基于分层平面图控制法的大型设备基础施工方法的研究

胡 博

(宜兴高等职业技术学校 建工学院,江苏 宜兴 214200)

0 引言

大型设备基础的施工是一项综合性施工技术,包括许多专业工种作业,由于其工程量大,造型复杂,质量和精度要求高,涉及众多复杂的技术问题需要解决。因此,研究和总结设备基础的施工技术,不断改进和完善施工工艺方法,加快施工进度,对提高建筑施工企业的竞争力具有重要的意义。文章通过对本钢氧气厂、本钢板材股份有限公司(焦化厂)8#、9#焦炉煤塔等大型设备基础施工项目的总结,提出了一套对大型设备基础施工项目可借鉴的施工方法。

1 分层平面图的定义

分层平面图控制法就是根据每项工程的特点及施工顺序,把整个基础的施工过程按照混凝土每次所能浇筑的层面,及施工过程中各工种的介入顺序分成若干个相对独立的工作单位,把所涉及的每道主要工序的工作内容以平面图形式体现出来。利用计算机CAD进行二次绘图,形成一套简明独立、各工序之间相互联系的施工平面图。即在挖土平面图、顶板底平面图的两个主要的层面上,绘制成适合各工种施工所要求的平面图来指导整个施工过程。每个平面控制图之间既体现了相互的联系,又可当成每道工序施工的技术交底单独使用[1]。

2 分层平面图的主要特点及控制内容

设备基础主要施工工艺包括基础结构的钢筋绑扎,工艺造型的模板组装,设备安装所需的锚板盒、波纹孔及设备预埋垫板,钢结构的地脚螺栓、预埋件及各种电器埋管等[2]。

设备基础的施工工艺流程:施工准备→基础网格控制及标高→填充造型和垫层施工→底板钢筋及支架的焊接→二层钢筋、锚板盒、波纹孔的安装→侧板墙的钢筋与模板→顶层底板的铺设→波纹孔、螺栓、预埋管件的安装→顶板钢筋的绑扎→基础的综合校核→混凝土的浇筑。

分层平面控制主要是针对上述工艺要求绘制成指导施工的平面图,主要体现设备基础上锚板盒、波纹孔之间与控制轴线的相对关系。

根据以上设备基础施工的工艺要求,可把设备基础分成两个主要层面进行施工控制,即挖土平面层和顶板底平面层。

3 挖土平面图

在施工准备阶段,首先认真熟悉图纸,检查图纸和资料是否齐全,搞清图纸相互间有无错误和矛盾,核对平面尺寸、标高,找出图纸的施工难点及解决办法和措施,并做好基础锚板盒、波纹孔、螺栓、埋件的统计工作。从图纸中提取有用的技术信息并绘制挖土平面图[3]。图1为挖土平面图的示例。

图1 挖土平面图

3.1 基础控制网

准确的控制点是保证基础定位、结构尺寸准确的关键,一般都在基础的主要中心线上选择控制点,在不受基础影响的范围内做几个永久的控制点,控制点数量由基础的纵向距离来决定。两个控制点间距一般不宜超过一整尺(50 m),基础投测放线、埋件及波纹孔螺栓的安装都以此为依据,并以此为基础划分为若干次级控制中心线,施工时都是相对独立的施工单位。依据挖土平面图和现场的实际情况,可以很容易选择出合适的基础控制点位置及其数量。

3.2 挖土平面图

挖土平面图在施工设计图中一般都不会单独设计出来,施工人员只能根据模板平面图、剖面图的综合分析来确定挖土的大小及放坡系数。如果在施工前绘制出一张基础挖土平面图,就可以把挖土及填充造型当作一个整体去综合考虑如何施工,避免浪费。在挖土平面图上可以很清楚地看到各层面之间的关系,这对于我们制定一个合理的挖土顺序和对基础各层面的大小控制有很大帮助,使施工过程更加合理。

挖土平面图中主要体现基础周边尺寸和各层的相对位置及与中心线的关系,并且标注各面标高。绘图过程中去掉那些与此次工作中无关的尺寸,提前标注好现场需要二次计算的尺寸。

3.3 填充及做型

设备基础因其结构的复杂性,也使其在施工过程中有许多地方不可能一次成型,这就使得部分部位需要填充或造型。填充及造型的做法主要考虑的是满足上层基础的承载力和不影响的顶面基础的施工。如果前期的垫层及填充做得不完全或不充分,在后面会花成倍的人力物力去弥补。

3.4 垫层的放线处理

基础的垫层及填充做完以后,就可以进行基础上的测量放线工作,测量难点主要是在设备基础的预留孔轴线位置的控制,预埋件位置的控制和设备基础标高控制。设备基础的放线首先是把平面控制网上的控制点投放基础垫层上,轴线方向的主要控制轴线间的相对尺寸,由于基础底标高的变化 ,在基础上过多的排尺会产生一定的累积误差,放线时尽量避免施工中的累计误差及连带错误。在控制主要轴线的基础上,把量尺产生的误差消化到相邻控制点的区域内。

图2为底板顶平面图,此层面上所涉及模板和钢筋的内容都尽量完整地体现出来了,作为顶面施工的依据。

图2 底板顶平面图

3.5 底板钢筋及波纹孔安装

设备基础的结构配筋,除特殊要求外,正常基础底板配筋是根据基础平面的高低差考虑钢筋的结构搭接及锚固倍数进行平铺形成钢筋网,根据这个特点进行钢筋底板的翻样工作,这都可以在此平面图的基础上,把底板钢筋分成两层分别进行翻样及编号。这样的编号位置清楚,易于提前进行大量的钢筋制作工作。

钢筋翻样的编号、位置以挖土平面图作为基础底板附图,基础顶板平面图作为二层网安装编号的依据,安装时按照序号进行钢筋加工、摆放、绑扎,避免了出现拿错钢筋、摆错位置的现象。图3和图4是底板上下两层钢筋的编号图例。

图3 底板平面配筋

图4 顶板平面配筋

3.6 底板表面的控制

在安装完底板钢筋及孔盒后,就可以焊接底板二层钢筋支架,支架的位置参考基础顶面标高来进行平面图控制。基础顶面平面图主要控制基础上的墙柱、各种沟道及基础内的高低差之间的平面关系,位置正确及标高准确的钢筋支架,是基础二层钢筋快速准确安装的关键。

基础顶面螺栓、波纹孔的安装,是根据各自的工艺特点,绘制出相对独立标注形式的安装施工图,然后按照各自的施工工艺进行安装。

波纹管的安装设计都有专门的一张螺栓、波纹孔平面布置图,在平面图上以每组螺栓或同型号的螺栓单独绘制成一个施工单位,以控制基础定位中心线为起点,标注与之相邻的构件相对尺寸。在保证安装时的相对独立性和正确性的同时,也起到相互校核的作用[3]。

4 顶板平面图

4.1 顶板底平面图

4.1.1 顶板底平面图对侧板墙及柱的控制

基础底板浇筑前,所有板墙主筋及柱子主筋都要安装固定好,每段墙或柱的标高及位置都要用顶板底平面图来确定。它主要显示各个层面的标高、相对尺寸关系,成为侧板墙的模板拼装和顶板平台模板铺设的重要依据[3-4]。

4.1.2 顶板平台和板底埋件

基础板墙及柱的主筋绑扎到设计标高后,按顶板底平面图进行顶板平台模板的铺设。顶板平台之间的高低差封闭成全封闭平台,把基础的控制点投测到平台上,板顶平面上的高低变化用墨线弹在顶板平台上并用红油做出明显标记,作为绑筋及支模的依据。

在顶板底平面图上,首先把底板的埋件在图纸上抽取出来,绘制板底埋件平面图。板底埋件可以随着顶层平台的形成,根据顶底板埋件在平面中的位置进行摆放安装上去。图5为连退设备基础的顶板底埋件平面图。

图5 连退设备基础的顶板底埋件平面图

4.1.3 顶板底钢筋的控制

当板底埋件安装完毕,确认位置及型号无误后,就可以进行板底暗梁、底网钢筋的安装。板底的钢筋可以直接用板底平面图进行顶板暗梁的定位和板顶钢筋的翻样编号及绑扎。用板底放线位置进行顶板的钢筋支架的焊接,在焊接顶网支架的同时,安装顶板中锚板盒和波纹管,顶层钢筋的铺设可以根据锚板盒和波纹孔的位置把钢筋摆放到孔盒旁边,平面尺寸较大的可以根据设计要求在孔洞两边下弯,同时增加强筋,尽量减少安装时对钢筋的破坏。

4.2 顶板顶平面图

4.2.1 顶板平面图对顶层模板安装的控制

顶板钢筋绑扎按照顶板平面位置绑扎结束后,就可以根据平面位置的高低差,进行模板的支架焊接,顶面钢筋绑扎完毕后基础顶板形状也就呈现了。基础的顶板平面图同样以控制中心线为基线,把只涉及模板的相对关系结构尺寸标注出来,并添加相应标高。

4.2.2 顶板顶平面图对顶层螺栓及埋件的控制

顶层的螺栓安装图设计都有详细的结构尺寸及标高,大部分是根据工艺要求标注的。安装时需要更为简单直接的标高方式,特别是与控制中心线与轴线相对关系的标注方式,这会使施工时更直观。

基础浇筑完混凝土后,把基础的控制中心线都投到设备基础上去,对预埋件预留孔进行校核,施工时忽略的一些技术细节问题,此时会显露出来,出现的问题要根据问题的性质和实际情况在设备安装前把所存在问题处理完。

5 结语

本施工方法在本钢氧气厂、本钢板材股份有限公司(焦化厂)8、9#焦炉煤塔等项目的施工中得到了很好的验证。采用本法施工的大型基础完工后,经多方相关人员联检验收,整个设备基础混凝土结构尺寸、标高、螺栓预埋件均符合设计要求,整体效果较好。

工程实践证明,此种施工控制方法具有针对性强、实用性、直观性等优点,从工作速度、效率和准确性上都大大超过传统的施工方法,为公司建设赢得信誉的同时,企业也取得了良好的经济效益。