火電廠鍋爐房箱型基礎與筏板基礎的區別及施工要點

摘 要：箱型基礎具有優良的結構特征，較大的承載能力，適合作為各種地質條件復雜、上部荷載大、結構復雜的建筑物基礎。文章結合某1000MW火電機組鍋爐箱型基礎施工，介紹了箱型基礎與筏板基礎的不同之處和箱型基礎施工要點。

關鍵詞：火電廠；箱型基礎；筏板基礎；區別；施工要點

1 箱型基礎與筏板基礎的區別

鍋爐基礎選型直接關系到工程造價、施工難度和工期，因此應認真研究場地巖土性質和上部結構特點，通過綜合技術經濟比較確定。基礎選型應因地制宜，除基礎應滿足現行規范允許的沉降量和沉降差的限值外，整體結構應符合規范對強度、剛度和延性的要求，選用箱型基礎或筏板基礎都不是絕對的，安全可靠、經濟合理才是基礎選型的標準。

1.1 定義及適用范圍的區別

將建筑物基礎做成整塊鋼筋混凝土基礎，成為滿堂基礎。按構造分為伐形基礎和箱形基礎兩種。

筏板基礎是將部分或整個建筑范圍的基礎連在一起，其形式猶如倒置的樓板，又似筏子，故稱為筏板基礎，適用于地質條件差、上部荷載大的建筑物，基礎埋深較淺。筏板基礎根據是否有梁可分為平板式和梁板式兩種。火電廠鍋爐基礎基本都是平板式筏板基礎，采用預制砼管樁進行地基處理。

箱型基礎是由鋼筋混凝土的底板、頂板、外墻和內隔墻組成的有一定高度的整體空間結構，適用于軟弱地基上的高層、重型或對不均勻沉降有嚴格要求的建筑物，埋深大?？稍谔烊坏鼗现苯邮┕?。

1.2 承載力

與筏形基礎相比，箱型基礎有更大的抗彎剛度，與建筑物上部結構相連，加強了建筑物的整體剛度，調整和均衡傳遞給地基的上部結構荷載，減少荷載差異和地基不均勻造成的建筑物不均勻沉降。該類基礎一般埋深較大，可提高地基的承載力，增大基礎抗水平滑動的穩定性，并可利用地基補償作用減小基底附加應力，基礎上回填土少，從而使開挖卸去的部分土重抵償了上部結構傳來的荷載。從而基本上消除了因地基變形而使建筑物開裂的可能性。因此，與一般實體基礎相比，它能顯著減小基底壓力，降低基礎沉降量。此外，還有較好的抗震性能。

1.3 工程量及工程造價的區別

根據工程實例進行比較，泰州某1000MW機組火電廠鍋爐基礎采用筏板基礎形式，連云港同類型某機組采用箱型基礎形式。筏板基礎工程量：鋼筋990t，C30砼7700m3，模板700m2，土方開挖量16000m3；箱型基礎工程量：鋼筋1652t，C50砼5858m3，模板7800m2，土方開挖量23000m3，頂板支撐型鋼49t，壓型鋼板1200m2。通過計算比較來看箱型基礎造價還要略高280萬左右，在兩種基礎形式都適用的地質條件下選用筏板基礎的造價略低。以上結論只是對兩個工程的簡單對比，具體項目要根據基礎埋深、上部荷載、地質條件等因素綜合評價。

1.4 施工難度、工期的區別

從工程量的比較可以看出箱型基礎模板量、鋼筋量比筏板基礎大得多，砼量雖然略小，但要分底板、板墻、頂板三次澆筑，難度大。箱型基礎板墻將基礎分隔成若干4～5m邊長的格子，板墻厚度一般在400mm～700mm之間，底板、頂板厚度一般在500mm～700mm之間。格子空間小、底板與板墻連接部位加掖角、底板板墻頂板厚度小、鋼筋密，鋼筋、模板包括砼施工難度大、效率低。筏板基礎相對簡單很多，底板鋼筋綁扎空間大，只需安裝外墻模板，砼一次澆筑成型。另外箱型基礎還比筏板基礎多出兩道工序，即頂板的支撐鋼梁安裝和壓型鋼板鋪設。筏板基礎施工周期一般在20天～1個月之內，而箱型基礎施工周期要達到2個月～3個月左右。

1.5 施工方案的區別

筏板基礎施工工序：墊層澆筑——鋼筋綁扎——外墻模板安裝——筏板砼澆筑——短柱鋼筋模板砼施工——模板拆除——回填土。

箱型基礎施工工序：墊層澆筑——底板鋼筋綁扎——底板模板安裝——底板砼澆筑——底板拆?！┕たp處理、板墻腳手架搭設——板墻鋼筋綁扎——板墻模板安裝——板墻砼澆筑——板墻模板、腳手架拆除、格子內對拉螺栓孔修補、清理干凈——頂板支撐鋼梁安裝——壓型鋼板鋪設——頂板鋼筋綁扎——頂板外模安裝——頂板砼澆筑——頂板短柱、支墩施工——模板拆除——回填土。

相對于筏板基礎箱型基礎施工工序多，比較復雜。

2 箱型基礎的施工要點

如連云港某1000MW機組鍋爐房箱型基礎的施工，基礎邊長：43.4m*41.5m，高度6.5m，C50抗滲抗凍砼，天然地基。鍋爐為塔式鍋爐。

2.1 土方開挖及墊層施工要點

箱型基礎多坐落在天然地基上，基坑被水浸泡、機械擾動、松散浮土、爛泥清理不干凈會嚴重影響地基承載力。因此土方開挖、清基、基坑排水、驗槽工作極其重要。（1）基坑開挖時，若地下水位較高，應采取明溝排水、人工降水等措施，使地下水位降至基坑底下不少于500mm，保證基坑在無水情況下進行開挖和基礎結構施工；（2）箱型基礎板墻較高，要留出足夠的工作面搭設外排架和開挖排水溝，一般為1.5m～2m。排水溝離基礎太近會將地基泡軟；（3）開挖基坑應注意保持基坑底土的原狀結構，盡量不要擾動。當采用機械開挖基坑時，在基坑底面設計標高以上保留200～400mm厚的土層，采用人工挖除并清理平整。如不能立即進行下道工序施工，應預留100～200mm厚土層，在下道工序施工前挖除，以防止地基土被擾動；（4）天然地基必須進行承載力靜載試驗；（5）驗槽時勘察設計人員必須參加，確認土質是否和地勘報告相符；（6）在基坑驗槽后，應立即澆筑墊層。墊層表面要進行二次壓光，表面光滑可減少與底板之間的摩擦力，從而減小對底板變形的約束力，控制溫度裂縫的出現。

2.2 鋼筋施工要點

鋼筋加工前仔細研究圖紙，確定鋼筋綁扎順序，對于無法施工或難度大的部位提前提出解決方案，通過與設計院聯系或在圖紙會審時優化鋼筋設計方案。要注意以下幾點：

2.2.1 板墻的箍筋

板墻箍筋設計為封閉箍筋形式，如圖1。底板鋼筋綁扎前要將所有箍筋綁扎固定好，底板和板墻主筋只能從一側逐根穿入，難度大、速度慢，而且箍筋密，直螺紋接頭擰緊施工操作空間狹小，難以保證連接質量。解決方案：可將封閉箍筋改為開口箍筋，將箍筋分為上下兩部分，采用搭接方式連接。要保證滿足抗震錨固長度的要求和接頭百分率≥50%的要求。綁扎鋼筋順序：下半部開口箍——板墻下部主筋——底板、板墻澆筑后綁扎板墻上部主筋——上半部開口箍安裝。鋼筋依次綁扎，施工難度低、速度快、保證了直螺紋連接施工質量。

2.2.2 頂板、頂板鋼筋

頂板、底板鋼筋設計圖紙見圖2，頂板一個方向有4根主筋，底板一個方向有兩根主筋，另外兩根為加強筋（不沿底板通長布置），鋼筋接頭采用直螺紋連接接頭。這樣一來存在幾個問題：（1）鋼筋端部有錨固彎頭，鋼筋直徑28mm，相互錯開的話至少要120mm，板墻主筋就沒有位置綁扎了；（2）直螺紋接頭施工需要轉動鋼筋擰緊套筒，轉動端部鋼筋時，端部彎頭相互碰撞制約鋼筋轉動，接頭不能被擰緊。解決方案：如圖3所示：（1）將底板加厚增加承載力（由500mm改為700mm），取消加強筋，同一方向變為兩根主筋；（2）由于頂板受力大，鋼筋都是通長布置的，不能減少鋼筋。采用頂板邊沿懸挑300mm，增加了水平筋的錨固長度，所以下部鋼筋彎頭可以取消。解決了彎頭錯位和鋼筋轉動問題。以上兩個問題要提前考慮，在鋼筋綁扎時再發現問題將會造成已加工鋼筋的浪費或重新處理，增加成本、影響工期。

圖2 頂板、底板變更前鋼筋圖 圖3 頂板、底板變更后鋼筋圖

2.2.3 鋼筋骨架

鋼筋骨架可利用底板最下層和最上層鋼筋，減少措施用筋量，如圖4所示，把最下層鋼筋上調作為骨架下弦。骨架沿底板通長布置，間距2m左右。上下弦之間用短鋼筋支撐保證足夠的剛度，間距1m左右。骨架側面加斜支撐，以增強穩定性。由于利用主筋作為骨架的上下弦，骨架縱向連接要按照主筋連接要求等強連接。安裝骨架時考慮好鋼筋安裝順序，骨架下弦下面的鋼筋要先安裝完，骨架下弦以上的鋼筋不能先安裝。若順序顛倒骨架或主筋都將無法安裝。

圖4 鋼筋骨架圖

2.3 施工縫留置處理要點

箱型基礎砼結構施工分底板、內外墻和頂板三部分進行。板墻應在底板面上部300～500mm范圍內留置施工縫，有掖角的留在其上表面，和頂板間施工縫位置要根據板墻上部主筋位置和頂板支撐鋼梁位置綜合考慮進行定位，一般設在板墻上層主筋及鋼梁下方，不留置垂直施工縫。外墻施工縫中部設鋼板止水帶，內墻的水平施工縫做成平縫即可。在繼續澆筑混凝土前將施工縫表面松散石子和浮漿清理干凈，止水板表面砼漿應在底板澆筑后及時用抹布或鋼絲刷進行清理，干燥后難以清理。施工縫應提前24h澆水濕潤，澆筑混凝土前用砼同配比砂漿接漿20cm左右，防止爛根。

2.4 模板施工要點

箱型基礎模板工程量主要集中在板墻，模板承受砼側壓力，要點是防止脹模和炸模。選擇最不利受力點也就是板墻最厚處設計、驗算模板加固系統。本工程最厚板墻2m，墻高4.75m，對拉螺栓選擇Φ14圓鋼@500，中間加止水環，模板為12mm厚夾層板。模板下部受力最大，最下方兩排對拉螺栓要進行加密，@300mm，下方三排對拉螺栓用雙螺母加強。外墻外側加斜向支撐撐在邊坡上對外模進行加固，靠近模板底部的支撐接近水平，支撐長度超過2m時應在中間加立桿增加其穩定性。內墻組成的格子內將排架四面加短鋼管撐在模板背楞上增加模板抗側壓能力。

2.5 頂板支撐鋼梁施工要點

箱型基礎施工完成后內部是完全封閉的，如果采用腳手架加模板的支撐系統頂板澆筑完成后將無法拆除，采用頂板支撐鋼梁加壓型鋼板系統可以規避這一問題。實際上頂板支撐鋼梁和壓型鋼板系統只是作為頂板的施工措施，頂板砼強度達到設計要求后該系統將不再受力。需要注意：（1）頂板支撐鋼梁和壓型鋼板必須要有設計院正式圖紙，否則結算時是算不到的；（2）施工縫章節也說到了板墻上部施工縫留置要考慮到鋼梁的位置，實際上鋼梁規格不一，梁底有高低。而施工縫要留在同一平面上，要注意在板墻上留好缺口用來安裝鋼梁；（3）鋼梁的規格可根據庫存型鋼進行調整，但需要滿足受力要求和辦理變更手續。必要時可做靜載試驗檢驗抗彎性能。設計會有鋼梁防腐要求，考慮到鋼梁只起到澆筑支撐作用，并非永久受力結構，鋼梁防腐也可以省掉；（4）一定要先安裝鋼梁再綁扎板墻上部主筋，相碰時在鋼梁上開孔穿過鋼筋。

2.6 砼施工要點

2.6.1 砼原材料、配合比

對于厚度超過50cm、長度超過40m的鋼筋混凝土箱型基礎底板施工，由于基礎的體積大，水泥用量多，混凝土澆筑后，由于水化熱積蓄造成內部升溫。在降溫期間，受外部地基的約束作用，會產生較大的溫度收縮應力，有可能導致箱型基礎產生深進或貫穿性裂縫，影響結構基礎的整體性、持久強度和防水性能。因此，在混凝土澆筑前，應對大體積混凝土箱型基礎進行必要的裂縫控制施工計算，估算混凝土澆筑后基礎內部可能出現的最大水化熱絕熱升溫值、降溫差和混凝土溫度收縮應力，以便在施工中采取有效的技術措施。

為減少箱型基礎底板體積變形引起的收縮裂縫，常用措施有： （1）用低水化熱水泥和盡量減少水泥用量；（2）盡量減少用水量，提高混凝土強度；（3）選用熱膨脹系數低的骨料，減小熱變形；（4）預冷原材料；（5）合理分縫、分塊，減輕約束；（6）在混凝土中埋冷卻水管；（7）表面絕熱，調節表面溫度的下降速率等。

箱型基礎面積大、板墻縱橫交錯，澆筑砼時上下層間隔時間相對較長，為了避免出現冷縫，要根據氣溫等條件調整砼初凝時間，一般控制在4～5h左右。

2.6.2 砼澆筑

砼澆筑前要根據砼初凝時間、攪拌樓的距離、澆筑速度計算泵車數量、攪拌運輸車數量，配備好澆筑班組。保證砼能夠供料及時、連續澆筑、不產生冷縫。攪拌樓還需有至少一臺備用懸臂泵，防止機械損壞或堵管等意外情況出現影響砼澆筑質量。

底板沿長方向分2～3個區，由一端向另一端斜向分層澆筑，每層厚25～30cm，分層用插入式振搗器振搗密實，同時應注意各區、組搭接處的振搗，防止漏振，每層應在砼初凝時間內澆筑完成，以保證混凝土的整體性和強度，提高抗裂性。

墻體澆筑是箱型基礎砼澆筑的難點、重點。對于較小的箱型基礎，泵車懸臂可以覆蓋整個基礎時，外墻澆筑可采取分層分段法澆筑，即外墻沿周邊分成若干段，一般分為3～4個小組，繞周長循環轉圈進行，周而復始，直至外墻體澆筑完成。本法減少混凝土澆筑時對模板產生的側壓力，各小組循環遞進，有利于提高功效。當墻體較長，工程量大時上述方法將會產生冷縫，可采取分段分層一次澆筑法，即由3個澆筑小組從一個邊的外墻開始，對應向后延伸澆筑。本法每組有固定的施工段，有利于提高澆筑質量。但混凝土一次澆筑到墻體全高，模板側壓力大，要求模板牢固。

板墻縱橫交錯，從一個邊的外墻下料，砼會流入交錯的板墻。橫向外墻分段分層的同時，縱向板墻又在斜向分層，砼到內墻交叉處時又流入橫向內墻。砼流淌面大，覆蓋及振搗難度大。澆筑是要配備充足的泵車和振搗手，本工程使用了三臺泵車，兩側各一臺懸臂泵，中間一臺地泵。每臺懸臂泵負責4跨，地泵負責2跨。振搗手每班三組，每組15人，劃分固定工作段。

此外由于板墻較高，還要控制好下料速度和振搗時間，安排專人看模。

2.6.3 砼養護

箱型基礎混凝土養護重點在于底板和頂板的養護，底板和頂板面積大，受外部環境影響大。養護不到位表面出現干縮裂縫，嚴重的會出現貫穿裂縫嚴重影響結構受力性能。所以砼養護也是砼施工的重要一環，不能忽視。要注意養護的及時性，不要等到全部澆筑完成再進行養護，已澆好部分具備條件的要及時覆蓋養護材料。氣溫高覆蓋塑料薄膜保濕養護，氣溫低再加蓋養護毛毯。重點檢查砼表面是否有凝結水，如果沒有要根據氣溫情況采取補水和增加覆蓋保溫措施。

3 結束語

筏板基礎與箱型基礎是目前常用于鍋爐基礎的兩種形式。兩者有相似之處，又有區別，所以對兩者的研究十分重要，更重要的是把兩者的不同之處區別開來，才能將其運用到實際工作中去。本文根據工程實例對箱型基礎施工過程中容易出現的問題及需要注意的事項進行了總結，希望能夠給大家提供有價值的參考。

參考文獻

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