新余鐵坑礦業(yè)浮選廠房改擴建加固設計

龔平玲 王曉燕

(1.中鋼集團馬鞍山礦院工程勘察設計有限公司，安徽 馬鞍山 243000； 2.中國十七冶集團工程設計公司，安徽 馬鞍山 243000)

·結構·抗震·

新余鐵坑礦業(yè)浮選廠房改擴建加固設計

龔平玲1王曉燕2

(1.中鋼集團馬鞍山礦院工程勘察設計有限公司，安徽 馬鞍山 243000； 2.中國十七冶集團工程設計公司，安徽 馬鞍山 243000)

以新余鐵坑礦業(yè)浮選廠房改擴建工程為例，對原有廠房進行了加固設計，并闡述了磚柱加固設計、磚柱基礎加固設計、屋面梁與原有廠房柱連接設計方法，同時提供了驗算參數(shù)對加固部位進行鑒定，經(jīng)鑒定滿足設計要求，該廠房改擴建取得了顯著的經(jīng)濟效益。

廠房改擴建，加固設計，鑒定，結構

1 工程概況

新余鐵坑礦業(yè)浮選廠房改擴建工程位于分宜縣湖澤鎮(zhèn)新余鐵坑礦業(yè)公司選礦廠內。為了擴大產(chǎn)能，需要在原有廠房里增加選礦設備和檢修場地。鐵坑礦業(yè)公司在原有廠房基礎上改擴建，目的是為了縮短工期，節(jié)省技改費用。擴建廠房(浮選)長18 m，寬9 m，高9 m，本工程～跨為磚混結構，屋面為三角形木結構桁架，～?跨為混凝土排架結構?！纰佥S～軸為老廠房改建，廠房加高，廠房內部設備基礎和平臺全部拆除，屋面由木結構改為鋼結構屋面。～，～?跨軸～軸為擴建檢修廠房。廠房平面布置見圖1。

2 工程地質條件

場地土層主要為人工填土與第四系殘積層，厚度較大。下臥基巖起伏較大，分布穩(wěn)定，厚度巨大。各巖土層工程地質特征分述如下：1)雜填土：為近期堆填物，結構性差，欠固結。該層全場區(qū)均有分布，厚度為0.60 m～1.90 m不等。力學強度低，不宜作基礎持力層。2)粘土：可塑狀，干強度高，韌性高。該層分布于浮選廠房(擴建區(qū))厚度變化較大，一般為4.50 m～6.00 m。承載力特征值fak=160 kPa，可作為擬建廠房的淺基礎持力層。3)下臥基巖巖性為二迭系下統(tǒng)茅口組灰?guī)r，深灰色，巖石致密堅硬。承載力特征值為2 000 kPa， 可作為擬建建筑的樁基礎持力層。

3 廠房加固設計

1)磚柱加固設計。原有廠房由9 m加高為12 m，在屋梁上懸掛一臺Q=5 t電動懸掛單梁起重機。廠房軸磚柱承受的加高墻體及吊車產(chǎn)生的豎向力和風荷載產(chǎn)生的彎矩大大增加。首先要對磚柱進行加固。采用增大截面法加固，即在磚柱四周包裹一層混凝土增大磚柱面積，并在混凝土里配置豎向鋼筋和箍筋。根據(jù)《混凝土結構加固技術規(guī)范》第4.1.2條：

(1)

加固截面如圖2所示。

為了增大加固墻垛與原來墻體的咬合力，將原有墻體打掉一部分重新砌筑且進入墻垛3 cm，并且在柱與墻體之間設2φ6@200拉接筋,沿墻通長布置。

2)磚柱基礎加固設計。由于原有廠房磚柱基礎面積較小，廠房加高后承載力不滿足要求，需對其基礎進行加固。加大磚柱基礎面積，在其四周包裹混凝土并配置鋼筋,如圖3所示。

3)屋面梁與原有廠房柱連接設計。改建屋面梁利用原有廠房柱牛腿進行連接。軸處為伸縮縫，縫處有兩個混凝土柱，屋梁與柱連接有下列兩種情況：a.在跨①軸～軸的混凝土柱標高10.590 m處的牛腿上植筋，鋼屋梁擱置在牛腿上。牛腿上原有的聯(lián)系梁拆除,如圖4所示。b.在跨軸～軸的混凝土柱標高10.590 m處的牛腿上原有聯(lián)系梁仍保留，在聯(lián)系梁上植筋。鋼屋梁擱置在聯(lián)系梁上,如圖5所示。

4 廠房加固部位鑒定

根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》3.7.1既有結構延長使用年限、改變用途、改建、擴建或需要進行加固、修復等，均應進行評定、驗算或重新設計。本改擴建工程分別對軸磚柱，磚柱基礎進行了加固，對軸原混凝土柱牛腿進行了植筋。需要確定這些部位的構件實際幾何尺寸，材料強度實測值是否滿足加固設計要求，且考慮連接構造和已有缺陷的影響。應要求將需要驗算的參數(shù)提供給鐵坑項目工程指揮部，由鐵坑項目工程指揮部委托有資質的鑒定單位進行實體鑒定。需要驗算的參數(shù)有：位于軸老廠房排架柱標高10.500 m處牛腿頂部豎向力基本組合值Fv=121 kN。加固墻垛抗彎承載力設計值：M=46.3 kN·m；加固墻垛基礎頂(標準組合值)，抗彎Mk=33 kN·m，抗剪Vk=15.75 kN,豎向力Nk=283.7 kN。軸磚墻基礎頂:豎向力標準組合值Nk=55.44 kN/m，軸處地基承載力特征值fak=160 kPa。經(jīng)鑒定單位實體鑒定后，按照設計提供的參數(shù)，廠房加固部位的強度等滿足要求。

5 加固設計效果及經(jīng)濟效益

廠房改擴建取得了顯著的經(jīng)濟效益。主要有以下兩個方面：1)縮短了施工工期。改造工程一般盡可能不影響生產(chǎn)，施工工期要求越短越好，以盡快投入生產(chǎn)。本工程廠房最大程度地利用原有廠房，僅對磚柱，磚柱基礎進行加固，使工期縮短，為整個技改工程的早日完成爭取了時間。2)節(jié)省了技改費用?！鐝S房若不進行加固設計，需推倒重建，按照混凝土排架結構進行設計。本工程最大程度地利用原有廠房進行加固設計。僅對磚柱四周包裹鋼筋混凝土，磚柱基礎加大截面四周包裹鋼筋混凝土進行加固，另外利用列柱牛腿植筋與鋼屋梁連接，技改費用大為節(jié)省。

6 結語

新余鐵坑礦業(yè)浮選廠房改擴建工程內容主要包括廠房加高，木結構屋面改為鋼結構屋面且增加一臺電動懸掛起重機。為了實現(xiàn)上述目標，對列磚柱及其基礎進行了加固，加強了磚柱和磚墻之間的連接，通過驗算利用列柱牛腿植筋與鋼屋梁連接，同時提供驗算的參數(shù)給相關鑒定單位，對廠房加固部位進行鑒定。經(jīng)鑒定廠房加固后滿足設計要求。廠房改擴建取得了顯著的經(jīng)濟效益，縮短了施工工期，節(jié)省了技改費用。在后續(xù)的使用過程中，也沒有出現(xiàn)裂縫和沉降的問題。本文對相似的廠房加固設計具有一定的參考價值。

[1] GB 50007—2010，混凝土結構設計規(guī)范[S].

[2] GB 50367—2006，混凝土結構加固技術規(guī)范[S].

The flotation selection plant expansion reinforcement design of Xinyu iron pit mining

Gong Pingling1Wang Xiaoyan2

(1.Ma’anshanMiningEngineeringSurveyandDesignLimitedCompany,ChinaSteelGroup,Ma’anshan243000,China;2.TheEngineeringDesignCompany,China17thMetallurgicalGroup,Ma’anshan243000,China)

Taking the flotation selection plant expansion reinforcement engineering of Xinyu iron pit mining as an example, made reinforcement design to original plant, and elaborated the brick column reinforcement design, brick column foundation reinforcement design, roofing beam and original plant column connection and design method, at the same time provided checking parameters identification to reinforcement part, through the identification meet the design requirements, the plant expansion gained remarkable economic benefits.

plant expansion, reinforcement design, identification, structure

2014-11-29

龔平玲(1978- )，男，碩士，工程師； 王曉燕(1979- )，女，助理工程師

1009-6825(2015)04-0023-02

TU272

A