鋼筋混凝土基礎(chǔ)加固在工程中的應(yīng)用

趙興武，于建華，董海洋

中國石油天然氣第七建設(shè)有限公司，山東青島 266061

在各類改造、擴建工程中，涉及大量的設(shè)備、結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)施工，因工期、費用、現(xiàn)場條件限制等多種原因，有些工程不能重新建造基礎(chǔ)，需要對原有基礎(chǔ)進行利舊，通過對原基礎(chǔ)加固處理，提高其承載力，以達到新的使用要求。本文結(jié)合某石化公司的泵基礎(chǔ)加固、鋼結(jié)構(gòu)管廊基礎(chǔ)加固施工，介紹此類基礎(chǔ)加固的主要施工方法及流程。在基礎(chǔ)加固施工中，原有基礎(chǔ)表面處理、鉆植筋孔、注膠、植筋、拉拔試驗等為基礎(chǔ)加固施工中的關(guān)鍵質(zhì)量控制點，施工中要嚴格加強過程質(zhì)量管理。

1 工程案例一

1.1 工程背景

2017年4 月，某石化公司化肥廠進行環(huán)保治理項目工程施工，需要把泵房內(nèi)原有703A/B、704A/B、705A/B 共6 臺流程泵更換為尺寸、功率更大的新泵，同時泵基礎(chǔ)需要重新設(shè)計施工。但因工期短，泵房內(nèi)空間狹小，施工車輛無法展開，人工作業(yè)效率低，因此如果新建基礎(chǔ)，則無法滿足工期要求。經(jīng)與項目參建各方溝通，最后采用對原有基礎(chǔ)進行加固的利舊施工方法。加固前后的泵基礎(chǔ)參數(shù)對比如下：

（1）703A/B 泵基礎(chǔ)長×寬加固前1 800 mm×1 200 mm；加固后為2 300 mm×2 000 mm。

（2）704A/B 泵基礎(chǔ)長×寬加固前2 200 mm×1 500 mm；加固后為2 600 mm×1 900 mm。

（3）705A/B 泵基礎(chǔ)長×寬加固前2 300 mm×1 100 mm；加固后為2 800 mm×1 500 mm。

1.2 施工流程

擬定的加固施工流程如下：原有泵體拆除→剔除基礎(chǔ)上部二次灌漿層→基礎(chǔ)四周定位放線→土方開挖→驗槽→原基礎(chǔ)四周鑿毛→原基礎(chǔ)四周植筋→基礎(chǔ)四周箍筋、豎向筋安裝→模板安裝加固→基礎(chǔ)四周混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護→拆模、回填→新泵地腳螺栓位置水鉆開孔→設(shè)備安裝后二次灌漿→灌漿層養(yǎng)護。

1.3 主要施工方法

（1）以原有泵進出口中心線為基準[1]，按加固后基礎(chǔ)尺寸放線，將樁點引至加固后基礎(chǔ)四周1.2 m 處，作為施工控制點。

（2）用切割機將地坪切開，將混凝土地坪破碎后運至指定垃圾存放點。

（3）挖掘土方至原基礎(chǔ)墊層底部標高，驗收合格后完成擴大部分基礎(chǔ)墊層施工。

（4）將原基礎(chǔ)頂面二次灌漿層用小型風鎬破碎剔鑿，直至降至設(shè)計標高，基礎(chǔ)四周用電錘鑿毛處理。

（5）用HRB335φ12 螺紋鋼筋制作環(huán)向箍筋及縱向筋。箍筋尺寸按加固后基礎(chǔ)尺寸預(yù)制，箍筋間距150 mm，焊接連接；豎向筋間距200 mm，鋼筋保護層30 mm。

（6）用HRB335φ12 螺紋鋼筋在基礎(chǔ)四周植筋，起始點距基礎(chǔ)邊緣不小于150 mm[2]，植入深度150 mm，外露150 mm，植筋間距300 mm，梅花形布置，以增加新舊基礎(chǔ)結(jié)合強度。

（7）支設(shè)模板，用C35 混凝土完成基礎(chǔ)四周混凝土澆筑。

（8）拆模、回填，混凝土養(yǎng)護。

（9）混凝土養(yǎng)護3 d 后，按新泵地腳螺栓位置在基礎(chǔ)頂面放線，然后用φ100 mm 水鉆開螺栓孔，孔深500 mm。

（10）新泵安裝及后續(xù)找正灌漿。

泵基礎(chǔ)加固示意見圖1。

1.4 施工效果

該廠環(huán)保治理項目于2017年6 月竣工復(fù)產(chǎn)，各臺新?lián)Q機泵均已投入運行，目前已穩(wěn)定運行一年半的時間，期間機泵各項技術(shù)參數(shù)合格，無任何異常情況發(fā)生。相比于將原有基礎(chǔ)全部破碎然后再重新進行混凝土施工的方案，加固方案節(jié)約了4 d 工期及大量的人工、機械費用，經(jīng)濟效果明顯。

圖1 泵基礎(chǔ)加固示意

2 工程案例二

2.1 工程背景

2018年4 月，某石化公司煉油廠進行16 萬t/a烷基化項目工程施工，項目外圍管道配套工程沒有新建管廊，借用廠區(qū)原有管廊進行布管設(shè)計。新增加各類管道20 余條，需對原有鋼結(jié)構(gòu)進行加層以滿足布管要求。同時，需要對原有部分鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)進行加固處理，滿足新增載荷要求。經(jīng)設(shè)計人員計算，需要加固的鋼筋混凝土基礎(chǔ)合計80 個，每邊擴大尺寸從0.2 ～1.5 m 不等。

2.2 主要施工方法

（1）對需要加固的基礎(chǔ)進行分組、分批次進行加固施工。一個批次加固的基礎(chǔ)不能集中在一起，間隔施工，盡量減少對上部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。

（2）完成土方開挖、驗槽、擴大后的基礎(chǔ)墊層施工。

（3）對原基礎(chǔ)側(cè)面進行鑿毛處理，用HRB335φ12 螺紋鋼筋在基礎(chǔ)每級臺階中部植入一排鋼筋，植入深度150 mm，外露150 mm，植筋間距300 mm，以增加新舊基礎(chǔ)結(jié)合強度。

（4）在距基礎(chǔ)底面150 mm 處，按設(shè)計文件要求的間距、深度鉆植筋孔。

（5）在距基礎(chǔ)承臺頂層臺階以上150 mm 處，按設(shè)計文件要求的間距、深度鉆植筋孔，注意開孔不能破壞短柱內(nèi)原有豎向鋼筋。

（6）按要求向孔內(nèi)填充植筋膠，再將提前預(yù)制好的鋼筋用錘子敲入孔內(nèi)。

（7）靜置固化完成后進行拉拔試驗，合格后綁扎鋼筋、支設(shè)模板等，完成后續(xù)工序施工[3]。

2.3 植筋施工流程

植筋施工流程見圖2[2]。

圖2 植筋施工流程

2.4 植筋施工控制項目

（1）鋼筋直徑與鉆孔直徑宜符合表1要求[4]。

表1 鋼筋直徑與鉆孔直徑要求/mm

（2）當采用自動攪拌注射筒包裝的膠黏劑時，應(yīng)選用硬包裝產(chǎn)品，不得使用軟包裝產(chǎn)品。其植筋作業(yè)應(yīng)按產(chǎn)品使用說明書的規(guī)定進行，但應(yīng)經(jīng)過試操作。若試操作結(jié)果表明該自動攪拌器攪拌的膠不均勻，則應(yīng)棄用。當采用現(xiàn)場配制的植筋膠時，應(yīng)在無塵土飛揚的室內(nèi)，按產(chǎn)品使用說明書規(guī)定的配合比和工藝要求嚴格執(zhí)行，且應(yīng)有專人負責。調(diào)膠時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境溫度確定樹脂的每次拌合量，使用的工具應(yīng)為低速攪拌器，攪拌好的膠液應(yīng)色澤均勻、無結(jié)塊、無氣泡。在拌合和使用過程中，應(yīng)防止灰塵、油、水等雜質(zhì)混入，并應(yīng)按規(guī)定的可操作時間完成植筋作業(yè)。

（3）注入膠黏劑時，其灌注方式應(yīng)不妨礙孔中的空氣排出，灌注量應(yīng)按產(chǎn)品使用說明書確定，并以植入鋼筋后有少許膠液溢出為宜。在任何工程中，均不得采用鋼筋從膠桶中黏膠塞進孔洞的施工方法。

（4）注入植筋膠后，應(yīng)立即插入鋼筋，直至達到規(guī)定的深度。從注入膠黏劑至植好鋼筋所需的時間，應(yīng)少于產(chǎn)品使用說明書規(guī)定的適用期（可操作時間）。否則應(yīng)拔掉鋼筋，并立即清除失效的膠黏劑，重新按原工序返工。

（5）植入的鋼筋必須立即校正方向，使植入的鋼筋與孔壁間的間隙均勻。膠黏劑未達到產(chǎn)品使用說明書規(guī)定的固化期前，應(yīng)靜置養(yǎng)護，不得擾動所植鋼筋。

（6）如果鋼筋需要焊接，宜先焊接后植筋，若有困難必須后焊接，焊點距基材混凝土表面應(yīng)大于15 d（d 為鋼筋直徑），且采用浸過冰水的濕毛巾包裹植筋外露部分的根部[5]。防止因焊接產(chǎn)生的熱量對植筋膠造成不良影響。

（7）膠黏劑固化時間符合產(chǎn)品要求后，按GB 50550—2010《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》附錄W 的要求進行拉拔試驗。拉拔試驗應(yīng)由具備相應(yīng)資質(zhì)的試驗機構(gòu)實施，監(jiān)理單位人員參加。

管廊基礎(chǔ)加固示意見圖3。

圖3 管廊基礎(chǔ)加固示意

2.5 施工效果

通過三個月的施工，項目部完成了80 個基礎(chǔ)加固施工，使用鋼筋混凝土約1 300 m3。各工序按規(guī)范要求操作，質(zhì)量合格。到目前為止，工程已完工半年，管廊上部新增加的20 余條管道均已投用，通過對管廊鋼柱的觀測，沒有發(fā)生下沉、傾斜等異常情況，加固后的基礎(chǔ)滿足新增載荷對基礎(chǔ)的要求。

3 結(jié)束語

通過本文所述兩個基礎(chǔ)加固工程施工案例，可以發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)加固施工的重點是在設(shè)計計算基礎(chǔ)上，按規(guī)范要求進行基礎(chǔ)鑿毛、鉆孔、注膠、植筋及驗收試驗，各環(huán)節(jié)都必須認真施工，以滿足相應(yīng)的質(zhì)量要求，任何一個環(huán)節(jié)施工質(zhì)量未進行嚴格控制，都會影響最終的植筋效果。