某种分槽混凝土基础结构检测与加固.pdf

第 3 5卷第 3期 2 0 1 3年 6月 甘肃冶金 GANS U METAL LURGY V0 1 3 5 No 3 J u n ， 2 0 1 3 文章编 号： 1 6 7 2 - 4 4 6 1 ( 2 0 1 3 ) 0 3 0 1 1 5 - 0 4 某种分槽混凝土基础 结构检测 与加 固 钱铭， 魏常宝 ( 甘肃土木工程科学研究院 ， 甘肃兰州7 3 0 0 2 0 ) 摘要： 通过对某种分槽混凝土基础的结构检测， 认识到氢氧化铝制备工业种分槽内浆液荷载增大和物料对结构 的腐蚀致使种分槽混凝土基础结构存在安全隐患。通过对该种分槽混凝土结构的检测与结构计算分析， 针对安全 隐患提出了相应的加固治理方案 ， 从而解决了种分槽基础混凝土结构的安全隐患， 工程实践结果表明加固维修效 果 良好 。 关键词： 种分槽 ； 混凝土基础； 结构； 检测； 加固 中图分类号 ： T U 3 7 5 文献标识码 ： B De t e c t i o n a n d Re i n f o r c e me n t o f A S e e d De c o mp o s i n g Ta n k Co n c r e t e Fo u n d a t i o n S t r u c t u r e Q I A N Mi n g ， WE I C h a n g b a o ( G a n s u C i v i l E n g i n e e r r i n g S c i e n c e R e s e a r c h Ac a d e me ， L a n z h o u 7 3 0 0 2 0， C h i n a ) Ab s t r a c t ： B a s e d o n a s e e d d e c o mp o s i n g t a n k s t r u c t u r e d e t e c t i o n o f c o n c r e t e f o u n d a t i o n，i t r e a l i z e d t h a t i n d u s t r i a l a l u mi n u n h y d r o x i d e p r e p a r a t i o n o f g r o o v e i n s e r o u s l o a d i n c r e a s e s a n d t h e s t r u c t u r e o f t h e ma t e r i a l f o r c o r r o s i o n c a u s e s o f s l o t c o n c r e t e i n f r as t r uc t u r e p o s e a s a f e t y h a z a r dThr o ug h a s e e d de c o mpo s i ng t a nk o f t h e c o nc r e t e s t ruc t ur e t e s t i n g a n d s t ruc t ur e c a l c u l a t i o n a n d a n aly s i s ，i n v i e w o f t h e s a f e t y p r o b l e ms t h e c o r r e s p o n d i n g s t r e n g t h e n i n g g o v e r n a n c e p l a n wa s p u t f o r w a r d， S O a s t o s o l v e t h e k i nd s o f p o i n t s o f s e e d d e c o mp o s i n g t a n k f o u n da t i o n c o n c r e t e s t ru c t u r e s a f e t y，e ng i n e e r i n g p r a c t i c e r e s u l t s s h o w t h a t t h e s t r e n g t h e n i n g e f f e c t i s g o o d Ke y W or d s： s e e d t a nk； c o n c r e t eu nd a t i o n； s t ruc t ur e； de t e c t i o n； r e i n f o r c e 1 引言 检测与加固具有普遍的 工程实践有着借鉴意义。 种子分解 是拜耳法氧化 铝生产的重要生产工 序 ， 种子分解的目的在于得到质量 良好的氢氧化 铝和苛性比值较高的种分母液， 以提高拜耳法 的循 环效率 。种分槽是氧化铝 制备 工艺 中的重要设 备 ， 其混凝土结构易受到碱性介质的腐蚀 ， 再加上矿 石品相的不 同导致种分槽内浆液固含量的升高而引 起 的自重的变大 ， 使种分槽基础承载不足或安全储 备降低， 致使结构出现安全隐患。对于存在安全隐 患的结构首先需要结构检测鉴定 ， 其次根据检测鉴 定结论 ， 有针对性的进行加固改造治理 ， 使之达到安 全要求。种分槽混凝土结构的腐蚀 以及槽 内浆液变 化普遍存在于氧化铝制备工艺中， 种分槽基础结构 2 工程概况 某种分槽建于 2 0 0 3年， 共分 2列布置 ， 每一列 共计 有 1 4个 槽 体 ， 槽 体 间距 1 6 O 0 I n ， 列 间距 1 9 2 0 m， 单个槽体直径 1 4 O 0 In， 高 3 1 7 0 In， 槽体 下部为钢筋混凝 土基础 ， 如 图 1 。该种分槽钢筋混 凝土基础 由支承筒 、 支承筒内框架 、 基础承台和井桩 组成种分槽基础， 其周边为检修平台。检修平台标 高北高南低 ， 从北至南坡度 3 ， 检修平 台由混凝土 梁 、 板 、 柱组成。 自建成以来 ， 在种分槽钢筋混凝土支承筒顶板 、 支承简体上部和检修平 台处发现裂缝、 碱性物料渗 漏和物料腐蚀现象 ， 如图 2 。 里r e l ：t 3 9 1 6 _c o m 蜊 弹 甓 譬 一 b ： 强 移 。 第 3期 钱铭， 等： 某种分槽混凝土基础结构检测与加固 1 1 7 3 2 2 种分槽混凝土基础承载力验算结果 根据计算结果并对 比原设计文件对建筑实配的 钢筋与计算配筋进行 比较 ， 支承筒框架柱箍筋实配 小于计算要求 ， 发现支承筒内梁、 柱实配纵筋满足计 算要求 ， 支承筒 内柱轴压 比满 足建筑抗 震设计 规 范 要求 。 支承筒框架梁跨中正截面抗弯承载力 R 。 S= 0 9 7 0 9 2， 斜截面抗剪承载力 R o S= 0 9 6 0 9 2， 按工业厂房可靠性鉴定标准 规定 ， 单项可平 定承载力为 b 级 ， 该框架梁承载力略低于 国家现行 标准规范要求 ， 基本安全适用 。 支承筒顶板跨中正截面受弯承载力 R 。 S=1 0 81 O 0， 支座处斜截面受剪承载力 R S=1 0 6 1 O 0 ， 满足规范要求 ， 但数值 接近等于 1 0， 安全 储备少 ， 一旦种分槽内固含变大 ， 浆液容重增加或者 液位变大 ， 就会造成构件承载力不足 ， 出现导致安全 隐患的发生。 检修平台梁 、 柱实配钢筋大于验算配筋 ， 承载力 满足要求 。 3 2 3 种分槽混凝土基础裂缝分析 支承筒体上部框架梁承载力略低于规范要求 ， 基本安全适用 ， 说 明筒 内框架梁 的裂缝原 因与承载 力的降低有一定关 系， 但不是主要原 因。支承筒体 上部框架梁 、 板裂缝主要原 因是温度变化和收缩引 起。种分槽基础上部与钢结构槽体接触部位为大直 径圆柱形梁板结构。在种分槽投产前容易产生降温 和收缩裂缝 ， 即外边缘收缩大 于中部导致放射状开 裂 ； 投产后中部温度高于外边缘区域 ， 也使边缘 出现 由环拉力引起的放射状开裂。由于被约束体大梁的 变形受到约束体柱或筒壁 的约束作用 ， 并与 内热外 冷形成约束应力裂缝 。 检修平台结构承载力满足要求 ， 故其梁裂缝为 变形裂缝 。 4 种分槽混凝 土结构加 固维修 4 1 结构 加 固设 计 方案 根据结构检测结果对结构进行加 固设计 ， 加固 设计方案如下 ： 钢筋混凝土实心基础顶部空鼓处聚合物砂浆修 复 ， 支承筒上部钢板箍加固， 如图 5 。 钢筋混凝土基础支承筒壁外包混凝土加固， 筒 内框架柱外包混凝土加固或碳纤维加 固， 筒 内框架 梁外包混凝土加 固， 如图 5一图 9 。 4 2结构加固措施复核验证 根据加 固措施 ， 对结构再次进行空间模型验算 ， 计算结果显示该结构加 固后结构构件承载力能够达 到安全使用要求 ， 结构加 固后设计使用年 限为 4 5 年 ， 理论加固效果显著。 4 3 加 固设 计 4 3 1 聚合物砂浆修复 聚合物砂浆修复 是采用加 固型聚合物砂浆 对混凝土结构缺陷处进行修复 ， 首先对原混凝土存 在的空鼓缺陷清理至密实部位 ， 再喷涂专用界面剂 ， 然后压抹聚合物砂浆。聚合物砂浆修复后要喷水湿 润养护 ， 养护期间防止加 固部位受到硬性冲击 ， 见图 5 图 5 实心基础和支承简顶部修 复图 磺纤 ill 2 一 0 1 6 7 x 2 0 0 距 5 O mm 图 6 筒内柱碳 纤维加 固图 4 3 2外 包混凝 土加 固 外包混凝土加 固 是采用增大混凝土结构受 力截面， 使其承载力提高的加固方法。 外包混凝土加固前对原混凝土存在的空鼓缺陷 清理至密实部位 ， 并将表面凿毛或打成沟槽， 同时清 除浮渣 、 尘土并冲洗干净。浇注混凝土前 ， 原混凝土 表面应涂刷加 固用界面剂。加固钢筋采用植筋锚固 生根 ， 最后浇注混凝土 ， 完成结构加固， 见图 7一图 9。 4 3 3 碳 纤维加 固 碳纤维加 固是利用高强度纤维对混凝土结构进 行补强 ， 形成一个新的复合体， 使增强粘贴材料与原 有钢筋混凝土共 同受力增大结构 的抗裂或抗剪能 力 ， 提高结构的强度 、 刚度 、 抗裂性和延伸性 的加 固 方 法 。 焉 赡 嘲 com 1 1 8 甘肃冶金 第3 5卷 加固前对混凝土表面进行检查 ， 对混凝土破损 、 缺角的部位应对混凝土裂缝应采用修平胶修复并封 闭处理 ； 然后在粘贴碳纤维的部位打磨平整 ， 清除浮 灰 ； 粘贴碳纤维部位涂刷碳纤维底胶一粘贴碳纤维 黾 1 ：J_ 一 与 原 有 薤 筋 可 靠 焊 接 尘1 8 檀 筋 锚 固 l 锚 目 深 度 2 7 0 m rr 。 I 。 1 0 5 0 0 中 1 0 1 O O i i 8 l I I I 1 8 i 2 0 植 筋 锚 固 8 目 躁 度 3 D a mm 8 o 。 一涂刷中间胶一粘贴碳纤维一涂刷面胶。碳纤维在 粘贴完成后 ， 表面均涂刷保护树脂并粘撒细砂 ， 待表 面凝固后刷素水泥浆做 2 0厚 1 ： 2水泥砂浆保护层 ， 见 图 6 。 尘1 8 植 筋 锚固 锚目 最席1 5 n mm 植 筋 锚 固 锚 目 躁 度 2 7 0 m m 1 0 5 0 0 中 1 O D 0 i j f 量 l l l j l l I j I 1 8 尘 2 O 植 筋 刳 圈 锚 目 深 郎O O mm 0 0 8 0 0 0 0 图 7 梁外包混凝土加固图 图 8 筒壁外包混凝土加 固图 图 9 柱外包混凝土加 固图 5 结语 根据对某氢氧化铝工业种分槽混凝土基础的检 测鉴定和现场条件， 提出种分槽基础加 固方案和加 固措施并付诸实施， 经过加固的该种分槽混凝土基 础已安全使用 5年， 未出现结构构件开裂、 腐蚀剥离 等不 良现象 ， 该类型加固措施确实有效 ， 消除了种分 槽基础结构的安全隐患 ， 能够满足设计后续使用年 限目标要求 ， 填补了此类项 目的空 白。本次种分槽 基础结构检测鉴定与加固对其他类似工程的检测鉴 定和加固设计有一定借鉴意义。 参考文献 ： 1 薛文忠， 刘叔清 强化拜耳法种分分解过程的途径 J 矿冶， 2 0 1 2 ， 2 1 ( 4 ) 7 8 8 1 2 徐伟平， 杨会宾 拜耳法种分槽内泡沫对分解率影响 的研究 J 铝镁通讯， 2 0 0 7 ， 4 ( 4 ) ： 1 2 3 中国有色金属工业建设 工程 质量检测 中心 ， 中国铝业 中州分公司种分槽钢筋 混凝土基 础检测报告 R 兰州 ： 中 国有色金属工业建设工程质量检测 中心 ， 2 0 0 8 4 齐放 有腐蚀介质厂房结构可靠性 鉴定中的检测要 点及等级评定 J 西安建筑科技大学学报， 2 0 0 0 ， 3 2( 4 ) ： 3 71 3 7 5 5 中华 人 民共 和 国技术标 准 ， G B 5 0 0 1 1 2 0 0 1 建 筑抗震 设计规范 S 北京 ： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 0 1 6 中华人民共和国技术标准， G B J 1 4 4 9 0 工业厂房可靠 性鉴定标准 S 北京 ： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 0 9 7 中华 人 民共 和 国技术 标准 ， G B 5 0 3 6 7 - 2 0 0 6 混 凝土 结 构加固设计规范 s 北京： 中国建筑工业出版社， 2 0 0 6 收稿 日期： 2 0 1 3 - 0 4 - 1 9 作者简介： 钱铭( 1 9 7 2 一 ) ， 男， 工程师。主要从事工业与 民用建筑工 程检测、 鉴定与加固改造 的技术工作 。 瓣 兰T e l： 。 0 n 1 懈 S 钟 麴 翳鼢 U黝 l一 o q嘲