[0001]技术领域
[0002]本发明涉及垃圾发电厂技术领域，特别涉及一种垃圾池底板与卸料平台框架柱基础沉降差处理系统及方法。
[0003]背景技术
[0004]本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
[0005]垃圾发电厂的优点显著，可以废物利用，转化成电能为人们的生产、生活供电，且是环保无污染，是目前我国大力提倡的清洁能源。卸料和垃圾储存间是垃圾发电厂中重要的建筑物，作为运送及储存垃圾的重要结构，要确保垃圾池内的有害物质得到完全封闭不发生泄漏，对结构安全性及适用性也有极高的要求。
[0006]卸料大厅、垃圾储存间主要由垃圾池、炉前平台框架和卸料平台部分框架组成，一般采用钢筋混凝土框排架结构，传统的卸料大厅平台框架梁与垃圾池扶壁柱连接节点采用刚接，卸料平台框架梁受力钢筋锚入垃圾池扶壁柱中，如图1所示；卸料平台楼板与垃圾池侧壁整体浇筑，卸料平台楼板的受力钢筋锚入垃圾池侧壁中。垃圾池设置在垃圾储存间底，采用箱型结构，由于垃圾池内垃圾荷载较大，且炉前平台有多层楼板，楼板上设备荷载及运行荷载较大，导致垃圾池底板下方地基沉降较大；而卸料平台上荷载较小，且没有布置设备，卸料平台框架柱基础下方地基沉降较垃圾池下方地基沉降要小很多，约为垃圾池底板的30％；最终导致垃圾池与卸料平台之间沉降差超过规范允许值而引起诸多危害。《建筑地基基础设计规范》中也对相邻基础的沉降差做了规定，框架结构相邻基础的沉降差为0.002L，其中L为相邻基础之间的中心间距，而不做地基处理的卸料及垃圾储存间的垃圾池底板及卸料平台框架柱基础之间的沉降差通常会超出此限值。
[0007]垃圾池底板与卸料平台基础的过大的沉降差会导致结构内产生过大的附加应力，附加应力为剪切应力和负弯矩，松散接触的一侧将受到建筑物荷载(轴向力)产生的剪切应力作用，从而造成垃圾池及底板及卸料平台基础产生竖向相对位移，结构受到意外的应力。当结构抵抗不了应力时，将会导致柱的破坏、垃圾池池壁的开裂、楼板的断裂及其他连接节点的破坏，甚至致使整个厂房结构的失稳、倒塌，造成工程事故。
[0008]传统的卸料大厅平台框架梁与垃圾池框架柱连接节点采用刚接，卸料平台框架梁受力钢筋锚入垃圾池扶壁柱中；卸料平台楼板与垃圾池侧壁整体浇筑，卸料平台楼板的受力钢筋锚入垃圾池侧壁中，如图2及图3所示，整体浇筑完成后限制了卸料平台框架梁与垃圾池池壁或池壁边框梁之间的转动能力。垃圾池底板与卸料平台基础之间存在差异沉降时，由于连接处为完全刚接，限制了连接节点的转动变形能力，会产生较大附加弯矩和附加应力，增加了垃圾池池壁、垃圾池框架柱、及卸料平台框架柱和框架梁的受力，严重时会导致这些结构构件产生裂缝甚至受力破坏及倒塌，而垃圾池内有害液体及气体会泄露到地下水及空气中，破坏生态环境，还会对附近居民的健康造成危害。
[0009]垃圾池底板与卸料平台基础产生的过大的沉降差还会造成非结构构件如填充墙、吊顶及其他维护结构的开裂，影响建筑的使用功能及建筑美观。垃圾池底板与卸料平台基础产生的过大的沉降差还会造成垃圾池壁防腐层和防水层开裂，垃圾池内强腐蚀性液体会对钢筋及混凝土造成腐蚀而使池壁开裂，使垃圾池内有毒液体渗入地下水中，或更严重的造成整体结构损坏。
[0010]为了消除垃圾池底板与卸料平台基础产生的过大的沉降差，传统的做法一般选用灌注桩、PHC管桩等地基处理方案，如图4所示，需要桩基工程量巨大，施工耗时较长、费用较高，影响工程整体工期，增加工程造价。
[0011]发明内容
[0012]为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种垃圾池底板与卸料平台框架柱基础沉降差处理系统及方法，将垃圾池及卸料平台分阶段施工，卸料平台与垃圾池连接跨暂不施工，并采用将垃圾池内注水的方法完成第一阶段的预沉降，还可以完成垃圾池的闭水试验，检查垃圾池池壁是否有渗漏的地方；第一阶段沉降能完成垃圾池底板总沉降量的60％，大大减小了垃圾池底板与卸料平台基础的沉降差，待第一阶段沉降完成后再进行第二阶段的施工，即卸料平台与垃圾池连接跨的施工，地基进行第二阶段的沉降，由于第一阶段垃圾池已经完成了50％-60％的总沉降量，很大程度上消除了垃圾池底板与卸料平台基础之间的沉降差；同时，卸料平台连接跨与垃圾池框架柱及池壁之间采用不完全刚接做法，可以避免因沉降差产生的附加应力，结构受力合理；本发明节约了地基处理的施工工期及费用，且可在注水预压阶段仅将卸料平台连接跨在第二阶段施工，垃圾池及卸料平台其他区域可连续施工，减少了工程施工工期。
[0013]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0014]本发明第一方面提供了一种垃圾池底板与卸料平台框架柱基础沉降差处理系统。
[0015]一种垃圾池底板与卸料平台框架柱基础沉降差处理系统，至少包括：
[0016]垃圾池、卸料平台、卸料平台与垃圾池连接跨楼板以及卸料平台与垃圾池连接跨框架梁；其中，垃圾池及周边框架和卸料平台除去卸料平台与垃圾池连接跨的部分进行第一阶段施工，卸料平台与垃圾池连接跨楼板以及卸料平台与垃圾池连接跨框架梁进行第二阶段施工，垃圾池在施工到预设高度时进行注水预沉降处理；
[0017]卸料平台与垃圾池连接跨框架梁支撑于垃圾池框架柱侧的牛腿顶部，卸料平台与垃圾池连接跨框架梁与垃圾池框架柱之间预留预设宽度的转动缝；
[0018]卸料平台与垃圾池连接跨楼板支撑于垃圾池侧壁的边框梁侧的挑耳顶部，卸料平台与垃圾池连接跨楼板与垃圾池侧壁边框梁之间预留预设宽度的转动缝。
[0019]作为可选的一种实现方式，垃圾池底板为钢筋混凝土筏板基础，它的作用是把垃圾池内及周围框架的上部荷载传给地基，承受的荷载较大，造成的地基沉降也较大，一般为卸料平台框架柱基础下地基沉降的2-3倍。
[0020]作为可选的一种实现方式，卸料平台框架柱基础一般为钢筋混凝土独立基础，作用是把卸料平台上荷载传给地基；卸料平台框架柱基础下方地基沉降较垃圾池底板要小很多，存在较大的沉降差，会对结构构件及维护结构造成很大的危害。
[0021]作为可选的一种实现方式，卸料平台与垃圾池连接跨楼板为卸料平台与垃圾池相连跨的钢筋混凝土楼板，承受卸料平台上的荷载，厚度一般为200-250mm。
[0022]作为可选的一种实现方式，卸料平台与垃圾池连接跨框架梁为卸料平台与垃圾池框架柱相连跨的钢筋混凝土梁，承受卸料平台上的荷载。
[0023]作为可选的一种实现方式，卸料平台框架梁与垃圾池框架柱之间不完全刚接，包括：卸料平台与垃圾池连接跨框架梁纵筋不再锚入垃圾池框架柱内，卸料平台与垃圾池连接跨框架梁支撑于垃圾池框架柱侧的牛腿顶部，且分阶段浇筑，卸料平台与垃圾池连接跨框架梁与垃圾池框架柱之间预留20mm的转动缝；相对于传统的完全刚接做法，本发明中的不完全刚接做法使连接节点有一定的转动能力，可以消除由于垃圾池底板与卸料平台框架柱基础存在差异沉降时产生的附加应力，避免了因附加应力过大损坏结构构件及外围护结构。
[0024]作为可选的一种实现方式，卸料平台楼板与垃圾池池壁边框梁之间不完全刚接，包括：卸料平台与垃圾池连接跨楼板纵筋不再锚入垃圾池侧壁的边框梁内，卸料平台与垃圾池连接跨楼板支撑于垃圾池侧壁的边框梁侧的挑耳顶部，且分阶段浇筑，卸料平台与垃圾池连接跨楼板与垃圾池侧壁边框梁之间预留20mm的转动缝；相对于传统的完全刚接做法，本发明中的不完全刚接做法使连接节点有一定的转动能力，可以消除由于垃圾池底板与卸料平台框架柱基础存在差异沉降时产生的附加应力，避免因附加应力过大损坏结构构件及外围护结构。
[0025]作为可选的一种实现方式，垃圾池框架柱柱侧牛腿为混凝土结构，挑出长度为预设距离，宽度及高度根据承受的垃圾池连接跨框架梁传来的荷载大小计算。
[0026]作为可选的一种实现方式，垃圾池框架柱柱侧牛腿顶部预留U形钢筋下端锚入垃圾池框架柱柱侧牛腿内预设距离，上端外露预设距离，后期与卸料平台与垃圾池连接跨框架梁同时浇筑；垃圾池框架柱柱侧牛腿顶部预留U形钢筋用于承受垃圾池框架柱柱侧牛腿与卸料平台与垃圾池连接跨框架梁连接处产生的水平力，增加了连接节点承受水平力的能力。
[0027]作为可选的一种实现方式，垃圾池侧壁边框梁侧挑耳为垃圾池侧壁边框梁侧长条形混凝土结构，长度与卸料平台长度相同。
[0028]作为可选的一种实现方式，垃圾池侧壁边框梁侧挑耳顶部预留钢筋，下端锚入垃圾池侧壁边框梁侧挑耳内，上端外露预设距离，沿挑耳长度间距预设距离，后期与卸料平台与垃圾池连接跨楼板同时浇筑；垃圾池侧壁边框梁侧挑耳顶部预留钢筋用于承受垃圾池侧壁边框梁侧挑耳与支撑卸料平台与垃圾池连接跨楼板连接处产生的水平力，增加了连接处承受水平力的能力。
[0029]作为可选的一种实现方式，卸料平台与垃圾池连接跨框架梁预留插筋为预先在卸料平台框架柱侧预留卸料平台与垃圾池连接跨框架梁纵向受力钢筋，待第一阶段注水预沉降稳定后，进行分批卸载，然后浇筑卸料平台与垃圾池连接跨框架梁。
[0030]作为可选的一种实现方式，卸料平台与垃圾池连接跨楼板预留插筋为预先在卸料平台框架梁侧预留卸料平台与垃圾池连接跨框架梁纵向受力钢筋，待第一阶段注水预沉降稳定后再浇筑卸料平台与垃圾池连接跨楼板。
[0031]本发明第二方面提供了一种垃圾池底板与卸料平台框架柱基础沉降差处理方法。
[0032]一种垃圾池底板与卸料平台框架柱基础沉降差处理方法，包括第一阶段施工和第二阶段施工；
[0033]第一阶段施工，包括：垃圾池及垃圾池周边框架部分、卸料平台除去卸料平台与垃圾池连接跨区域之外的部分，在垃圾池侧壁边框梁上预留挑耳及挑耳顶部的预留钢筋，在垃圾池框架柱上预留牛腿及牛腿顶部的预留钢筋，同时在卸料平台侧预留卸料平台与垃圾池连接跨楼板和框架梁的钢筋；
[0034]当垃圾池施工到第一距离以上时，向垃圾池内注水，对垃圾池底板下方地基土进行预压，注水预压时长大于预设值，此时卸料平台与垃圾池连接跨区域尚未浇筑；
[0035]第二阶段施工，包括：当垃圾池底板在垃圾池内注水压力下完成第一阶段沉降后，再浇筑卸料平台与垃圾池连接跨楼板以及卸料平台与垃圾池连接跨框架梁；
[0036]当整个垃圾池及周边框架、卸料平台全部施工完成后，利用结构实际恒载和活载产生进行第二阶段沉降。
[0037]与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0038]1、本发明中将卸料平台及垃圾储存间分阶段浇筑，并采用注水预压的方式提前完成垃圾池底板第一阶段的沉降，可减少垃圾池底板与卸料平台框架柱之间的沉降差，避免了过大的沉降差在结构内产生较大的附加应力，保证了结构构件及整体结构的安全。
[0039]2、本发明中将卸料平台与垃圾池连接跨楼板及框架梁作为第二阶段浇筑部分，在第一阶段沉降发生时，垃圾池与卸料平台为两个独立的结构单元，避免了因沉降差过大产生的附加应力导致卸料平台与垃圾池侧壁及垃圾池框架柱之间连接区域的破坏。
[0040]3、本发明中垃圾池框架柱柱侧牛腿顶部预留U形钢筋可以承受垃圾池框架柱柱侧牛腿与卸料平台与垃圾池连接跨框架梁连接处产生的水平力，增加了连接节点承受水平力的能力。
[0041]4、本发明中垃圾池侧壁边框梁侧挑耳顶部预留钢筋用于承受垃圾池侧壁边框梁侧挑耳与支撑卸料平台与垃圾池连接跨楼板连接处产生的水平力，增加了连接处承受水平力的能力。
[0042]5、本发明中的处理方案减小了垃圾池底板和卸料平台框架柱基础之间的沉降差，避免了因沉降差过大产生的附加应力导致垃圾池侧壁及侧壁防腐防水层开裂或损坏，保证了垃圾池池壁的抗渗性能，防止垃圾池中有害液体渗入地下水中造成环境污染及生态破坏。
[0043]6、本发明中的处理方案减小了垃圾池底板和卸料平台框架柱基础之间的沉降差，避免了因沉降差过大产生的附加应力导致内部墙体及外部墙体开裂而影响建筑使用功能及外观效果。
[0044]7、本发明中卸料平台与垃圾池连接跨楼板及框架梁与垃圾池侧壁及垃圾池框架柱采用的不完全刚接做法，在垃圾池底板与卸料平台框架柱基础产生差异沉降时，连接节点处有一定的转动能力，可释放因差异沉降产生的附加应力，避免了连接接点及相连的结构构件产生裂缝甚至破坏。
[0045]8、本发明中第一阶段预沉降采用向垃圾池中注水的方法完成，施工方法环保节能，不会对环境造成污染。垃圾池内的水在施工期间还以作为消防用水应对突发火灾，保证施工完全；第一阶段预沉降完成后还可将垃圾池内的水回收再利用，节约水资源。此外本发明中采用水作为预压的材料，与其他预压材料如碎石、沙袋等相比还具有施压均匀的优点。
[0046]9、本发明中第一阶段预沉降采用向垃圾池中注水的方法完成，可兼做垃圾池的闭水试验，在此期间观测垃圾池侧壁的渗漏情况，便于发现问题及时处理，更加保证了垃圾池的防水、防渗漏性能。
[0047]10、本发明中采用的处理沉降差过大的方法与传统的桩基方法相比，施工费用大大降低，降低了工程造价。
[0048]11、本发明中的处理方法在第一阶段沉降期间，可持续施工上部结构，与传统的桩基处理方案相比，大大缩短了施工工期。
[0049]附图说明
[0050]构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0051]图1为背景技术中提供的卸料平台和垃圾池位置关系示意图。
[0052]图2为背景技术中提供的卸料平台框架梁与垃圾池扶壁柱连接示意图。
[0053]图3为背景技术中提供的卸料平台框架楼板与垃圾池侧壁连接示意图。
[0054]图4为背景技术中提供的地基处理示意图。
[0055]图5为垃圾发电厂卸料平台及垃圾及储存间第一阶段施工部分的示意图。
[0056]图6为垃圾发电厂卸料平台及垃圾及储存间完成第二阶段施工部分后的示意图。
[0057]图7为垃圾发电厂卸料平台及垃圾及储存间第二阶段施工部分的平面示意图。
[0058]图8为垃圾池框架柱柱侧牛腿与卸料平台与垃圾池连接跨框架梁连接处详图。
[0059]图9为垃圾池侧壁边框梁侧挑耳与卸料平台与垃圾池连接跨框架楼板连接处详图。
[0060]图10为卸料平台与垃圾池连接跨框架梁预留插筋。
[0061]图11为卸料平台与垃圾池连接跨楼板预留插筋。
[0062]图5-图11中，1-垃圾池底板；2-卸料平台框架柱基础；3-垃圾池框架柱柱侧牛腿；4-垃圾池框架柱柱侧牛腿顶部预留U形钢筋；5-垃圾池侧壁边框梁侧挑耳；6-垃圾池侧壁边框梁侧挑耳顶部预留钢筋；7-卸料平台与垃圾池连接跨框架梁预留插筋；8-卸料平台与垃圾池连接跨楼板预留插筋；9-卸料平台与垃圾池连接跨楼板；10-卸料平台与垃圾池连接跨框架梁。
[0063]具体实施方式
[0064]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0065]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0066]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0067]在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0068]实施例1：
[0069]如图5、图6所示，本实施例提供了一种垃圾发电厂垃圾池底板与卸料平台框架柱基础沉降差处理方法，包括：垃圾池底板1、卸料平台框架柱基础2、垃圾池框架柱柱侧牛腿3、垃圾池框架柱柱侧牛腿顶部预留U形钢筋4、垃圾池侧壁边框梁侧挑耳5、垃圾池侧壁边框梁侧挑耳顶部预留钢筋6、卸料平台与垃圾池连接跨框架梁预留插筋7、卸料平台与垃圾池连接跨楼板预留插筋8、卸料平台与垃圾池连接跨楼板9、卸料平台与垃圾池连接跨框架梁10。
[0070]第一阶段施工部分，包括：垃圾池底板1、侧壁及周边框架部分、卸料平台除去卸料平台与垃圾池连接跨的其他区域构件，并在垃圾池侧壁边框梁上预留挑耳5及挑耳顶部的预留钢筋6，在垃圾池框架柱上预留牛腿3及牛腿顶部的预留钢筋4，同时在卸料平台侧预留卸料平台与垃圾池连接跨框架梁插筋7和楼板的插筋8，第一阶段施工部分如图5所示。
[0071]垃圾池框架柱柱侧牛腿3为混凝土结构，挑出长度一般为500mm，宽度及高度根据承受的垃圾池连接跨框架梁传来的荷载大小计算。
[0072]垃圾池框架柱柱侧牛腿3顶部预留U形钢筋4，下端锚入垃圾池框架柱柱侧牛腿3内约500mm，上端外露约500mm，后期与卸料平台与卸料平台与垃圾池连接跨框架梁10同时浇筑。垃圾池框架柱柱侧牛腿3及顶部预留U形钢筋4如图8所示。
[0073]垃圾池侧壁边框梁侧挑耳5为垃圾池侧壁边框梁侧长条形混凝土结构，长度与卸料平台长度相同，外挑长度一般为250mm，高度为300mm。垃圾池侧壁边框梁侧挑耳5顶部预留钢筋6下端锚入垃圾池侧壁边框梁侧挑耳5内，上端外露约100mm，后期与卸料平台与垃圾池连接跨楼板同时浇筑，池侧壁边框梁侧挑耳5及顶部预留钢筋6如图9所示。
[0074]卸料平台与垃圾池连接跨框架梁预留插筋7为预先在卸料平台框架柱侧预留卸料平台与垃圾池连接跨框架梁纵向受力钢筋，钢筋接头采用机械连接Ⅱ级,钢筋交错截断，同一连接区段钢筋接头面积百分率不应大于50％，如图10所示，待第一阶段注水预沉降稳定后再浇筑卸料平台与垃圾池连接跨框架梁。
[0075]卸料平台与垃圾池连接跨楼板预留插筋为预先在卸料平台框架梁侧预留卸料平台与垃圾池连接跨框架梁纵向受力钢筋，钢筋接头采用机械连接Ⅱ级,钢筋交错截断,同一连接区段钢筋接头面积百分率不应大于50％，如图11所示。待第一阶段注水预沉降稳定后再浇筑卸料平台与垃圾池连接跨楼板。
[0076]第一阶段注水预沉降为当垃圾池施工到7米以上时，将垃圾池内注水至6米高度，对垃圾池底板下方地基土进行预压，注水预压时长不低于三个月，从而使其提前完成一部分沉降。卸载时应分三次均匀卸载，每次间隔时间10天。冬季施工时，应采取防止池内水冻结的措施。预压方案实施时，施工单位应采取相应施工保证措施，保证施工安全和人员安全。
[0077]第二阶段施工部分为：当垃圾池底板在垃圾池内注水压力下完成第一阶段沉降后，再浇筑卸料平台与垃圾池连接跨楼板9和卸料平台与垃圾池连接跨框架梁10，图6为第二部分施工完成后结构立面布置，图7涂阴影部分为第二部分施工部分的平面范围。
[0078]卸料平台与垃圾池连接跨框架梁10与垃圾池框架柱连接处预留20mm缝，梁纵向钢筋不锚入垃圾池框架柱内，垃圾池框架柱侧牛腿顶的U形钢筋4浇筑在卸料平台与垃圾池连接跨框架梁10内，如图8所示。
[0079]卸料平台与垃圾池连接跨楼板9与垃圾池侧壁边框梁连接处预留20mm缝，板纵向钢筋不锚入垃圾池框架柱内，垃圾池侧壁边框梁顶的钢筋5浇筑在卸料平台与垃圾池连接跨楼板9内，如图9所示。
[0080]卸料平台与垃圾池连接跨区域内的楼板9和框架梁10与卸料平台侧的梁、柱连接时，先浇筑的梁、柱侧在梁、板高度内应全部凿毛，凿除厚度不小于10mm，清理干净，露出新鲜粗骨，并充分湿润，浇筑前刷界面剂一道，在混凝土界面剂硬化前开始浇筑混凝土，如图10和图11所示。
[0081]第二阶段结构恒荷载及活荷载沉降，包括：当整个垃圾池及周边框架和卸料平台全部施工完成后，结构实际恒载和活载产生的沉降。
[0082]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
