水泥厂水泥库群仓基础设计的探讨

李景旺（合肥水泥研究设计院 230051）

水泥厂水泥库群仓基础设计的探讨

李景旺
（合肥水泥研究设计院 230051）

水泥库群仓的基础设计中，由于钢筋砼筒仓特种结构中双排群仓的星仓资源利用问题上没有得到良好的解决，且我国目前对于水泥库群仓的基础设计还没有出台统一的规章制度，因此在设计中还存在诸多缺陷。本文主要以水泥厂为例，就其水泥库群仓的基础设计进行讨论，希望能为之后的相关设计提供一些有建设性的意见。

水泥厂；水泥库群仓；基础设计

1.工程概况

该水泥厂位于长江与京杭大运河的交汇处，北临长江。该水泥厂的建造面积为26000m2，其中包括原料库、生料库、熟料库和水泥库等。所有的单体工程都为钢筋混凝土的筒仓特种结构，其中水泥库是用10做单体工程组成，这些单体工程的直径长为8.5米，高23米，均为双排群仓所构成。

通过对该水泥厂所在区域进行地质勘察，发现其所在地区属于低山丘陵，为长江Ⅱ级阶地，高程在25米左右，场地内上部土层主要为粉质粘土，呈可一硬塑状，属于Q3下属组的粘性土质，下伏基层主要由泥岩、粉砂质泥岩和火成岩组成，局部会出现灰岩，顶板埋深的起伏较大（详情见表1）。

表1 各岩层的地质特征

2.水泥厂水泥库群基础设计的方案

按照原设计，将绝对标高设为24例，那么群仓中将会有4左星仓将无法被充分利用储存水泥。其基础埋深为2.5米，持力层为3成粉质粘土，通过“筒仓及基础设计程序”可以算出其总垂直例为270069kn。如果选择使用整版作为基础，那么该基础板的中心向外悬挑的距离应该为3米，基础悬臂板根部抗剪的高度则为1.2米。由此可以推出，基础班底配筋的板面应该为φ22@150，板底为φ25@125。为了让星仓得到充分利用，故将原筒仓的总储存水泥量从 14200kN提升为159600kN，四只星仓的库容量共提升 17600kN，整体的容量提升了 12.4%。由于“筒仓及基础设计程序”无法就星仓资源的群仓的荷载量进行直接计算，故本文采用假设法进行模拟设计，并从中选择出最优的方案。

根据表2中的情况一，假设四只星仓中的储量可以平均分到10座筒仓中，那么筒仓的高度必然要调整，且其总垂直例应等与星仓无储料的筒仓的总重量与四只星仓物料的重量。但库壁的外挑长度变为3.55米，如此一来就造成上部结构重心上移，需要的正本基础配筋太大，非常不符合实际情况与设计经济性要求。

情况二是假设将四只星仓中的储料平均加到10座筒仓中，保证筒仓的高度不变，但需要调整储料的自动，使其总垂直力应该为无储料星仓的筒仓的重量和四只星仓储料重量的总和。但其外挑长度会变为3.15米，需要的整版基础配筋也比较大。虽然与情况一相比，其储料自重调整为17.35，符合实际情况的需求，但仍不具备足够的经济性。

情况三是保持原设计中星仓为储料时的筒仓参数，其绝对标高为24米，基础深埋为2.5米。虽然持力层为3层粉质粘土，但地耐力也比较低。即便在星仓没有储料的情况下，其外挑长度也达到了3米。如此会给基础悬挑板负筋造成很大的压力，从而要加大对基础投资的成本投入。但为了保证承建商的利益，有效的控制好成本的投入与运用，因此该情况可以排除。

情况四是在星仓储料时，改变筒仓的设计参数。将其绝对标高定位25米，基础深埋为1.5米，持力层选2成粉质粘土，如此便可以保证较高的地耐力。这种情况很好的将土层作为基础持力层，能够充分吧减轻平整场地和开挖基槽的土方工作量。通过计算得出将总垂直调整为 274124kN，储料自重调整为 15.29，这样外挑长度就能会变成2.5米，满足设计的要求。

表2 四种假设模拟情况对比

通过对四种情况的详细分析，本文最终选定情况四为基础设计的方案。如此一来，其建设成本的投入将减少12.5%，在满足实际情况的基础长，大大实现了该方案的经济性。

结论

按照情况四说设计的水泥库群仓基础设计方案施工，在施工结束后按照相关的标准和要求对沉降敏感的位置设置了基础沉降的观测点，并由专门的部门进行检测，所获得数据显示施工质量合格。

水泥库群仓的地质状况一般都比较复杂，需要在其基础设计中标出底标高处局部存在的填土和粉质粘土。因此需要开挖基槽，在局部地基还没有达到持力层时，应尽快将填土成挖掘干净，然后再向下挖500米，并用C20的毛石砼回填至设计所需要的标高。

在基础设计中明确要求要提升筒仓的加载速率，且由于是双排群仓，因此在筒仓使用的初级阶段，各筒仓应该均匀的装料并逐步加重期和在两，最终实现在第一年所有的仓储的无聊在总储量的 70%以内。在完成施工后设置专门的沉降测量点，并委托专门的部门进行观测，不仅是为了检测技术质量，也是为了避免发生沉降情况，使得筒仓倾斜。

在进行水泥厂水泥库群仓基础设计时，既要考虑到原有建筑的结构、造型与使用功能，还要注意符合实际情况与施工的经济性，从而制定出最为合理的设计方案。因水泥厂的建筑物大多数为特殊的结构，且荷载量大，容易造成抢粮的振动，体型也很大，所以在设计时切忌生搬硬套，要充分考虑建筑上部结构地基的条件，如一般基槽和基坑的挖掘深度不会超过4米，在软土地基上可以使用换土进行加固等。只有充分考虑到施工环境、施工要求及有效成本控制，才能设计出同时具备操作性和经济性的设计方案。

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