CN103573002A - 一种超大型双层钢板混凝土筒仓预应力工艺及其结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超大型双层钢板混凝土筒仓预应力工艺及其结构，先挖基坑打桩基，做基础板，安装筒体组件，并对筒仓底部进行密封，其次对筒体组件及仓内地基水预压一定时间后，筒体组件灌注混凝土，形成双层钢板混凝土仓壁，凝固后卸其水压；剩余预压灌水体对仓内地基预压一定时间，卸其预压水，最后对仓内基础板进行二次浇筑；其结构包括：地基、皮带走廊、筒体组件、皮带栈桥、中心落料筒、雨棚、底部密封膜；本发明利用钢板承拉性和混凝土抗压性强的特点，使得筒仓按装载物料实际载荷预压，结构上采用钢管支柱灌注混凝土代替钢板或混凝土支座，钢结构圆锥体代替钢筋混凝土锥体，避免筒仓投入使用后，地基因物料偏载不均变形影响使用等问题。

Description

一种超大型双层钢板混凝土筒仓预应力工艺及其结构

技术领域

本发明涉及仓储领域，具体涉及一种超大型双层钢板混凝土筒仓预应力工艺及配套使用的超大型双层钢板混凝土筒仓结构。

背景技术

目前大型筒仓主体结构主要有预应力钢筋混凝土结构和钢结构钢板仓结构。

预应力钢筋混凝土结构筒仓均采用整体桩基，现场施工难度大，基础造价大，混凝土耗量大，工期长，总体造价高。且建成后装进物料后，底板会受偏载带来的长期内应力困扰。

钢结构钢板仓结构筒仓：钢板仓结构筒壁薄，立向受力差，容易失稳，当筒仓储存粘结性物料时，易产生结壁，垂直载荷急剧加大，极易失稳破裂。钢结构钢板仓结构筒仓有时采用整体环带形桩基基础，内部不做桩基处理，造价降低，但是建成后装进物料后，内环底板和整体环带形桩基基础会受物料带来的压力，产生较大的变形，而且变形不均，进而引起底部廊道的变形，严重影响使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种超大型双层钢板混凝土筒仓应力工艺及其结构，充分利用钢板的承拉性和混凝土的抗压性强的特点，使得筒仓按装载物料的实际载荷进行预压，来达到减少预应力施工工作量和投运后过度沉降，提高筒仓安全性，降低整体造价的目的，不但能缩短工期，提高建设速度，减少了钢材混凝土用量，还避免了筒仓建成后装进物料后地基因物料偏载，而产生的不均变形，影响使用等问题，从而克服了现有技术的不足。

为了解决上述技术问题，本发明采有如下技术方案：一种超大型双层钢板混凝土筒仓应力工艺为：先开挖基坑，打桩基，做基础板，安装筒体组件，并对筒仓底部进行密封，同时对筒体组件及仓内地基进行水预压一定时间后，筒体组件先进行灌注混凝土，形成双层钢板混凝土仓壁，凝固后卸其水压；剩余预压灌水体对仓内地基预压一定时间，卸其预压水，最后对仓内基础板进行二次浇筑；

地下含水高时，先进行开挖后基面的整体真空抽水压实，使地基土层密实脱水。

预水压实施前，对筒仓底部密封，使其形成封闭筒体。

预水压实施时，对含水的土层地基同步进行真空抽水复合预压密实处理。

筒体组件与仓内地基同时进行水预压时，两者液位一致提升，确保平衡。

筒体组件灌注混凝土时，在水预压状态下进行，即通过整体一次性灌注混凝土置换其中的预压灌水体。

为了能够更好地实施上述的超大型双层钢板混凝土筒仓应力工艺，本发明也提供了一种超大型双层钢板混凝土筒仓结构，该结构包括：地基、皮带走廊、筒体组件、皮带栈桥、中心落料筒、雨棚、底部密封膜；其中地基包括：基础板、桩基、石垫层、底板，基础板通过桩基固定在原土层；筒体组件由钢管支柱、组合环形支撑座、钢结构圆锥体、双层环形钢板空夹层组成，钢管支柱设置在地基上，双层环形钢板通过组合环形支撑座与钢管支柱相连，在组合环形支撑座处设置钢结构圆锥体形成圆变锥筒体组件。

其基础板与底板各分内外环分体结构，各自沉降自由。

将钢管支柱加长代替桩基，直接进行桩基固定，省去基础板的二次浇筑，进一步降低造价。

所述双层环形钢板夹层包括：连接板、内侧环形钢板与外侧环形钢板、基座加筋板，内外侧环形钢板之间构成夹层，在夹层内设置连接板，所述连接板为多根，其上有规则的通孔，利于混凝土整体一次从上部灌注成型时不留死角，内外侧环形钢板顶承压均匀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.克服了预应力钢筋混凝土结构筒仓均采用整体桩基，现场施工难度大，基础造价大，混凝土耗量大，工期长，总体造价高，钢板仓结构筒壁薄，立向受力差，容易失稳，当筒仓储存粘结性物料时，易产生结壁，垂直载荷急剧加大，极易失稳破裂的缺点；

2.基础开挖量小，降低造价，提高了建设速度，减少了工期。

3.结构上：1)将钢管支柱加长代替桩基，直接进行桩基固定，省去基础板的二次浇，形成无基础板筒仓技术，进一步降低造价。2)钢管支柱灌注混凝土代替钢板或混凝土支座圈，拉筋型钢板圆锥体代替钢筋混凝土锥体或钢板锥体，减少了仓壁和支座圈结合部应力，减少了钢筋、混凝土、钢材用量，降低了整体造价；

4.安装筒体组件，并对筒仓底部进行密封，同时对筒体组件及仓内地基进行水预压一定时间后，筒体组件先进行灌注混凝土，形成双层钢板混凝土仓壁，即：双层钢板混凝土仓壁钢结构现场安装成型后，在预水压状态下灌注混凝土整体一次从上部灌注成型，利用浇铸时混凝土形成的高位压差压力，与筒仓内的预压水形成预压平衡，内外层筒壁钢板处于全向预外涨状态。混凝土凝固后，卸掉水压，这样自然形成预应力筒壁结构，当筒仓储存物料时自然形成仓壁内侧环形板向外鼓胀，通过灌注混凝土将外鼓胀力传递到仓壁外侧环形板，形成内外层钢板同时承受物料内压力的内外双层钢板复合承压结构，而且是和物料实际梯度内压力相适应。

5.整体预水压工艺，利用了钢板的承压性和混凝土的抗压性，使得筒仓按装载物料的实际载荷进行预压，降低了桩基处理量，降低了整体造价，减少预应力施工工作量，并提高了仓壁的垂直抗压力，筒仓的安全性保障度高。

附图说明

图1是超大型双层钢板混凝土筒仓结构总图；

图2是超大型双层钢板混凝土筒仓底部外形结构图；

图3是超大型双层钢板混凝土筒仓基础开挖图；

图4是超大型双层钢板混凝土筒仓桩基处理图；

图5是超大型双层钢板混凝土筒仓外壳安装成型图；

图6是超大型双层钢板混凝土筒仓预水压加强型保护水膜实施图；

图7是超大型双层钢板混凝土筒仓预水压回填砂石土做保护水膜层实施图；

图8是超大型双层钢板混凝土筒仓无基础板图；

图9是图1的A-A剖视图；

图10是图1的B向放大图；

图11是图1的C-C剖视图；

图12是图9的D-D剖视图；

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本说明的实施方式不限于此。

实施例1：

一种超大型双层钢板混凝土筒仓预应力工艺为：先开挖基坑16，打桩基12，如图3所示；开挖原土层15，地下含水高时，进行开挖后基面的整体真空抽水压实，基础板11通过桩基12固定在原土层15，如图4所示。

安装筒体组件3——钢管支柱31、组合环形支撑座32、钢结构圆锥体33，双层环形钢板夹层34，雨棚6、中心落料筒5、皮带栈桥4，钢管支柱31设置在地基1中的基础板11上，如图2所示；双层环形钢板夹层34通过组合环形支撑座32与钢管支柱31相连，在组合环形支撑座32处设置钢结构圆锥体33，形成圆变锥筒体组件3，如图5、10、11所示。

其中双层环形钢板夹层34包括：连接板341，内侧环形钢板342，外侧环形钢板343，基座加筋板344，内外侧环形钢板之间形成夹层，在夹层内设置连接板342，连接板341为多根，其上有规则的通孔，利于混凝土整体一次从上部灌注成型时不留死角，内外侧环形钢板顶承压均匀，如图9、12所示；

地基1包括：基础板11、桩基12、石垫层13、底板14、原土层15，基础板11通过桩基12固定在原土层15，基础板11与底板14之间采用石垫层13进行填充。基础板11分为外环带基础板111与中心基础板112，底板14分为内环底板141与外环底板142，为分体结构，各自沉降自由。

钢结构圆锥体33包括：环形拉筋331、环形槽332、圆锥体333，圆锥体333固定在组合环形支撑座32上，圆锥体333下部设置环形槽332与底部密封膜7相连，环形拉筋331设置在圆锥体333下面，在进行第一次灌注后对环形拉筋331进行预紧。

安装完成后，对筒仓底部进行密封，直接铺设底部密封膜7，其上部与钢结构圆锥体33中的环形槽332连接，下部与基础板11密封，铺设成型，使其形成封闭筒体，如图6所示。

同时对筒仓外壳组件3及仓内地基1进行灌注预压灌水体10，缓慢进行，两者液位保证平衡一致提升，预压一定时间后，筒体组件3在水预压状态下进行整体一次性从上部灌注混凝土8来置换其中预压灌水体10，待其凝固后，卸其水压，形成双层钢板混凝土仓壁35，如地下含水高时，预水压实施时，对含水的土层地基同步进行真空抽水复合预压密实处理。

剩余预压灌水体10对仓内地基1预压一定时间后，卸其预压灌水体，最后对仓内基础板1进行二次浇灌，形成超大型双层板混凝土筒仓结构，如图1所示。

实施例2：

一种超大型双层钢板混凝土筒仓预应力工艺为：先开挖基坑16，打桩基12，如图3所示；开挖原土层15，地下含水高时，进行开挖后基面的整体真空抽水压实，基础板11通过桩基12固定在原土层15，如图4所示。

安装筒体组件3——钢管支柱31、组合环形支撑座32、钢结构圆锥体33，双层环形钢板夹层34，雨棚6、中心落料筒5、皮带栈桥4，钢管支柱31设置在地基1中的基础板11上，如图2所示；双层环形钢板夹层34通过组合环形支撑座32与钢管支柱31相连，在组合环形支撑座32处设置钢结构圆锥体33，形成圆变锥筒体组件3，如图5、10、11所示。

其中双层环形钢板夹层34包括：连接板341，内侧环形钢板342，外侧环形钢板343，基座加筋板344，内外侧环形钢板之间形成夹层，在夹层内设置连接板342，连接板341为多根，其上有规则的通孔，利于混凝土整体一次从上部灌注成型时不留死角，内外侧环形钢板顶承压均匀，如图9、12所示；

地基1包括：基础板11、桩基12、石垫层13、底板14、原土层15，基础板11通过桩基12固定在原土层15，基础板11与底板14之间采用石垫层13进行填充。基础板11分为外环带基础板111与中心基础板112，底板14分为内环底板141与外环底板142，为分体结构，各自沉降自由。

钢结构圆锥体33包括：环形拉筋331、环形槽332、圆锥体333，圆锥体333固定在组合环形支撑座32上，圆锥体333下部设置环形槽332与底部密封膜7相连，环形拉筋331设置在圆锥体333下面，在进行第一次灌注后对环形拉筋331进行预紧。

安装完成后，对筒仓底部进行密封，铺设底部密封膜7后回填临时土石10，使其形成封闭筒体，如图7所示。

同时对筒仓外壳组件3及仓内地基1进行灌注预压灌水体10，缓慢进行，两者液位保证平衡一致提升，预压一定时间后，筒体组件3在水预压状态下进行整体一次性从上部灌注混凝土8来置换其中预压灌水体10，待其凝固后，卸其水压，形成双层钢板混凝土仓壁35，如地下含水高时，预水压实施时，对含水的土层地基同步进行真空抽水复合预压密实处理。

剩余预压灌水体10对仓内地基1预压一定时间后，卸其预压灌水体，最后对仓内基础板1进行二次浇灌，形成超大型双层板混凝土筒仓结构，如图1所示。

实施例3：

一种超大型双层钢板混凝土筒仓预应力工艺为：先开挖基坑16，打桩基12，如图3所示；开挖原土层15，地下含水高时，进行开挖后基面的整体真空抽水压实，将筒仓外壳组件3中的钢管支柱31加长代替地基1中的桩基12，直接进行桩基12固定，省去基础板11的二次浇筑，形成超大型双层钢板混凝土筒仓无基础板结构，如图8所示。

安装筒体组件3——钢管支柱31、组合环形支撑座32、钢结构圆锥体33，双层环形钢板夹层34，雨棚6、中心落料筒5、皮带栈桥4，钢管支柱31设置在地基1中的基础板11上，如图2所示；双层环形钢板夹层34通过组合环形支撑座32与钢管支柱31相连，在组合环形支撑座32处设置钢结构圆锥体33，形成圆变锥筒体组件3，如图5、10、11所示。

其中双层环形钢板夹层34包括：连接板341，内侧环形钢板342，外侧环形钢板343，基座加筋板344，内外侧环形钢板之间形成夹层，在夹层内设置连接板342，连接板341为多根，其上有规则的通孔，利于混凝土整体一次从上部灌注成型时不留死角，内外侧环形钢板顶承压均匀，如图9、12所示；

地基1包括：基础板11、桩基12、石垫层13、底板14、原土层15，基础板11通过桩基12固定在原土层15，基础板11与底板14之间采用石垫层13进行填充。基础板11分为外环带基础板111与中心基础板112，底板14分为内环底板141与外环底板142，为分体结构，各自沉降自由。

钢结构圆锥体33包括：环形拉筋331、环形槽332、圆锥体333，圆锥体333固定在组合环形支撑座32上，圆锥体333下部设置环形槽332与底部密封膜7相连，环形拉筋331设置在圆锥体333下面，在进行第一次灌注后对环形拉筋331进行预紧。

安装完成后，对筒仓底部进行密封，直接铺设底部密封膜7，其上部与钢结构圆锥体33中的环形槽332连接，下部与基础板11密封，铺设成型，使其形成封闭筒体，如图6所示。

同时对筒仓外壳组件3及仓内地基1进行灌注预压灌水体10，缓慢进行，两者液位保证平衡一致提升，预压一定时间后，筒体组件3在水预压状态下进行整体一次性从上部灌注混凝土8来置换其中预压灌水体10，待其凝固后，卸其水压，形成双层钢板混凝土仓壁35，如地下含水高时，预水压实施时，对含水的土层地基同步进行真空抽水复合预压密实处理。

剩余预压灌水体10对仓内地基1预压一定时间后，卸其预压灌水体，因将筒仓外壳组件3中的钢管支柱31加长代替地基1中的桩基12，直接进行桩基12固定，省去基础板11的二次浇筑。形成超大型双层钢板混凝土筒仓无基础板结构，如图8所示。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，凡是未脱离本发明技术方案，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种超大型双层钢板混凝土筒仓预应力工艺及其结构，其特征在于：先开挖基坑，打桩基，做基础板，安装筒体组件，并对筒仓底部进行密封，同时对筒体组件及仓内地基进行水预压一定时间后，筒体组件先进行灌注混凝土，形成双层钢板混凝土仓壁，凝固后卸其水压；剩余预压灌水体对仓内地基预压一定时间，卸其预压水，最后对仓内基础板进行二次浇筑。

2.根据权利要求1所述的超大型双层钢板混凝土筒仓预应力工艺，其特征在于：地下含水高时，先进行开挖后基面的整体真空抽水压实，使地基土层密实脱水。

3.根据权利要求1所述的超大型双层钢板混凝土筒仓预应力工艺，其特征在于：预水压实施前，对筒仓底部密封，使其形成封闭筒体。

4.根据权利要求1所述的超大型双层钢板混凝土筒仓预应力工艺，其特征在于：预水压实施时，对含水的土层地基同步进行真空抽水复合预压密实处理。

5.根据权利要求1所述的超大型双层钢板混凝土筒仓预应力工艺，其特征在于：筒体组件与仓内地基同时进行水预压时，两者液位一致提升，确保平衡。

6.根据权利要求1所述的超大型双层钢板混凝土筒仓预应力工艺，其特征在于：筒体组件灌注混凝土时，在水预压状态下进行，即通过整体一次性从上部灌注混凝土置换其中的预压灌水体。

7.超大型双层钢板混凝土筒仓结构，其特征在于该结构包括：地基、皮带走廊、筒体组件、皮带栈桥、中心落料筒、雨棚、底部密封膜；其中地基包括：基础板、桩基、石垫层、底板，基础板通过桩基固定在原土层；筒体组件由钢管支柱、组合环形支撑座、钢结构圆锥体、双层环形钢板空夹层组成，钢管支柱设置在基础板上，双层环形钢板通过组合环形支撑座与钢管支柱相连，在组合环形支撑座处设置钢结构圆锥体形成圆变锥筒体组件。

8.根据权利要求7所述的超大型双层钢板混凝土筒仓结构，其特征在于：其基础板与底板各分内外环分体结构，各自沉降自由。

9.根据权利要求7所述的超大型双层钢板混凝土筒仓结构，其特征在于：将筒壁钢管混凝土支柱加长代替桩基，直接进行桩基固定，省去基础板的二次浇筑，进一步降低造价。

10.根据权利要求7所述的超大型双层钢板混凝土筒仓结构，其特征在于：所述双层环形钢板夹层包括：连接板、内侧环形钢板与外侧环形钢板、基座加筋板，内外侧环形钢板之间构成夹层，在夹层内设置连接板，所述连接板为多根，其上有规则的通孔，利于混凝土整体一次从上部灌注成型时不留死角，内外侧环形钢板顶承压均匀。

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