設(shè)備混凝土基礎(chǔ)重要部位施工方法探討

蒲 磊

（中國化學(xué)工程第十一建設(shè)有限公司 市場(chǎng)開發(fā)部，河南 開封 475000）

0 引言

基礎(chǔ)指建筑底部與地基接觸的承重構(gòu)件。設(shè)備基礎(chǔ)的主要作用是承載設(shè)備本身的重量、載荷，約束設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的擺動(dòng)、振動(dòng)力。合格的設(shè)備基礎(chǔ)可以保證設(shè)備安裝精度?；炷粱A(chǔ)是機(jī)械設(shè)備的常用基礎(chǔ)。筆者根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，探討了設(shè)備混凝土基礎(chǔ)工程的重點(diǎn)部位的施工方法，如預(yù)埋螺栓、預(yù)留螺栓孔、預(yù)埋鐵件、設(shè)備基礎(chǔ)模板安裝和混凝土澆筑等。

1 預(yù)埋螺栓和預(yù)留螺栓孔的施工方法

預(yù)埋螺栓是固定設(shè)備和大型設(shè)備的重要構(gòu)件，其施工精度的高低直接影響到設(shè)備安裝。按照規(guī)范要求［1］，預(yù)埋螺栓中心距偏差不大于2 mm，標(biāo)高允許偏差為 0～＋10。

1.1 普通設(shè)備基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓施工

1.1.1 外露長度大于400 mm的預(yù)埋螺栓施工

為保證螺栓安裝精度，必須采用定位板進(jìn)行施工。因螺栓外露長度較大，不易固定，定位板應(yīng)采用雙層定位鋼板。其制作方法為：（1）在固定的整塊鋼板上測(cè)量放線，并標(biāo)出定位板需要加工的切割線和螺栓孔位置。（2）完全按照標(biāo)出線進(jìn)行鋼板切割和打孔。打孔位置的誤差控制在1 mm之內(nèi)。（3）通過焊接組合雙層定位板鋼板。（4）雙層鋼板螺栓孔水平位置完全重合。螺栓安裝施工示意圖如圖1所示。

1.1.2 外露長度小于400 mm的預(yù)埋螺栓施工

因螺栓外露長度較小，采用雙層定位板施工空間不足、難度較大，且費(fèi)工費(fèi)料。所以，采用單層定位板和根部加固的方法進(jìn)行螺栓定位。單層定位鋼板的制作方法為：（1）在固定的整塊鋼板上測(cè)量放線，并標(biāo)出定位板需要加工的切割線和螺栓孔位置。（2）完全按照標(biāo)出線進(jìn)行鋼板切割和打孔。打孔位置的誤差控制在1 mm之內(nèi)。（3）以角鋼為焊接材料，進(jìn)行根部加固。螺栓安裝施工示意圖如圖2所示。

圖1 雙層定位鋼板螺栓安裝示意圖Fig.1 Double-layer positioning steel panel bolt installation

1.2 特殊設(shè)備基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓的施工

特殊設(shè)備基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓的施工應(yīng)視具體情況具體分析。如，冷卻塔頂部大型冷風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)，螺栓預(yù)留位置的結(jié)構(gòu)實(shí)體為薄壁型混凝土結(jié)構(gòu)，其內(nèi)配有雙層鋼筋，在螺栓定位時(shí)，可以利用雙層鋼筋和內(nèi)、外壁模板進(jìn)行加固，并優(yōu)先選用單層定位鋼板。螺栓安裝施工示意圖如圖3所示。

1.3 預(yù)留螺栓孔的施工

圖2 單層定位鋼板螺栓安裝示意圖Fig.2 Single-layer positioning steel panel bolt installation

圖3 薄壁型混凝土結(jié)構(gòu)螺栓安裝示意圖Fig.3 Thin-walled concrete construction bolt installation

根據(jù)預(yù)埋件的不同，預(yù)留螺栓孔的施工主要有以下5種。（1）用模板邊角余料和方木制作楔形盒子。盒子下部尺寸不小于設(shè)計(jì)孔的尺寸，上部按照截面尺寸的3%擴(kuò)大。盒子拔出時(shí)機(jī)為混凝土初凝后2～3 h。拔出過程中，必須避免野蠻施工，以保證基礎(chǔ)的完好。該方法適用于孔深小于1 000 mm的預(yù)留螺栓孔的施工。（2）用模板邊角余料和方木制作楔形盒子，并外包50 mm厚的EPS聚苯板或XPS擠塑板。盒子下部尺寸不小于設(shè)計(jì)孔的尺寸，上部按照截面尺寸的3%擴(kuò)大。該方法不必控制拔出時(shí)機(jī)，適用于孔深小于2 000 mm的預(yù)留螺栓孔施工。（3）用EPS聚苯板或XPS擠塑板制作楔形盒子，并外包膠帶紙?；炷脸跄螅闷餍祵⑴菽鍝v碎，并在孔中灌入水，使泡沫板浮出。還可以在孔中灌入有機(jī)溶劑（甲苯，丙酮，氯仿，二甲醚等），將泡沫板溶解完畢。該方法不受時(shí)間限制，易于操作，且易保證質(zhì)量，可以用于任何孔深的預(yù)留螺栓孔的施工。（4）預(yù)埋鋼管。該方法可用于任何孔深的預(yù)留螺栓孔的施工。（5）預(yù)埋花紋鋼板焊接筒。花紋面設(shè)在筒內(nèi)側(cè)，筒外側(cè)間隔400 mm焊接上6 mm厚、120 mm高的鋼板錨肋或符合規(guī)范錨固長度的錨筋。該方法可以用于任何孔深的預(yù)留螺栓孔施工。

1.4 預(yù)埋螺栓和預(yù)留螺栓孔施工中的注意事項(xiàng)

（1）定位板必須安裝平整，加固緊實(shí)。定位時(shí)，安裝方向必須與設(shè)計(jì)要求一致。（2）加固定位板的腳手架需要單獨(dú)搭設(shè)，并盡量與加固模板的腳手架分離。（3）為防止混凝土澆筑造成螺栓及定位板的自然下沉，可將螺栓安裝標(biāo)高統(tǒng)一提高到4～6 mm處，以杜絕螺栓標(biāo)高出現(xiàn)負(fù)偏差。（4）預(yù)埋螺栓和預(yù)留螺栓孔模板垂直度找正時(shí)，需用磁力線墜逐個(gè)檢查，并在螺栓與鋼筋焊接后，重新復(fù)查一次。（5）混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)避免混凝土直接沖擊定位模板、螺桿以及預(yù)留螺栓孔模板，且振動(dòng)棒不應(yīng)長時(shí)間接觸螺桿振動(dòng)。

2 模板安裝［2～3］

模板加工好后，按編號(hào)運(yùn)至使用地點(diǎn)安裝。安裝時(shí)，為防止漏漿，所有拼縫處都粘貼海綿條。模板重復(fù)使用前，清除表面混凝土殘?jiān)瑢?duì)損壞的模板進(jìn)行修整、更換，并重新粘貼海綿條。

2.1 條形設(shè)備基礎(chǔ)模板安裝

為保證基礎(chǔ)混凝土一次澆筑成型，并且在澆筑后不留施工痕跡，條形設(shè)備基礎(chǔ)模板宜采用俗稱“吊模”的模板安裝方式。即，使用鋼管吊架支撐模板，使模板的支撐點(diǎn)設(shè)置于基礎(chǔ)混凝土澆筑范圍之外。模板安裝施工示意圖如圖4所示。

圖4 條形設(shè)備基礎(chǔ)模板安裝施工示意圖Fig.4 Strip equipment base template installation

2.2 普通設(shè)備基礎(chǔ)模板

普通基礎(chǔ)模板安裝采用使用鋼管斜撐與對(duì)拉螺栓共同受力的模板加固方式。如需要達(dá)到清水混凝土的外觀要求，對(duì)拉螺栓在模板穿孔處可采用專用的PVC塑料帽。拆模后，用與結(jié)構(gòu)混凝土同標(biāo)號(hào)的水泥沙漿封堵孔洞。對(duì)于有防水要求的，要用防水沙漿摻適量膨脹水泥封堵。模板安裝施工示意圖如圖5所示。

2.3 設(shè)備基礎(chǔ)柱模板

2.3.1 截面邊長小于500 mm的混凝土柱

設(shè)備基礎(chǔ)上的混凝土柱截面較小、且柱子高度不超高時(shí)，模板采用較為簡單的鋼管扣件安裝方式。模板安裝施工示意圖如圖6所示。

2.3.2 截面邊長為500～1 200 mm的混凝土柱

截面邊長為500～1 200 mm的混凝土柱比較常見，其一般采用柱模板外對(duì)拉螺栓雙向加固的模板安裝方式，螺栓型號(hào)可采用M12～M18。模板安裝施工示意圖如圖7所示。

圖5 普通設(shè)備基礎(chǔ)模板安裝示意圖Fig.5 Common equipment foundation template installation

圖6 截面邊長小于500 mm的混凝土柱模板安裝示意圖Fig.6 Concrete column template installation(cross section length is less than 500 mm)

2.3.3 截面邊長大于1 200 mm的混凝土柱

設(shè)備基礎(chǔ)上的混凝土柱截面較大、且柱子高度較高的情況下，模板采用型鋼與對(duì)拉螺栓共同受力的安裝方式。型鋼采用［14以上的槽鋼，螺栓采用M18以上的對(duì)拉螺栓，且至少使用雙螺母。另外，應(yīng)盡量采用鋼模板。當(dāng)采用木模板時(shí)，其厚度必須在15 mm以上。模板安裝施工示意圖如圖8所示。

2.4 設(shè)備基礎(chǔ)梁模板

2.4.1 截面高度小于500 mm的梁

設(shè)備基礎(chǔ)上的混凝土梁截面高度較小時(shí)，模板采用較為簡單的鋼管扣件安裝方式。安裝施工示意圖如圖9所示。

2.4.2 截面高度大于500 mm的梁

截面高度大于500 mm的混凝土梁一般采用對(duì)拉螺栓加固的模板安裝方式。螺栓型號(hào)一般采用M12～M18。模板安裝施工示意圖如圖10所示。

圖7 截面邊長500～1 200 mm的混凝土柱模板安裝示意圖Fig.7 Concrete column template installation(cross section length is 500～1 200 mm)

圖8 截面邊長大于1 200 mm的混凝土柱模板安裝示意圖Fig.8 Concrete column template installation(cross section length is more than 1 200 mm)

3 大體積混凝土施工［4～5］

為了有效控制有害裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，必須對(duì)混凝土的水化熱、溫度差、極限拉伸強(qiáng)度、約束條件等方面進(jìn)行全面考慮。

3.1 降低水泥水化熱

（1）選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配制混凝土，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸水泥、粉煤灰水泥等。（2）盡量選用粒徑較大、級(jí)配良好的粗細(xì)骨料，并控制沙石含泥量。（3）摻加粉煤灰等摻和料或摻加相應(yīng)的減水劑，改善和易性，降低水灰比，以達(dá)到減少水泥用量，降低水化熱的目的。

3.2 降低混凝土溫度差

圖9 截面高度小于500 mm的梁模板安裝施工示意圖Fig.9 Beam template installation(cross section depth is less than 500 mm)

圖10 截面高度大于500 mm的梁模板安裝施工示意圖Fig.10 Beam template installation(cross section depth is more than 500 mm)

（1）混凝土澆筑盡量避開炎熱的天氣，選擇較適宜的氣溫。夏季可采用低溫水或冰水?dāng)嚢杌炷?，也可?duì)骨料噴冷水霧或冷氣進(jìn)行預(yù)冷，或?qū)橇线M(jìn)行覆蓋，或設(shè)置遮陽裝置避免日光直曬。如具備條件，運(yùn)輸工具也應(yīng)搭設(shè)遮陽設(shè)施，以降低混凝土的入模溫度。（2）摻入少量的緩凝型減水劑，如木質(zhì)素磺酸鈣等。（3）在混凝土入模時(shí)，采取措施改善和加強(qiáng)模內(nèi)通風(fēng)，加速模內(nèi)熱量散發(fā)。

3.3 削減混凝土的溫度應(yīng)力

（1）混凝土澆筑后，做好保溫、保濕養(yǎng)護(hù)，緩緩降溫，充分發(fā)揮徐變特性，減低溫度應(yīng)力。夏季應(yīng)注意避免曝曬，注意保濕；冬期應(yīng)采取措施保溫覆蓋，以免發(fā)生急劇的溫度梯度發(fā)生。（2）采取長時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，規(guī)定合理的拆模時(shí)間，延緩降溫時(shí)間和速度，充分發(fā)揮混凝土的“應(yīng)力松弛效應(yīng)”。（3）加強(qiáng)溫度監(jiān)測(cè)與管理，實(shí)行信息化控制，及時(shí)調(diào)整保溫及養(yǎng)護(hù)措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不至過大，以有效控制有害裂縫出現(xiàn)?；炷羶?nèi)外溫差應(yīng)控制在25℃以內(nèi)，基面溫差與基底面溫差應(yīng)控制在20℃以內(nèi)。（4）合理安排施工程序，使混凝土在澆筑過程中均勻上升，避免混凝土堆積高差過大。（5）混凝土終凝后，及時(shí)回填土方，避免其側(cè)面長期暴露。（5）采取分層或分塊澆筑大體積混凝土，設(shè)置合理的水平或垂直施工縫，以放松約束程度，減少每次澆筑長度的蓄熱量，防止水化熱積聚，減少溫度應(yīng)力。

3.5 提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度

（1）選擇級(jí)配良好的粗骨料，嚴(yán)格控制其含泥量。加強(qiáng)混凝土的振搗，提高其密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度。（2）澆筑后，及時(shí)排除表面積水，加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)，提高混凝土的早期或相應(yīng)齡期的抗拉強(qiáng)度和彈性模量。（3）在大體積混凝土內(nèi)設(shè)置必要的溫度配筋，在截面突變和轉(zhuǎn)折處，底、頂板與墻轉(zhuǎn)折處，孔洞轉(zhuǎn)角及周邊增加斜向構(gòu)造配筋，以改善應(yīng)力集中，防止裂縫出現(xiàn)。（4）混凝土初凝前，向其表面均勻撒部分5～10 mm碎石，并壓實(shí)，可有效防止表面裂縫發(fā)生。

4 結(jié)語

工程施工是一門技術(shù)，也是一門應(yīng)用科學(xué)。對(duì)待施工技術(shù)，應(yīng)持有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽?yīng)用理念和大膽創(chuàng)新的思維方式。新的施工技術(shù)往往能夠起到節(jié)約成本、簡化操作、提高施工速度或質(zhì)量的作用。在施工經(jīng)驗(yàn)和理論計(jì)算的基礎(chǔ)上，用實(shí)驗(yàn)的方法去求證和檢驗(yàn)新的施工技術(shù)的可靠性，是施工技術(shù)發(fā)展的必經(jīng)之路。

［1］GB 50204－2015，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［2］建筑施工手冊(cè)編寫組.建筑施工手冊(cè)［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2003：454－532.

［3］江正榮.建筑施工計(jì)算手冊(cè)［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007：440－542.

［4］ GB50010－2010， 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［5］ GB50496－2009， 大體積混凝土施工規(guī)范［S］.