大型儲(chǔ)罐鋼筋混凝土環(huán)形基礎(chǔ)的施工技術(shù)

金騰 金肇經(jīng) 黃志洪

摘要：簡(jiǎn)述某大型儲(chǔ)罐工程概況和存在的問(wèn)題，闡述了大型儲(chǔ)罐環(huán)形基礎(chǔ)工程在施工前的準(zhǔn)備工作、測(cè)量放線、鋼筋施工、弧形模具的制作、模具模板安裝、預(yù)埋件施工、混凝土施工等方面的施工技術(shù)以及質(zhì)量控制措施。

關(guān)鍵詞：大型儲(chǔ)罐；鋼筋混凝土；環(huán)形基礎(chǔ)；施工技術(shù)

0? ?引言

大型儲(chǔ)罐的規(guī)模較大，對(duì)基礎(chǔ)的承載力、穩(wěn)定性有嚴(yán)格要求。大型儲(chǔ)罐多為圓形結(jié)構(gòu)，對(duì)其環(huán)形基礎(chǔ)的精度要求更加嚴(yán)格。影響大型儲(chǔ)罐環(huán)形基礎(chǔ)施工質(zhì)量的因素較多，需要結(jié)合施工過(guò)程中的具體情況，做好測(cè)量放線和全過(guò)程質(zhì)量控制，方可保證施工質(zhì)量。開展大型儲(chǔ)罐鋼筋混凝土環(huán)形基礎(chǔ)施工的分析研究，具有非常重要的意義。

1? ?工程概況

某大型儲(chǔ)罐工程設(shè)計(jì)建設(shè)6個(gè)大型罐體，其中包括4個(gè)直徑為30m、總?cè)莘e為1500m3的罐體，分別是污水均質(zhì)調(diào)節(jié)罐T-7101、調(diào)節(jié)罐T-7102、事故水罐T-7103、循環(huán)水排污調(diào)節(jié)罐T-7104。此外，還包括2個(gè)直徑為13.2m罐體，分別是氣化廢水調(diào)節(jié)罐T-7105、廢堿污水調(diào)節(jié)罐T-7106。

2? ?存在的問(wèn)題

在上述6個(gè)罐體基礎(chǔ)施工過(guò)程中，若將基礎(chǔ)鋼筋直接綁扎在罐體的圓形墊層上，控制鋼筋間距的難度較大，一次性成型率較低，會(huì)造成鋼筋變形，混凝土保護(hù)層厚度也難以保證。

環(huán)形模板加固點(diǎn)的數(shù)量較多，控制模板變形的難度較大，成型后截面可能會(huì)出現(xiàn)失圓現(xiàn)象，從而影響到整體施工質(zhì)量。

鋼筋混凝土環(huán)形基礎(chǔ)與直線基礎(chǔ)相比，其施工質(zhì)量控制難度較大。若采取傳統(tǒng)的鋼尺測(cè)量方法，會(huì)受到地面凹凸、自然條件的較大影響，因此測(cè)量誤差較大。

3? ?環(huán)形基礎(chǔ)施工技術(shù)

為解決上述問(wèn)題，在施工過(guò)程中，采取施工前測(cè)量、嚴(yán)格按照測(cè)量結(jié)果布設(shè)鋼筋、制作弧形模具和模板等多項(xiàng)措施，有效保證了施工質(zhì)量。

3.1? ?施工前準(zhǔn)備工作

在鋼筋混凝土環(huán)形基礎(chǔ)開始施工之前，主要做好以下4個(gè)方面的準(zhǔn)備工作：

第一，施工人員必須熟悉設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，編制出適應(yīng)施工要求的施工方案。

第二，需要對(duì)參與施工的所有人員進(jìn)行施工技術(shù)、質(zhì)量控制以及安全方案等方面的培訓(xùn)和交底，保證各項(xiàng)制度和措施得以有效執(zhí)行。

第三，對(duì)施工中需要使用的所有機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全方位檢查保養(yǎng)，確保其處于良好狀態(tài)。

第四，制定出混凝土供應(yīng)調(diào)配方案，保證混凝土供應(yīng)的連續(xù)性。

3.2? ?測(cè)量放線

針對(duì)鋼筋混凝土環(huán)形基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制難度較大問(wèn)題，本工程采用全站儀進(jìn)行精確測(cè)量和放線定位。具體測(cè)量方法如下：先將全站儀布設(shè)在環(huán)梁圓心位置，再?gòu)沫h(huán)形基礎(chǔ)圓周的任意點(diǎn)開始測(cè)量，以均勻的弧長(zhǎng)順時(shí)針測(cè)量，在環(huán)形基礎(chǔ)圓周施劃出若干個(gè)線點(diǎn)。為了便于操作，將全站儀測(cè)量起始位的水平角度設(shè)置為零，然后用相同的度數(shù)進(jìn)行測(cè)量放線。

3.3? ?鋼筋施工

3.3.1? ?準(zhǔn)備鋼筋

本工程選用了HPB235級(jí)鋼筋，該型號(hào)鋼筋具有高強(qiáng)度和耐腐蝕性，能夠適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境條件。在加工鋼筋之前，運(yùn)用臭氧檢驗(yàn)方法全面檢測(cè)和評(píng)估鋼筋的性能和質(zhì)量，保證所用鋼筋滿足設(shè)計(jì)要求。鋼筋的抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度之比不得低于1.25，而屈服強(qiáng)度與強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值之比不超過(guò)1.3[1]。

制作鋼筋零件時(shí)注重其端部處理。鋼筋零件端部大都需要制成180°彎鉤，彎鉤的內(nèi)直徑不得小于鋼筋直徑的2.5倍，彎鉤的平直部分不能小于鋼筋直徑的3倍。鋼筋加工完畢后，必須加強(qiáng)保護(hù)，分類堆放，防止鋼筋受潮、腐蝕。

3.3.2? ?鋼筋綁扎和焊接

該環(huán)形基礎(chǔ)鋼筋施工規(guī)模大、鋼筋結(jié)構(gòu)復(fù)雜、鋼筋用量多、焊接工作量大。鋼筋綁扎和焊接是一項(xiàng)技術(shù)性工作，需要施工人員具備熟練的技術(shù)和豐富的經(jīng)驗(yàn)。為了有效減少焊接工作量、提高施工效率、縮短施工時(shí)間，采取整圈鋼筋分段施工方法、采用閃光焊機(jī)進(jìn)行焊接。

每段鋼筋都需要先焊接定位并綁扎牢固后，再進(jìn)行鋼筋直徑的對(duì)接焊，最后使用氬弧焊機(jī)，將所有鋼筋焊接成一個(gè)整體。鋼筋的每個(gè)接頭都采取單面搭接焊，焊縫長(zhǎng)度不小于12倍鋼筋直徑。此外，為了提高焊接效率和質(zhì)量，制作搭接用鋼筋時(shí)，需要提前將其彎折成15°。

應(yīng)嚴(yán)格按照測(cè)量放線的位置布設(shè)鋼筋，保證每根鋼筋的位置準(zhǔn)確，確保鋼筋籠的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性。在鋼筋焊接完成之后，所有的接頭都需要使用超聲波探傷儀進(jìn)行檢測(cè)，以保證鋼筋的焊接強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。在檢測(cè)結(jié)果合格，才能進(jìn)行下一道工序的施工。實(shí)施上述嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髁鞒?，可在最大程度上保證大型儲(chǔ)罐環(huán)形基礎(chǔ)所用鋼筋籠的施工質(zhì)量。

3.4? ?弧形模具制作

該環(huán)形基礎(chǔ)鋼筋模板規(guī)模大，模板加固點(diǎn)多，模板變形控制難度大，模板成型后截面失圓嚴(yán)重，這就需要制作弧形模具，用于澆筑混凝土所用鋼模板的定位。為適應(yīng)施工需要，將內(nèi)、外弧形模具的弧長(zhǎng)設(shè)為5.7m、弦長(zhǎng)設(shè)為6m。內(nèi)、外弧形模具各準(zhǔn)備3套，每套內(nèi)模具為32段，每套外模具為33段。

每段內(nèi)、外模具采用直徑為25mm鋼筋制作成長(zhǎng)度為5.7m的圓弧形，采用直徑為48mm的鋼管制作架桿。圓弧形鋼筋與架桿之間，通過(guò)直徑為14mm、間距為120mm的圓鋼焊接成一體。

3.5? ?模具模板安裝

3.5.1? ?模具安裝

環(huán)形基礎(chǔ)鋼筋綁扎完成之后，按照測(cè)量放線的結(jié)果，用規(guī)格為900mm×200mm以及900mm×100mm的鋼模板進(jìn)行安裝試驗(yàn)，使用內(nèi)、外弧形模具找準(zhǔn)內(nèi)、外鋼模板位置。每隔2.5m布設(shè)一道豎桿并與內(nèi)、外模具連接，起到加固模具的作用。

內(nèi)、外弧形模具上部安裝橫桿，使用扣件與豎桿緊固連接。內(nèi)、外弧形模具的外側(cè)使用橫桿、斜撐和地錨支搭牢固，每段內(nèi)、外弧形模具使用對(duì)拉器進(jìn)行固定。

由于大型儲(chǔ)罐的規(guī)模比較大，在混凝土澆筑時(shí)存在較大的側(cè)向壓力，為避免在混凝土澆筑時(shí)擠壓模板，模板之間的縫隙處每隔40cm交錯(cuò)使用對(duì)拉卡具予以固定，以保證內(nèi)、外模板連接成一個(gè)整體。

3.5.2? ?模板安裝

在進(jìn)行內(nèi)、外模板安裝時(shí)，要采用直徑不小于14mm的穿墻螺栓進(jìn)行對(duì)其進(jìn)行支撐，以免在混凝土澆筑時(shí)，因側(cè)向壓力過(guò)大導(dǎo)致模板發(fā)生變形。每根穿墻螺栓都要自帶止水片，以提升防滲效果。

為更好地保障內(nèi)、外模板的穩(wěn)定性，控制好模板間距，避免模板發(fā)生變形，需要在穿墻螺栓上焊接支撐鋼筋，并在適當(dāng)位置預(yù)埋尺寸為50mm×50mm×18mm的木塊。待混凝土凝固后，去除預(yù)埋木塊，沿著混凝土面切斷穿墻螺栓，以免鋼筋生銹影響環(huán)形基礎(chǔ)鋼筋混凝土施工質(zhì)量。

3.6? ?預(yù)埋件施工

為滿足后期使用需求，基礎(chǔ)環(huán)梁眼周圍需要均勻布設(shè)24根落水管以及電氣儀表安裝孔。在鋼筋施工完成之后、模板施工之前，需要按照總體設(shè)計(jì)圖紙做好孔道預(yù)留[2]。

為保證預(yù)留孔道的精度，預(yù)留位置可轉(zhuǎn)化為角度，即將全站儀布設(shè)在環(huán)梁圓心之上，按照各自的角度進(jìn)行放樣，定好位置，做好標(biāo)記，以便在混凝土施工中做好預(yù)留控制。

3.7? ?混凝土施工

3.7.1? ?確定配合比

混凝土施工是大型儲(chǔ)罐鋼筋混凝土環(huán)形基礎(chǔ)施工的核心工序，必須加強(qiáng)控制。本工程采取商品混凝土，一次澆筑成形。為控制裂縫，適當(dāng)減少水泥用量，降低水灰比，通過(guò)多次試驗(yàn)確定混凝土配合比。

混凝土采取集中拌合法，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制混凝土配合比以及原材料的添加量，尤其是水泥進(jìn)入攪拌缸之前，需要先加入部分拌和料，并派遣專職人員對(duì)粗細(xì)骨料的級(jí)配、含泥量等進(jìn)行檢查，以保證配制的混凝土符合要求。配制好的混凝土，可通過(guò)混凝土罐車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行澆筑。

3.7.2? ?混凝土澆筑

本工程混凝土澆筑中，需先在底部澆筑一層無(wú)石水泥砂漿，再澆筑混凝土，將坍落度控制在20～30cm之間。為保證混凝土澆筑的連續(xù)性，要求混凝土生產(chǎn)廠使用4臺(tái)500型攪拌機(jī)聯(lián)合攪拌。

按照環(huán)梁圓周四等分進(jìn)行順時(shí)針澆筑，分層澆筑，每層澆筑厚度控制在20cm左右。下層混凝土完成初凝之前及時(shí)開展上層混凝土澆筑，并進(jìn)行充分振搗。本工程環(huán)梁規(guī)模比較大，為保證混凝土施工質(zhì)量，需嚴(yán)格把控好混凝土的初凝時(shí)間和澆筑速度，混凝土澆筑要連續(xù)進(jìn)行。

3.7.3? ? 混凝土振搗

當(dāng)混凝土入模后，要及時(shí)使用插入式振搗器進(jìn)行充分振搗，以保證混凝土的密實(shí)性。振搗時(shí)要嚴(yán)格遵循“快插慢拔”的原則，振搗點(diǎn)位要均勻密集，不能漏掉任何一個(gè)振搗點(diǎn)，插入式振搗器的移動(dòng)間距不能超過(guò)振搗半徑的1.5倍。

振搗棒要至少插入下層混凝土10cm進(jìn)行充分振搗，以消除上、下兩層混凝土的接縫。振搗完成之后，要及時(shí)用木抹子按環(huán)梁設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行壓實(shí)和抹平操作，嚴(yán)禁表面存在松散混凝土[3]。

3.7.4? ?混凝土養(yǎng)護(hù)

當(dāng)混凝土澆筑和振搗完成12h之內(nèi)，需要用土工布全面覆蓋，并定期灑水潤(rùn)濕，為混凝土的固化成型提供溫濕環(huán)境，以免發(fā)現(xiàn)溫度裂縫。

要根據(jù)混凝土內(nèi)外溫差和氣候條件合理調(diào)整灑水量，混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不低于7天?；炷翉?qiáng)度達(dá)標(biāo)后，要及時(shí)拆除模板。先拆除后澆帶位置的模板，同時(shí)清除后澆帶中的雜物，并進(jìn)行鑿毛處理。鑿毛處理后，先用高壓風(fēng)機(jī)吹掃，再用水沖洗干凈。

4? ?質(zhì)量控制措施

大型儲(chǔ)罐基礎(chǔ)鋼筋混凝土環(huán)梁施工具有挑戰(zhàn)性特點(diǎn)，為了盡可能提高施工質(zhì)量，應(yīng)從6個(gè)方面進(jìn)行控制，如下所述。

第一，為了精確地進(jìn)行鋼筋的安裝，必須在施工墊層之上，通過(guò)彈線的方式預(yù)先確定鋼筋的外皮線和環(huán)梁身線。這一步驟可以為后續(xù)的鋼筋安裝步驟提供準(zhǔn)確的參照標(biāo)準(zhǔn)，便于操作人員進(jìn)行精準(zhǔn)施工。

第二，在模板的制作階段，施工團(tuán)隊(duì)需要進(jìn)行充分的技術(shù)交流，嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)圖紙的要求和標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確地確定每個(gè)模板段的長(zhǎng)度，并清晰地進(jìn)行標(biāo)注。同時(shí)，還需要對(duì)模板制作過(guò)程中可能出現(xiàn)的形變進(jìn)行嚴(yán)格的控制，定期檢查模板的圓周閉合狀況，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要立即進(jìn)行調(diào)整和修正。

第三，對(duì)混凝土澆筑過(guò)程中可能產(chǎn)生的水化熱裂縫問(wèn)題進(jìn)行有效控制。在混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)盡可能地采取分段施工的方式，每個(gè)施工段都需要進(jìn)行分層澆筑，并進(jìn)行連續(xù)澆筑。在此過(guò)程中，要嚴(yán)格控制環(huán)梁頂部標(biāo)高，確保混凝土一次性澆筑成型。

第四，鑒于環(huán)形基礎(chǔ)鋼筋混凝土施工過(guò)程中需要使用大量混凝土，為了避免因溫度變化而產(chǎn)生的裂縫問(wèn)題，應(yīng)選擇水化熱較低的水泥。同時(shí)，粗細(xì)骨料的粒徑級(jí)配要良好，并需要嚴(yán)格控制砂石的含泥量。在滿足混凝土強(qiáng)度和其他性能標(biāo)準(zhǔn)前提下，可以適當(dāng)降低水泥的使用量，減少水化熱對(duì)環(huán)形基礎(chǔ)鋼筋混凝土施工的不良影響。

第五，需要制定出科學(xué)合理的施工進(jìn)度計(jì)劃。應(yīng)選擇早晨或晚上進(jìn)行混凝土澆筑，盡可能避開中午高溫時(shí)段，以減小環(huán)境溫度對(duì)環(huán)形基礎(chǔ)鋼筋混凝土施工的影響。

第六，模板需要通過(guò)對(duì)拉螺栓進(jìn)行加固，確保模板拼縫的緊密度，避免出現(xiàn)漿液滲漏的問(wèn)題。

5? ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合某大型儲(chǔ)罐鋼筋混凝土環(huán)形基礎(chǔ)工程實(shí)例，分析了該工程的難點(diǎn)，研究了具體的施工技術(shù)，提出了質(zhì)量控制措施，保證了施工進(jìn)度和施工質(zhì)量，為某大型儲(chǔ)罐工程的后續(xù)施工打下了良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊衛(wèi)凱，張維秀.大型重油儲(chǔ)罐環(huán)墻基礎(chǔ)設(shè)計(jì)[J].石油化工

設(shè)計(jì)，2019，36（1）：9～11.

[2] 高宇龍，郝進(jìn)鋒，孫建剛，等.滾動(dòng)環(huán)梁與滑移墊層并聯(lián)隔

震的立式儲(chǔ)罐振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2019（4）：

142-150.

[3] 王治理.石油化工鋼儲(chǔ)罐基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)石油和化工

標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，498（16）：215-216.