关于发电机组连接器基础混凝土缺陷处理案例.doc

球阀接力器基础螺栓拉拔力不满足设计要求分析处理报告

由于发电机组球阀接力器基础螺栓拉拔力不满足设计要求，受总监理指示对此次质量问题发生的原因进行了调查分析，提出了处理意见，并跟踪了处理的全部过程，为了总结经验，吸取教训，编写了总结报告，引以为戒。
1、3＃机组球阀接力器基础混凝土基本情况
地下厂房3＃发电机组球阀接力器基础属于二期混凝土，位于在地下厂房▽－7.3，湿度70%，温度16℃，基础混凝土体积大约1.5M3。
于2008年4月6日进行的浇筑施工。其结构形式是在基础中预埋9根直径M36的双头螺栓，并固定在底部预置的75×75的三根角钢和顶部δ＝80mm的650×650基础板上，基础板上开孔9个均布，螺栓竖直方向与浇筑的混凝土之间采用塑料薄膜包裹，以使螺栓不与混凝土产生握裹力，使之螺栓拉拔后具有预应力。
3＃机组球阀接力器基础预埋螺栓示意图如下所示：

650 80

球阀接力器基础预埋件示意图

球阀接力器基础预埋螺栓主要技术参数：
接力器基础板δ＝80mm（650×650×80） 9孔均布

双头螺栓 M36 H=980 预应力 ：480N/mm2
预埋角钢 80×80×5
2、球阀接力器混凝土基础相关问题进行了调查分析
2.1混凝土基础强度检验
监理首先对球阀接力器及混凝土的强度、浇筑时间等相关问题进行了调查分析。混凝土设计的强度等级为C30，承包人对成型的混凝土28天抗压强度检测试验为34Mpa，检验满足设计要求；5月13日监理对球阀接力器混凝土的现场强度进行了回弹试验结果为31.5Mpa，也满足设计要求。
2.2、混凝土基础拆除的内部观察和分析
为了解决螺栓拉拔力不满足设计要求问题，监理与业主、承包人研究决定返工，并拆除球阀接力器混凝土基础。拆除过程监理进行了见证。在拆除到预埋角铁时发现凡被拉出螺栓的部位，角铁都被拉翻了边，螺栓从角铁上的螺孔中脱出，这就是说螺栓达不到设计要求拉拔力的原因。从混凝土的角度进行分析，角铁都被拉翻了边；从混凝土基础拆除过程对混凝土浇筑的密实度看，是符合质量要求的，未见空洞不密实的情况。因此我们分析是混凝土达不到要求的抗压强度所致，毕竟才一周时间，混凝土的抗压强度尚未达到螺栓最低的抗拔力要求所致。
2.3混凝土强度分析
从承包人成型的混凝土试块的28天强度推算，如果正常的话，7天抗压强度达到70%，就是23.8Mpa,勉强满足设计的螺栓拉拔力要求；如果以现场回弹试验的强度推算，该基础混凝土的强度在22.05Mpa,关从现场回弹和试验室标养的条件分析，抗压强度的结果还是比较一致的。但监理进行回弹试验时现场混凝土的实际龄期已经超过28天。由于现场的实际温度和湿度均低于标准养护温度和湿度，所以由此推算，7天时的强度要低于回弹检测时70%的强度，达不到20Mpa。
对上述说法有一些不同意见，就是4台机组中3台机组的球阀接力器基础都没有问题，为什么3#机组的出现问题呢？监理认为如果混凝土拌和上的差异或其它影响，很可能达不到20Mpa是可能的 。由于承包人浇筑的该批混凝土拌和时未通知监理，对混凝土拌和物的质量情况也无法证实。其实这也说明3#机组混凝土存在问题。
3、球阀接力器基础预埋件和基础混凝土的返工处理
鉴于球阀接力器基础混凝土的返工，同时为了保证混凝土基础返工后对螺栓拉拔时满足设计要求，监理建议改变预埋角铁的规格，由原预埋80×80×5的角铁，变更为预埋650
×100×8的槽钢，同时要求承包人对基础混凝土多成型一组试块，并在现场进行养护，在对螺栓进行拉拔前，现场养护混凝土试块的抗压强度必须达到70%的设计强度。
同时监理在混凝土的拌和浇筑过程都进行了旁站见证。保证了拌和配料，浇筑振捣过程的质量满足规范要求。
4、球阀接力器基础预埋件和基础混凝土抗拔力的验算
4.1、预埋件和混凝土强度关系
球阀接力器基础板厚度δ＝80mm，9孔均布；设计要求的螺栓预应力为480N/mm2，
混凝土70%的抗压强度为23.8Mpa,在这个抗压强度下，混凝土抗压强度必须大于螺栓的拉拔力，否则螺栓拉拔时的作用力就会导致混凝土的破坏，因此就要对螺栓预应力为480N/mm2 的应力下混凝土的最低抗压强度进行必要的验算，以判断混凝土达到多少Mpa时，可以进行拉拔力试验。
4.2、预埋件和混凝土强度验算
每只螺栓预应力为480N/mm2，基础板上螺栓孔9孔均布，因此基础板承载的应力就是它截面所承受的力，而底部预埋的槽钢面积比基础板小的多，不到基础板的一半。，基础板承载力是螺栓预应力480N/mm2与基础板面积的乘积，即202800KN；而三根槽钢的承载力是螺栓预应力480N/mm2与槽钢面积的乘积，即9360 KN；通过计算可知基础板对应于槽钢的力为21.66 Mpa，也就是在进行螺栓拉拔时，混凝土的抗压强度必须满足大于21.66 Mpa的强度，才具备拉拔螺栓的条件。
4.3、混凝土强度检验和螺栓的拉拔
由于球阀的调试十万火急，因此承包人对刚到7天龄期的混凝土试块进行了抗压强度试验，试验结果抗压强度达到27.8Mpa，达到设计强度等级的92%，完全满足螺栓拉拔力的要求。监理同意承包人按设计要求的指标进行螺栓拉拔力试验。
通过返工后的基础混凝土，在预埋螺栓的拉拔中一次成功拉拔到设计的预应力。没有出现任何问题。
5、结语
球阀接力器基础的体积不过1.5M3 ，但影响却十分重大，由于球阀接力器基础返工，造成球阀无法进行调试，影响设备正常安装工期一月有余。
正是因为球阀接力器基础工程量小，未能引起承包人和监理的重视。由于为了抢工期，监理在下午验收过模板和钢筋以及预埋件后，承包人在晚间进行了混凝土浇筑，而监理没有
安排夜间的旁站监理。具体的混凝土拌和以及施工情况就不得而知了。
拉拔试验是在国外安装督导的催促之下急忙之中进行，并没有通知土建监理到场的情况下进行，对混凝土的抗压强度是否能满足螺栓拉拔力的要求存在很大的不确定性。在1#和2#发电机组球阀接力器螺栓拉拔力试验都没有出现问题的情况下，3#发电机组球阀接力器螺栓拉拔力试验出现的问题也是偶然中的必然。
发电机组二期混凝土一般体积都比较小，但却十分重要，一般都是关键部位，在施工过程中都应列为重要监理部位对待，承包人在施工措施中，对体积较小的二期混凝土都不够重视，而监理也没有重视，这个球阀接力器的混凝土基础，还涉及到预应力拉拔试验，但没有在混凝土施工措施中反映出来，也没有制定预案，导致质量监督失控。
要认真理解设计意图也是重要的一个方面。比如设计要求的螺栓拉拔力为480N/mm2 ，初一看好像拉拔力很小。30Mpa的混凝土还用怕吗！恰恰是这一小小的忽略，就出了问题。如果在事先作过演算，就会考虑到拉拔前的混凝土强度问题，是否能满足设计拉拔力的要求。
在机电安装过程中，土建专业和机电专业的协作十分重要。因为螺栓的拉拔力是机电专业的工作范围，但是机电专业对混凝土的一些技术要求和性能指标不堪了解，如果能及时进行沟通，也不至于出现这种情况吧。因为对土建专业来说，无论是混凝土拆模还是锚杆拉拔力试验等程序性的工作还是比较清楚的，从对这次球阀接力器基础混凝土返工处理过程来说，应是对包括监理和施工单位各个专业人员一次很好的经验教训。
因此在涉及到混凝土与机电安装承载受力的部位，尤其对未到龄期的混凝土，当进行安装作业时，必须进行预案处理。并详细验算和论证其可靠性，以免发生不测和不必要的损失。
附现场图片

黄色颜色下面的那块板就是基础扳

连接器基础混凝土内部密实

连接器基础混凝土拆除

亮处为角钢底螺孔被拉坏