楊麗娜
江蘇省建筑材料研究設計院有限公司(210003)
水泥廠在生產(chǎn)水泥的過程當中,一般需要經(jīng)過復雜的工藝和流程,包括研磨和燒制等。 這就需要布置很多的大、中、小型設備,主要包括水泥粉磨機、原料粉磨機、輥壓機、破碎機、板喂機、傳送設備等。 在水泥廠的建設中,設備基礎在其中發(fā)揮著非常關鍵的作用,設備基礎對設備的運行影響很大。特別是基礎的不均勻沉降,很容易導致設備之間出現(xiàn)偏差,造成極大的安全隱患。 在水廠設備基礎設計中,把握其中的關鍵和要點,對提高水泥廠的建設質量具有重要意義。
在進行水泥廠設備基礎設計的過程中,一定要根據(jù)相關的標準規(guī)范要求進行。 在《建筑地基基礎設計規(guī)范》中,要求進行承載力變形及穩(wěn)定性的驗算。在設備基礎設計的過程中需要保證其具有足夠的強度和剛度。由于設備基礎在荷載的作用下會產(chǎn)生一定的震動,地基如果產(chǎn)生過大的變形和傾斜就會使得設備無法正常運行。在進行設備基礎設計的時候,需要采取有效的減震措施,避免設備的正常運行受到影響或者影響到周邊的設備環(huán)境。在保證安全生產(chǎn)的情況下,應該對各種不同的方案進行計算和比選,選擇最合適的基礎形式[1]。
在設備基礎設計過程中,首先應該對設計要求及相關的資料進行收集和整理,包括設備組件安裝的位置、設備的總重量、設備的運行方式,設備在運行過程中產(chǎn)生的動荷載等資料。還應該收集勘察設計報告等相關的場地信息[1]。
如在某項水泥廠工程中,涉及到窯尾排放設備的基礎設計,首先在設計之前工程技術人員根據(jù)相關的要求對窯尾排放設備的相關技術參數(shù)進行收集,同時通過業(yè)主拿到設備基礎所在場地的相關地勘報告,通過地勘報告了解到該處的地基狀況和土質狀況,結合業(yè)主的要求詳細了解該水泥廠窯尾排放設備的具體情況和要求,對相關資料的收集工作做到充分明確、全面詳細。
設備基礎的基本形式主要包括樁基礎、大塊基礎、墻基礎及箱型基礎等形式。 按照水泥廠工藝的要求,廠址一般選擇靠近礦山的地帶,這樣就造成了整個廠空間的不規(guī)則分布。 由于場地有限,現(xiàn)場布置復雜,難以避免形成各個車間距離較近的情況,設計人員應綜合考慮地勘報告中的土層情況和與周圍建筑物基礎的空間位置關系,確定經(jīng)濟合理的基礎形式。
在做好地基基礎的選型之后,要根據(jù)地基基礎設計規(guī)范對基礎的承載能力、不均勻沉降動力荷載進行分析,還需要進行抗震驗算等。 通過這些計算最終確定設備基礎外形尺寸、埋置深度及配筋大小。通過驗算來對整個設備基礎的沉降量進行計算,驗算其沉降量是否達到了限定值。 如果超過了限定值就需要進行處理,加大基礎的截面或對地基進行處理。
通過上面的分析和計算,分別對x 軸方向和y軸方向的設備總重心和設備基礎、底面的偏心距進行控制和要求,并且滿足相關的規(guī)范規(guī)定。 根據(jù)水泥廠設計規(guī)范中的要求,設備基礎一般可以不進行抗震驗算,但是根據(jù)設備的使用性能需要進行動力驗算和抗震計算,根據(jù)計算的結果進行配筋,最后繪制出基礎施工的詳圖,同時結合現(xiàn)場的施工情況和施工方的要求對施工圖進行詳細的修改和審查[2]。
在水泥廠的很多設備當中,設備基礎設計需要重視的問題就是振動產(chǎn)生動荷載。 對于設備支撐結構來說,如果上部結構的荷載在強烈的震蕩下就會導致下部基礎出現(xiàn)開裂,如果震動過大下部基礎就會產(chǎn)生過大的變形,使整個結構構件出現(xiàn)疲勞破壞,最后影響到設備正常運轉,危害到整個結構的安全。由于設備的震動會對于周邊的土壤產(chǎn)生破壞,在嚴重的情況下下部基礎會出現(xiàn)不均勻沉降,使得設備和管道出現(xiàn)拉壞的現(xiàn)象。因此,在進行設備基礎設計的過程當中,做好防震防災的措施是非常重要的[2]。
隨著水泥生產(chǎn)工藝的不斷改進及提升,水泥廠使用的生產(chǎn)設備越來越趨向于大型化和集中化。 不同的設備對于基礎的要求也不一樣,其中針對設備的震動及震動產(chǎn)生的危害的影響是當前研究的熱點問題。 在當前的設備基礎設計中的動荷載問題,一般都是在靜荷載的基礎之上乘以一個對應的動力系數(shù),并且將對應的荷載施加到結構上,通過計算確定基礎底面的大小及對應的配筋情況。 這樣可以更好地保證設備基礎的安全。
綜上所述, 在水泥廠的設備基礎設計過程中,需要對承載能力,變形穩(wěn)定性及相關的尺寸配筋進行計算,工程技術人員不僅需要熟練的掌握設備基礎設計當中的相關步驟和基本要求,同時還應該結合具體的工程實際情況及設備的類型等,對基礎的選型做到充分全面和有效,保證設備基礎設計更加的合理,并且保證設備基礎設計的安全性,從而保證整個水泥廠正常和安全的運行。