截面面积；
ho——截面有效高度（受拉钢筋重心到受压区边缘的距离）；
Mu——截面破坏时的极限弯矩；
M——作用在截面上的弯矩设计值。
——钢筋的抗拉强度设计值
——最小配筋率
——是混凝土保护层厚度+受压钢筋直径的一半
as——是混凝土保护层厚度+受拉钢筋直径的一半
相对界限受压区高度
和
混凝土强度等级
≤C50
C60
C70
C80
HRB335钢筋
0.550
0.531
0.512
0.493
0.399
0.390
0.381
0.372
HRB400钢筋
0.518
0.499
0.481
0.462
0.384
0.375
0.365
0.356
查手册
，
，C30砼，
C30混凝土，
M=108.14KN·m
可按单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算。
钢筋HRB400，
取
，仅需构造配筋，
①承台底筋计算：
单根C18钢筋
间距200mm，钢筋根数：
，承台底筋满足构造配筋要求。
②承台面筋计算：
单根C18钢筋
间距200mm，钢筋根数：
，承台面筋满足构造配筋要求。
综上计算得到承台尺寸为：
4.5m×4.5m×0.5m能满足要求。
实际施工时尺寸加大至5m×5m×0.5m。
基础承台配筋及平面图如下：
六、水泥罐基础平面位置图
七、地铁保护措施
根据设计要求：
应控制作用于城市轨道交通地下结构外壁上的附加荷载不大于20kPa。
故应对水泥罐及基础的荷载对2号线暗挖隧道的外壁附加荷载进行验算，以满足地铁保护要求。
水泥罐承台平面尺寸布置如下图：
罐体满载时：
已知P=1200KN，基础自重G=312KN，计算面积A=25×106mm，σ0=P/A=1512KN/25×106mm=0.0605MPa，对地铁隧道外壁附加荷载，采用简算法，按照45度角进行扩散，故A扩散=（8.968+8.968+5）×（8.968+8.968+5）=526×106mm，σ1=P/A扩散=1512KN/526×106mm=0.00287MPa＜σ0=0.02MPa（允许应力），满足隧道外壁允许承载力要求。
计算简图如下：
综上计算得出：
施工时，水泥罐实际装水泥量满载时能保证地铁2号线安全。
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