李洪慶

吉林省第二地質(zhì)探礦工程大隊(duì) 吉林吉林 132013

鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕、施工簡便、抗震性能優(yōu)良、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)，近幾年被廣泛應(yīng)用于礦山建筑與大型礦山建筑的施工建設(shè)，其具有的傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)所不具備的優(yōu)勢，對我國礦山建筑行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。在實(shí)際工程中，部分礦山建筑單位的鋼結(jié)構(gòu)施工管理模式陳舊落后，存在較多的安全與質(zhì)量管理問題，項(xiàng)目的施工安全與工程質(zhì)量得不到有效保障。

1 當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)在礦山建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題

1.1 設(shè)計(jì)人員缺乏對鋼結(jié)構(gòu)安全性的考慮

目前，我國礦山建筑設(shè)計(jì)理念上的變化使鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系也產(chǎn)生了變化，但由于國家對部分鋼結(jié)構(gòu)特別是大跨度鋼結(jié)構(gòu)還未設(shè)定專門參考系數(shù)，這容易使鋼結(jié)構(gòu)在施工過程中出現(xiàn)細(xì)節(jié)上的安全隱患問題。同時(shí)由于部分設(shè)計(jì)人員沒有熟練掌握專業(yè)技術(shù)，在設(shè)計(jì)中未完全對鋼結(jié)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)用中所需參數(shù)及限值做科學(xué)詳細(xì)研究、試驗(yàn)，對其受力、變形性、穩(wěn)定性等要進(jìn)行系統(tǒng)分析，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)工作科學(xué)性不足，礦山建筑鋼結(jié)構(gòu)安全性能得不到有效保證。

1.2 地基處理方式不合理

結(jié)合《地基處理規(guī)范》（JGJ79-2012）6.3可以了解到，要達(dá)到強(qiáng)夯擊能8000kJ，通常情況下，加固強(qiáng)度一般在8.0～8.5m。根據(jù)實(shí)際的地勘，本次工程回填中土的厚度為27.7～46.9m，回填厚度有非常大的差距，如果選用單一的表面強(qiáng)夯方式實(shí)施處理，不能有效確保地基均勻性。處理強(qiáng)夯時(shí)，一般影響的深度區(qū)域都是自上而下形成的，這也會具有一定的差距，為了達(dá)到表面強(qiáng)夯需求，應(yīng)在其地表上讓其形成“硬殼層”，如果上部荷載具有較大差別，便更加容易造成“硬殼層”產(chǎn)生斷裂，導(dǎo)致地基沉降。

1.3 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中未考慮到施工難度

由于礦山建筑模式不斷創(chuàng)新，從業(yè)者在設(shè)計(jì)上不斷接受挑戰(zhàn)。礦山建筑模式的多樣性也使鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件形式越來越多樣化，造成構(gòu)件橫截面多樣化，這使施工難度不斷加大。鋼結(jié)構(gòu)組合、形式隨著時(shí)代需求不斷發(fā)生變化，其中一個(gè)重要的變化就是節(jié)點(diǎn)變化。鑄鋼節(jié)點(diǎn)、球鉸節(jié)點(diǎn)、鍛鋼節(jié)點(diǎn)等形式層出不窮，特別是大跨度鋼結(jié)構(gòu)組成需大量構(gòu)件，但現(xiàn)實(shí)中部分設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中未進(jìn)行施工實(shí)地調(diào)研，特別是許多重大鋼結(jié)構(gòu)工程采用設(shè)計(jì)體系復(fù)雜、構(gòu)件異型的全焊接結(jié)構(gòu)，有較多的桿件相較于節(jié)點(diǎn)，不同方向大量的高空對接會導(dǎo)致安裝偏差較大，如設(shè)計(jì)人員未對此類情況進(jìn)行深入的了解，在設(shè)計(jì)時(shí)就不能充分考慮施工難度，不利于后期真正施工環(huán)節(jié)工作的順利開展。

2 完善相應(yīng)施工建設(shè)策略

2.1 保證礦山建筑的持久性建設(shè)

在對礦山建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)研的過程中發(fā)現(xiàn)，礦山建筑結(jié)構(gòu)的持久性能夠決定整個(gè)礦山建筑的存在時(shí)間和使用時(shí)間，而礦山建筑的建設(shè)又涉及相關(guān)梁柱方面的施工，因此，為保證礦山建筑更具持久性，施工單位對于礦山建筑結(jié)構(gòu)的耐用程度具有非常嚴(yán)格的要求，不僅需施工人員在相關(guān)專業(yè)人士的指導(dǎo)下進(jìn)行施工操作，還需施工人員學(xué)習(xí)相關(guān)的礦山建筑理論知識，將理論知識應(yīng)用于實(shí)際施工中。在進(jìn)行真正的礦山建筑設(shè)計(jì)時(shí)，擁有熟練且完善的施工操作和相關(guān)的施工方法，開始以梁柱建設(shè)為基礎(chǔ)，使梁柱結(jié)構(gòu)在施工過程中能夠承受相當(dāng)一部分的負(fù)荷，減輕頂層結(jié)構(gòu)的承重負(fù)荷和承重壓力，并根據(jù)梁柱建設(shè)施工的時(shí)間進(jìn)度，對接下來礦山建筑施工的時(shí)間進(jìn)行合理的規(guī)劃。與此同時(shí)，對礦山建筑施工的過程進(jìn)行具體的測量和分析，使施工人員在操作過程中能夠減少施工方面的錯(cuò)誤測量及錯(cuò)誤操作等誤差問題，只有對礦山建筑施工在開始時(shí)進(jìn)行有效安排，才能使礦山建筑建設(shè)具有持久性，才能使相關(guān)施工單位和施工人員對礦山建筑的耐用程度有信心，有利于礦山建筑施工行業(yè)的長久發(fā)展[1]。

2.2 做好鋼結(jié)構(gòu)的受力分析

受力水平是鋼結(jié)構(gòu)的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，在具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)首要考慮的問題為鋼結(jié)構(gòu)的承重負(fù)載能力。通?；诮Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)T形或L形鋼結(jié)構(gòu)，以分散整體礦山建筑重量，實(shí)現(xiàn)平衡支撐。此外，還需做好鋼結(jié)構(gòu)礦山建筑的靜力分析與動力分析。靜力分析主要指的是在具體設(shè)計(jì)過程中，可以通過外力的施加來讓其出現(xiàn)細(xì)微形變，基于受力分析來構(gòu)建平衡微分方程，并將水平方向的受力臨界值計(jì)算出來。動力分析主要指的是垂直方向的受力分析，在具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，通過施加外力來讓其垂直方向發(fā)生振動，并對具體振動速度及變形情況進(jìn)行觀察，隨后將其垂直方向的受力臨界值計(jì)算出來。通過受力分析可以對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行針對性的調(diào)整與改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提高。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)的部位不同，其穩(wěn)定性要求以及受力情況也有所差別。如不動支座要防止位移，所以要求其具有較強(qiáng)的支撐能力。對于鋼梁架來說，不但要發(fā)揮縱向支撐的作用，還需在水平方向上避免出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)。所以在設(shè)計(jì)過程中需將鋼結(jié)構(gòu)各個(gè)部位的受力特征考慮在內(nèi)，防止因?yàn)榭紤]不周全而導(dǎo)致失穩(wěn)。

2.3 礦山建筑樁基沉降應(yīng)對措施

在工程中單樁沉降是較為嚴(yán)重的問題，應(yīng)全方位評估其影響。實(shí)踐過程中，需要注意豎直工作載荷帶來的一些影響。單樁沉降具有兩部分內(nèi)容：其一，壓縮樁身混凝土彈塑壓縮；其二樁端下的土體樁端沉降。單樁樁頂沉降可表示為樁身壓縮，將其樁身混凝土看成彈性材料，之后運(yùn)用彈性理論對其展開計(jì)算。壓縮樁端下土體時(shí)，包括主固、次固變形、鉆孔樁有無樁端沉渣等情況。如樁端融入到土體后，便會產(chǎn)生一些變形情況。針對礦山建筑地基產(chǎn)生的不均勻沉降，可以分別針對地基、上部結(jié)構(gòu)2個(gè)方面進(jìn)行處理、加固。而對于深厚回填土上的地基處理，可以分為淺層、深層處理。選擇的處理方式在對已有礦山建筑基礎(chǔ)加固過程中不能影響到已有礦山建筑的結(jié)構(gòu)、功能[2]。本工程，主要考慮了兩種方式進(jìn)行處理。淺層處理方式上選擇了注漿加固的方式進(jìn)行，即將具有一定壓力的水泥漿注入到地基表層中，通過加固地表涂層，使得地基在受力方面具有一定的均勻性，沉降保持一致性。首先，需要在地基梁的四周帷幕注漿，以形成一個(gè)閉合形式的空間，然后再在基底中注漿，借助于注漿花管，把水泥漿注入到地基的內(nèi)部，最終達(dá)到加固的目的。注漿加固在經(jīng)過了觀察測量以后，發(fā)現(xiàn)地基沉降出現(xiàn)了明顯的減少。與此同時(shí)，采用低級深層處理方法，就是在沉降區(qū)域中增加筏板、樁基礎(chǔ)，將地梁進(jìn)行轉(zhuǎn)換，把其上部結(jié)構(gòu)荷載傳到基巖中，這樣可以使得礦山建筑在后期中的沉降趨近于一致。礦山建筑中的上部結(jié)構(gòu)實(shí)際上就是框架結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是具有較強(qiáng)的協(xié)調(diào)變形能力。該項(xiàng)目，已經(jīng)出現(xiàn)了比較大的不均勻沉降，所以需要防止其出現(xiàn)變形，避免其引發(fā)安全危害。為了使得上部結(jié)構(gòu)剛度得到增加，保證變形的一致性，可以在框架柱上增設(shè)一整片的混凝土墻，但是這增設(shè)的墻體不僅會增加上部結(jié)構(gòu)中的荷載，也會影響到沉降，具有不確定性。為兼顧整體剛性與荷載，可采用對框架間設(shè)置斜撐的方式，以協(xié)調(diào)框架之間變形情況，降低荷載帶來的影響。為了能夠進(jìn)一步的發(fā)揮出構(gòu)件受力情況，協(xié)調(diào)變形方面需要在加固節(jié)點(diǎn)上按照鉸接的方式來進(jìn)行考慮。在處理完成對地基以及上部構(gòu)建以后，等到基礎(chǔ)沉降穩(wěn)定，需要加固處理上部結(jié)構(gòu)構(gòu)建變形中所出現(xiàn)的裂縫，在裂縫中注入漿。

2.4 吊裝施工安全管理

首先，項(xiàng)目技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況合理規(guī)劃鋼構(gòu)件的吊裝線路，清理線路周邊區(qū)域的障礙物，禁止人員滯留或經(jīng)過，盡量減少外部因素對吊裝施工安全造成的影響，當(dāng)構(gòu)件傾斜或高處墜落，不會發(fā)生人員傷亡或機(jī)械器具損毀等工程事故；其次，吊裝施工前進(jìn)行必要的試吊作業(yè)。將鋼構(gòu)件起吊至地面上方0.5m處，觀察是否存在鋼構(gòu)件傾斜或失穩(wěn)的情況，根據(jù)試吊情況優(yōu)化或調(diào)整吊裝方案，如增減吊點(diǎn)數(shù)量或調(diào)整吊點(diǎn)位置；再次，嚴(yán)格控制構(gòu)件吊運(yùn)速度。如果鋼構(gòu)件晃動幅度過大，應(yīng)立即懸停，待構(gòu)件恢復(fù)穩(wěn)定后再繼續(xù)作業(yè)。同時(shí)，在強(qiáng)風(fēng)等惡劣天氣情況下，禁止實(shí)施構(gòu)件吊裝作業(yè)；最后，在作業(yè)面搭建配套的支撐裝置，待鋼構(gòu)件就位后，對構(gòu)件水平位置與朝向角度進(jìn)行測量調(diào)整，確定無誤后，緩慢下落構(gòu)件，確定構(gòu)件與支撐裝置固定連接后再拆除吊具[3]。

2.5 確保施工材料和施工人員符合標(biāo)準(zhǔn)

做好鋼結(jié)構(gòu)安裝施工的準(zhǔn)備工作，首先要確保鋼結(jié)構(gòu)的施工材料符合標(biāo)準(zhǔn)要求，鋼結(jié)構(gòu)安裝施工的材料與鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有直接關(guān)系，因此在選購鋼結(jié)構(gòu)安裝施工材料時(shí)，要嚴(yán)格按照鋼結(jié)構(gòu)安裝施工設(shè)計(jì)方案里面的要求嚴(yán)格進(jìn)行選購，確保材料的質(zhì)量符合要求。鋼結(jié)構(gòu)安裝施工的材料在正式投入鋼結(jié)構(gòu)安裝施工之前，要有專門的質(zhì)檢人員進(jìn)行檢查，確保材料符合要求之后再投入使用。材料應(yīng)由專門人員監(jiān)督，監(jiān)督人員應(yīng)了解材料的基本屬性，如遇雨水、濕度等不適宜的存放環(huán)境時(shí)，應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)移材料，以保證材料的正常使用。其次，還要保證鋼結(jié)構(gòu)安裝施工過程中所用的設(shè)備滿足鋼結(jié)構(gòu)安裝施工過程的需要，定期調(diào)試鋼結(jié)構(gòu)安裝施工設(shè)備，確保其能正常使用，為鋼結(jié)構(gòu)安裝施工打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。另外，施工人員的整體素質(zhì)也是鋼結(jié)構(gòu)安裝施工準(zhǔn)備工作又一重要因素，鋼結(jié)構(gòu)安裝施工人員在正式工作之前都要進(jìn)行培訓(xùn)，確定其具有上崗資格后再安排崗位。在正式開始施工之前，有必要對所有參與人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，確保各項(xiàng)技術(shù)人員都能了解鋼結(jié)構(gòu)安裝施工方案，每位施工人員都能了解鋼結(jié)構(gòu)安裝施工步驟，具備所需的專業(yè)技能，擁有較強(qiáng)的安全意識。鋼結(jié)構(gòu)安裝施工人員在工作時(shí)首要考慮的一定要是自身的安全，其次服從上級安排，按時(shí)按點(diǎn)地完成自己的工作任務(wù)，其次應(yīng)該定期接受培訓(xùn)，學(xué)習(xí)新引進(jìn)的設(shè)備，對鋼結(jié)構(gòu)安裝施工人員應(yīng)該賞罰分明，對不按照計(jì)劃的人員進(jìn)行懲罰，對完成任務(wù)成績優(yōu)異的給予獎勵(lì)。因此，在礦山建筑工程施工中，工作人員應(yīng)該結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)的自身特點(diǎn)，合理選擇應(yīng)用部位，充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)所具有的價(jià)值效益，確保鋼結(jié)構(gòu)安裝施工人員的技術(shù)水平以及工作效率符合要求，為后續(xù)的鋼結(jié)構(gòu)安裝施工過程做好準(zhǔn)備[4]。

2.6 確保施工周邊環(huán)境的安全性

在選擇建設(shè)礦山建筑時(shí)，施工單位及相關(guān)管理部門需對施工區(qū)域的周邊環(huán)境和周邊居住情況進(jìn)行具體的分析和勘察，在不影響周邊居民正常作息的情況下進(jìn)行礦山建筑的施工。因?yàn)榈V山建筑的施工屬于高危施工作業(yè)，所以礦山建筑對于周邊環(huán)境的要求較高，不僅需相關(guān)技術(shù)的大力支持，還需周邊環(huán)境能夠?yàn)榈V山建筑的建設(shè)提供空曠的施工場地。相關(guān)施工技術(shù)人員對施工地點(diǎn)需進(jìn)行嚴(yán)格的勘測和考量，并制訂合理的施工計(jì)劃和施工安排，對周邊環(huán)境的土地質(zhì)量、土地結(jié)構(gòu)以及土地種類進(jìn)行分析，在保證礦山建筑地基穩(wěn)定的情況完成相應(yīng)的礦山建筑施工，使礦山建筑在受到外力影響時(shí)能夠減少危險(xiǎn)發(fā)生的頻率和次數(shù)。與此同時(shí)，在土地質(zhì)量得到保證的情況下，也需與相應(yīng)的施工技術(shù)有效地結(jié)合，并且此技術(shù)將應(yīng)用于礦山建筑開始建設(shè)時(shí)的地質(zhì)層。首先需加深礦山建筑的地基深度，使礦山建筑在遇到風(fēng)力影響時(shí)，基本不發(fā)生變化；其次不斷強(qiáng)化地基深度挖掘技術(shù)，選擇合適的地質(zhì)特點(diǎn)所能適應(yīng)的施工技術(shù)，使地質(zhì)的穩(wěn)定性更加適應(yīng)施工技術(shù)的相關(guān)操作，從而使礦山建筑的工作和任務(wù)能夠順利地進(jìn)行[5]。

3 結(jié)語

在當(dāng)前礦山建筑行業(yè)中，鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)越來越受到人們的青睞，鋼結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定且操作簡便，在礦山建筑工程中的應(yīng)用十分廣泛，是礦山建筑施工過程一個(gè)很常見的結(jié)構(gòu)類型。鋼結(jié)構(gòu)是礦山建筑工程常見的結(jié)構(gòu)形式，由于其具有較強(qiáng)的工程優(yōu)勢及適用性，目前在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。隨著近幾年礦山建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為提升礦山建筑鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性，推動鋼結(jié)構(gòu)工程的進(jìn)步與發(fā)展。礦山建筑企業(yè)必須提高鋼結(jié)構(gòu)工程的安全管理與質(zhì)量控制力度，落實(shí)各項(xiàng)施工管理措施，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，準(zhǔn)確辨識工程危險(xiǎn)源，完善現(xiàn)代礦山建筑鋼結(jié)構(gòu)工程的施工管理體系。