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摘要:炼铁地下料仓作为高炉原料的存运设施,由于超期超负荷服役,存在诸多不安全因素。本文介绍了地下料仓加固方案及措施,通过实践证明,该加固方案技术可行,经济合理,措施得当。
关键词:地下料仓;加固
1 工程概况
高炉地下料仓投用于上世纪70年代初,原设计仅用来给4座高炉贮运烧结矿和块矿。30多年来,随着生产规模的不断扩大,每个料仓增加荷载500吨左右。料仓的皮带通廊位于地面以下,通廊墙壁采用毛石砌筑,墙壁下为毛石基础,料仓、料斗支承在钢梁上,钢梁支承在毛石墙上。地面以上采用钢筋混凝土框架结构。其料仓底层平面见图1。
由于超期超负荷服役造成料仓基础、立柱基础下沉、裂纹。由于地势较低,每到雨季料仓墙壁渗水,通廊内积水,已严重危及到原料储运系统的安全生产,该厂每年都拨出资金进行维修,但都不能从根本上解决问题。
2 加固方案的确定
根据现场勘察及承载力验算情况,地下料仓及通廊存在以下问题:⑴地基沉降不均匀造成通廊地板及墙壁上的裂缝;⑵毛石墙地基承载力及抗倾覆能力不满足规范要求;⑶地下通廊南侧墙渗水严重,影响结构安全及正常使用。⑷18轴线框架柱截面尺寸偏小,且混凝土碳化比较严重,承载力不满足要求。⑸框架边梁及次梁混凝土强度虽满足原设计要求,但钢筋锈蚀严重,混凝土碳化较深,构件承载力严重降低。若采用地下料仓易地重建方案,势必增加投资,大大延长施工周期,且影响高炉生产。因地制宜,结合实际,一切以简化施工、节约投资、安全可靠为原则,确定地下料仓加固方案。
采用微型桩托换方式对料仓基础进行加固;将立柱、地梁、连梁和原顶部钢梁组成一个封闭的框架体系,增加整体刚度,从而控制毛石挡墙的侧向和竖向变形;在沿毛石挡墙外侧布置2至3排注浆孔,以减少挡墙所受到的土压力,增加其稳定性;墙体采用喷射浇注混凝土施工法等。
3 加固措施
3.1 基础加固:
3.1.1 微型桩具有承载力高、沉降小、施工灵活方便等优点,采用微型桩托换方式对料仓基础部分进行加固,料仓基础加固见图2。
3.1.2 微型桩采用低高压二次注桩,有效桩长4m,设计单桩承载力为100kN。采用混凝土取芯机在面层上成孔,孔距为700mm(沿墙长方向设一排),成孔直径为100mm,插入Φ32高压注浆管,孔底1m填注1.0-1.5mm的小石子,然后将低压注浆管插入孔内,压力注1:0.3水泥砂浆,注浆压力为0.2Mpa。低压砂浆完成24小时后进行高压注浆,材料采用纯水泥浆,水泥采用32.5R普通硅酸盐水泥,水灰比为0.6-1.0,注浆压力为1.5-2.5Mpa。高压注浆管采用Φ32的钢管,底部1m加工成花管形状,花管按300mm的行距,圆周4孔(Φ6)呈梅花形布置,并用橡胶膜对圆孔封盖。注浆管与地梁基础主筋焊接。
3.2 挡墙加固
3.2.1 沿毛石基础扩展部分浇注钢筋混凝土地梁,两条地梁间采用连梁连接,地梁在原钢梁连接部位做立柱,顶部与钢梁连接。立柱、地梁、连梁和原顶部钢梁组成一个封闭的框架体系,增加整体刚度,从而控制毛石挡墙的侧向和竖向变形。立柱的设置与原顶部钢梁的位置一致。立柱、地梁、连梁、钢梁连接示意图见图3。由于施工条件限制,为保证加固效果,采用自密实细石混凝土浇注地梁、立柱和连梁。
3.2.2 在土压力较小一侧沿毛石挡墙外侧布置二排注浆孔,在土压力较大一侧沿毛石挡墙外侧布置三排注浆孔,呈梅花形布置,以减少挡墙所受到的土压力,增加其稳定性。注浆孔平、剖面见图4。注浆压力采用1.0-2.0Mpa,水灰比0.6-1.0。高压注浆管采用机械成孔,成孔直径Φ100mm,注浆材料采用纯水泥浆,水泥采用32.5R普通硅酸盐水泥。注浆管采用Φ32的钢管,加工成花管形状,花管按300mm的行距,圆周4孔(Φ6)呈梅花形布置,并用橡胶膜对圆孔封盖。注管浆周围采用砂砾石填至地表1.0m处,然后用水泥砂浆封上部1.0m。
3.2.3 墙体采用喷射浇注100mm厚混凝土,噴射混凝土配比为水泥:砂:石子=1:2:2。采用化学植筋连接喷射面层墙与毛石墙,植筋间距为500mm,呈梅花形布置。墙体加固见图5。
3.3 框架柱、梁加固
3.3.1 对18轴线框架柱采用加大截面进行加固,每边加宽300mm,外包5mm厚的钢板,并在钢板外侧柱角加角钢,钢板内浇注细石混凝土。
3.3.2 框架主、次梁采用包角钢进行加固。
4 结语
地下料仓通过采用微型桩托换方式等综合技术措施进行加固,使之满足地下料仓安全、储运的正常使用。此项加固方案具有投资省、施工工期短,且不影响生产的特点。实践证明该加固方案技术可行,经济合理,加固措施行之有效,达到预期目标。
关键词:地下料仓;加固
1 工程概况
高炉地下料仓投用于上世纪70年代初,原设计仅用来给4座高炉贮运烧结矿和块矿。30多年来,随着生产规模的不断扩大,每个料仓增加荷载500吨左右。料仓的皮带通廊位于地面以下,通廊墙壁采用毛石砌筑,墙壁下为毛石基础,料仓、料斗支承在钢梁上,钢梁支承在毛石墙上。地面以上采用钢筋混凝土框架结构。其料仓底层平面见图1。
由于超期超负荷服役造成料仓基础、立柱基础下沉、裂纹。由于地势较低,每到雨季料仓墙壁渗水,通廊内积水,已严重危及到原料储运系统的安全生产,该厂每年都拨出资金进行维修,但都不能从根本上解决问题。
2 加固方案的确定
根据现场勘察及承载力验算情况,地下料仓及通廊存在以下问题:⑴地基沉降不均匀造成通廊地板及墙壁上的裂缝;⑵毛石墙地基承载力及抗倾覆能力不满足规范要求;⑶地下通廊南侧墙渗水严重,影响结构安全及正常使用。⑷18轴线框架柱截面尺寸偏小,且混凝土碳化比较严重,承载力不满足要求。⑸框架边梁及次梁混凝土强度虽满足原设计要求,但钢筋锈蚀严重,混凝土碳化较深,构件承载力严重降低。若采用地下料仓易地重建方案,势必增加投资,大大延长施工周期,且影响高炉生产。因地制宜,结合实际,一切以简化施工、节约投资、安全可靠为原则,确定地下料仓加固方案。
采用微型桩托换方式对料仓基础进行加固;将立柱、地梁、连梁和原顶部钢梁组成一个封闭的框架体系,增加整体刚度,从而控制毛石挡墙的侧向和竖向变形;在沿毛石挡墙外侧布置2至3排注浆孔,以减少挡墙所受到的土压力,增加其稳定性;墙体采用喷射浇注混凝土施工法等。
3 加固措施
3.1 基础加固:
3.1.1 微型桩具有承载力高、沉降小、施工灵活方便等优点,采用微型桩托换方式对料仓基础部分进行加固,料仓基础加固见图2。
3.1.2 微型桩采用低高压二次注桩,有效桩长4m,设计单桩承载力为100kN。采用混凝土取芯机在面层上成孔,孔距为700mm(沿墙长方向设一排),成孔直径为100mm,插入Φ32高压注浆管,孔底1m填注1.0-1.5mm的小石子,然后将低压注浆管插入孔内,压力注1:0.3水泥砂浆,注浆压力为0.2Mpa。低压砂浆完成24小时后进行高压注浆,材料采用纯水泥浆,水泥采用32.5R普通硅酸盐水泥,水灰比为0.6-1.0,注浆压力为1.5-2.5Mpa。高压注浆管采用Φ32的钢管,底部1m加工成花管形状,花管按300mm的行距,圆周4孔(Φ6)呈梅花形布置,并用橡胶膜对圆孔封盖。注浆管与地梁基础主筋焊接。
3.2 挡墙加固
3.2.1 沿毛石基础扩展部分浇注钢筋混凝土地梁,两条地梁间采用连梁连接,地梁在原钢梁连接部位做立柱,顶部与钢梁连接。立柱、地梁、连梁和原顶部钢梁组成一个封闭的框架体系,增加整体刚度,从而控制毛石挡墙的侧向和竖向变形。立柱的设置与原顶部钢梁的位置一致。立柱、地梁、连梁、钢梁连接示意图见图3。由于施工条件限制,为保证加固效果,采用自密实细石混凝土浇注地梁、立柱和连梁。
3.2.2 在土压力较小一侧沿毛石挡墙外侧布置二排注浆孔,在土压力较大一侧沿毛石挡墙外侧布置三排注浆孔,呈梅花形布置,以减少挡墙所受到的土压力,增加其稳定性。注浆孔平、剖面见图4。注浆压力采用1.0-2.0Mpa,水灰比0.6-1.0。高压注浆管采用机械成孔,成孔直径Φ100mm,注浆材料采用纯水泥浆,水泥采用32.5R普通硅酸盐水泥。注浆管采用Φ32的钢管,加工成花管形状,花管按300mm的行距,圆周4孔(Φ6)呈梅花形布置,并用橡胶膜对圆孔封盖。注管浆周围采用砂砾石填至地表1.0m处,然后用水泥砂浆封上部1.0m。
3.2.3 墙体采用喷射浇注100mm厚混凝土,噴射混凝土配比为水泥:砂:石子=1:2:2。采用化学植筋连接喷射面层墙与毛石墙,植筋间距为500mm,呈梅花形布置。墙体加固见图5。
3.3 框架柱、梁加固
3.3.1 对18轴线框架柱采用加大截面进行加固,每边加宽300mm,外包5mm厚的钢板,并在钢板外侧柱角加角钢,钢板内浇注细石混凝土。
3.3.2 框架主、次梁采用包角钢进行加固。
4 结语
地下料仓通过采用微型桩托换方式等综合技术措施进行加固,使之满足地下料仓安全、储运的正常使用。此项加固方案具有投资省、施工工期短,且不影响生产的特点。实践证明该加固方案技术可行,经济合理,加固措施行之有效,达到预期目标。