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人工地基和基础处置误区分析
发布时间:2011-07-13        浏览次数:815        返回列表
 

  陶瓷熔块炉基础是熔炉埋在地面以下的承重构件,是熔炉的重要组成部分,它的作用是承受上部熔炉传递下来的全部载荷,并将这些载荷连同自重传给下面的土层。地基是熔炉基础下面的土层,它的作用是承受基础传来的全部荷载。地基虽然不是熔炉的组成部分,但它的好坏直接影响基础方案的设计、施工及工程造价。

  在玻璃和陶瓷行业,近几年来发生了多起由于熔炉不均匀沉降所引起的重大事故。

  由可见,陶瓷熔块炉基础和地基的协调性至关重要。因此,在设计时必须选择具备资质的设计单位、监理单位进行设计和施工,才能保证安全、经济生产。

  2陶瓷熔块炉对地基和基础的要求2.1陶瓷熔块炉对地基的要求陶瓷熔块炉虽算不上是高层和高荷载建筑物,但由于熔池内为高温玻璃液体(1500℃左右),所以对地基和基础要求相对比较严格。陶瓷熔块炉对地基的要求主要有:(1)强度要求。即地基载力(地耐力)应足以承受基础传来的压力。地耐力的测定应用专门的仪器并经综合计算来确定。陶瓷熔块炉地基的地耐力应是基础压力的3~5倍。

  (2)变形要求。在南方无霜冻地区,我们只考虑地基的沉降量和沉降差;在有霜冻期的北方,因地基的冻结和消融会使地基产生变形,从而会对炉体产生影响,所以基础必需置于冰冻线以下。根据熔炉设计方面的具体要求,沉降量应在10mm内、沉降差应在1mm内:若沉降量过大,会造成整个熔炉下沉过多,影响熔炉与配套设备的衔接,从而影响炉子的正常使用;若沉降差过大,会使陶瓷熔块炉基础及蓄热室、烟道、小炉、熔池和燃烧室出现开裂,甚至整体坍塌。

  2.2陶瓷熔块炉对基础的要求陶瓷熔块炉基础是由窑炉公司设计的。因不少窑炉公司不具备工程设计的资质,所以设计基础时对地质、水文、气象和地震等因素往往考虑不周,也造成了设计上的安全漏洞。根据热力工程设计和建筑工程设计的要求及陶瓷熔块炉本身的特点,陶瓷熔块炉对基础的要求主要有:(1)强度和刚度要求。陶瓷熔块炉基础既要承受来自炉体的重力,又要承受来自地基的反作用力;此外,还要抵抗来自地下水位变化和地质、地震变化所产生的爆发力。所以陶瓷熔块炉应具备一定的刚度和强度,避免不均匀沉降所造成的危害。

  (2)耐久性要求。由于基础是埋于地下的隐蔽工程,在地下长期受水侵蚀且建成后很难观察、维修和加固,所以要选择良好的石料和抗侵蚀、耐硫化的高标号水泥,以保证基础构造与炉体使用寿命一致。

  (3)经济要求。基础工程约占窑炉工程总造价的30%~45%。因此在设计时,既要做到技术合理,也要做到尽可能降低成本。

  3人工地基和基础处理误区分析3.1陶瓷熔块炉人工地基处理误区分析作为天然地基的土必须是具有足够承载力的土层如岩石、碎石土、砂土类;承载力低的土层均需进行人工加固(人工地基)。若软弱土层较薄,可采用换土法:先挖出软土层,再填以无侵蚀、低压缩、强度大的松散材料如碎石、砂、灰土等,并分层夯实至密实;若软弱土层较厚,则需要用打桩法来加固地基。桩基础对地基有挤密的作用,可以承受较大的荷载、减少熔炉的不均匀沉降、增强抗震性。人工地基处理过程的误区分析如所示。

  3.2陶瓷熔块炉基础处理误区分析陶瓷熔块炉主体基本上采用筏式柔性基础,而蓄热室和烟道通常采用板式柔性基础。有的窑炉的蓄热室和烟道采用下沉式结构,这就必须设计一定的防水设置。基础处理过程的误区分析如所示。

  4熔块炉事故处理分析笔者曾参与一些工厂熔炉事故的处理,总结出一些规律:由于基础、地基与炉体的不协调性,从而导致地基地耐力偏低;沉降量和沉降差偏大;基础强度、刚度和耐久性变差而造成基础、窑体和防水墙开裂,进而造成漏火、漏玻璃水和漏水事故。解决问题的关键在于地基的勘探、人工地基的设计与施工、窑炉及炉基的设计与施工要科学、合理,并且公司应有完善的监督机制和方法,以便及早发现和解决问题。

  2004年佛山高明某熔块厂新炉出现小炉断裂、下沉式蓄热室底部出现大面积透水。这些事故的产生原因主要有:(1)该公司没有做地质勘探工作,在未知软弱土层厚度的情况下,就决定用摩擦桩来强化地基。

  (2)打摩擦桩时该公司为了节省投入,用木桩代替钢筋混凝土桩。(3)防水墙没有用防水混凝土钢筋墙,而是用砖墙防水卷材和水泥砂浆处理;由于经不住地下水和土层的荷载出现开裂。

  (4)该炉设计时,小炉短,蓄热室下沉深度达3m,而炉体基础与蓄热室地坑间距仅300mm。处理事故时我们采用加固主炉基础、降低炉基对地基的荷载、重建小炉和蓄热室的方法。新建小炉设计时明显加长并适当增补了蓄热格子体,使蓄热效果明显好转;小炉的加长可使蓄热室往后移,这样可给防水墙的维修提供空间,也解决了不同埋深基础之间距离短的问题。此外我们降低了蓄热室的高度,解决了不同埋深基础之间深度差过大的问题。

  5结论陶瓷熔块炉是玻璃熔炉与陶瓷窑炉相结合的产物,它的设计和施工没有其它陶瓷装备作业规范。这就使得这种设备的设计和施工存在许多漏洞。因此,应加强以下几方面的工作:(1)安全和建设部门应加强这种行业的设备的审查和监督;(2)窑炉设计公司应加强土木工程设计和施工方面的技术学习;(3)要保证窑炉炉体、基础和地基的协调性;(4)对陶瓷熔块炉出现的问题,要积极地采取科学的方法来解决。