20 000 kN混凝土设备基础施工技术

□□ 刘保忠 (山西省物流技术学校，山西 太原 030031)

引言

某工程20 000 kN设备基础位于桥梁结构实验室北区，是国家重点实验室。用作多通道加载试验系统、钢结构及支座检测系统、压剪加载试验系统及支座检测系统，与实验室内反力墙反力支座配套。设备基础长为10.855 m、宽为13.12 m、高为3 m，基础内部有预埋件、定位支架及大型设备钢梁质量达200 t。因钢梁较多，面积大，钢架还有密闭舱，设备顶面满铺一层钢板，无法对设备内部进行振捣，难以保证浇筑密实，与以往的大体积混凝土施工相比浇筑困难，施工复杂，交叉面较多，且定位支架的埋件不能产生位移，混凝土必须密实，质量要求很高。

1 工艺流程及操作要点

1.1 工艺流程

该工程基础施工工艺流程如图1所示。

图1 施工工艺流程

1.2 施工要点

1.2.1 基础埋板定位

基础埋板先用全站仪放线确定埋板位置，控制埋板中心距及左右位置，先放X方向一排埋板位置，再用经纬仪符复核，X方向定位好后，放置Y方向埋板，复测。垫层混凝土施工前校正一次埋板位置。

1.2.2 大型设备钢架钢梁拼装

先用全站仪放线确定埋板位置浇筑垫层混凝土，绑扎底层钢筋，吊运钢架进行焊接固定。放置钢梁，采用C32钢筋完成中间层绑扎，放置顶层钢盖板封板，采用C16钢筋完成顶层钢筋绑扎。

1.2.3 混凝土浇筑顺序

混凝土浇筑顺序按X向(南北向)钢梁应自北向南逐步推移，Y向(东西向)钢梁应自中部向两侧逐步推移，分次浇筑高度≯1 m，每层厚度不宜>300 mm，混凝土从底层开始浇筑，完成一定距离后回来浇筑第2层，如此依次向前浇筑混凝土以上各分层。

20 000 kN设备基础厚度为3 m，分4次浇筑。第1次浇筑底层高度为700 mm，待第1次浇筑的混凝土初凝后开始浇筑第2次混凝土。第2次浇筑高度为700 mm浇筑至钢梁底板下，第3次浇筑高度为700 mm浇筑至钢梁侧壁圆孔下，第4次浇筑高度为900 mm浇筑至与钢梁顶面钢板齐平。

1.2.4 混凝土施工工艺

由于20 000 kN设备基础内设备钢梁较多，面积较大，靠振捣很难保证质量，高流态混凝土流动性大，故选用高流态混凝土进行浇筑。浇筑过程中，按高度分次进行浇筑，钢梁位置集中在-1.4 m左右，第1次和第2次分次浇筑不受钢梁影响，直接分层。混凝土初凝后在第2次浇筑前，对混凝土表面浮浆、松动的石子及软弱混凝土层进行清除，用清水冲洗混凝土表面并充分湿润，但不得有积水。

第3次浇筑前预先选择密闭舱室的开孔位置，整个密闭舱室主要包括X向定位钢架各加强筋板间，Y向定位钢架的中间舱室全长范围内，Y向定位钢架的两侧舱室立柱范围内。浇筑孔位置选择在X向定位钢架3个箱室之间，Y向定位钢架的中间箱室内，每个箱室上沿纵向均匀分布3个孔。遇到设备钢梁、密闭舱室为保证混凝土浇筑密实，凡密闭舱室上必须打排气孔(直径为10 mm左右)，此外还得在钢梁顶面开数个直径为180 mm的圆形浇筑孔，并制作Φ650 mm的圆形喇叭料斗，如图2所示，从上向下浇筑。由于设备浇筑面浇筑高度不同，对浇筑低的混凝土面在浇筑孔上焊接直径为100 mm、高为200 mm的圆形钢管，起到浇筑及观测的作用。钢梁南边方形凹槽制作钢盖板进行封堵，防止混凝土灌入槽内。

图2 喇叭斗制作图

第4次浇筑900 mm的混凝土时，浇筑高度要超出钢梁面5～10 mm，防止混凝土收缩。在初凝前，用木抹子拍压三遍，整平压光。

混凝土浇筑过程中，为加大混凝土引流速度，可以辅助振捣。振捣应快插慢拔，遇到钢梁时，在钢梁侧壁用钢筋进行敲打，并对钢梁凹槽开排气孔，进行排气。

2 实施效果及施工特点

设备基础混凝土浇筑施工过程中，采取了各项技术措施，使混凝土结构平整度、外观尺寸、设备埋件偏差均符合设计及规范要求，观感及使用效果良好，质量控制效果良好。同时还缩短了工期，降低了成本并获得参建各方及同行业单位一致认可。

该工程施工特点如下：

(1)解决了基础内部设备较多，无法浇筑振捣密实的问题。

(2)合理利用定位开孔技术及定制喇叭斗，降低了建设成本。

(3)采用CAD技术定制加工浇筑喇叭斗，设计科学、施工简单。

(4)利用自流平混凝土浇筑，简单科学，效果良好。

3 结语

设备基础混凝土浇筑采用自流平混凝土，在钢梁密闭舱开浇筑孔，并定制喇叭形料斗进行施工，此施工技术不但技术先进，设计科学，操作简单。最主要的是在不降低设计标准的前提下，充分利用已有资源，最大限度地降低工程成本，保证了施工质量，避免了因空鼓浇筑不密实等质量问题造成的返工，该方法具有良好的经济和社会效益，在类似的工程中具有很好的推广前景。