關(guān)于冶金工業(yè)廠房擴(kuò)建設(shè)計施工中某些問題的探討

王 悅

（首鋼長治鋼鐵有限公司設(shè)計規(guī)劃院，山西 長治 046031）

自進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來，隨著我國改革開放的進(jìn)一步深化，國民經(jīng)濟(jì)水平得到了跨越式的增長，各行業(yè)都進(jìn)入了一個快速發(fā)展的時期，由此帶來我國建筑用鋼材需求量的不斷擴(kuò)大。我國大部分的鋼鐵冶金企業(yè)都建于改革開放以前，生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)能力都已無法滿足改革開放帶來的鋼材需求。加上國家淘汰落后產(chǎn)能的要求，最近20年內(nèi)，我國冶金行業(yè)內(nèi)各企業(yè)都在不斷地通過新建、改建和擴(kuò)建項目來擴(kuò)大鋼材產(chǎn)量，以滿足市場需求和在激烈的市場競爭中求以生存。

擴(kuò)建工程的設(shè)計不同于新建項目的設(shè)計，有以下特點(diǎn)：

（1）從工藝設(shè)計上說，既要考慮擴(kuò)建部分采用新工藝新設(shè)備的要求，又要充分利用原廠房的工藝和設(shè)備的潛力。因此擴(kuò)建部分的工藝流程往往是原廠房工藝流程的延續(xù)，既有區(qū)別又要統(tǒng)一。為此，應(yīng)將擴(kuò)建的廠房與原廠房緊靠一起，不能分的太遠(yuǎn)。

（2）擴(kuò)建廠房設(shè)計要考慮施工時不能影響原廠房的正常生產(chǎn)。設(shè)計中對原廠房不能大改大拆。有時為了在整體和立面上求得統(tǒng)一或創(chuàng)造優(yōu)美的生產(chǎn)、生活環(huán)境，設(shè)計時也只能在不影響上述要求的前提下對原有廠房采取局部的修改或拆遷。

（3）這些擴(kuò)建的單位一般均為老企業(yè)，周圍建筑物多，不可能進(jìn)行拆遷為其發(fā)展，廠區(qū)本身用地均很緊張。所以，在進(jìn)行擴(kuò)建設(shè)計中必須因地制宜、全面規(guī)劃，充分利用和改造原有建（構(gòu)）筑物來滿足生產(chǎn)工藝的要求。

工程實例:某廠房為單跨24 m混凝土排架結(jié)構(gòu)，柱距為6 m，總長120 m，10 t起重機(jī)，吊車軌頂標(biāo)高7.5 m。廠房柱采用預(yù)制鋼筋混凝土矩形柱，獨(dú)立柱基；屋面采用預(yù)應(yīng)力梯形屋架及預(yù)應(yīng)力大型屋面板；磚墻維護(hù)。現(xiàn)根據(jù)需要將該廠房西側(cè)加長52 m。由于原廠房經(jīng)多年使用，在侵蝕氣體、下沉和歷年加固等因素的綜合作用下，已與原先殘缺不齊的設(shè)計資料嚴(yán)重不符。這類廠房擴(kuò)建中，設(shè)計與施工需以現(xiàn)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)圖為基礎(chǔ)，參照原設(shè)計的資料及實際情況進(jìn)行。

1 新廠房標(biāo)高確定

新擴(kuò)廠房±0.000標(biāo)高一般只需按絕對標(biāo)高從國家水準(zhǔn)點(diǎn)引來即可，但因舊廠房在多年使用、腐蝕、基礎(chǔ)下沉及歷年加固改造后，形成了許多標(biāo)高與原設(shè)計圖紙嚴(yán)重不符。因此，以原廠房西側(cè)較高的規(guī)定標(biāo)高7.5 m為依據(jù)確定改建后的廠房±0.000標(biāo)高。具體做法：將舊廠房西側(cè)較高軌頂7.5 m作為標(biāo)準(zhǔn)引下，標(biāo)定+1.000 m，新建各基礎(chǔ)及柱等都以此為標(biāo)準(zhǔn)。另外，由于軌道聯(lián)結(jié)形式的不同，設(shè)計時不能看原有圖紙中柱牛腿標(biāo)高和與之長度，而是直接從軌頂算起。即設(shè)計牛腿標(biāo)高=舊軌頂標(biāo)高-（軌道尺寸+填板尺寸+吊車梁高度尺寸）。

2 平面位置的確定

廠房中線以舊廠房吊車軌道中線來確定，以消除廠房沉降等因素的影響。

3 伸縮縫的設(shè)置

溫度伸縮縫一般采用設(shè)置雙柱的辦法處理。在非地震區(qū)也可采用設(shè)計單柱的辦法處理。為減少構(gòu)件類型，采用雙柱的伸縮縫，柱軸線與橫向定位軸線的關(guān)系應(yīng)與廠房端部柱的處理相同，一般采用不加插入距的方案，亦可采用加插入距的方案。雙柱伸縮縫處兩相鄰柱中心線間的距離C，由柱腳的外包尺寸確定，并留出不小于30～50 mm的凈空，設(shè)計時可參考下列數(shù)值選用：輕、中型廠房C=1 000 mm；重、特重型廠房C=1 500 mm或2 000 mm。

冶金企業(yè)的廠房一般都是吊車噸位較大，廠房高度較高，廠房長度較長。如果原有廠房設(shè)置有伸縮縫，并且新接廠房不長，能滿足規(guī)范要求伸縮縫最大間距的話，可以不考慮再設(shè)置伸縮縫。如果新接廠房長度較長，按國家規(guī)范要求需新增設(shè)置伸縮縫時。由于原有廠房一般未考慮將來廠房接長在廠房端部柱設(shè)置雙杯口柱基礎(chǔ)。伸縮縫的設(shè)置位置有以下兩種方法：

（1）直接在新舊廠房相接處設(shè)置伸縮縫，即在原有廠房端柱基礎(chǔ)上新增廠房柱，在新舊柱之間設(shè)置伸縮縫。此種方法需重新核算原有廠房端柱基礎(chǔ)能否滿足要求。如不滿足，需對端柱基礎(chǔ)進(jìn)行加固。此種方法施工難度較大。

（2）在原有廠房端部接出一過渡段后再設(shè)置伸縮縫，此種方法可盡量減少對原有結(jié)構(gòu)的處理，尤其是省去對基礎(chǔ)的加固處理，施工難度相對較小。

該廠房采用了第二種方法設(shè)置伸縮縫。在新舊廠房間設(shè)置一跨4 m非標(biāo)過渡段。這樣可以保證在延伸擴(kuò)建時，舊廠房仍能繼續(xù)生產(chǎn)。

4 廠房柱設(shè)計

新建廠房柱仍采用預(yù)制鋼筋混凝土排架柱，舊廠房柱距為6m。根據(jù)工藝和現(xiàn)場場地情況，新建廠房按柱距6 m，局部柱距按12 m設(shè)計。

5 柱間支撐位置的確定

新擴(kuò)廠房在過渡段設(shè)置上部柱間支撐，新建48 m伸縮縫區(qū)段兩端部設(shè)置上部柱間支撐，中間跨設(shè)置上、下柱柱間支撐，以保證擴(kuò)建廠房縱向剛度。

6 吊車梁設(shè)計

為滿足現(xiàn)行國家規(guī)范和生產(chǎn)的正常運(yùn)行，決定新廠房內(nèi)6 m吊車梁按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)制作安裝。12 m跨吊車梁采用變截面鋼結(jié)構(gòu)吊車梁。舊廠房內(nèi)吊車梁更換時應(yīng)對軌道做相應(yīng)調(diào)整，以保證吊車貫通運(yùn)行。

7 屋面結(jié)構(gòu)設(shè)計

在冶金企業(yè)工業(yè)廠房建筑中，粱式桁架常作為屋架用于廠房的屋蓋承重結(jié)構(gòu)。屋架結(jié)構(gòu)的選型主要取決所采用屋面覆蓋材料及建筑物的使用要求。原有廠房屋面用的是采用預(yù)應(yīng)力梯形屋架及預(yù)應(yīng)力大型屋面板。由于現(xiàn)在預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土梯形屋架已經(jīng)很少有企業(yè)生產(chǎn)，所以擴(kuò)建廠房屋面改為梯形鋼屋架上鋪預(yù)應(yīng)力大型屋面板?？紤]到梯形鋼屋架與原預(yù)應(yīng)力混凝土梯形屋架高度不一致，要求過度段屋面高度同原有廠房高度一致，而伸縮縫西側(cè)新建廠房高度加高。由于過渡段寬度較小，其新增梯形鋼屋架高度按照預(yù)應(yīng)力混凝土梯形屋架高度進(jìn)行設(shè)計能夠滿足要求。伸縮縫西側(cè)新建廠房屋架按6 m一道設(shè)置，12 m柱距中間設(shè)鋼托架，擴(kuò)建屋架間均設(shè)置屋架上下弦水平支撐和豎向支撐，以保證屋蓋結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性及抗震性能。

8 廠房基礎(chǔ)及地基處理

新建廠房基礎(chǔ)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，該廠房所處位置地下水位較淺，地基承載力僅為80 kPa，為保證新舊廠房地基一致，地基處理也采用碎石換土墊層處理方法。

9 實施效果

擴(kuò)建后的廠房以經(jīng)過一段時間的運(yùn)行實踐檢驗，未發(fā)現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象，運(yùn)行正常。通過對原有廠房的擴(kuò)建，滿足了企業(yè)增產(chǎn)、增效、節(jié)約投資的目的，保證了該企業(yè)完成當(dāng)年正常生產(chǎn)任務(wù)。其效果是理想的，技術(shù)是可行的，在一些老舊廠房擴(kuò)建工程中，具有一定的參考價值。