双层存梁台座(扩大基础)

存 梁 台 座 设 计

设　　计：

复　　核：

审　　核：

中铁四局集团第二工程有限公司永年制梁场

2009年12月

存 梁 台 座 设 计

1．设计计算依据

1.1.计算依据：

⑴招标文件及设计图纸

⑵永年制梁场平面布置图纸

⑶《石武客专石郑段（河北段）SZ-3标招标参考资料》

⑷永年制梁场勘探点布置图及工程地质柱状图

⑸《基础工程》（李克钏主编）

⑹《地基基础设计与计算》(人民交通出版社,朱浮声主编)

1.2.技术规范：

⑴《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-）

⑵《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023-85）

⑶《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024-85）

⑷《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000）

⑸《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-94）

2、设计说明

2.1.地质资料

根据《石武客专石郑段（河北段）SZ-3标招标参考资料》及永年制梁场勘探点布置图及工程地质柱状图，制梁场基础地层变化较为平缓，场区为第四系全新统（Q4）地层，属冲积平原，地势较平坦，起伏很小，微地貌类型为缓平坡地，地貌类型单一。其岩土分布规律及物理力学性质见下述。

拟建场地内主要岩性为耕填土、粉土、粘土和粉砂，根据初勘资料，自上而下共分为六层：

第一层（耕填土）：杂色，以粉土为主。层厚0.30～0.50米，平均厚度0.4米，整个场区均有分布，该层力学性质较差，不作评价。

第二层（粉土）：浅黄色，稍密～中密，稍湿～湿，无摇震反映。层厚4.10～4.90m，平均4.m，整个场地均有分布。压缩摸量Es=9.42Mpa,空隙比e=0.888,含水率W=20.4%,液性指数IL=0.43,标贯击数N=7.4,地基承载力特征值fak=120Kpa。

第三层（粉砂）：米黄色，稍密～中密，分选一般，可见云母碎片及暗色矿物。层厚5.30～6.60米，平均5.86m，整个场区均有分布。压缩摸量Es=19Mpa,空隙比e=0.55,含水率W=15%,标贯击数N=10.8,地基承载力特征值fak=140Kpa.

第四层（粉土）：浅灰色，中密～密实，湿，含少量钙质结核。层厚0.70～3.00m，平均1.72m，整个场地均有分布。压缩摸量Es=10.3Mpa,空隙比e=0.7,含水率W=22.4%,液性指数IL=0.55,标贯击数N=8.7,地基承载力特征值fak=130Kpa。

第五层（粘土）：灰色～黑色，可塑，局部夹杂贝壳和有机物杂质。层厚5.20～6.00米，平均5.58m，整个场区均有分布。压缩摸量Es=8.37Mpa,空隙比e=0.783,含水率W=31%,液性指数IL=0.5,标贯击数N=6.7,地基承载力特征值fak=130Kpa。

第六层（粉砂）：灰黄色，稍密～中密，分选一般～良好，可见云母碎片及暗色矿物。该土层层底深度大于25.0米，层厚大于7米，整个场区均有分布。标贯击数N=12.8,地基承载力特征值fak=160Kpa。

2.2.水文资料

存梁台座不考虑地下水位影响。

2.3.整体设计思路

32m箱梁基础设计：从工程地质剖面图中看，相临地层变化较为平缓，地层承载力较好，压缩模量大。单层存梁考虑用扩大基础；但因为考虑双层存梁，荷载较大，仅两片箱梁的重量已达1673t，通过综合比选，最终存梁台座预设计为扩大基础与钻孔灌注桩这两种结构形式。

3、设计参数选定

3.1箱梁简介

32m箱梁为新建300-350公里客运专线铁路设计使用,截面类型为单箱单室等高度简支箱梁，梁段顶板、底板及腹板局部向内侧加厚；梁顶宽12.2m，底宽5.5m，梁高3.078m。梁体混凝土等级为C50混凝土，桥面系采用C40混凝土，预应力体系采用自锚式拉丝体系，

图3.1:  箱梁断面图（单位：mm）

3.2施工荷载

双孔梁自重Q1：8360*2＝16720 kN

施工荷载Q2：80 kN

则分布到四个存梁支点上的每个支点荷载N为：(16720＋80)/4=4200k N

3.3材料性能指标

 (1)、C25砼：抗拉强度标准值：[ftk] =2Mpa

              弯曲抗压强度标准值：[fcm,k] =17Mpa

 (2)、钢筋

I级钢筋：，

II级钢筋：，

4．双层层存梁台座设计

4.1方案一：扩大基础结构形式

4.1.1　基础设计

　　 采用MTstool软件进行设计，双层存梁台座采用双柱整体阶梯式扩大基础，其底部尺寸设为11.5m*6m,基础总高1.5m，每级台阶高度为0.5m，基础埋深1.5m。将场内地质相关数据输入界面，每支点荷载为4200k N，恒载分项系数取1.2，人工配筋进行验算分析。分析结果显示，除配筋率超出规范规定范围外，其余均满足要求。因存梁台座为临时工程，且恒载稳定，只要地基承载力、抗弯、抗冲切、抗剪能力满足要求，基础是不是发生少筋破坏，故而，在确保安全的前提下，为减少施工设计成本，基础配筋设计时未按最少配筋率的要求进行配筋。设计分析结果见附件：基础验算计算书。基础设计具体尺寸及其配筋见图4.1.1-1。

图4.1.1-1：基础纵剖面及平面设计图

4.1.2　工程初步预算

经计算，扩大基础工程量及其费用如下：

表4.1.1-1:单个扩大基础式存梁台座工程数量及费用初步预算

4.2.1　桩型选择

　　桩顶轴向压力应符合下式：

r0N≤fcA

根据工程重要性，r0取1.0，fc为砼压强度设计值，桩体采用C25，则fc经修正后fc=11.9*0.8=9.52 N/mm2,则：

fcA=9.52*0.785*106*10-3=7473kN>N=4200 kN

轴心抗压强度满足要求，桩径采用直径1米可以。

4.2.2　承载力分析

根据地质条件，选择直径1.0m的磨擦型钻孔桩，施工方法采用旋挖钻法施工。拟设的钻孔桩构造形式如图4.2.1.

图4.2.1:  箱梁钻孔桩相对位置图（单位：mm）

根据建筑桩基技术规范JGJ94-94，桩基竖向承载力需符合下列要求：

r0N≤R= Qsk/rs+Qpk/rp=(u/ rs + qpkAp/rp )

根据工程重要性，r0取1.0，根据施工工艺，rs与rp均取1.67，上式即为：

N≤R= (u+ qpkAp)/1.67

拟设计桩长34m，桩径1.0m。取地勘报告中ZK1孔号（此点靠近拟施工场地位置）数据进行计算分析，由上至下土分层厚度依次为：耕植土0.4m，粉土层4.8m，粉砂层6.0m，粉土层1.4m，粘土层5.4m，粉砂层16m。单桩竖向力为N=4200KN。

由表可以查得桩极限侧阻力和桩极限端阻力：

根据设计规范及场区勘察报告，各层qsk与qpk取值如下：

第一层：耕植土，厚0.4m，qsk=20(kPa)；qpk=0(kPa)；

第二层：粉土层，厚4.8m，qsk=40(kPa)；qpk=1900(kPa)；

第三层：粉砂层，厚6.0m，qsk=42(kPa)；qpk=2500(kPa)；

第四层：粉土层，厚1.4m，qsk=45(kPa)；qpk=2300(kPa)；

第五层：粘土层，厚5.4m，qsk=48(kPa)；qpk=2000(kPa)；

第六层：粉砂层，厚16m，qsk=50(kPa)；qpk=3000(kPa)；

故单桩竖向承载力值为：

R= (u+ qpkAp)/1.67

    =[(3.14*1.0)*（20*0.4+40*4.8+42*6.0+45*1.4+48*5.4+50*16）+3000*3.14*1.02/4]/1.67

    =4370.1kN＞4200kN

符合设计双层存梁要求。

4.2.3　桩体配筋

桩基主筋配筋率设为0.3%,则As=785000*0.3%=2355.0mm2。配置16D16钢筋，配置钢筋面积为As`=2411.5mm2，主筋间距为175mm。根据L=4/a,钢筋笼主筋长度设置为8m（a=0.5）。箍筋采用D8圆盘条，按200mm的间距进行配置，桩顶4m范围内加密，间距为100mm，钢筋笼每隔2m设置一道D16螺纹钢焊接加劲箍筋。

为加强桩体的整体性，在每端两桩体顶部设置一道截面为1m*1m，长4.5m的横系梁，并按构造配置D16螺纹钢筋。

4.2.4工程初步预算

经计算，钻孔桩式存梁台座工程量及其费用如下：

表4.2.4-1:单个钻孔桩式存梁台座工程数量及费用初步预算

从以上两种方案中，工程费用钻孔桩式存梁台座费用大于扩大基础式施工的施工费用，且从施工难易程度及施工工期来分析，则扩大基础式存梁台座较容易、较快，质量也易于控制，再次从目前的存梁紧张，施工工期紧张上看，宜采用扩大基础式存梁台座。

附：基础验算计算书

附件：　　　　　　　　基础验算计算书

一.  设计资料

1 基本信息

    验算依据：建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)

              混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)

              钢结构设计规范(GB 50017-2003)

              建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)

    连接柱子数目：2 个

    连接柱子类型：单肢混凝土柱

    左柱X向尺寸：Xc1=1000 mm

    左柱Y向尺寸：Yc1=1000 mm

    右柱X向尺寸：Xc2=1000 mm

    右柱Y向尺寸：Yc2=1000 mm

    双柱中心间距：4500 mm

2 地基信息

    基础埋深：d=1.5 m

    室内外地面高差：Δd=0 m

    地基名称:    永年梁场

    本地基现有3个土层

    受力土层范围内没有地下水。

地基土层分布示意图如下：

地基土层具体信息列表如下：

  序   厚(m)   Es(mPa)  γ/γs(kN/m3)    Fak(kPa)    ζa         参数         参数

   1    0.50      5.00    18.00/19.00        80.0   1.00      ηb=0.0      ηd=0.0

   2    4.60      9.25    18.00/19.00       120.0   1.10      ηb=0.3      ηd=1.5

   3    6.40     19.00    18.00/19.00       140.0   1.10      ηb=2.0      ηd=3.0

3 荷载信息

    基顶荷载模式：基本工况内力标准值

    基础拉梁弯矩分担百分比：η=0%

    左柱基顶各工况荷载数值列表如下：

                工况    N(kN)   Vx(kN)   Vy(kN)     Mx(kN·m)     My(kN·m)

                恒载   4180.0      0.0      0.0           0.0           0.0

                活载      0.0      0.0      0.0           0.0           0.0

                风载      0.0      0.0      0.0           0.0           0.0

                风载      0.0      0.0      0.0           0.0           0.0

    右柱基顶各工况荷载数值列表如下：

              工况      N(kN)     Vx(kN)     Vy(kN)     Mx(kN·m)     My(kN·m)

              恒载     4180.0        0.0        0.0           0.0           0.0

              活载        0.0        0.0        0.0           0.0           0.0

              风载        0.0        0.0        0.0           0.0           0.0

              风载        0.0        0.0        0.0           0.0           0.0

4 基础信息

    基础类型：阶形基础

    基础连接方式：平台连接

    基础阶数：3 阶

    基础混凝土标号：C25

    基础尺寸示意图如下：

    基础底面X向长度：Bx1=11500 mm

    基础底面Y向长度：By1=6000 mm

    基础第一台阶高度：H1=500 mm

    基础二阶底面X向长度：Bx2=9500 mm

    基础二阶底面Y向长度：By2=4000 mm

    二阶底面X向左侧伸出柱边长度：Bx21=2500 mm

    二阶底面Y向下侧伸出柱边长度：By21=2000 mm

    基础第二台阶高度：H2=500 mm

    基础X向伸出柱边长度：Dx=1000 mm

    基础Y向伸出柱边长度：Dy=500 mm

    基础第三台阶高度：H3=500 mm

5 配筋信息

    基础配筋示意图如下：

5.1 基础底板配筋信息

    基底有垫层，钢筋保护层厚度：C=40 mm

    底板X向钢筋：D12@100

    X向钢筋每米面积：Abx=11.31 cm2

    X向钢筋抗拉强度：fbx=300 N/mm2

    底板Y向钢筋：D12@100

    Y向钢筋每米面积：Aby=11.31 cm2

    Y向钢筋抗拉强度：fby=300 N/mm2

5.2 基础顶板配筋信息

    顶筋保护层厚度：Cu=40 mm

    基础顶板钢筋：Φ12@200

    顶板钢筋每米面积：Au=5.655 cm2

    顶板钢筋抗拉强度：Fu=210 N/mm2

二. 验算结果一览

                验算项              验算工况      数值        限值    结果

     基底平均压力(kPa)                   D+L       152     最大163    满足

     基底最大压力(kPa)                   D+L       152     最大196    满足

       基底土层1承载力                   D+L       388     最小217    满足

            冲切应力比             1.2D+1.4L      0.40    最大1.00    满足

            剪切应力比             1.2D+1.4L      0.60    最大1.00    满足

      左柱下局压应力比             1.2D+1.4L      0.20    最大1.00    满足

      右柱下局压应力比             1.2D+1.4L      0.20    最大1.00    满足

        混凝土强度标号                  ——       C25     最低C20    满足

       X向压区高度(mm)             1.2D+1.4L      85.5     最大798    满足

         X向抗弯应力比             1.2D+1.4L      0.99    最大1.00    满足

       Y向压区高度(mm)             1.2D+1.4L      34.5     最大523    满足

         Y向抗弯应力比             1.2D+1.4L      0.81    最大1.00    满足

        保护层厚度(mm)                  ——      40.0    最小40.0    满足

          X向配筋率(%)                  ——      0.12    最小0.15  不满足

       X向钢筋直径(mm)                  ——      12.0    最小10.0    满足

       X向钢筋间距(mm)                  ——       100     最小100    满足

       X向钢筋间距(mm)                  ——       100     最大200    满足

          Y向配筋率(%)                  ——      0.10    最小0.15  不满足

       Y向钢筋直径(mm)                  ——      12.0    最小10.0    满足

       Y向钢筋间距(mm)                  ——       100     最小100    满足

       Y向钢筋间距(mm)                  ——       100     最大200    满足

       抗弯承载力[MPa]             1.2D+1.4L         0       最小0    满足

      基底中心沉降(mm)                D+0.5L      38.5     最大120    满足

         基础倾斜值(%)                D+0.5L         0    最大0.40    满足

三. 地基承载力验算

1 地基承载力特征值计算

    基础覆土的加权平均重度：γm=(18×0.5+18×1)/1.5=18 kN/m3

    基底处土层重度：γ=18 kN/m3

    地基承载力特征值：

        fa=fak+ηbγ*(b-3)+ηd*γm*(d-0.5)

            =120+0.3×18×(6-3)+1.5×18×(1.5-0.5)

            =163.2 kPa

    地基抗震承载力特征值：

        faE=ζa*fa=163.2×1.1=179.52 kPa

2 基础和回填土总重标准值计算

    基底以上总体积：

        V=L*B*(d-Δd)=11500×6000×(1.5-0×0.5)×10-6=103.5 m3

    基础体积：Vc=37.25 m3

    基础与回填土总重标准值：

        Gk=(V-Vc)*γm+Vc*ρc*g

            =[(103.5-37.25)×1.8e-005+37.25×2.5e-005]×106=2123.75 kN

3 地基承载力验算

    控制工况：D+L

    工况内力：N=8360 kN；Vx=0 kN；Vy=0 kN；Mx=0 kN*m；My=0 kN·m

    基底作用力标准值计算：

        基础总高度：H=1500 mm

        柱子中心对基底X向偏心：Ex=0 mm

        柱子中心对基底Y向偏心：Ey=0 mm

        基底竖向力值：Fk=N=8360 kN

        基底竖向合力值：Fk+Gk=8360+2123.75=10483.75 kN

        基底X向力矩值：

        Mxk=(Mx-Vy*H-N*Ey)*(1-η)

            =(0-0×1500×10-3-8360×0×10-3)×(1-0)=0 kN·m

        基底Y向力矩值：

        Myk=(My+Vx*H-N*Ex)*(1-η)

            =(0-0×1500×10-3-8360×0×10-3)×(1-0)=0 kN·m

    D+L工况下基底压力分布图(kPa)如下

    基底平均压力值：

        Pk=(Fk+Gk)/A=10483.75/690000×104=151.938 kPa≤163.2，满足

    基底最大压力值：

        Pkmax=(Fk+Gk)/A+|Myk|/Wy

            =10483.75/690000×104+0/132250000×106

            =151.938 kPa≤195.84，满足

4 基础下卧土层承载力验算

    基础底面处土的自重压力值：pc=γm*d=18×1.5=27 kPa

基底下第1个下卧层承载力验算

    土层顶面到地面的距离：dz=5.1 m

    下卧层顶面到基础底面距离：z=3.6 m

    z/b=3.6/6=0.6

    Es1/Es2=9.25/19=0.4868

    查地基规范(GB 50007-2002)表5.2.7，得地基压力扩散角：θ=0°

    土层顶面处土的附加压力值：

        pz=b*l*(pk-pc)/(b+2*z*tanθ)/(l+2*z*tanθ)

            =6×11.5×(151.938-27)/(6+2×3.6×0)/(11.5+2×3.6×0)

            =124.938 kPa

    土层顶面以上土的加权平均重度：γmz=(18×0.5+18×1+18×3.6)/5.1=18 kN/m3

    土层顶面处土的自重压力值：

        pcz=γm*dz=18×5.1=91.8 kPa

    土层顶面处土的压力值：pz+pcz=124.938+91.8=216.738 kPa

    土层承载力特征值：fakz=140 kPa

    承载力深度修正系数：ηdz=3

    经深度修正后的土层承载力特征值：

        faz=fak+ηdz*(dz-0.5)*γm=140+3×(5.1-0.5)×18=388.4 kPa

    第1个土层压力值：pz+pcz=124.938+91.8=216.738 kPa

    第1个土层承载力特征值：faz=388.4≥216.738，满足

四. 基础抗冲切验算

    控制工况：1.2D+1.4L

    工况内力：N=10032 kN；Vx=0 kN；Vy=0 kN；Mx=0 kN*m；My=0 kN·m

    基底作用力计算：

        基础与覆土自重设计值：G=(2123.75+0)×1.2-0=2548.5 kN

        基底竖向力值：Fd=N+G=10032+2548.5=12580.5 kN

        基底X向力矩值：Mxd=(0-0×1500×10-3-10032×0×10-3)×(1-0)=0 kN·m

        基底Y向力矩值：Myd=(0-0×1500×10-3-10032×0×10-3)×(1-0)=0 kN·m

    1.2D+1.4L工况下基底压力分布图(kPa)如下

    基础的最大冲切应力出现在基础X向右侧第3阶处

    冲切锥体抗冲切承载力计算：

        基础第3阶有效高度：h0=1500-40-10=1450 mm

        βh=1-(h0-800)/12000=1-(1450-800)/12000=0.9417

        冲切破坏锥体上边长：bt=1000 mm

        冲切破坏锥体下边长：bb=3900 mm

        冲切破坏锥体中边长：bm=(bb+bt)*0.5=(3900+1000)×0.5=2450 mm

        抗冲切承载力：Fh=0.7*βh*bm*H0*ft=0.7×0.9417×2450×1450×1.27×10-3=2973.946 kN

    冲切验算取用的基底呈梯形分布，区域内地基净压力分布图(kPa)如下

    冲切梯形下宽：l=6000 mm

    冲切梯形上宽：ar=3900 mm

    冲切梯形高度：h=1550 mm

    梯形上边到基础下边距离：a1=1050 mm

    梯形上边到基础上边距离：a2=1050 mm

    基底冲切压力值：Fl=1191.848 kN≤2973.946 kN，满足

    按保守简化方法(均布最大净反力)计算的冲切压力为：

    冲切作用基底面积：

        Al=l*h-(a12+a22)/2=[6000×1550-(10502+10502)/2]×10-2=81975 cm2

    冲切压力值：Fl=Al*(pmax-G/A)=81975×(182.326-36.935)×10-4=1191.845 kN≤2973.946 kN，满足

五. 基础抗剪切验算

    控制工况：1.2D+1.4L

    基底作用力和净压力分布同冲切验算时，详见冲切验算

    基础的最大剪切应力出现在基础X向右侧第3阶处

        基础第3阶有效高度：h0=1500-40-10=1450 mm

        βh=(800/h0)0.25=(800/1450)0.25=0.8618

        基础第3阶抗剪切面面积为：

        Av=(6000×450+4000×500+2000×500)×10-6=5.7 m2

        抗剪切承载力：Fv=0.7*βh*Av*ft=0.7×0.8618×5.7×1.27×103=4367.241 kN

    基底剪切矩形内地基净压力分布图(kPa)如下

    基底剪切矩形宽度：l=6000 mm

    基底剪切矩形高度：h=3000 mm

    经积分计算，剪切压力值：Fl=2617.043 kN≤4367.241 kN，满足

    按保守简化方法(均布最大净反力)计算的剪切压力：

    剪切作用基底面积：Al=l*h=6000×3000×10-2=180000 cm2

    剪切压力值：Fl=Al*(pmax-G/A)=180000×(182.326-36.935)×10-4=2617.043 kN≤4367.241 kN，满足

六. 控制工况下基础局部受压验算

    按素混凝土验算柱下基础混凝土的局部受压

    考虑局部受压面上荷载均匀分布，取荷载分布影响系数：ω=1

    基础素混凝土轴心抗压强度设计值：fcc=0.85*fc=0.85×11.9=10.115 N/mm2

    左柱下基础混凝土局部受压验算

    控制工况：1.2D+1.4L

    控制内力：N=5016 kN

    局部受压面积：Al=Xc*Yc=1000×1000×10-2=10000 cm2

    计算底面X向增大宽度：bx=1000 mm

    计算底面Y向增大宽度：by=500 mm

    计算底面积：Ab=(Xc+2*bx)*(Yc+2*by)=(1000+2×1000)×(1000+2×500)×10-2=60000 cm2

    强度提高系数：βl=(Ab/Al)0.5=(60000/10000)0.5=2.449

    左柱下局压应力比：

        ξ=N/(ω*fcc*βl*Al)

            =5016/(10.115×2.449×10000)×10=0.2024≤1，满足

    右柱下基础混凝土局部受压验算

    控制工况：1.2D+1.4L

    控制内力：N=5016 kN

    局部受压面积：Al=Xc2*Yc2=1000×1000×10-2=10000 cm2

    计算底面X向增大宽度：bx=1000 mm

    计算底面Y向增大宽度：by=500 mm

    计算底面积：Ab=(Xc2+2*b)*(Yc2+2*bx)=(1000+2×1000y)×(1000+2×500)×10-2=60000 cm2

    强度提高系数：βl=(Ab/Al)0.5=(60000/10000)0.5=2.449

    右柱下局压应力比：

        ξ=N/(ω*fcc*βl*Al)

            =5016/(10.115×2.449×10000)×10=0.2024≤1，满足

七. 基础底板配筋验算

1 基础底板X向配筋验算

    控制工况：1.2D+1.4L

    基底作用力和净压力分布同前

    基础X向最大有效面积：Ax=57000 cm2

    基础X向实配钢筋面积：Asx=67.858 cm2

    基础X向配筋率：ρsx=Asx/Ax*100=67.858/57000×100=0.119%<0.15%，不满足

    基础的最大抗弯应力出现在基础X向右侧第3阶处

    底板钢筋总拉力：Fs=fbx*Abx*l=300×1130.973×6000×10-3=2035.752 kN

    基础作用面有效高度：h0=1500-40-10=1450 mm

    混凝土受压区高度：x=85.536 mm

    相对受压区高度：ξ=x/h0=85.536/1450=0.059≤ξb=0.55，满足

    底板钢筋力臂长度：S=h0-x/2=1450-85.536/2=1407.232 mm

    第3阶的抗弯承载力为：Mu=Fs*S=28.776 kN·m

    抗弯验算取用的基底面积呈梯形分布，区域内地基净压力分布图(kPa)如下

    基底梯形下宽：l=6000 mm

    基底梯形上宽：bc=1000 mm

    梯形上边到基础下边距离为2500 mm

    基底梯形高度：h=3000 mm

    基底净压力对第3阶的截面弯矩为：2835.076 kN·m≤28.776 kN*m，满足

    按(保守简化方法)均布最大净反力计算的截面弯矩：

        M=h2*(2*l+bc)*(pmax-G/A)/6

            =30002×(2×6000+1000)×(182.326-36.935)/6×10-9

            =2835.13 kN·m≤28.776 kN*m，满足

2 基础底板Y向配筋验算

    控制工况：1.2D+1.4L

    基底作用力和净压力分布同前

    基础Y向最大有效面积：Ay=136750 cm2

    基础Y向实配钢筋面积：Asy=130.062 cm2

    基础Y向配筋率：ρsy=Asy/Ay*100=130.062/136750×100=0.09511%<0.15%，不满足

    基础的最大抗弯应力出现在基础Y向上侧第2阶处

    底板钢筋总拉力：Fs=fby*Aby*l=300×1130.973×11500×10-3=3901.858 kN

    基础作用面有效高度：h0=1000-40-10=950 mm

    混凝土受压区高度：x=34.514 mm

    相对受压区高度：ξ=x/h0=34.514/950=0.03633≤ξb=0.55，满足

    底板钢筋力臂长度：S=h0-x/2=950-34.514/2=932.743 mm

    第2阶的抗弯承载力为：Mu=Fs*S=3639.43 kN·m

    抗弯验算取用的基底面积呈梯形分布，区域内地基净压力分布图(kPa)如下

    基底梯形下宽：l=11500 mm

    基底梯形上宽：bc=7500 mm

    梯形上边到基础左边距离为2000 mm

    基底梯形高度：h=2000 mm

    基底净压力对第2阶的截面弯矩为：2956.27 kN·m≤3639.43 kN*m，满足

    按(保守简化方法)均布最大净反力计算的截面弯矩：

        M=h2*(2*l+bc)*(pmax-G/A)/6

            =20002×(2×11500+7500)×(182.326-36.935)/6×10-9

            =2956.29 kN·m≤3639.43 kN*m，满足

八. 基础顶板配筋验算

    控制工况：1.2D+1.4L

    基底作用力和净压力分布同前

    基础顶面承受的弯矩：M=3931.417 kN·m

    基础顶面不受拉，满足要求！

九. 基础沉降验算

1 基础沉降验算

    控制工况：D+0.5L

    工况内力：N=8360 kN；Vx=0 kN；Vy=0 kN；Mx=0 kN*m；My=0 kN·m

    基底竖向力值：Fc=N+Gk=8360 kN

    基底中心压力值：Pz=F/A=10483750/690000×10=151.938 kPa

    基底中心自重压力：Pc=27 kPa

    基底中心附加压力：P0=Pz-Pc=124.938 kPa

    基底下各层土的压缩情况如下：

   Zi(m)   Es(Mpa)    Zi/b1    αi   Ziαi(m)  ΔZiαi(m)   Si(mm)    ΣSi(mm)

      0     ——    ——   0.25         0       ——    ——       ——

    3.6     9.25   1.200 0.2265     0.815      0.815  44.047     44.047

     10       19   3.333 0.1514     1.514      0.699  18.374     62.421

    Δs'3=2.297>0.025ΣS'i=1.561 mm

    依GB50007－2002公式5.3.6，用户提供的土层深度不够，沉降量计算结果偏小

    基底下土层的压缩模量当量值为：12.12 Mpa

    按地基规范GB5007-2002表5.3.5 的沉降计算经验系数：ψs=0.616

    基础总沉降量：s=ψs*∑si=0.616×62.421=38.452 mm≤120，满足

2 基础倾斜验算

    控制工况：D+0.5L

    工况内力：N=8360 kN；Vx=0 kN；Vy=0 kN；Mx=0 kN*m；My=0 kN·m

    基底作用力计算：

        基底竖向力值：Fc=N+Gk=8360 kN

        基底X向力矩值：Mxc=(Mx-Vy*H-N*Ey)*(1-η)=0 kN·m

        基底Y向力矩值：Myc=(My+Vx*H-N*Ex)*(1-η)=0 kN·m

    基底压力分布图(kPa)如下

    四角点附加压力(kPa)：Pmax=124.938，PminX=124.938，PminY=124.938，Pmin=124.938

    基底压力可分解为以下三部分作用的叠加：

        第一种：以Pmin为压力值的均布荷载作用

        第二种：以PminX-Pmin为边缘最大压力值的Y向三角分布荷载作用

        第三种：以PminY-Pmin为边缘最大压力值的X向三角分布荷载作用

    基底角点最大沉降差等于'二、三'两种情况下'1、2'点沉降差之和

    三角分布作用下各层土的压缩情况如下：

  层号  Ziαix1(m)  Ziαix2(m)  Ziαiy1(m)  Ziαiy2(m)    △Si(mm)

     1       0.076       0.796       0.144       0.737       0.000

     2       0.386       1.671       0.607       1.472       0.000

    第二种作用的最大边缘压力为零，取两端点距离：L=By1=6000 mm

    基础沉降计算经验系数：ψs=-1(计算过程参基础沉降验算)

    基础沉降倾斜值(%)：ξ=ψs*∑△Si/L=0%≤0.4，满足