80T水泥罐安装方案

水泥罐防护措施....................................................................................................

构件受力情况................................................................................................

湖滨东路站水泥罐安装方案

1 编制依据及说明

编制依据

（1）水泥机械设备安装工程施工及验收规范JCJ03-90 （2）建筑机械使用安全技术规程 JGJ33-2012 （3）《建筑物防雷设计规范》GB50057-94 编制范围

本方案适用于厦门市轨道交通3号线厦门火车站（含）~体育中心站（不含）

区段搅拌桩、端头加固和抽条加固旋喷桩施工过程散装水泥储藏。 编制说明

根据现场施工所用水泥量的需求，选择2个80吨位的水泥罐，规格为φ2800

×9050mm（高）。

2 工程概况

工程概况

湖滨东路站位于湖滨东路与湖滨南路交界处，为1号线与3号线的换乘车站，3号线车站沿湖滨东路敷设，呈南北走向，起点里程为右DK2+，终点里程为DK3+，车站全长。湖滨东路道路红线宽度40米，双向6车道。3号线车站为地下三层岛式车站，与1号线车站实行通道换乘。车站东侧为福联大饭店、金领广场、源昌新天地、湖光社区住宅；西侧为清雅源茗茶、湖滨四里住宅楼、新洋石油化工公司，湖滨加油站。

水泥罐安装位置

图2-1 湖滨东路站周边环境航拍图

工程地质

厦门岛处于“闽东燕山断坳带”，区段内沿线基岩埋藏于第四系地层之下，主要为燕山晚期侵入岩-中粗粒花岗岩，另外局部路段有后期侵入的辉绿岩岩脉。由上至下主要分布有：第四系全新层（Q4）、第四系上更新统（Q3）、第四系坡积层（Qdl）、第四系残积层（Qel）、基岩风化层。

图2-1 湖滨东路站地质纵断面

1、工程地质

水泥罐拟安装场区土层主要为杂填土、素填土层，底部为粉质粘土、淤泥、砂层、残积砂质粘性土：

2、场地类别

1）利用轨道交通3号线详勘阶段此站钻孔剪切波速测试资料，根据《铁路工程抗震设计规范》（GBJ50111-2006，2009年版）和《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）划分场地土类型及场地类别，场地土类型为软弱土～岩石，综合判定场地土类型为III类。

2）根据现场勘查和对各土层特性分析，水泥罐安装在车站中央处，方便两

边搅拌桩和旋喷桩水泥使用，该处地基为素填土层，地面施做50cmC20钢筋混凝土基础。

表2-1 各土层参数表

周边环境

湖滨东路站位于湖滨东路与湖滨南路交界处，为1号线与3号线的换乘站，3号线车站沿湖滨东路敷设，呈南北走向。湖滨东路道路红线宽40m，双向6车道。3号线车站为地下三层岛式站台车站，与1号线车站实行通道换乘。车站东侧为福联大饭店、金领广场、源昌新天地、湖光社区住宅；西侧为清雅源茗茶、湖滨四里住宅楼、新洋石油化工公司，湖滨加油站。

表2-2 湖滨东路站周边建筑物统计表 序号 1 2 3 4 5 6 7 建筑名称 福联大饭店 金领广场裙楼 金领广场C座（新概念火锅） 源昌新天地裙楼 湖光社区住宅1幢 湖光社区住宅2幢 清雅源茗茶 结构类型 框架结构 框架结构 框架结构 框架结构 砖混结构 砖混结构 框架结构 基础类型 深基础 深基础 深基础 人工挖孔桩 层数 19 13 4 36 7 7 6 位置 位于车站东侧，距离1号出入口外墙 位于车站东侧，距离2号风道外墙 位于车站东侧，距离1号疏散口结构外墙 位于车站东侧，距离2号出入口结构外墙 位于车站东侧，距离主体结构外墙 位于车站东侧，距离主体结构外墙 位于车站西侧，距离4号出入口外墙 位于车站西侧，距离主体8 清雅源茗茶裙楼 框架结构 备注 2 结构外墙，距离4号出入口 位于车站西侧，距离5号出入口外墙 位于车站西侧，距离主体结构外墙 位于车站西侧，距离主体结构外墙 位于车站西侧，距离主体结构外墙 位于基坑西侧，距离主体9 10 11 12 湖滨四里住宅楼1幢 砖混结构 湖滨四里住宅楼2幢 砖混结构 湖滨四里住宅楼3幢 砖混结构 新洋石油化工经销公司1 新洋石油化工经销公司2 厦门湖滨加油站 砖混结构 6 6 7 6 13 砖混结构 6 结构外墙，距离5号出入口 位于车站西侧，距离主体结构线 14 3、施工方案

基础施工

水泥罐基础为3450*3450*1500mm（长*宽*深）C25钢筋混凝土基础，上下层钢筋网片采用φ8@200*200钢筋网,基础顶面预埋500*500mm*20mm（长*宽*厚）钢板，水泥管支腿与预埋钢板焊接，四周加焊100*100mm三角肋板。见图4-1水泥罐基础平面图。（如后续安装的水泥罐基础必须增加四根φ1000mm旋挖桩基。）

（1）基础开挖

基础开挖前按照技术人员放样点位用白灰线洒出开挖轮廓线，开挖平面尺寸为3450×3450mm，深度为，开挖采用机械破除混凝土路面，人工配合风镐，开挖到底后清理干净基底虚渣，将基底夯实，浇筑10cm厚C15混凝土垫层。

（2）待混凝土垫层硬化后，开始绑扎水泥罐基础钢筋，钢筋型号、间距、布置形式详见下图。钢筋绑扎完成后，报现场监理检查验收，验收合格后进入下道工序施工。

图3-1 水泥罐基础平面图

（2）预埋件安装

预埋件钢板采用500×500mm，t=20mm厚钢板，锚固钢筋采用4根φ20圆钢，长60cm，锚固钢筋与预埋钢板焊接牢固。基础混凝土顶面高出原地面10cm，防止地表水侵泡基础，基础地面浇筑10cmC15混凝土垫层。浇筑混凝土前先放上下层钢筋网片，再放预埋钢板，预埋钢板四周采用φ20钢筋支撑加固，混凝土浇筑捣固过程中严禁碰撞预埋钢板位置，混凝土浇筑完后对预埋钢板平面位置和高程进行校核，防止混凝土浇筑过程中预埋钢板移位，安装平面尺寸控制在±2cm，高程控制在±1cm。 安装准备

（1）材料准备

安装前需准备好水准仪、电焊机、焊条，水泥罐空罐重6吨，安装采用25t汽车吊安装，安装前检查相关机电设备应无变形、损伤、和锈蚀，钢丝绳不得有锈蚀、损伤、弯折、扭结和松散现象。

（2）人员准备

专业起重司机1人、电焊工2名、信号工1人、普工6人、专职安全员1人。

（3）技术准备 ①基础验收合格

a、纵、横向中心允许偏差：20mm

b、标高允许偏差0～-10mm，基础表面要光滑、平整 c、基础平面标高偏差：+0、-20mm 水泥罐安装

（1）安装前，先对设备的独立基础轴线的尺寸，预埋件的标高，预埋件的平整度进行统一的复核，并将基础纵横轴线用墨线弹出，根据高度和平整度的差值准备好相应厚度的钢板作垫片用水准仪控制。

（2）将水泥罐运行至场地后，由信号工指挥25t汽车吊作业，专职安全员负责指挥施工人员，水泥罐吊起到基础位置后落下设备，落下时一定要缓慢进行，

（3）校正水泥罐的位置，使水泥罐的中心与基础的中心对准，且保持水泥罐水平放置。

（4）焊接，水泥罐支腿与预埋钢板焊接牢固，支腿四周采用10*10cm加强肋板与预埋钢板加强焊接，焊接要由专业焊接人员操作，要严格遵循焊接规范施工，保证焊接质量。 水泥罐避雷装置

水泥罐为金属结构，易遭到直接雷击。因此应具备防直接雷击的能力和措施。具体设计如下：

水泥罐防直接雷击的措施主要是在水泥罐顶安装接闪器，采用滚球法设计接闪器，接闪器包括避雷针和两个金属滚球，其中避雷针针长，上滚球直径d=30cm，下滚球直径d=60cm，接闪器通过扁铁接地，接地电阻≤10Ω，扁铁埋入地面以下1m。接闪器示意图如下：

图3-2 水泥罐接闪器安装示意图

水泥罐防护措施

（1）水泥罐安装好之后每个支腿四周上下各贴一道30cm宽反光纸，确保夜间行人安全，水泥罐上悬挂“严禁碰撞标识牌”。

（2）安装好罐体后，调试好卸料阀等部件后方可安装水泥。为增加其安全性，用三根Ф12钢丝绳拉住罐体两侧的吊耳，钢丝绳一端锚入地面，角度不大于60度为宜，以防止倾斜，确保使用安全。 监控量测

为确保水泥罐使用阶段安全，在水泥罐两个对角支腿上各设一个沉降观测点，由技术组进行观测。使用初期阶段每天观测一次，一个月后每周观测两次。监测数据出现异常立即向项目部领导反映，现场采取加固措施，确保人员安全。

图3-3 沉降监测点布置示意图

水泥罐拆除

（1）水泥罐使用完成后，应对内部散装水泥清理赶紧。

（2）选择较空旷，周边无干扰的场地吊车就位，吊车支腿位置应距水泥罐7米，吊车主臂米。

（3）由信号工指挥25t汽车吊作业，水泥罐两侧用汽车吊吊住，然后专职安全员旁站观察，现场副经理负责指挥施工人员对称切除水泥罐四个支腿，确认与基础分离后，由信号工指挥汽车吊将水泥罐调至运输车。

（4）对水泥罐基础破除，场地恢复。

4 安全注意事项

（1）设备运输时一定小要心谨慎，严防出现颠簸、倾覆现象。

（2）设备吊装时应由专业起重工负责，采取合理稳妥的吊运技术措施，索具必须牢固可靠。

（3）吊车基坑边缘要保持安全距离，距离竖井基坑边缘不小于5m。 （4）信号工与吊车司机要密切配合。 （5）严禁在暴风、暴雨等恶劣天气施工。

（6）严格控制焊接质量，焊接完毕后严格按焊接技术规范进行验收。

（7）每次大风或大雨过后，技术人员负责对水泥罐和基础进行外观检查，发现地表开裂或基础沉降开裂时立即向项目部领导反映。

5环境保护措施

（1）由于水泥罐设置有专门的进料口和排气孔，在往水泥罐内注水泥之前，先将水泥罐排气孔用管子接长后伸入水中，在排气式灰尘经过起到过滤的作用，避免灰尘飞扬。

（2）在水泥罐出料出，周围布围挡，避免水泥灰尘飞扬，并且周边安排专人经常洒水，保持清洁。

6 计算书 计算依据

（1）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010） （2）《公路路基设计规范》（JTGD30—2004）

（3）叶见曙主编．《结构设计原理》[M]．人民交通出版社，2005． （4）建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001 （5）《建筑结构静力计算手册》 （6）《桥梁施工工程师手册》

水泥仓（罐）概况

水泥仓（罐）是一种封闭式储存散装物料的罐体，适合储存水泥、粉煤灰等散装物料，罐体上有料位系统，能够显示物料的位置和多少。

水泥仓（罐）总容量为80T，罐体重量为10T,罐体直径为，罐体高度为，罐体总高度为，支腿临边间距为。

水泥仓（罐）组成：仓（罐）体钢结构、爬梯、护栏、上料管、除尘器、压力安全阀、高低料位计、卸料阀等。

水泥仓（罐）为圆柱形结构，底部由4条支腿支撑整个仓（罐）体，整仓为钢结构形式焊接而成，顶部设有除尘器及安全压力阀。

图6-1 水泥仓（罐）示意图

主要材料特性

（1） 混凝土：

容重：γ＝m3；

弹性模量 C25：Ec＝×10MPa；

混凝土轴心抗压强度设计值C25：fcd11.9Mpa，ftd1.27Mpa （2）钢材：

钢弹性模量Es＝2.1105MPa；

4w215MPa,Q235 荷载工况及验算 构件受力情况

（1）空仓（罐）自重荷载

（2）满仓（罐）自重荷载 （3）基本风压荷载

125MPa

根据福建省气象台站和历年来的台风风速观测资料：1986~2016年福建省登录台风相应各年份年最大风速观测资料；根据国家标准《建筑结构计算规范》规定的基本风速和基本风压值计算方法。按照福建省厦门市100年一遇基本风压值计算，查《福建省建筑结构风压规程》取值基本风压为m2。

垂直于罐体表面风荷载标准值 其中

k——风荷载标准值，KN/m2；

z——Z高度处风振系数，取1； s——风荷载体型系数，取；

z——风压高度变化系数，查《建筑结构荷载规范》靠近海边取； 0——基本风压值，福建省厦门市风压取m2

则k10.81.170.80.75KN/m2 受压风宽度按照最大宽度（直径）计算

则水泥仓（罐）体所受均布荷载转换为集中力F作用， 集中力位置为距离地面高度+（+）/2= （4）地基土抗力

基础之间采用素土回填，素土回填夯实，素土重度18.2KN/m2，粘聚力取C=15KPa，内摩擦角14度。

pkk0h，式中k0为静止土压力系数，取. 地表处应力标准值为： 基坑底部应力标准值为：

1则被动土抵抗压力为F2(38.486.85)2125.25KN

2三角形被动土压力作用点为基坑底部以上，h2=

抗倾覆验算

水泥仓（罐）四个支腿纵横向间距为×。当风荷载平行于支腿短边方向时，为风荷载对水泥仓（罐）的最不利荷载工况。故对该最不利荷载工况下对水泥仓（罐）基础进行验算。 （1） 空仓（罐）荷载工况

水泥仓（罐）在空仓荷载工况下，主要受风荷载作用、罐体自重作用、基础地基土抗力作用。

抗倾覆安全系数kG1.HF2h2=。

Fh故取水泥罐抗倾覆安全系数为，再考虑2倍安全储备，则水泥罐装有水泥时抗倾覆安全系数取验算。

（2） 半仓（罐）荷载工况

水泥仓（罐）在半仓荷载工况下，主要受风荷载作用、罐体自重作用、基础地基土抗力作用。

抗倾覆安全系数kG1.HF2h2=＞满足要求。

Fh（3） 满仓（罐）荷载工况

水泥仓（罐）在满仓荷载工况下，主要受风荷载作用、罐体自重作用、基

础地基土抗力作用。

抗倾覆安全系数k 地基土承载力验算

G2.HF2h2=＞ 满足要求。

Fh水泥仓（罐）在满仓荷载工况下，地基土收到的荷载最大，其中基础底部对地基土的压应力最大值和最小值分别为：

基础的抵抗弯矩W=2*3*3/6=3 取水泥罐满载80吨进行验算

素填土地基承载力特征值为100KPa，满载时不满足要求。故水泥罐装载不能达到满载，按照地基承载力100KPa，计算其临界值G56吨，则水泥罐装载最大容量为56-6=50吨。

基础立柱承载力验算

基础立柱在满仓（罐）受最大风力作用工况下，单侧立柱收最大荷载作用

NmaxGM AL立柱高1500mm，尺寸为600×600mm。柱身混凝土采用C25。主筋采用4根HRB400 20和4根HRB400 16钢筋。

l0/b1.5/0.62.5，则稳定系数1.0

N0.9(fcAfy'As')=4473KN＞符合要求

独立基础强度验算

水泥仓（罐）独立基础采用倒梁法计算，地基反力考虑为均布荷载，基础立柱按照固定支座考虑计算。则最大弯矩为MmaxFili72.3KNm

承台采用HPB300 12@200*200双层双向布置，承台长*宽为*，高，保护层厚度as40mm。

则受压区高度x2as80mm

MufsdAs(h0x)2801413(50080)166kN.m72.3kN.m满足要求。