氮气储粮平房仓全过程沉降监测

A COMPLETE SETTLEMENT OBSERVATION PROCESS OF A WAREHOUSE GRAIN STORAGE WITH NITROGEN FILLING

◎张世杰1，许启铿1,3，王录民1,3，王殿轩2,3，张　浩2,3（1.河南工业大学土木建筑学院，河南　郑州　450001；2.河南工业大学粮油食品学院，河南　郑州　450001；3.粮食储藏与安全教育部工程研究中心，河南　郑州　450001）

Zhang Shijie1，Xu Qikeng1,3，Wang Lumin1,3，Wang dianxuan2,3，Zhang hao2,3（1.School of Civil Engineering,Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China2.College of Food Science and Technology，Zhengzhou 450001，China3.Engineering Research Center of Grain Storage and Security of Ministry of Education，Zhengzhou 450001，China）



氮气储粮平房仓全过程沉降监测

A COMPLETE SETTLEMENT OBSERVATION PROCESS OF A WAREHOUSE GRAIN STORAGE WITH NITROGEN FILLING

◎张世杰1，许启铿1,3，王录民1,3，王殿轩2,3，张浩2,3
（1.河南工业大学土木建筑学院，河南郑州450001；
2.河南工业大学粮油食品学院，河南郑州450001；
3.粮食储藏与安全教育部工程研究中心，河南郑州450001）

河南工业大学模拟平房仓，是国家工程储仓实验室.位于河南省郑州市高新区莲花街河南工业大学校区西南角.建筑场地类别为三类，特征周期0.45 s，场地土为中软土.四周素土回填分层夯实.基础为柱下独立桩基础.基础垫层为C10混凝土，南北宽9 m，东西长20.5 m.分为四个隔间，东边敖间放置有温控设备间和制氮设备，从东向西三个间分别编号为1号、2号、3号.（如图1、图2所示）

图1　模拟仓图

图2　建筑平面图

1　测试方法

1.1沉降观测起点布设

沉降观测起点布设在距离目标模拟仓直线距离300 m远，且标高稳定的点作为沉降观测起始点，以保证仓体沉降不会对起始点标高产生影响.

1.2测试时间点的选取

根据模拟仓现场进出粮，充氮，充氮结束等情况，特别是确保进出粮后三天内选取合适时间点及时进行观测.且确保初次进粮前一个星期进行观测并记录沉降起始标高.

1.3模拟平房仓观测基准点选取

以在仓壁上四个角分别探出的约5 cm，离地面约高度60 cm钢片作为模拟仓墙体沉降观测基准点，在其上贴墙竖立标尺，进行全过程观测.并在空仓进粮前，2号3号仓仓内地坪中部选取一点作为地坪沉降观测基准点，在出粮后与空仓初始地坪标高进行对比.（如图3、图4所示）

图3　墙体基准点图

图4　地面观测点图

1.4测试要求

严格遵守水准测量规范要求，采用后前前后的观测顺序，各项限差执行相应规范.闭合水准路线共设10个测站，每次观测时要做到“三定”，即定测量路线、定观测仪器(包括定水准仪和水准尺)、定观测人员，另外还要注意选择最佳观测时段，尽量选择一天同一时段、同天气、同光照的基本条件下进行观测.坚持地面定点定路线，用自喷漆在地面测站位置处做标记（如因外界因素，如汽车意外停靠将已标记测站点压住，可适当向一个方向平移，临时改变该点位置（如图5所示）.

图5　观测点分布图

1.5测试数据处理要求

2　装粮过程

2.1装粮要求

装粮过程参照国家粮食储备局《中央直属储备粮库新仓初始装粮压仓的暂行规定》，装粮采用轮换、分层、分阶段的方式.每层厚度约为1 m左右，且3个廒间轮换装粮.装粮过程总体上分为两个阶段，第一阶段装粮数量为仓容总量60%，第二阶段装粮数量为仓容总量的40%，阶段装粮后静置时间不少于3个月.

2.2装粮具体步骤

装粮具体步骤如下：①1号仓缓速装粮，预计装粮摊平后粮堆厚度为1m,当接近预期数量时停止装粮，人工摊平粮面.②2号仓装粮，同1）.③3号仓装粮，同1）.④依次重复第1）、2）、3）步，各重复2次，结束后粮堆高度约3 m.⑤依次重复第1）、2）、3）步，本层粮堆厚度为控制为1.2 m左右，第一阶段装粮结束.⑥约一个月之后，依次重复第1）、2）、3）步，本层粮堆厚度为控制为0.8 m左右.⑦依次重复第1）、2）、3）步，第二阶段装粮结束，即整个装粮过程结束.

3　测试重点

通风会对粮层内部的压力造成一定损失，每米粮食的压力损失与气体表面速度、品种、孔隙度都有关系.那么充氮对粮食内部压力会造成损失，对底部压力的是否也会产生损失从而影响粮仓沉降变化不得而知.因此将充氮过程模拟平房仓墙体上四个基准点的观测作为此次观测重点.

4　测试过程及数据

4.1观测过程

根据模拟仓进出粮、充氮等不同工况进行代表性的阶段性观测.首次观测模拟平房仓已竣工静置一年以上，可认定为模拟平房仓初始标高已稳定.粮仓开始进粮，持续一周进粮至60%，进行第二三四次观测为60%仓容.第五第六次观测粮仓开始充氮，持续一个月，充氮结束后第三天进行第七次观测沉降观测，25天后进粮至满仓100%进行第八第九次满仓仓容观测，进粮过程持续一周.2014.4.1日2号3号隔间开始出粮，4号结束出粮，立刻进行第十次观测.

4.2观测数据

观测数据共10次，（如表1图6所示）.

表1　测试数据表mm

图6　柱状图mm

4.3测试数据表象

第二次观测，已进粮至60%，二、三、四次观测粮仓墙体四观测基准点沉降明显，且沉降趋势递减.第五第六次观测60%仓容的粮仓充氮，持续一个月（充氮危险、注意安全），数据显示观测基准点下沉降趋势改为上升.充氮结束后第三天进行第七次观测沉降观测，数据显示四个观测基准点中三个点恢复充氮前沉降趋势.第八次观测，此时已进粮至满仓100%.墙体四个基准点不下沉反而上升.第九次又恢复下沉趋势.2号3号间出粮完成后进行第十次观测，并观测仓内地坪观测基准点.2号3号所在的西边两基准点下沉，东南角东北角上升.

四个基准点总体沉降量如表2所示，四角沉降量并不一致，且四个点中有一点甚至较初始标高略有上升.

表2　四基准点总体沉降量表　mm

2号3号间地坪沉降基准点沉降量如表3所示，可见粮仓地坪沉降与墙体沉降并不一致.

表3　2、3号　间室内地坪基准点沉降量表

5　结论及展望

四个观测基准点具有一定的代表性来代表模拟仓墙体，从充氮过程中的沉降观测结果可以推断，充氮对粮仓墙体自身沉降有一定影响，甚至改变粮仓墙体下降趋势，对仓体自身结构稳定可能同样会造成一定影响，应该在建筑安全设计中加以考虑.

通过最后对仓内地坪压仓前后标高进行比较可以发现，粮仓墙体与粮仓地坪沉降量并不一致，因此推断粮仓墙体沉降量可能并不能代表整个粮仓的沉降量.因此我们考虑粮仓结构安全性时，墙体和地坪应分开考虑，考虑通风充氮过程对其的影响同时，还要考虑粮仓地坪沉降与墙体沉降的不一致性.

观测结果中可以看到仓体充氮和进出粮过程中粮仓墙体的沉降是不规律的，特别是压仓完毕后四个基准点的标高变化量并不一致.考虑原因可能是充氮这一工况的加入，扰乱了仓体自身沉降的规律，且观测结果精度及频率有待进一步提高.

参考文献：

[1]R.G.鲍雷，C.L.英托.储仓稻谷通风时的压力损失[M].储仓稻谷通风时的压力损失，1985（61）：41-42.

[2]张书华，毛宁利，王国营，勘察科学技术[M].国家大型粮库新仓初始装粮压仓沉降监测2009（2）：56-58.

[3]王振,潘国荣.提高建筑物沉降观测精度的方法[J].测绘信息与工程，2007，32（3）：44-46.

[4]国粮仓储.中央直属储备粮库新仓初始装粮压仓的暂行规定[S].储粮技术政策法规[1999]207号

Zhang Shijie1，Xu Qikeng1,3，Wang Lumin1,3，Wang dianxuan2,3，Zhang hao2,3
（1.School of Civil Engineering,Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China
2.College of Food Science and Technology，Zhengzhou 450001，China
3.Engineering Research Center of Grain Storage and Security of Ministry of Education，Zhengzhou 450001，China）

摘要：以河南工业大学内建设的模拟平房仓为沉降观测对象，观测模拟仓在压仓整个过程的沉降变化情况，并重点观测其中充氮过程中墙体基准点的标高变化.最后对比一个完整进出粮过程之后粮仓底部地坪沉降量与墙体沉降量，比较二者一致性.粮仓进出粮和充氮过程中的沉降变化具有很高的实用价值，为确保粮仓使用过程中仓体自身结构安全正常使用提供参考.

关键词：平房仓；墙体；地坪；充氮；沉降量

Abstract：Combined with a simulated storehouse construction in Henan University of Technology conduct settlement observation.Observing settlement on the whole process ofballast in simulated granary.Observation focused on the elevation change of reference point in nitrogen filling process.Finally contrast the settlement on simulated storehouse bottom and wall after a complete process of grain in and out to comparison consistency.The storehouse settlement change in the process of grain in and out and nitrogen filling has great pragmatic value.It can provide reference to make sure the granary structure safe and normal use.

Key words：Storehouse；Wall；Flooring；Nitrogen filling；Settlement

作者简介：张世杰（1988-），男，硕士研究生；研究方向为仓储结构.

收稿日期：2015-01-09

中图分类号：TS210；TU196.2