提高设备混凝土支座预埋板施工精度的措施

杜建能

（航天长征化学工程股份有限公司，北京101111）

1 背景描述

石油化工行业的生产厂房中，工业设备多、重量大、安装精度高，对土建施工的水平度控制一直是行业的难点所在。通过对以往的经验总结分析，也发现设备支座施工过程中存在同样的问题，主要为：支座安装精度要求高、水平定位及标高控制难度大；混凝土支座预埋板体量大，普通方式无法满足定位精度要求；混凝土支座梁钢筋较密，人工操作极为不便；混凝土振捣易造成预埋板的位移。设备支座生根于预埋板上，因此，能否做好支座预埋板安装，以及浇筑过程中的水平定位和标高控制，直接影响设备安装效果乃至后期设备运行期间的安全稳定。这就要求在设备支座施工的时候，必须采取一定的措施，来满足设备支座的更高精度。

以某超大型工艺炉设备为例，该工艺炉是某化工厂“煤制化肥”生产技术的核心，对安装精度有着极高的要求。目前的大炉型操作重量超过400t，共有4个支座，每个支座承受荷载达百吨以上。支座下设有支座钢梁，采用“八”字型布置，钢梁与下部混凝土承重梁通过4块预埋钢板焊接在一起（见图1）。所以，该工艺炉设备支座的安装精度，完全取决于混凝土梁中预埋钢板的施工质量。

图1 工艺炉设备支撑平面图

2 现存问题

根据该工艺炉设备自身安装的条件，水平允许偏差为3mm；根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015表8.3.2，混凝土现浇结构表面平整度允许偏差为8mm。两者有着不同的施工精度要求，在混凝土施工满足精度要求的情况下，其精度并不满足设备支座的安装精度。除了支座预埋钢板自身的施工精度需要严格控制外，四块支座预埋钢板之间的相互偏差，也是质量控制的重点和难点。

原有该工艺炉支座梁的做法为（从下到上）：

⑴一次浇筑支座混凝土梁；⑵找平钢板2；⑶主钢梁垫板钢板1；⑷支座主钢梁；⑸工艺炉支腿；详见图2。

图2 原设备支座剖面图

具体操作为：将用作找平的钢板2锚固于支座混凝土梁，然后将钢板2、钢板1、支座主钢梁之间相互焊接，最后吊装工艺炉时，将工艺炉支腿用螺栓锚固于支座主钢梁上。

在工艺炉支座原做法中，找平钢板2是作为预埋件直接埋在混凝土梁中的。这种做法，需将预埋件预先精确定位、找平，然后将预埋件固定在混凝土梁纵筋或模板上，最后浇筑混凝土，一次成型。在浇筑过程中，由于振捣、模板变形等不可控的种种原因，往往会导致埋件发生位移，即使预先定位准确，也不能保证预埋件成型后的精度偏差，施工质量极难控制。一旦不满足设备安装要求，只能通过垫板或削平打磨等后期措施补救，不但费工费料，还留下隐患。

3 改进措施

经过改进，工艺炉支座找平钢板2不再直接埋在混凝土梁中，而是采用了一种“调平装置”，在混凝土梁预先预埋螺栓，通过调平装置调平支座钢板，最后二次灌浆方式固定，改进后做法见图3。

图3 改进后的设备支座剖面图

这种“调平装置”可以通过人工调平，改善找平钢板的水平精度，使之满足工艺炉的安装精度要求，弥补了常规施工误差过大的不足。下面结合图4，对改进后的设计及施工方案进行详细说明，以便使用者清楚了解本改进。

图4 “调平装置”详图

（1）严格按照工艺炉设备支座平面图，精确定位，在混凝土支座梁上预埋U型螺栓φ30，要求U型螺栓头部丝长约200mm，并露出混凝土梁一次浇筑表面160mm。预埋U型螺栓时，仅旋入一次浇筑面定位螺母（暂不安装调平螺母，调平螺母待后期使用）。一次浇筑面定位螺母定位后，应与U型螺栓点焊防止松动跑偏。此外，混凝土梁一次浇筑面低于钢板2表面80mm（留出找平富裕空间），外露螺栓160mm长度部分（一次浇筑面定位螺母以上）应在一次浇筑前外涂一层黄油，并裹布包严，防止螺栓在浇筑混凝土过程中粘黏混凝土，导致丝扣污染受损。浇筑完毕后，养护混凝土，保护好外漏螺栓。

（2）待一次浇筑混凝土梁强度达到要求，清理一次浇筑表面，除去外漏U型螺栓裹布，旋入调平螺母（每块钢板2四角各一个调平螺母，共4个）到设计高度，调平，采用水准仪、水准尺等工具测量标高和水平度，使之满足设计要求。应注意此处调平螺母是作为钢板2的支托使用，所以，调平螺母的定位应留出上部钢板2的厚度，并最终以钢板2的实际顶标高为验收标准。

（3）将钢板2套入预埋的U型螺栓，应轻拿轻放，不可使用蛮力贯入。因为此时下部作为支托的定位螺母已经调平，如果大力贯入，将会破坏定位螺母的位置，失去定位作用。钢板2套入后，应重新测量校核钢板2的标高及水准度，使满足设计要求。如果偏差较大，重新调整调平螺母，直到钢板2的顶标高和水平度满足设计要求。

（4）将钢板2与U型螺栓采用穿孔塞焊的方式永久固定（注意钢板2应在U型螺栓相应的位置预先开设φ42锥形螺栓孔，以便塞焊）。

（5）最后二次灌浆80mm厚，从钢板2顶部预先开设的灌浆孔及其侧面将钢板2与一次浇筑层之间的空隙填实，必要时可开气孔，保证灌浆密实，排空气泡。

（6）钢板2以上的钢板1及支座主钢梁可采用常规做法，定位准确后，四周围焊固定。

4 创新应用

对于一些中小型的设备基础，如泵设备等，可对前述工艺炉支座锚板的调平方法做简单的修改，即可达到预期效果。其原理和操作方法基本相同，不再重复描述。详见下图5。

图5 泵设备支座钢板调平做法示意图

5 结语

⑴本改进措施主要解决了预埋板难以保证施工精度的问题，降低施工误差，且操作简单易行，几乎无造价成本的提高。

⑵对于二次灌浆层厚度的问题，由于本文所举案例埋板体量较大，精度要求严格，必须留有足够的调平空间，所以，预留的灌浆层厚度较厚。对于其他一些体量较小的设备支座埋板，可适当减小二次灌浆层厚度。此外，若灌浆层厚度较厚的话，容易开裂，不利于灌浆质量的保证。

⑶在已经完成的项目中，工艺炉支座“调平装置”已经应用于实际，效果较好。本改进将继续总结经验，不断发展、创新，使改进成果更加完善，以利广泛应用。