本文以一個大型采石場的電子地磅設(shè)置為例,介紹了高頻率使用電子地磅的 總平面布置、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計、混凝土澆筑、電纜架設(shè)等過程的設(shè)置原則以及需要注意的問題。這 是在沒有設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)可以參考的條件下,根據(jù)實際使用條件來進(jìn)行設(shè)置的,值得類似工程參考。
1 .前言
在青島一大型采石場工地,需要再安裝一臺 電子地磅,以緩解之前已有的三臺電子地磅的過 磅壓力。該電子地磅設(shè)置地點距離最近的爆破點 不到60m,設(shè)置場地為堆填棄渣,距離最近的用 電約500m。該電子地磅過磅頻率要求達(dá)到每分鐘 1車?2車,為兩班連續(xù)過磅,平均每天過磅1000 車?2000車。在這樣的條件下,沒有設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)可 以參考,雖然有些論文[1~5]提供了類似基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè) 計強度要求,但是其設(shè)計參數(shù)選取復(fù)雜(如文獻(xiàn) [1]地基允許承載力計算RzNBVHB+NDVDD+NdC中的 系數(shù)選取和標(biāo)準(zhǔn)要求較低(如文獻(xiàn)[4]中鋼筋混 凝土基礎(chǔ)受壓強度不低于18Mpa;文獻(xiàn)[3]中地基 承載力要求不低于100KPa,這是判斷軟地基的最 高承載力),在特殊條件下不實用,只能從實際情 況出發(fā),根據(jù)已經(jīng)設(shè)置的三臺電子地磅運行情況 來參考進(jìn)行設(shè)計,為避免三臺電子地磅運行中出現(xiàn)同樣的問題,設(shè)計中重點考慮以下幾點:電子 地磅的平面布置,主要是電子地磅與爆破點之間 的距離;電子地磅的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),要保證在運行期 限內(nèi),基礎(chǔ)不變形,不影響電子地磅的正常使用 功能;基礎(chǔ)的澆筑及預(yù)埋件準(zhǔn)確,保證電子地磅 能安裝準(zhǔn)確;磅房布置及結(jié)構(gòu),要保證磅房里面 工作人員在工作時的安全。下面以青島一大型采 石場的電子地磅布置為例,詳細(xì)說明設(shè)置原則及 其中應(yīng)該注意的問題。
2.地磅總平面布置
高頻率使用的電子地磅是指電子地磅的使用 頻率非常高,平均過磅每分鐘1次?2次,汽車過 往頻繁,為了減少使用過程中的麻煩,電子地磅 和稱重系統(tǒng)在建設(shè)前應(yīng)充分考慮到以后運行可能 出現(xiàn)的狀況,避免建成后使用起來不安全、不方 便。從已經(jīng)運行的情況來看,電子地磅在平面布 置時需主要注意以下幾個方面:首先布置電子地磅的位置,應(yīng)考慮電子地磅位置與運輸起點和終 點的位置關(guān)系,在階段工期內(nèi)通過該電子地磅的 出料量能盡可能大,充分發(fā)揮該電子地磅的過磅 能力,該位置要求通過的車輛運輸路線短,電子地 磅場地開闊,有足夠的空間保證運輸回車,離出料 現(xiàn)場的爆破點要有一定的安全距離,避免爆破危及 稱重人員的安全;電子地磅的走向布置,要求方便 汽車轉(zhuǎn)向、順路,盡量布置成與出料方向一致;磅 房的布置,磅房的觀察窗口應(yīng)正對地磅中段,距離 地磅最近的邊緣至少5m,因為據(jù)運行的地磅情況 來看,由于過往車輛頻繁,司機稱重時過磅匆忙, 將汽車開偏導(dǎo)致翻車的事故曾發(fā)生過兩起,幾十噸 重的石料可能直接壓塌磅房,危機磅房人員的生 命,因此磅房應(yīng)該距離地磅有一定的安全距離。地 磅房最好設(shè)置在汽車前進(jìn)方向的左側(cè),這樣方便司 機和稱重人員的交流,避免由于視線遮擋發(fā)生意外 事故。地磅平面布置圖,如圖1所示。
3.基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計
電子地磅的基礎(chǔ)建造原則是要保證電子地磅 在使用過程中不發(fā)生變形、沉降、破損,從而保 證電子地磅的正常使用。為了保證這一結(jié)果,必 須考慮電子地磅基礎(chǔ)要有足夠的強度和剛度,以 及引道要經(jīng)久耐磨。電子地磅基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計目 前為止國家和行業(yè)尚未有一個標(biāo)準(zhǔn),即使是地磅 供應(yīng)商,也只負(fù)責(zé)安裝及提供一般的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè) 計,而不能保證按照這一結(jié)構(gòu)設(shè)計施工后地磅使 用絕對可靠,因為地磅使用的場地和頻率差別很 大,因此,地磅的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)必須根據(jù)實際條件自 己來設(shè)計,絕不能照搬供應(yīng)商的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計圖 紙來施工。在沒有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的情況下, 我們在類似條件下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上加大了 結(jié)構(gòu)強度,然后根據(jù)新建地磅的運行情況調(diào)整新 的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)新建地磅的運行情況,在 沙石堆填的場地上,澆筑30cm厚的素混凝土墊層 和30cm厚的鋼筋混凝土基礎(chǔ)可以滿足頻率每分鐘 1車?2車、使用期限1年?2年的使用要求。地磅 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)立面圖,如圖2所示。
4.測量放線
電子地磅建造是否符合安裝要求,測量放線 和多次校正是關(guān)鍵。測量放線和校模主要有:基 坑開挖放線、基礎(chǔ)混凝土支模放線、基礎(chǔ)混凝土 校模和引道混凝土澆筑校模。
4.1基坑開挖放線
根據(jù)地磅的結(jié)構(gòu)設(shè)計高度,地磅和基礎(chǔ)總高 1.05m,為了使運輸車上、下地磅容易,地磅上頂 面高出旁邊通行路面0.4m~0.5m即可。因此,地 磅基礎(chǔ)部分需要向下挖基坑,將基礎(chǔ)埋于地面以 下。根據(jù)地磅總平面布置,在地面上粗略的放出 地磅位置、磅房位置及大小尺寸,以便基礎(chǔ)開挖, 基坑大小比素混凝土墊層四周寬15cm即可。開挖 過程中,測量人員跟蹤開挖的深度、平整度和界 限尺寸,保證不超挖、不欠挖。基坑挖好后,就 可澆筑素混凝土墊層。
4.2基礎(chǔ)混凝土支模放線
素混凝土墊層凝固1?2天后,就可進(jìn)行鋼筋 混凝土基礎(chǔ)放線。鋼筋混凝土基礎(chǔ)每邊寬出箱梁 25cm,而素混凝土墊層每邊寬出鋼筋混凝土基礎(chǔ) 10cm。在素混凝土墊層表面用釘子找出兩個點以 確定長度方向的中心線,然后根據(jù)這兩點用墨線 彈出地磅基礎(chǔ)的中心線,尋找中心線時要保證隨后放出的基礎(chǔ)邊線都在墊層的范圍內(nèi)并均勻的分 布,避免有的超出墊層,有的距離邊界有多余。 寬度方向的中心線要在保證垂直長度方向的中心 線的前提下,也要保證寬度方向的邊線均勻分布 在墊層基礎(chǔ)上。放好線后,按照已經(jīng)彈在墊層上 的邊線進(jìn)行支模。
4.3基礎(chǔ)混凝土校模
支好模后需要進(jìn)行校模,主要控制鋼筋混凝 土面層的平整度,以保證整個鋼筋混凝土水平面 高低不相差3mm。為達(dá)到這個結(jié)果,測量員需進(jìn) 行多次校模:支模時需要跟蹤校模,模板固定后 需要進(jìn)行校模,澆筑前還需進(jìn)行校模,混凝土澆 筑后、凝固前還需進(jìn)行最后校模。
4.4引道混凝土澆筑校模
地磅基礎(chǔ)的澆筑是否符合安裝要求,引道混 凝土的澆筑至關(guān)重要,因為引道混凝土的澆筑既 要保證水平面的平整度、混凝土兩端之間的平行 距離和混凝土端面的垂直度,混凝土還要受預(yù)埋 件最后植入的擾動。鋼筋混凝土基礎(chǔ)澆筑完后1 天?2天,可以進(jìn)行兩端引道混凝土的放線,按照 放線支模、固定模板,這時校模是關(guān)鍵,著重注 意四個方面:絕對距離、矩形形狀、平整度和端 面垂直度。考慮地磅的安裝縫隙2cm,引道混凝 土端面之間的距離比標(biāo)準(zhǔn)地磅至少長2cm,最多 不超過4cm;其平行距離誤差不大于5mm,矩形 對角線長度誤差在5mm以內(nèi);兩端混凝土上表面 平整度誤差在3mm以內(nèi);混凝土端面垂直,垂直 度偏差小于5°。這四個方面要隨澆筑進(jìn)程及時校 正,澆筑完后凝固前也要校正,確保混凝土最后 成型符合地磅安裝要求。
混凝土淺筑
根據(jù)結(jié)構(gòu)和施工工藝不同,地磅混凝土澆筑 有素混凝土墊層澆筑、鋼筋混凝土基礎(chǔ)澆筑和引 道混凝土澆筑。
5.素混凝土墊層澆筑
由于基礎(chǔ)較厚,為保證電子地磅不高出地面很 多,地磅基礎(chǔ)一般都在地面以下,因此,素混凝土 墊層澆筑前,需要用挖掘機挖出一個長方形的基坑 出來,基坑寬度每邊比地磅箱梁寬出50cm,長度 為地磅箱梁與引道長度之和,為了保證墊層規(guī)整, 基坑四周可以用磚砌墻,墻后用沙土填埋。在實際 施工中,為了減少素混凝土的用量,引道下面的素 混凝土墊層長度可以縮短,但素混凝土的總長度至 少每端比箱梁長2m,基坑如果規(guī)整,素混凝土墊 層可以直接澆筑在基坑里,而不需要支模。
鋼筋混凝土澆筑
素混凝土墊層凝固后,在上面按照設(shè)計尺寸 放線,架起鋼筋網(wǎng),鋼筋網(wǎng)為縱橫向中20@200, 支起模板,綁上塑料套管,澆筑一個0.3mx 4mx 12m的長方體鋼筋混凝土塊。
箱梁兩端混凝土澆筑
由于支模困難,箱梁兩端的引道混凝土不能 一起與底面鋼筋混凝土同時澆筑,因此需要等基 礎(chǔ)混凝土凝固一段時間后單獨支模澆筑,澆筑時 兩角鋼之間的距離和預(yù)埋件的位置準(zhǔn)確與否是關(guān) 鍵,需要重點校正。
6.預(yù)埋件的安裝
電子地磅的基礎(chǔ)里面有一些預(yù)埋件,這些預(yù) 埋件需要在基礎(chǔ)混凝土澆筑前預(yù)制好,主要包括 以下幾種預(yù)埋件:限位擋板、傳感器墊板、接零 鍍鋅桿、穿線孔和引道端面護角角鋼。接零鍍鋅 桿可以在素混凝土墊層澆筑時埋入,也可在墊層 澆筑后、鋼筋混凝土澆筑前在設(shè)計位置打入。穿 線孔在鋼筋混凝土澆筑前用塑料管預(yù)埋在設(shè)計位 置,堵塞塑料管兩端保證混凝土凝固后塑料管可 導(dǎo)通即可。傳感器墊板厚2cm,面積20cmx 20cm,墊板一側(cè)焊四個長20cm的p 16mm鋼筋, 墊板在鋼筋混凝土澆筑時預(yù)埋在混凝土表面,保 持混凝土表面高差不超過3mm。護角角鋼和限位 擋板都是在最后澆筑引道兩端混凝土?xí)r預(yù)埋的, 限位擋板板厚1cm,面積15cmx 15cm,在板一側(cè) 也焊有四個長20cm的中16mm鋼筋。角鋼長3m (與鋼梁同寬),規(guī)格為10cm的等邊角鋼,角鋼預(yù) 埋前還需焊上四、五個用^ 2cm鋼筋做的鋼腳架, 鋼腳架在混凝土澆筑時可以固定角鋼位置,運行 當(dāng)中,由于角鋼焊在鋼腳架上,可以避免角鋼從 引道一角脫落,實現(xiàn)護角的作用。
7.磅房建筑結(jié)構(gòu)選擇
磅房的建筑結(jié)構(gòu)形式可以有板房、磚房和鋼 筋混凝土房。板房適用于地磅使用時間較短的臨 時情況,成本低,建造時間快;鋼筋混凝土房成 本較高,要求使用時間較長;磚房介于兩者之間。 根據(jù)本項目地磅使用時間較短,屬于臨時建筑, 可以使用板房,現(xiàn)場也有2個磅房建成了板房,但是根據(jù)新建地磅距離爆破點較近的緣故,為了 工作人員和磅房的安全,磅房建成預(yù)制板屋頂磚 房比較合算。
8.磅房用電的電纜架設(shè)
在地磅實際使用過程中,地磅用電架設(shè)也是 一個不容忽視的問題。由于地磅周圍場地開闊, 運輸車輛過往頻繁,加之其他施工設(shè)備如挖掘機、 裝載機也經(jīng)常出入,因此,為了安全起見,避免 過往設(shè)備拉扯架空電纜,在地磅附近的電纜要埋 入地下,有的還需要加套管,電纜經(jīng)過的其他地 方也要視具體情況決定架空還是埋入地下。
9.總結(jié)
地磅的設(shè)置主要包括地磅的總平面布置和地 磅基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。由于電子地磅使用的環(huán)境條 件各不相同,地磅的總平面布置需根據(jù)實際情況 來布置,主要考慮地磅在項目工期內(nèi)的使用效率 和使用安全,充分發(fā)揮該地磅的過磅能力,安全 考慮包括地磅與爆破點的距離、過往車輛對磅房 的意外撞擊以及過磅車輛側(cè)翻對磅房壓塌造成內(nèi)部 人員傷亡。地磅的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計主要考慮地磅在工 期要求的使用周期內(nèi)不發(fā)生變形、沉降、破損,保 證電子地磅的正常使用。由于地磅的使用頻率較 高,地磅基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計不能按照地磅供應(yīng)商的現(xiàn)成 圖紙來施工,需要根據(jù)實際使用條件提高結(jié)構(gòu)設(shè)計 標(biāo)準(zhǔn)。本文通過一大型采石場的實例,介紹了根據(jù)地磅高強度使用的條件,從現(xiàn)場實際出發(fā),對地磅 的布置和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計,并在實際使用中得 到驗證,可以為類似工程提供參考。