汪小東

（長沙有色冶金設(shè)計研究院有限公司 湖南長沙 410019）

礦山鋼井架等截面斜柱基礎(chǔ)的應用

汪小東

（長沙有色冶金設(shè)計研究院有限公司 湖南長沙 410019）

等截面斜柱基礎(chǔ)在礦山鋼井架斜撐基礎(chǔ)應用不多，本文結(jié)合貴州某礦山鋼井架斜撐基礎(chǔ)的應用實例，對等截面斜柱基礎(chǔ)的選擇背景、設(shè)計參數(shù)確定及實施中注意事項等進行了簡要介紹，可為類似礦山鋼井架斜撐基礎(chǔ)設(shè)計提供參考。

等截面斜柱基礎(chǔ)；鋼井架

1 問題的提出

貴州某金屬礦山新建組合井設(shè)計采用單斜撐式井架落地式多繩摩擦式提升機提升，位于礦區(qū)范圍內(nèi)某溪溝中，場區(qū)內(nèi)溝渠縱橫，地勢低洼，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)試驗及現(xiàn)場原位測試結(jié)果，地基各巖土層的地基承載力特征值faK、天然抗壓強度frK、壓縮模量Es（或彈性模量E、變形模量E0）詳見表 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)計規(guī)范》（GB50385）[1]要求，組合井鋼井架斜撐地基承載力和變形應符合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007）[2]的規(guī)定。井架（結(jié)構(gòu)簡圖見圖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個方案：①大尺寸獨立基礎(chǔ)（基底長×寬=8×9m）；②復合樁基（6根直徑1.0m基樁）；③等截面斜柱基礎(chǔ)（基底長×寬=5×3.5m）。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，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)已成功推廣應用于輸電塔架基礎(chǔ)[3，4]，在礦山鋼井架鮮有應用。本文結(jié)合具體工程對等截面斜柱基礎(chǔ)在鋼井架斜撐基礎(chǔ)的應用進行了有益嘗試，得到較好的經(jīng)濟效益。

2 等截面斜柱基礎(chǔ)頂部荷載確定

根據(jù)《礦山井架設(shè)計規(guī)范》GB50385及設(shè)備提升荷載、斷繩荷載和風荷載等共計算7個荷載組合（組合1：自重+正常提升；組合2：自重+正常提升+縱向風；組合3：自重+正常提升+橫向風；組合4：自重+上斷繩+縱向風；組合5：自重+上斷繩+橫向風；組合6：自重+下斷繩+縱向風；組合7：自重+下斷繩+橫向風），各個荷載組合下井架斜撐底部（基礎(chǔ)頂部）荷載值詳見表2。井架地基及基礎(chǔ)可不進行斷繩效應及地震作用效應組合的計算。鋼井架計算模型節(jié)點分布見圖2。

圖1 鋼井架結(jié)構(gòu)簡圖

圖2 鋼井架節(jié)點分布圖

3 等截面斜柱基礎(chǔ)設(shè)計及應用

斜撐基礎(chǔ)設(shè)計應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)計基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由3部分結(jié)構(gòu)組成：斜柱、錐臺和矩形臺，詳見圖3。底板尺寸為長×寬=5×3.5m，斜柱傾角及方位與井架斜撐相同，中心偏心落點于基底平面。為方便錐臺施工，錐臺結(jié)構(gòu)展平詳見圖5。斜撐等截面斜柱基礎(chǔ)配筋與柱獨立擴展基礎(chǔ)類似，見圖6。斜撐柱腳基礎(chǔ)螺栓按地震作用效應組合驗算其抗拉和抗拔強度。經(jīng)驗算，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)簡圖

圖4 斜撐等截面斜柱基礎(chǔ)俯視圖

圖5 錐臺展平圖

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)計均是考慮使用階段荷載及其組合，對于鋼井架還應考慮其斜撐安裝所需承受荷載。對于某些施工場地受限、吊車難于進入的情況下，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)計規(guī)范》（GB50007）規(guī)定。為確保施工安全，對等截面斜柱基礎(chǔ)底板增設(shè)抗拔錨桿，錨桿的平面布置及安裝詳見圖7。

鋼井架等截面斜柱基礎(chǔ)的施工過程中應重點控制基礎(chǔ)頂面地腳螺栓的預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)計中定位了地腳螺栓的上頂面及下底面的精確坐標值，施工中采用適當長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立擴展基礎(chǔ)要嚴格些?？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給出了應用實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)量控制方面還應重點注意預埋錨栓底部錨板附近混凝土的振搗密實。

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)的應用實例中，相比普通常用的大體積獨基預計節(jié)約造價30%，工期縮短5d，可為類似礦山鋼井架斜撐基礎(chǔ)設(shè)計提供一種新的不錯選擇。

4 結(jié)論

等截面斜柱基礎(chǔ)在礦山鋼井架斜撐基礎(chǔ)應用不多，本文結(jié)合貴州某礦山鋼井架斜撐基礎(chǔ)的應用實例，對等截面斜柱基礎(chǔ)的選擇背景、設(shè)計參數(shù)確定及實施中注意事項等進行了簡要介紹，可為類似礦山鋼井架斜撐基礎(chǔ)設(shè)計提供參考。

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

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

[3]《架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計技術(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)濟比較分析[J].中國科技投資，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)計工作。