蘇丹邁達尼儲油廠油罐基礎環梁施工控制要點

李 霈 王 東

(1.中國海洋大學工程學院，山東青島 266000;2.青島交通建設工程有限公司，山東青島 266000)

1 工程概況

1.1 工程性質和作用

本工程為新建的4.5萬m3儲油廠項目，可緩解蘇丹國原有石油儲備的壓力，同時可成為蘇丹南北方石油樞紐。

1.2 建筑和結構特征

本項目土建部分以油罐基礎為主，且有公寓樓、門衛、設備檢測等房建用房及廠區道路等基礎設施。本項目地基為蘇丹堅實的紅土夾雜礫石，罐基礎為約800 mm厚C25鋼筋混凝土環梁，罐基中間各層從上到下依次為:油罐底板→150 mm厚瀝青砂絕緣層→400mm厚砂墊層→450mm厚素土夯實并找坡→碎石墊層→復合地基(以上部分為我公司經驗值，屬暫估內容)，儲油罐半徑以R=21 m，15 m不等。環梁基礎環向鋼筋接頭采用焊接連接，鋼筋凈保護層厚度35 mm。

1.3 建設地點及環境特征

本工程位于蘇丹邁達尼市市郊，距離首都喀土穆約180 km。地處南北蘇丹中部城市，氣候環境相對較好，雨季雨水較多，夏天烈日普照時間長，有效施工時間相對較長。該項目地基，原有表層為密實的黏性砂土，約1.5 m深，下層為密實的風化巖，承載力較高，約250 kN/m2，每往下1 m，則地基承載力增加約50 kN/m2，且周圍土石方均為規范要求內的土質指標，適合本項目的正常施工，減少了換填土工作量，極大降低工程投資費用。

1.4 主要項目施工程序

原油罐基礎施工程序為:挖基槽→回填碎石→測量放樣→澆環梁基礎素混凝土墊層→支環梁內模→綁扎環梁鋼筋→支環梁外模并加固→澆筑環梁混凝土→養護→拆模→素土及砂石墊層→環梁頂水泥砂找平層→瀝青砂絕緣層(包括后澆帶施工)。

2 環梁的施工

2.1 施工要點

在大型儲罐中，因環梁為薄壁超長結構，受溫度應力和收縮應力的影響較大，容易出現裂縫。為防止出現有害于結構的裂縫，采取以下措施:1)選用水化熱較低的水泥配制混凝土。2)選用粒徑較大、級配良好的粗細骨料，嚴格控制砂石的含泥量。3)合理設計配合比，控制單方水泥用量。根據試驗每增減10 kg水泥，其水化熱將使混凝土的溫度相應升降1℃。4)摻加粉煤灰或高效減水劑，改善和易性、降低水灰比。5)合理安排施工進度，盡量避開中午時間澆筑混凝土，原則上混凝土澆筑都安排在早晨或晚上。6)采用對拉螺栓加固模板，杜絕跑漿漏漿。7)嚴格控制混凝土的澆搗質量，保證混凝土的振搗密實。8)嚴格做好環梁混凝土澆筑時和澆筑后的測溫工作，如混凝土內外溫差過大，表面覆蓋草袋進行保溫;混凝土內部與表面的溫差不宜大于25℃。9)加強環梁混凝土的養護，澆完后的混凝土加強養護，不能直接暴露在陽光下，應及時覆蓋，保持面層濕潤，養護時間不少于14 d。

2.2 鋼筋工程

環梁鋼筋在內模安裝好后開始綁扎。環向鋼筋四層，為Φ22螺紋鋼，間距100，豎向鋼筋為Φ16螺紋鋼，根據設計要求，環向鋼筋采用焊接接頭;因鋼筋用量大，鋼筋接頭太多，環向鋼筋共有3 200多個接頭(采用9 m定尺鋼筋時)，焊接工作量大，所以為減少安裝時的焊接工作量，加快施工進度，縮短安裝時間，將整圈鋼筋分為6段，采用閃光對焊焊接，先將各段焊接好;綁扎好后焊接6個接頭，采用電弧焊焊接成整體;電弧焊接頭采用單面搭接焊，焊縫長260 mm(12d)。搭接焊鋼筋在制作時預先彎折15°。

每段鋼筋重約156 kg，所以為支撐鋼筋重量，方便鋼筋綁扎時鋼筋的臨時固定，每隔10 cm設置支承鋼筋，采用Φ16鋼筋。鋼筋綁扎順序為:先將支承鋼筋焊接好，然后依次綁扎四層環向鋼筋，每一層環向鋼筋綁扎時，上下圈鋼筋先行綁扎，然后再綁扎中間鋼筋，這樣可以有效的定位鋼筋，從而保證保護層的厚度，一層鋼筋綁扎完畢后，經驗收再進行下一層。

外層鋼筋綁扎時，應控制好保護層厚度，根據內模的位置來控制其位置，以防止鋼筋不順圓造成外模支設困難。

2.3 模板工程

2.3.1 模板選用

模板選用18 mm的九合板，尺寸為1 220×2 440，為能使加固模板時，盡量符合環形弧度，采用具有可彎曲性的膠合板，寬度為600 mm。而環梁半徑和模板加固完畢后的微小誤差，可以忽略不計。立檔選用50×100的方木，橫檔和斜撐選用φ48鋼管。為保證斜撐的穩固，設置垂直和水平拉桿。

除此以外，內模和外模之間使用φ14穿墻螺栓進行對向支撐，以防止混凝土澆筑時側壓力過大，而使模板變形，穿墻螺栓要帶止水片，以防將來滲漏;為支撐內外模板，防止模板變形，保證模板間距，穿墻螺栓上同樣要焊接支撐鋼筋。同時預埋木塊，如圖1所示，木塊厚18 mm，尺寸50×50。混凝土澆筑完畢后，即可將預埋木塊鑿除，沿混凝土完成面切斷穿墻螺栓，為防止鋼筋生銹，斷面處用環氧膠泥填補孔洞，穿墻螺栓示意圖見圖1。

2.3.2 模板的安裝

模板預制:膠合板上釘好三條垂直楞，預留好穿墻螺栓洞和拼接邊，以便拼裝。模板安裝順序為:先固定內模，支承好后綁扎鋼筋，鋼筋綁扎完畢后再安裝加固外模。模板下口固定:在基礎墊層上彈出邊線，根據彈好的邊線安裝模板;由于基槽坡度較緩，回填物為碎石，因此下部支撐比較困難，所以在打基礎墊層的時候，墊層中每隔1 m埋設一條10 cm寬的模板，安裝時把夾木釘在預埋的模板上，用來固定模板的下口。模板上口固定:模板校正完畢后，用φ48鋼管斜撐撐牢。為使支撐的平穩，需在碎石面上加設墊板，將鋼管支撐在墊板上，并用木楔將二者頂緊;為防止斜撐的失穩，設置水平拉桿和垂直拉桿，垂直拉桿與模板下口的外楞鋼管連接牢固。內模安裝加固時，將每一塊模板按照彈好的墨斗線位置安裝，校正好垂直度后加固撐牢。外模加固后，在垂直方向設置四道Φ10圓鋼制成的鋼筋箍，每道鋼筋箍間距相等，一圈均分為8段，接頭處用花籃螺栓連接，用以緊固鋼筋箍。模板安裝完畢后，在油罐的中心搭建一個平臺，高度和模板頂標高相同，將油罐的中心坐標點引至平臺，再以引測點拉鋼尺校驗模板上口的尺寸，以檢查模板安裝的外形尺寸是否符合設計要求。

圖1 穿墻螺栓圖

2.4 混凝土工程

環梁基礎混凝土澆筑的質量在整個施工過程中顯得尤為重要，因此對建筑材料的選用和施工工藝要求也非常嚴格，以防止有害裂縫的出現。

2.4.1 配合比設計和原材料的質量要求

本工程采用商品混凝土，為滿足本工程的要求，在原材料上我司將對攪拌站提出嚴格要求，安排專人到攪拌站檢查和配合，在原材料的使用和攪拌質量上嚴格把關。1)水泥:采用普通硅酸鹽水泥，合理設計配合比，水泥用量盡量控制在350 kg/m3以內。2)石子:采用級配良好的5 mm～40 mm碎石。3)砂:采用細度模數大于2.5的中粗砂，盡量采用粗砂。4)摻合料:為減少水泥用量可在混凝土中摻入粉煤灰，從而可以改善混凝土的和易性。5)外加劑:采用高效減水劑，以減少水灰比。因環梁為薄壁超長結構，為了克服環梁受溫度應力和收縮應力的影響，可摻入PPT-EA膨脹劑，從而減少裂縫的產生;配合比要經過試驗確定。6)混凝土水灰比設計為120 mm，滿足泵送要求即可，泵送下料時控制每層的澆筑高度，以防對模板產生過大的側壓力。

2.4.2 施工方法

環梁混凝土采用連續分層澆筑。根據后澆帶將環梁劃分為四段，由2個班組同時澆筑。為滿足連續澆筑的要求，先澆筑其中兩段，再澆筑另兩段。設置兩個澆筑起點，以圓心為對稱點，對稱澆筑混凝土，以避免不對稱澆筑造成模板變形、傾斜，如圖2所示。

圖2 混凝土澆筑示意圖

為保證在下一層混凝土初凝前澆筑上一層混凝土，分層的厚度具體根據攪拌站的供應能力而確定，如攪拌站的供應能力較小，則每層的澆筑厚度相應減小，保證在下一層混凝土初凝前澆筑上一層混凝土，防止出現冷縫。混凝土澆筑時，沿環梁搭設鋼管腳手架進行澆混凝土作業，以方便工人的操作。澆筑時防止拌合物中砂漿和石子分離，造成混凝土蜂窩或不密實。澆混凝土前，用水平儀測設，在模板上釘鐵釘作為混凝土表面的標高控制點，嚴禁混凝土澆筑高度過高。振搗棒操作工派專人負責，注意振搗密實，不能漏振、欠振、過振。

2.4.3 后澆帶的處理

環梁混凝土拆模時，拆除后澆帶處的模板，并將后澆帶處的垃圾、水泥薄膜、表面松動砂石和軟弱混凝土層清除，同時加以鑿毛，用水沖洗干凈。在環梁混凝土澆筑完28 d后，用摻PPT-EA混凝土膨脹劑的C30微膨脹混凝土澆灌并搗實。澆混凝土前將后澆帶位置鋼筋上的油污、水泥砂漿及浮銹等雜物清除干凈，清理垃圾，并充分澆水濕潤。

3 結語

近年來，大量工程證明了油罐基礎環梁施工具備一定的特殊性和復雜性，施工中只有根據工程的實際情況進行具體問題具體分析，合理選取工程材料，嚴格控制施工工藝，才能使得特殊地域的基礎環梁混凝土工程做到觀感完美，質量可靠，值得類似工程借鑒。

［1］徐至鈞.大型儲罐基礎地基處理與工程實例［M］.北京:中國標準出版社，2009.

［2］GB 50473-2008，鋼制儲罐地基基礎設計規范［S］.

［3］鄧學晶，夏 琰.大型儲油罐地基變形與基礎環梁拉力計算與分析［J］.工業建筑，2010(40):732-735.

［4］馮辛能.大型儲油罐環梁基礎的內力分析［J］.土木工程學報，1986，19(2):47-56.