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双层框架型清水混凝土设备基础施工技术 葛主强 葛童 亮 孙春晓 戴稼林 浙江省二建建设集团有限公司 宁波 3 1 5 0 0 0 摘要：宁波某焦炭塔工程基础底板及顶板结构厚度较大，高度高且柱身截面大，地上结构立面多为清水混凝土。为确 保清水混凝土质量，制定了专项施工方案，取得了不错的效果 ，可供相关工程借鉴。 关键词 ：双层框架型设备基础 清水混凝土 超大截面柱 定型组合钢模 浇筑 中图分类号 ：T U 7 5 5 文献标识码 ：B 文章编号：1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 4 ) 1 2 - 1 3 5 0 0 3 F a i r - F a c e d Co n c r e t e Co n s t r u c t i o n T e c h n o lo g y f o r Do u b le L a y e r F r a me T y p e E q u i p me n t F o u n d a t io n Ge Zh u qi a ng Ge T on gl i an g Sun Ch un x i a o Dai J i a l i n Z h e j i a n g E rj i a n C o n s t r u c t io n G r o u p C o ， L t d N i n g b o 3 1 5 0 0 0 A b s t r a c t ： T h e s t r u c t u r e o f t h e f o u n d a t i o n s l a b a n d t h e t o p p l a t e o f a N i n g b o c o k e t o w e r p r o j e c t iS la r g e i n t h i c k n e s s a n d t h e c o l u mn s a r e t a l l wi t h J a r g e c r o s s s e c t io n F u r t h e r mo r e t h e f a c a d e o f t h e mo s t s u p e r s t r u c t u r e iS f a i r - f a c e d c o n c r e t e I n o r d e r t o e n s u r e t h e q u a i lt y o f t h e s a me a s p e c ia I c o n s t r u c t i o n s c h e me wa s ma d e a c c o r d i n g l y , wh i c h a c h i e v e d g o o d e ff e c t s a n d c a n p r o v i d e r e f e r e n c e f o r r e l a t e d p r o j e c t s Ke y wor d s ： Do u b l e L a y e r F r a me Ty p e E q u i p me n t F o u n d a t io n F a i r - F a c e d Co n c r e t e Ult r a l a r g e Cr o s s Se c t io n Co l u mn St e r e o t y p e Co mp o s i t e St e e l Mo u l d Po u r i n g 1 工程概况 1 1 设计概 况 重； E ) J D Z结构调整改造项 目位于宁波镇海区蛟川街道 中石化镇海炼化区域 内，共包括3个装置项 目：2 1 0 万 t a 延迟焦化装置、焦化气体回收装置和相关系统配套设施， 总占地面积约6 1 6 0 0 m 。焦炭塔位于2 1 0 万 t a 延迟焦化装 置内，焦炭塔框架设计共分2层 ，基础、首层、2 层平 台厚 度 分别为2 5 0 0 mm、2 0 0 mmg n 2 5 0 0 mm，顶板标高分别 为 一2 0 0 m、+ 1 8 0 0 mg 1 + 2 5 6 5 m：基础为满堂结构、首层 平台为梁板式结构 ，2 层为大体积混凝土平台，即 ( 暗梁 ) 板式结构 ，平面尺寸1 6mx 2 9 5m；框架平面由6根大截面 超高清水混凝土框架柱 ( 规格为：2 5 0 0 mm2 5 0 0 mm ) 构成 ，分南北向A B 轴 ，东西 向1 2 - 3 轴布置 ；该设 备基础 混凝土 强度 等级 为C 3 5 ，基础底板下桩基采用T Z H b Z S - 2 2 2 1 C，计2 2 2根。2 层平台上安装的类压 力容器为焦 炭塔 ( V - 0 0 1)，容器净重约5 8 0t 。 1 2 工程难点分析 ( a)重油加工结构调整改造工程 ，系2 0 1 3 年宁波市 l煳 一 作者简介：葛主强 ( 1 9 6 O 一)，男， 本科，高级工程师。 通讯地址：浙江省杭州市文一路自荡海人家坤和商务楼3 楼 ( 3 1 0 0 1 2 ) 。 收稿 日期 ：2 01 4 - 0 6 1 9 1 3 5 0 I 建 筑 施 工第 3 6 卷第 l 2 期 重点工程项 目，也是中石化的重点项 目，业主对该工程质 量要求非常高，施工场地小、工期紧。 ( b) 焦炭塔工程 的土建混凝土结构属“ 三超 ” ( 即 超高、超截面、超荷载 )设计 ，其混凝土框架柱截面达到 了2 5 0 0 mm2 5 0 0 mm，一层柱高1 5 m，施工难度大，如 何保证超高大截面清水柱及其超厚混凝土平 台的质量与安 全是该项 目施工控制的重点 内容。 ( C) 该双层框架型清水混凝土超高设备基础 的底板和 2 层顶板混凝土结构厚度大 ( 达2 5 0 0 mm )，属大体积混 凝土 ，需按大体积混凝土结构相关要求组织施工。 ( d)设备基础的清水混凝土需一次浇注成 型，直接 由结构主体 混凝土本身的肌理、质感和精心设计施工 的禅 缝和对拉螺栓孔等组合而形成的一种 自然状态装饰面。 2施工方 卜 。 2 1方案制定需考虑的因素 ( a)为求达到建筑结构与外观装饰艺术统一的建造技 术，由模板拼缝形成的禅缝，必须综合考虑模板 的规格、 施工安排 、饰面效果等 ，模板拼缝不严密、模板侧边不平 整、 相邻模板厚度不一致等问题都会造成拼接缝处漏浆或 错台，从而影响禅缝观感质量。 ( b)为有效控制截面尺寸，采用对拉螺栓加固 ，穿 柱 ( 或梁 ) 套筒要加定位堵头 以保证穿墙孔眼 的位 置严 密、防止漏浆 ，又要排布整齐，考虑其外观效果。 ( C) 为保证清水混凝土表面平整光滑，色泽均匀 ，棱 角分明等表面观感一致，质感 自然的效果 ，整个设备基础 施工中水泥应为同一厂家、同一品种、同一强度等级、同 一 批号 ，才能保证混凝土最终美观度。 ( d)施工安全 方面必须按规定设计和编制双层框架 型清水混凝土设备基础专项施工方案。 2 2 制定专项方案 制定 双层框架型清 水混凝土设备基础 的专项施工 方 案 ：拟为焦炭塔框架梁、柱专 门定制一套定型组合钢模 ， 配套高强度螺栓、槽钢加固以提高混凝土表面成 型质量 ， 满足焦炭塔结构的混凝土工程达到清水混凝土的要求；为 防大截面柱在 设备安装过程 中发生碰 撞导致缺棱掉 角现 象，拟在柱 的四角预埋1 5 0 mm1 2 mm角钢进行护角 ；对 于基础底板及2 层平台超层厚结构施工时须按大体积混凝土 施工要求采取如 电子测温及保温等相关措施 ；项 目的支撑 体 系须经专门设计 与计算 ，确保支撑体系的整体刚度与稳 定性 ；专项施工方案须经专家认证后方可付诸实施。 3 工程实施 3 1 工艺流程 编制专项施工方案一专家认证 ( 通过后 ) 一基础扎筋 及预埋件、支模、隐检 、浇筑混凝土、养护一搭设 ( 1 层 ) 专门支撑体系及外脚手架 ( 同步跟上 ) 一 分段绑扎 ( 1 层 ) 柱 筋、 隐检 、包模 、浇筑 混凝 土一 ( 1 层 ) 平 台、梁底 模 、扎筋、浇筑平 台混凝土 、养护一搭 设 ( 2 层 ) 支撑体 系一分段绑扎 ( 2 层 ) 柱筋、隐检、支模 、浇筑混凝土一 支 ( 2 层 ) 大体积混凝土平台及梁模、扎筋 、预埋件 、隐检、 浇筑混凝土、养护等 3 2 操作要点 3 2 1 测量放 线 ( a) 基础 的定位及放线 ，利用全站仪进行。 ( b)模板测设采用经纬仪和传统的线锤相结合的控 制办法 ，即柱模板 安装前 ，柱脚 四周 以1： 2 7 _k 泥砂 浆找 平 ，弹 出纵横双 向通轴线 ，并弹 出每个柱脚位置纵向和横 向轴线及柱脚平面中心线。 3 2 2 毒 冈 筋绑毒 乙 柱筋为每边2排2 O根03 2 mm ( 三级钢 ) 钢筋，2 层平 台暗梁筋 ( 三级钢 )上排8 4根0 2 8 mm钢筋 ，下排1 5 8根 0 2 8 mm钢筋等竖向及水平连接，采用大直径钢筋直螺纹套 筒连接技术 ，其接头位置需错开 ，即同一截面的钢筋接头 面积应小于该截面总面积的5 0 。 3 _ 2 3 支模 工程 ( a) 超高大截面柱支模工作 1 层分3次进行 ，2 层则2 次到顶完成。 ( b)为满足焦炭塔结构的混凝土工程达到清水混凝 土的要求 ，在焦炭塔钢制定型柱模用厚3 mm钢板 ，背立 面纵 向及 四周采取间 g 4 0 0 mm的7 O mm X 7 0 mm X 8 mm 角N) j n 固；焦炭塔柱模水平方向四周则用2 2 槽钢作围檩加 固 ，2 2 槽钢1 6 8根 ，每根长3 1 4 O mm；每根开4 02 5 mm 孔 ，用4根 2 2 mm对拉螺杆拉支 ，共计3 3 6根 ，每根长 3 2 0 0 mm，方垫片8 0 mm8 0 mm X 1 0 mm，计1 3 0 0块 ； 焦炭塔钢制定型柱 模上下节之间则用7 O mm7 0 mm 8 mm角铁及 1 2 mm螺栓连接与加固。 ( C)垂直度应用经纬仪校核 ：平整度则在设 备基础 四周外沿拉通线校正 ，柱模用2 2 槽钢作围檩环箍 ；施工缝 ( 留设部位须与混凝土表面禅缝相 吻合 ) 部位模板则用角 钢加强 ，螺栓固定 ，保证不发生位移。 ( d) 支撑体 系主要参数 ：主材为0 4 8 mm3 6 mm 钢 管 ，纵 横 立 杆 间距 45 0 mm上 下 层 对 齐 ，步 距 为 1 5 0 0 mm；垂直剪刀撑长、短向分别设8 道和5 道 ；水平剪 刀撑首层与2 层分别设4道和2道。支撑体 系需经专项验收 合格后方可进入下道工序 ；同时，指定专人做好对支撑体 系在平台混凝土浇筑过程的变形监测工作。 ( e) 高大支模架 的拆除，要求第1 层支承架 的拆 除须 等其上层 ( 第2 层 )平台混凝土达到设计强度7 0 后方可进 行，且拆除顺序严格按专项方案要求执行。 ( f )考虑到设备安装时容易发生对混凝土柱角的碰撞 而导致缺棱掉角 ，影响外观质量 ，特采取对焦炭塔框架柱 预埋角铁 ( 用08 mm螺丝固定在钢模上 )的措施 ，以保护 成品。 3 2 4混 凝 土 浇 筑 ( a)超 高 大截面 柱 采用c3 5 预拌 混凝 土 ，坍 落度 1 4 c m3 c m，水灰比0 5 左右 ，水泥选用强度4 2 5 级的硅酸 盐或普通硅酸盐水泥 ，每立方米水泥用量为2 8 5 k g；石子 采用51 5 mm及52 5 mm连续级配各半 ，砂子用细度模 数 2 6 的天然河砂。为保证混凝土在钢筋 密集部位的密实 及减少混凝土水化热 ，掺用合适的减水剂和优质粉煤灰 ， 控制混凝土入模温度不大于3 0。 C 。 ( b)大截 面柱 分层浇筑 ，每层高度控制在0 5 r n 左 右 ：振捣 时每柱采用2根 0 7 0 mm、长8 m高频软管振动 棒 ，垂直插入 ，快插 慢拔 ，逐点移动 ，不得 漏振 。 ( 汽 车 ) 泵送布料管直接伸入柱中以减少布料高度 ，减少混凝 土的离析 ，保证落料质量均匀。运用二次振捣施工工艺 ， 以消除混凝土结构 内部因骨料下沉而导致的空隙及表面气 泡，从而提高混凝土墙体的密实度及抗裂、抗渗性能。 ( c)对于基础底板及2 层平 台的大体积 混凝 土施工 时 ，在平面长度方 向两侧各 1 3 部位中间每隔5 m分别设 ( 上、中、下 ) 共1 2个 电子测温点，及时掌握混凝土内部 的温度变化情况并调整混凝土表面 的保温措施，确保混凝 2 o 1 4 1 2 Bu i l di r 嘻 c。 n s t m c t i 。 n l 1 3 5 l 土内外温差不大于2 5 K 。 ( d) 由于大截面柱 四角有预埋 角铁 ，应特别注意这 些部位混凝土振捣密实，以保证混凝土表面观感质量。 ( e) 混凝土浇筑后柱子带模养护5 7 d( 含平台梁侧 模 )后方可拆模 ，并指定专人负责对超高框架柱体包膜养 护、平台及基础浇水养护工作并做好记录，养护时间不少 于 2周 ( 即 1 4 d)。 3 - 2 5 梁、柱 面对拉螺栓孔的封堵 对于梁、柱对拉螺栓孔 的封堵 ，先用木塞敲入孔 内 6 O 8 O mm深处，洒水润湿然后用掺有外加剂和掺合料的 补偿 收缩 ( 干性 ) 水泥砂 浆向孔里灌浆 ，用平头钢筋捣 实；要求孔眼平整，封堵水泥砂浆应 限位在凹进墙面2 mm 处，砂浆的颜色与清水饰面混凝土颜色接近；砂浆终凝后 喷水养护7 d 。 4 结语 焦炭塔框架施工完成后 ，经检查 ，控制要点平均合格 率达 I1 9 8 6 。整个双层框架型清水混凝土设备基础混凝 土外观感质量光滑、平整 、色泽均匀，达到了清水混凝土 的相关要求 ，为类似的项 目提供 了可资借鉴的经验。 0 0 0 0 【 l 】张鹏飞 清水混凝土模板技术在高架设备基础中的应用 J 天津 建设科技， 2 0 0 9 ( 1 ) ： 3 6 3 7 【 2 李鹤明设备基础清水混凝土及无垫铁施工工艺的探讨 J 】 科技 与 企业 2 0 1 2 ( 2 0 ) ： 1 8 3 梅健 大体积混凝土浇筑温度应 力及 裂缝 分析 J 】 浙江建筑 2 0 0 9 ( 1 0 ) ： 4 4 4 9 4 】 尹玉超 清水混凝 土与 梁板模板 施 Z - 技 术 J 】 决策 与信 息， 2 0 1 4 ( 2 0 ) ： 1 1 3 【 5 项荣 浅谈建一z -z - 一 L _叶 王 中清水混凝土模板施工技术 J 1 决策与信息， 2 0 1 4 ( 2 O 1 ： 1 1 5 6 李明 超 高墙柱清 水混凝 土模板施 工技 术【 J 中国科技投 资， 2 0 1 4 ( A1 6 ) ： 3 8 7 】姚 宁 高层建 筑框 剪结构 清水混凝 土关键技 术 J 江西建材， 2 0 1 4 ( 7 ) ： 6 0 8 成险峰 清水混凝土施工技术分析 J 建材发展导向， 2 0 1 4 ( 1 5 ) ： 2 4 2 5 ( 上 接 第1 3 4 9) 经时损失约在3 O mm。 ( c) 合理设置浇注流向，利于形成浇筑、振捣、找平 及抹光施工流水。 3 2 4振捣 、找平 待 混凝 土放入后 ，人工对 混凝 土进 行摊平 ，摊平厚 度可虚铺2 O mm，并用插入式振捣棒进行振捣 ，相邻两个 插入点间距 为5 0 c m，振捣要快插慢拔 ，时间一般 为1 5 2 0 s ，以表面泛浆不再下沉为准 ，特别要振捣好接插处。 振捣完后，用制作好的 1 5 O mm，长6 5 m滚筒进行找 平提浆，随后用6 5 m刮杠刮平。 对拆除导轨的部位适量补填混凝土 ，以防止导轨处缺 乏混凝土造成凹陷，影响混凝士面平整度。 3 2 5抹 面 ( a) 抹面时间控制。抹面工作必须控制在混凝土终凝 前完成。抹面重要的是掌握好面层压光时间。 ( b) 抹面工序，分粗抹、精抹和终抹3个阶段进行。 粗抹应在铺设混凝土后随即进行 ，用5 m刮杠进一步进行刮 抹整平。用木抹子搓打 ，粗抹时应 以面积的整体性抹平压 实、原浆渗出为主要 目标。精抹应在混凝土初凝后进行 ， 使用质量5 0 0 k g 以上的双圆盘抹光机进行压 实、压平 、抛 光。在使用圆盘抹光机研磨后再使用刀片抛光。每次打磨 时 ，刀片应进一步倾斜 ，给混凝土表面增加摩擦力 ，使地 坪光泽度均匀。终抹应在混凝土终凝前进行，采用圆盘抹 1352 l 建 筑 旋 工弟 3 6 卷笫 1 2 期 光机进一步打磨 ，主要消除抹印和闭塞毛细孔。 3 2 6 养护 、锯缝 待混凝土终凝后 ，采用专人看护 ，保浆保水养护。为 保证混凝土地坪成品养护时间 ，与建设单位、监理单位及 各分包单位联 系协调 ，与其他专业工种错开施工 ，对施工 完成区进行封闭保护，覆盖塑料薄膜并浇水养护，塑料 薄 膜应紧贴混凝土裸露表面 ，塑料薄膜 内应保持有凝结水 ， 保证混凝土处于湿润状态 ，浇水过程 中注意避免混凝土表 面起皮、起砂。 设置合适的切缝 ，按展厅整体形状顺沿设置切缝。切 缝尺寸为6 m X6 m，现场为保持结构弧度 ，可适当调节切 缝尺寸。 4 度、 析 ， 年 ， 结语 通过 过程质量控制 ，Qc小组解决 了混凝土表面平整 裂缝等问题 ，对混凝土可能产生裂缝的原 因进行 了分 且施工 时采取 了跳仓法施工 ，完成后至今 已将近半 尚未发现裂缝 ， 达到了预计的效果。 0 0 0 0 1 张帆， 李文明， 霍红伟， 等 大面积混凝土地坪施工技术 J _施工技 术、 2 0 1 0 ( S 2 ) ：2 0 0 2 0 1 2 赵玉 民 钢筋混凝土地坪的施工技术【 J _ 内蒙古科技与经 济， 2 0 1 2 ( 1 8 ) ： 5 8 - 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