結合某實驗室工程探討鋼結構及大體積混凝土施工要點

摘 要：結合某實驗室工程，探討了鋼結構預埋件及大體積混凝土的施工技術要點。

關鍵詞：實驗室工程；預埋件；大體積混凝土

1 工程概況

某大型結構靜、動態實驗室工程建筑面積3700平方米，其中設有5000噸級大型靜載試驗平臺及5000KN和10000KN動態負荷加載設備基礎。設備基礎預埋鋼結構和金加工件及大體積砼一次性澆筑，5000噸級大型靜載試驗平臺結構形式為鋼筋混凝土+鋼結構；5000KN和10000KN動態負荷加載試驗基礎，全部采用鋼筋混凝土結構+少部分預埋件組成。三個設備基礎的詳細情況分別為：

（1）5000噸級大型靜載試驗平臺：本試驗平臺基礎長44米，寬23米，深3.3米，平面上、中、下設三層鋼筋網（鋼筋直徑28毫米），砼澆筑量3340立方米，設計砼強度C35、抗滲等級S6。按其組成可分成三個部分：第一部分為鋼結構的加工與安裝；第二部分為鋼筋的加工與安裝；第三部分為大體積混凝土的澆筑。鋼結構的施工精度較高，是本設備基礎的重點和難點且施工周期較長。

（2）5000KN動態負荷加載設備基礎：本試驗基礎長14.5米，寬6.4米，深4.2米，平面上、中、下設四層鋼筋網（鋼筋直徑28毫米），砼澆筑量390立方米。

（3）10000KN動態負荷加載設備基礎：本試驗基礎長15.08米，寬7.2米，深4.8米，平面上、中、下設四層鋼筋網（鋼筋直徑28毫米），砼澆筑量521立方米。同5000KN動態負荷加載設備基礎一樣采用的是鋼筋混凝土結構，同為64個預埋孔及5條鋼板預埋件，混凝土強度等級為C25，抗滲等級為S6。鋼板埋件的材質為Q345B。

2 鋼結構預埋件的施工技術要點

本試驗平臺基礎內鋼筋規格大且分布十分密集，鋼筋預留長度要滿足鋼結構柱腳安裝需要，由于實驗平臺對實驗的精度要求較高，所以對預埋孔及鋼板預埋件的施工精度要求也較高，不能因底板混凝土澆筑產生位移。可通過附加輔助鋼筋將預埋件與底板鋼筋點焊固定，以確保預埋件的精確定位。

2.1 鋼筋的綁扎。水平鋼筋預留長度可結合施工停止線和鋼結構柱腳安裝工作面要求來確定，施工停止線位置的模板采用快易收口網，以Φ28的鋼筋作為豎向和水平龍骨受力。鋼筋的綁扎順序應合理，以免限制操作工人的作業空間，應按照先豎向后水平、先長向后短向、先下后上層的順序施工。

2.2 鋼結構預埋件的安裝。本工程的上部鋼結構加工與安裝由專門的廠家負責完成，但基礎施工部分要做好預埋件的施工，必須確保地腳螺栓的定位鋼板位置和高程準確。為保證施工質量，應在施工前通過施工圖紙來檢查螺栓的位置與基礎柱中的鋼筋是否存在施工矛盾。螺栓進場后由材料員和質檢員進行質量檢查，其規格、尺寸、數量及質量須符合設計要求，不符合質量要求的堅決不予采用，驗收合格后按規格碼放整齊并做好標識。采用人工電弧焊來焊結地腳螺栓托板和加勁板，焊縫應飽滿均勻，確保無漏焊和無焊瘤，焊縫尺寸應滿足設計要求。定位鋼板進場后要逐一檢查其孔位、孔徑是否滿足要求，出現偏差的不得采用，以防影響螺栓預留施工精度。根據現場情況確定定位時經緯儀觀察的位置，并通過定位孔中心線算出在定位鋼板上的十字線，借助鋼鋸將其刻出，以便確定螺栓位置。螺栓下端用定位支托定位，焊接牢固，上端用工具式鋼板定位，上、下端應同時固定，否則可能在澆筑混凝土過程中對螺栓產生推力造成螺栓位移。預埋鋼板初步定位后先釘入土，將其用作墊層的標高控制點，施工完墊層后，應復核預埋件的標高及平面位置。砼澆筑完畢后，應待其初凝后再拆除工具式鋼板，以避免拆除時造成螺栓位移。施工完墊層并復核埋件無誤后，焊接支托，以內徑同預埋螺栓直徑相當的鋼管在支托頂面開槽，根據墊層上的軸線控制支托軸線位置，將支托焊接在預埋鋼板上，并校正確保垂直；先在螺栓上端安裝一螺母，裝上鋼板調平后，再安裝一個螺母，將鋼板卡住，以確保螺栓相對位置準確。在安裝螺栓時，通常用短鋼筋把螺栓上、下與基礎主筋焊上，使得澆筑混凝土時鋼筋位移同時帶動預埋螺栓位移，從而影響其位置的準確度，為了解決這一問題，應在綁扎鋼筋前先把預埋螺栓安裝加固好，若它們之間存在位置上的沖突，可適當地調整鋼筋來避開螺栓，綁扎完基礎鋼筋后，再進行工具式固定鋼板的安裝和固定，同時綁扎鋼筋保護好螺栓。此外，螺栓也不得與模板相連，應等到螺栓安裝完畢后，再支設模板，完成后校核預埋螺栓，以避免鋼筋綁扎和模板支設過程中造成螺栓移動。

3 大體積混凝土的澆筑

本工程大體積砼一次性澆筑，如果施工控制不當，極易出現裂縫，從而影響實驗平臺的整體施工質量。本工程大體積混凝土施工主要做了以下幾個方面的質量控制工作。

3.1 原材料及配合比的控制。本工程選擇低水化熱水泥，粉煤灰水泥、硅酸鹽水泥等，并摻加摻合料減少水泥用量，同時改善混凝土粘塑性、可泵性及后期強度。粗骨料應采用具有連續級配的粒徑的石子，粗砂或中粗砂細度模數宜控制在2.3～3.0之間。混凝土的配合比應根據試配試驗來確定，可在混凝土中添加一定比例的膨脹劑取代等量的水泥，以降低水泥的用量及其放出的水化熱的量。

3.2 混凝土的澆筑。由于試驗平臺及基礎部分都有三層或四層鋼筋，混凝土的澆筑可采用自然流淌分層澆筑。每個溜槽各形成1個澆筑帶，并形成一定的坡度，坡度可控制在1∶6左右，可在每道澆筑帶上前后布置兩道振搗棒，一道布置在底排鋼筋處和混凝土坡腳處，以振搗下部混凝土，確保密實度，另一道布置在混凝土卸料點，確保上部混凝土的搗實。鋼筋密集處采用斜向振搗，其余部位采用垂直振搗，振搗點間距約40cm。為避免各層之間產生冷縫，應在下層混凝土初凝前完成上層混凝土的澆筑和振搗，并且振搗棒插入下層混凝土50mm，為提高振搗密實度，振搗應快插慢拔并略微上下抽動，振搗時間一般控制在15～30s，以表面出浮漿且不再下沉為止，25min后進行二次振搗。澆筑和振搗完成后，用長刮尺刮平，用木抹子搓壓、拍實，并在終凝前用木抹子壓光，使收縮裂縫閉合。在混凝土澆筑和振搗過程中，應隨時檢查螺栓位置和標高，防止下料不均勻混凝土流動造成螺栓位置偏移，若螺栓位置偏移及標高變化應及時調整。

3.3 大體積混凝土的養護。大體積澆筑完成后應及時進行養護，本實驗平臺基礎面積較大，采用覆蓋塑料薄膜和草簾被的方式進行保溫，并加強混凝土內外溫差的監測，若需要可采取暖棚養護方式采用電熱器加溫的措施，以減小混凝土的內外溫差，混凝土養護時間不少于14d。

4 結論

本實驗室工程結合工程的具體特點和難點，制定專項施工方案，較好的確保了鋼結構預埋件的施工精度，為實驗平臺的順利安裝打下了良好的基礎；同時，工程通過采用有效的施工措施，較好的控制了大體積混凝土體的施工質量，基礎表面并未出現裂縫，整體施工質量得到了業主的好評。

參考文獻

[1]孫仁樓等.大體積鋼筋混凝土結構施工技術[J].混凝土.2010（5）.

[2]王新玲等.某鋼結構廠房柱下混凝土基礎加固設計與施工[J].鄭州大學學報（工學版）.2008，29（2）.

[3]裴有陸.高精度預埋鋼結構基礎地腳螺栓在工程施工中的應用[J].甘肅科技.2011，27（18）.