李景旺（合肥水泥研究設(shè)計(jì)院 230051）

水泥廠水泥庫群倉基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的探討

李景旺
（合肥水泥研究設(shè)計(jì)院 230051）

水泥庫群倉的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，由于鋼筋砼筒倉特種結(jié)構(gòu)中雙排群倉的星倉資源利用問題上沒有得到良好的解決，且我國目前對(duì)于水泥庫群倉的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)還沒有出臺(tái)統(tǒng)一的規(guī)章制度，因此在設(shè)計(jì)中還存在諸多缺陷。本文主要以水泥廠為例，就其水泥庫群倉的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行討論，希望能為之后的相關(guān)設(shè)計(jì)提供一些有建設(shè)性的意見。

水泥廠；水泥庫群倉；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1.工程概況

該水泥廠位于長(zhǎng)江與京杭大運(yùn)河的交匯處，北臨長(zhǎng)江。該水泥廠的建造面積為26000m2，其中包括原料庫、生料庫、熟料庫和水泥庫等。所有的單體工程都為鋼筋混凝土的筒倉特種結(jié)構(gòu)，其中水泥庫是用10做單體工程組成，這些單體工程的直徑長(zhǎng)為8.5米，高23米，均為雙排群倉所構(gòu)成。

通過對(duì)該水泥廠所在區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)勘察，發(fā)現(xiàn)其所在地區(qū)屬于低山丘陵，為長(zhǎng)江Ⅱ級(jí)階地，高程在25米左右，場(chǎng)地內(nèi)上部土層主要為粉質(zhì)粘土，呈可一硬塑狀，屬于Q3下屬組的粘性土質(zhì)，下伏基層主要由泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和火成巖組成，局部會(huì)出現(xiàn)灰?guī)r，頂板埋深的起伏較大（詳情見表1）。

表1 各巖層的地質(zhì)特征

2.水泥廠水泥庫群基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的方案

按照原設(shè)計(jì)，將絕對(duì)標(biāo)高設(shè)為24例，那么群倉中將會(huì)有4左星倉將無法被充分利用儲(chǔ)存水泥。其基礎(chǔ)埋深為2.5米，持力層為3成粉質(zhì)粘土，通過“筒倉及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)程序”可以算出其總垂直例為270069kn。如果選擇使用整版作為基礎(chǔ)，那么該基礎(chǔ)板的中心向外懸挑的距離應(yīng)該為3米，基礎(chǔ)懸臂板根部抗剪的高度則為1.2米。由此可以推出，基礎(chǔ)班底配筋的板面應(yīng)該為φ22@150，板底為φ25@125。為了讓星倉得到充分利用，故將原筒倉的總儲(chǔ)存水泥量從 14200kN提升為159600kN，四只星倉的庫容量共提升 17600kN，整體的容量提升了 12.4%。由于“筒倉及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)程序”無法就星倉資源的群倉的荷載量進(jìn)行直接計(jì)算，故本文采用假設(shè)法進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，并從中選擇出最優(yōu)的方案。

根據(jù)表2中的情況一，假設(shè)四只星倉中的儲(chǔ)量可以平均分到10座筒倉中，那么筒倉的高度必然要調(diào)整，且其總垂直例應(yīng)等與星倉無儲(chǔ)料的筒倉的總重量與四只星倉物料的重量。但庫壁的外挑長(zhǎng)度變?yōu)?.55米，如此一來就造成上部結(jié)構(gòu)重心上移，需要的正本基礎(chǔ)配筋太大，非常不符合實(shí)際情況與設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性要求。

情況二是假設(shè)將四只星倉中的儲(chǔ)料平均加到10座筒倉中，保證筒倉的高度不變，但需要調(diào)整儲(chǔ)料的自動(dòng)，使其總垂直力應(yīng)該為無儲(chǔ)料星倉的筒倉的重量和四只星倉儲(chǔ)料重量的總和。但其外挑長(zhǎng)度會(huì)變?yōu)?.15米，需要的整版基礎(chǔ)配筋也比較大。雖然與情況一相比，其儲(chǔ)料自重調(diào)整為17.35，符合實(shí)際情況的需求，但仍不具備足夠的經(jīng)濟(jì)性。

情況三是保持原設(shè)計(jì)中星倉為儲(chǔ)料時(shí)的筒倉參數(shù)，其絕對(duì)標(biāo)高為24米，基礎(chǔ)深埋為2.5米。雖然持力層為3層粉質(zhì)粘土，但地耐力也比較低。即便在星倉沒有儲(chǔ)料的情況下，其外挑長(zhǎng)度也達(dá)到了3米。如此會(huì)給基礎(chǔ)懸挑板負(fù)筋造成很大的壓力，從而要加大對(duì)基礎(chǔ)投資的成本投入。但為了保證承建商的利益，有效的控制好成本的投入與運(yùn)用，因此該情況可以排除。

情況四是在星倉儲(chǔ)料時(shí)，改變筒倉的設(shè)計(jì)參數(shù)。將其絕對(duì)標(biāo)高定位25米，基礎(chǔ)深埋為1.5米，持力層選2成粉質(zhì)粘土，如此便可以保證較高的地耐力。這種情況很好的將土層作為基礎(chǔ)持力層，能夠充分吧減輕平整場(chǎng)地和開挖基槽的土方工作量。通過計(jì)算得出將總垂直調(diào)整為 274124kN，儲(chǔ)料自重調(diào)整為 15.29，這樣外挑長(zhǎng)度就能會(huì)變成2.5米，滿足設(shè)計(jì)的要求。

表2 四種假設(shè)模擬情況對(duì)比

通過對(duì)四種情況的詳細(xì)分析，本文最終選定情況四為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的方案。如此一來，其建設(shè)成本的投入將減少12.5%，在滿足實(shí)際情況的基礎(chǔ)長(zhǎng)，大大實(shí)現(xiàn)了該方案的經(jīng)濟(jì)性。

結(jié)論

按照情況四說設(shè)計(jì)的水泥庫群倉基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案施工，在施工結(jié)束后按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求對(duì)沉降敏感的位置設(shè)置了基礎(chǔ)沉降的觀測(cè)點(diǎn)，并由專門的部門進(jìn)行檢測(cè)，所獲得數(shù)據(jù)顯示施工質(zhì)量合格。

水泥庫群倉的地質(zhì)狀況一般都比較復(fù)雜，需要在其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中標(biāo)出底標(biāo)高處局部存在的填土和粉質(zhì)粘土。因此需要開挖基槽，在局部地基還沒有達(dá)到持力層時(shí)，應(yīng)盡快將填土成挖掘干凈，然后再向下挖500米，并用C20的毛石砼回填至設(shè)計(jì)所需要的標(biāo)高。

在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中明確要求要提升筒倉的加載速率，且由于是雙排群倉，因此在筒倉使用的初級(jí)階段，各筒倉應(yīng)該均勻的裝料并逐步加重期和在兩，最終實(shí)現(xiàn)在第一年所有的倉儲(chǔ)的無聊在總儲(chǔ)量的 70%以內(nèi)。在完成施工后設(shè)置專門的沉降測(cè)量點(diǎn)，并委托專門的部門進(jìn)行觀測(cè)，不僅是為了檢測(cè)技術(shù)質(zhì)量，也是為了避免發(fā)生沉降情況，使得筒倉傾斜。

在進(jìn)行水泥廠水泥庫群倉基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮到原有建筑的結(jié)構(gòu)、造型與使用功能，還要注意符合實(shí)際情況與施工的經(jīng)濟(jì)性，從而制定出最為合理的設(shè)計(jì)方案。因水泥廠的建筑物大多數(shù)為特殊的結(jié)構(gòu)，且荷載量大，容易造成搶糧的振動(dòng)，體型也很大，所以在設(shè)計(jì)時(shí)切忌生搬硬套，要充分考慮建筑上部結(jié)構(gòu)地基的條件，如一般基槽和基坑的挖掘深度不會(huì)超過4米，在軟土地基上可以使用換土進(jìn)行加固等。只有充分考慮到施工環(huán)境、施工要求及有效成本控制，才能設(shè)計(jì)出同時(shí)具備操作性和經(jīng)濟(jì)性的設(shè)計(jì)方案。

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