广大阳城游戏木与建筑GUANGDONG ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING 施工现场大型砂浆储料罐基础的设计及验算 （广州市建筑机械施工有限公司广州 510115） JAN2010 要：砂浆储料罐随着商品砂浆的推广使用而在建筑工程现场中频繁出现，文中对广州某超高层在建工程的大型砂浆储料罐基础进行了设计及验算，并结合施工现场实际情况得出基础承载力、沉降及抗倾覆验算是其关键步骤的结论，验算结果表 明罐基础满足使用要求，该设计思路及计算方法可为施工现场中各类罐基础的设计及验算提供参考。 关键词：商品砂浆； 砂浆储料罐； 基础； 设计； 验算 Design CheckingCalculation heFoundation LargeMortar St orage Tank ConstructionSite Li Shixu He Bingquan （Guangzhou Municipal Construction Mechanization Co.，Ltd. Guangzhou 510115，China） Abst ract promotion commercialmort ar，mort ar storage morecommon constructionsite. largemort ar storage tank used superhigh-rise building under construct ion keychecking calculat ions bearingcapacity，settlement anti-overt urning calculat ions gainedaccording heact ual sit uat ion foundationmeet userequirement. designidea calculation met hod can provide hereference information hedesign checkingcalculat ion. Keywords：commercial mortar； mortar storage tank； foundat ion； design； checking calculat ion 砂浆作为传统建筑材料而广泛使用于各个建筑 工程项目中，然而现场搅拌型砂浆的使用难以达到 节约材料与环境保护的要求，不利于国家推行建筑 业可持续发展的绿色建筑和绿色施工政策 商品砂浆（干混砂浆、预拌砂浆）则具有环境污染小、工程 造价低、自然资源消耗量低、施工效率高、工程质量 高等优点 ，目前正在全国范围内推广使用。另外， 北京、上海、广州、深圳等城市已明令禁止在施工现 场搅拌砂浆，因此商品砂浆在这些地区的使用也成 为必然。 鉴于商品砂浆的推广使用，砂浆储料罐相应地 出现在工程的砌体及抹灰施工阶段，进而罐基础的 设计与施工成为工程项目的一部分。 由于砂浆罐基 础的建造视乎工程项目的实际情况（如工程性质、工 区场地布置、土质状况、主建筑物地下结构状况等） 工程概况广州市某超高层在建商住楼工程， 规划总建筑 面积约 18.6 座塔楼组成。其中地下室 层，最大深度为12.6m；地上裙楼 为商业区，高27m；4 座塔楼为高级公寓及豪华住宅， 建筑高度为 163.6m。 工程砌 筑及抹灰施工共需砂浆用量 9.866m，罐体直径 3066mm， 罐脚底板外径 319mm、 内径 219mm，空罐自重 4t，可装载 最大砂浆重量为 65t。 砂浆储 而定，因此其设计形式灵活多样，验算过程也由实际 工况而定。 本文借鉴其他类型罐基础的设计及处理 方式 ，对广州市某超高层在建工程中一大型砂浆储料罐的基础进行设计与验算，为建筑工程中场内 各类罐基础的设计及验算提供参考。 料罐构造如图 基础设计方案2.1 基础形式 砂浆储料罐示意图砂浆储料罐采用钢筋混凝土基础，尺寸为 4m 31 施工现场大型砂浆储料罐基础的设计及验算JAN 2010 4m0.4m，混凝土强度等级为 C30，双层双向配筋，钢 筋保护层厚度为 25mm，罐基础平面及配筋如图 基础承载力验算由现场地质勘察报告可知杂填土地基承载 00Pk Pkmax 罐基础平面及配筋示意图式中：Pk 为基础底面处的平均压力；fa 为地基承 载力特征值；Pk max 为基础底面边缘的最大压力。 Pk=（F1+F2 +F3） 2（160+40+650） 4）=63.75kN fa=90kNm；Pk max =（F1+F2 综合考虑建筑物轮廓、工区场地特征及方便砂浆运输等因素， 选定砂浆储料罐基础的施工地点。 由于本例基础的一部分座落在基坑支护桩顶的冠梁 上，另一部分为现有施工道路，下部为夯实的杂填 土，为防止地基产生不均匀沉降，特作以下处理：将 施工道路下部的部分杂填土挖除，采用钢筋混凝土 （双层双向配筋 8@200）回填（形成承台）后再进行基础施工。 地基具体处理情况如图 F3）A+Mf W=63. 75+114. 33 供支承力（如图 施工路面杂填土 支承示意图支护桩 杂填土 C30 混凝土承台 双层双向 8@200对冠梁作刚性假设， 结合基础支承情况建立其受力 模型，如图 图中N1 罐重；G1为冠梁上部的 地基处理剖面示意图基础重量；G2 为杂填土上部的基础重量；Q1 为基础 底反力。要求出基础的沉降量，需先求得混凝土承台 砂浆罐采用脚底板与基础预埋件烧焊连接（满 焊），焊缝高度与钢板厚度相同。 预埋件锚板采用与 脚底板材质相同的钢板，采用 4f 20 采用E43 型焊条，焊缝长度为 200mm，双面焊。 C30混凝土性能：轴心抗压强度 fc=14. 3MPa， 轴心抗拉强度 ft 恒载：基础自重F1 =160kN，砂浆储料罐空罐 自重 F2 =40kN，满载时重 F3 =690kN。 风荷载：基本风压取w0 罐体风载受力面积 S=40. 19m ，则风荷载Ff =20. 09kN，风荷 载产生弯矩 Mf =Ff h=114. 33kNm 为风荷载作用点与基础面的距离，h=5. 691m）。 32 所受的地基反力，承台受力情况如图 图中G3 承台自重；Q2 为杂填土对承台的反力。 基础承台受力简图根据图 点弯矩平衡可得：Q1 =（115.2 1.2 +414 1.485 -414 0.685 -76.8 4）=141.67kN 根据图6，由承台受力平衡可得： G2N1 G1 砂浆罐基础罐基础 杂填土混凝土承台 Q2=（141. 672. 4+322. 56） 2=207.05kN 广大阳城游戏木 建筑JAN 20 10 另外，基础底下的地基土为杂填土，厚约3m，由 地质报告可知该部分杂填土重度 ，压缩模量 E=5MPa。 基础最终沉降量 -1ai -1 Ei由于本地基土厚度较小，整个地基土可按单层 土考虑，故式可简化为： s=（p0 Ei z1a1 式中：p0为基础底面处的附加应力， 207.05 190.6=25. 57kN 为沉降计算经验系数，取1.0； z1 为基础底面至土层底部的距离， 3m；a1为基础 底面至土层底部范围内的平均附加应力系数 504。由式可求得：s=7. 73mm。 根据文献［5］中罐 体容许沉降值 120=25mm，本基础沉降量满足使用要求。 3.4 抗倾覆验算 广州地区为亚热带气候，空气流动性强，故风力 对罐体的倾覆作用不容忽视。 将砂浆储料罐看成一 个整体进行抗倾覆验算，为了保持基础的稳定状态， 基础上的抗倾覆安全系数 （稳定力矩Mk 与倾覆 力矩 M0 之比）应大于 1.5，即： ＝MkM0 稳定力矩是罐身自重和基础自重对基础底板边缘的力矩，倾覆力矩则为风力对基础底板边缘产生 的力矩；考虑砂浆储料罐空载时为倾覆最不利的状 2（160+40）2=480kNmM0 =Mf =114. 33kNm 故有 Mk
1.5M0 =171.495kNm，满足抗倾覆要求。 3.5 其他验算 结合本工程及工区的实际情况，基础的承载力、 沉降及抗倾覆验算是关键验算步骤，为使数据完整， 还应进行基础抗弯、抗冲切、局部受压等验算。 基础抗弯验算：根据受力计算结果，本基础只需按构造配筋即可满足抗弯要求， 20f16 @200； 抗冲切验算：计算得实际冲切力Fq=139.14kN， 允许冲切力 =955.33kN，满足要求。 局部受压验算：考虑储料罐脚底板对基础上表面存在局部集中压应力，故对基础进行局部受压 验算。 考虑储料罐满载的情况，局部压力标准值 Ny= 207kN，远小于极限值 NΔ=5350kN，故满足使用要求。 安装模板采用木胶合板，并运用钢管和方木保证模板体系的稳定性。 分层振捣混凝土，一次性浇筑，不留施工缝；浇筑时应注意防止混凝土离析， 振捣时振动器移动 间距不宜大于 30cm， 振捣时间不得少于 15s， 至振实和表面露浆为止，振动器应快插慢拔，且应避免与预埋件及模板碰撞。 加强混凝土养护，待混凝土强度达到100％ 后方可进行安装施工。 为防止混凝土承台下沉造成罐身倾斜，另外加设揽风绳以保证罐身稳定。 在商品砂浆推广使用的今天，砂浆储料罐也随之频繁出现在建筑工程现场当中， 而罐基础的设计 则应充分考虑施工现场的实际情况。 本文对广州市某超高层在建工程的砂浆储料罐基础进行了设计及验算，其中基础的承载力、沉降 及抗倾覆验算是其关键验算步骤。 验算结果表明，本砂浆储料罐基础各项数值满足规范，基础符合使用要求，同时对施工注意事项作 出必要说明。 本文的思路及方法可为建筑工程中场内各类罐基础的设计及验算提供参考。 王有为.中国绿色施工解析［J］. 施工技术, 2008（6） 推行预拌砂浆面临的迫切问题［J］.建筑技术， 2007（10） 刘红宇，洪彩霞.商品砂浆的发展应用和研究开发 油罐地基产生不均匀沉降原因分析及纠偏方法探讨［J］. 建筑技术，2008（5） GB50007-2002 建筑地基基础设计规范［S］ 33
