礦山鋼井架等截面斜柱基礎(chǔ)的應(yīng)用

汪小東

（長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410019）

礦山鋼井架等截面斜柱基礎(chǔ)的應(yīng)用

汪小東

（長(zhǎng)沙有色冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410019）

等截面斜柱基礎(chǔ)在礦山鋼井架斜撐基礎(chǔ)應(yīng)用不多，本文結(jié)合貴州某礦山鋼井架斜撐基礎(chǔ)的應(yīng)用實(shí)例，對(duì)等截面斜柱基礎(chǔ)的選擇背景、設(shè)計(jì)參數(shù)確定及實(shí)施中注意事項(xiàng)等進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，可為類似礦山鋼井架斜撐基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供參考。

等截面斜柱基礎(chǔ)；鋼井架

1 問(wèn)題的提出

貴州某金屬礦山新建組合井設(shè)計(jì)采用單斜撐式井架落地式多繩摩擦式提升機(jī)提升，位于礦區(qū)范圍內(nèi)某溪溝中，場(chǎng)區(qū)內(nèi)溝渠縱橫，地勢(shì)低洼，多為水田及旱地。組合井鋼井架斜撐地基土層為人工填土層、洪積層：褐色、黃褐色泥土、爐渣、粘土含灰?guī)r卵石及白云巖灰?guī)r角礫，層厚1.5～10m。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試結(jié)果，地基各巖土層的地基承載力特征值faK、天然抗壓強(qiáng)度f(wàn)rK、壓縮模量Es（或彈性模量E、變形模量E0）詳見(jiàn)表 1。

表1 巖土層承載力特征值及變形參數(shù)值

根據(jù)《礦山井架設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50385）[1]要求，組合井鋼井架斜撐地基承載力和變形應(yīng)符合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007）[2]的規(guī)定。井架（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1）立架基礎(chǔ)可以坐落在豎井井頸上，而斜撐基礎(chǔ)難于滿足要求。鋼井架斜撐基礎(chǔ)擬考慮以下3個(gè)方案：①大尺寸獨(dú)立基礎(chǔ)（基底長(zhǎng)×寬=8×9m）；②復(fù)合樁基（6根直徑1.0m基樁）；③等截面斜柱基礎(chǔ)（基底長(zhǎng)×寬=5×3.5m）。經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最終確定基礎(chǔ)方案為方案三：等截面斜柱基礎(chǔ)。等截面斜柱基礎(chǔ)已成功推廣應(yīng)用于輸電塔架基礎(chǔ)[3，4]，在礦山鋼井架鮮有應(yīng)用。本文結(jié)合具體工程對(duì)等截面斜柱基礎(chǔ)在鋼井架斜撐基礎(chǔ)的應(yīng)用進(jìn)行了有益嘗試，得到較好的經(jīng)濟(jì)效益。

2 等截面斜柱基礎(chǔ)頂部荷載確定

根據(jù)《礦山井架設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50385及設(shè)備提升荷載、斷繩荷載和風(fēng)荷載等共計(jì)算7個(gè)荷載組合（組合1：自重+正常提升；組合2：自重+正常提升+縱向風(fēng)；組合3：自重+正常提升+橫向風(fēng)；組合4：自重+上斷繩+縱向風(fēng)；組合5：自重+上斷繩+橫向風(fēng)；組合6：自重+下斷繩+縱向風(fēng)；組合7：自重+下斷繩+橫向風(fēng)），各個(gè)荷載組合下井架斜撐底部（基礎(chǔ)頂部）荷載值詳見(jiàn)表2。井架地基及基礎(chǔ)可不進(jìn)行斷繩效應(yīng)及地震作用效應(yīng)組合的計(jì)算。鋼井架計(jì)算模型節(jié)點(diǎn)分布見(jiàn)圖2。

圖1 鋼井架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖2 鋼井架節(jié)點(diǎn)分布圖

3 等截面斜柱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

斜撐基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)使斜撐柱中心線正交于基礎(chǔ)斜頂面，并宜使斜撐柱的合力作用線與基礎(chǔ)底面反力中心重合。為滿足以上要求，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由3部分結(jié)構(gòu)組成：斜柱、錐臺(tái)和矩形臺(tái)，詳見(jiàn)圖3。底板尺寸為長(zhǎng)×寬=5×3.5m，斜柱傾角及方位與井架斜撐相同，中心偏心落點(diǎn)于基底平面。為方便錐臺(tái)施工，錐臺(tái)結(jié)構(gòu)展平詳見(jiàn)圖5。斜撐等截面斜柱基礎(chǔ)配筋與柱獨(dú)立擴(kuò)展基礎(chǔ)類似，見(jiàn)圖6。斜撐柱腳基礎(chǔ)螺栓按地震作用效應(yīng)組合驗(yàn)算其抗拉和抗拔強(qiáng)度。經(jīng)驗(yàn)算，斜撐柱腳基礎(chǔ)螺栓采用M56，埋入基礎(chǔ)混凝土深度2m，底部采用200×200×30mm鋼板穿孔塞焊。

表2 斜撐底部荷載值

圖3 斜撐等截面斜柱基礎(chǔ)簡(jiǎn)圖

圖4 斜撐等截面斜柱基礎(chǔ)俯視圖

圖5 錐臺(tái)展平圖

圖6 斜撐等截面斜柱基礎(chǔ)配筋圖

以上荷載及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均是考慮使用階段荷載及其組合，對(duì)于鋼井架還應(yīng)考慮其斜撐安裝所需承受荷載。對(duì)于某些施工場(chǎng)地受限、吊車難于進(jìn)入的情況下，金屬桅桿吊裝也是常用手段?？紤]到井架安裝荷載情況下，等截面斜柱基礎(chǔ)抗傾覆穩(wěn)定性較難滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007）規(guī)定。為確保施工安全，對(duì)等截面斜柱基礎(chǔ)底板增設(shè)抗拔錨桿，錨桿的平面布置及安裝詳見(jiàn)圖7。

鋼井架等截面斜柱基礎(chǔ)的施工過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)控制基礎(chǔ)頂面地腳螺栓的預(yù)埋精度以及等截面斜柱的方位及傾角的精度。

（1）基礎(chǔ)頂面預(yù)埋地腳螺栓的安裝精度直接影響井架斜撐的安裝和后期的安全使用?？紤]到上述因素，設(shè)計(jì)中定位了地腳螺栓的上頂面及下底面的精確坐標(biāo)值，施工中采用適當(dāng)長(zhǎng)度的短鋼筋將螺栓底板錨板與等截面斜柱鋼筋籠焊接固定，可滿足安裝要求。

（2）等截面斜柱基礎(chǔ)的施工要求比普通斜撐大體積獨(dú)立擴(kuò)展基礎(chǔ)要嚴(yán)格些?？紤]其受力的特殊性，等截面斜柱的方位及傾角控制要求較高。圖8給出了應(yīng)用實(shí)例中的等截面斜柱的方位圖。作為與鋼井架斜撐的直接傳力構(gòu)件，等截面斜柱基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制方面還應(yīng)重點(diǎn)注意預(yù)埋錨栓底部錨板附近混凝土的振搗密實(shí)。

圖7 等截面斜柱基礎(chǔ)底板抗拔錨桿圖

圖8 等截面斜柱方位圖

本礦山鋼井架等截面斜柱基礎(chǔ)的應(yīng)用實(shí)例中，相比普通常用的大體積獨(dú)基預(yù)計(jì)節(jié)約造價(jià)30%，工期縮短5d，可為類似礦山鋼井架斜撐基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供一種新的不錯(cuò)選擇。

4 結(jié)論

等截面斜柱基礎(chǔ)在礦山鋼井架斜撐基礎(chǔ)應(yīng)用不多，本文結(jié)合貴州某礦山鋼井架斜撐基礎(chǔ)的應(yīng)用實(shí)例，對(duì)等截面斜柱基礎(chǔ)的選擇背景、設(shè)計(jì)參數(shù)確定及實(shí)施中注意事項(xiàng)等進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，可為類似礦山鋼井架斜撐基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供參考。

[1]《礦山井架設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50385-2006）[S].

[2]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）[S].

[3]《架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（DL/T5219-2014）[S].

[4]張慶，王四秀.輸電線路基礎(chǔ)選型及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析[J].中國(guó)科技投資，2013（26）.

TD54

A

1004-7344（2016）21-0178-02

2016-7-10

汪小東（1982-），男，工程師，碩士，主要從事礦山設(shè)計(jì)工作。