大型混凝土设备基础施工组织设计

赵 鹏 于 涛

(1.河南六建建筑集团有限公司，河南洛阳 471000;2.中冶天工集团有限公司，天津 300308)

0 引言

近年来，随着现代化建设的迅猛发展，高层建筑、特大型桥梁、港口、码头、高速公路、大坝、设备基础以及特殊防护设施的建设越来越趋于大型化。大体积混凝土在工程中的应用越来越普遍。与普通混凝土相比，大体积混凝土特别是大型设备基础混凝土，结构厚、体型大、工程条件复杂、施工技术要求高，对混凝土的抗渗性、抗裂性要求较高，如何合理组织施工、材料选择是关系设备基础施工成败的关键。

施工组织设计是针对拟建的工程项目，在开工前针对工程本身特点和工地具体情况，按照工程的要求，对所需的施工劳动力、施工材料、施工机具和施工临时设施，经过科学计算、精心对比及合理的安排后编制出的一套在时间和空间上进行合理施工的部署文件。施工组织设计文件编制的主要任务在于在科学合理的基础上，做到人尽其力、物尽其用，优质、低耗、高速度的取得最好的经济和社会效益，不仅体现编制单位的管理水平，而且对正确确定工程造价、降低施工成本都有十分重要的作用。

本文以某一大型设备基础为例，分别从施工准备、施工方法、质量控制、现场管理等方面进行了细致分析，顺利完成了大型复杂设备基础的施工。

1 设备基础概况

设备基础平面尺寸为17 m×19 m(见图1)，厚6 m，设备基础底标高－6.000 m，标高－3.15 m以上为空腔，空腔底部设置4个预埋件。设备四周突出位置内侧各设置一个预埋件。混凝土方量近1 800 m3，设计强度C40S6。沿基础周边和腔体周边设置竖向钢筋，沿高度方向配置水平钢筋网片，钢筋网片标高分别为±0.00 m，－0.60 m，－1.20 m，－1.80 m，－2.40 m，－3.15 m，－4.24 m，－5.04 m，－6.00 m 处。

2 施工准备

1)混凝土配合比设计与试配。大体积混凝土特别是对整体性要求较严格的动力设备基础，混凝土强度比较容易满足，混凝土水化过程中的温升问题已成为大体积混凝土施工组织设计时重点考虑的对象。

图1 设备基础平面及剖面图

采用低水化热水泥、粉煤灰超量水泥、掺加矿渣掺合料等都可以有效降低水泥的水化热。经多次试配，测试标准立方体混凝土试块抗压强度、抗渗性能和水泥材料水化热、碱骨料反应等性能，确定适合本设备要求的混凝土配合比。

2)施工用电。为保证大体积混凝土施工过程的连续性，自配电柜向施工现场连接一条25 mm2三相五线铜芯电缆，为现场施工振动棒、电焊机、两台水泵和现场照明供电。另外配备一台30 kVA的备用电源。

3)施工用水。为了有效降低水泥水化热对混凝土质量的影响，在设备基础两侧厂房外空地上分别设置一个4 m×4 m×2.5 m的蓄水池，盛满冷水，根据混凝土内测温情况开启水泵，利用进水与混凝土的温差进行降温。

3 主要工序施工方法

1)钢筋工程。设备基础钢筋全部在场外加工制作，采用绑扎连接固定。钢筋加工前仔细核对其产品质量合格证书，分批次、规格型号挂牌堆放，并由技术质量部门及时按规定取样复检，复检合格方可使用。

钢筋加工完成后，采用人工搬运到位。在设备基础预埋件固定就位后，绑扎钢筋。钢筋网片采用角钢∠50×5支撑架进行支撑，竖向支撑间距1.3 m，水平支撑焊接在竖向支撑上。纵横向分别设置两道斜向拉筋，固定在混凝土垫层上，以增加支撑体系的整体稳定性。混凝土内循环水位置的水管代替角钢支撑。底层钢筋在混凝土垫层上划线定位，中间及上层钢筋在支撑钢筋的角钢表面定位。钢筋网满绑，钢筋搭接长度、锚固长度、搭接接头数量以及混凝土保护层厚度均满足规范设计要求。

由于设备基础较厚，为确保混凝土振捣质量，在基础角部上层钢筋网片上留施工人员出入口一个，洞口大小1.0 m×1.0 m，距基础边缘1.0 m，混凝土浇筑接近洞口时采用钢筋搭接的方法将洞口封闭。

2)模板工程。设备基础外围侧模及腔体侧模均采用60系列钢模板，采用内拉外撑方案进行支撑。拉杆采用φ20圆钢制作，一头套丝80 mm，另一头与设备基础内钢筋焊接，焊接长度不小于100 mm，双面焊接。拉杆水平间距0.7 m，竖向间距同钢筋网片间距。设备基础外侧模板支撑采用外双排架与坑壁顶紧。

模板的拼接部位，加贴海绵条，模板底板外侧用水泥砂浆进行密封，有效的降低混凝土浇筑过程中的漏浆。

3)混凝土工程。由于设备基础体积较大，一次浇筑时水平向预埋件不易定位，且腔体底标高不好控制，模板架设难度较大，设备基础分两次浇筑，施工缝留在腔体顶面以上5 cm处。即首先浇筑腔体底板以下部分，混凝土浇筑完毕且热稳定后浇筑腔体侧壁部分。

设备基础采用泵送商品混凝土，设备两侧各布置一台汽车泵，两台泵均自设备基础边缘到中间布料，每次布料厚度50 mm，循环浇筑，直至浇筑到所需的标高。

混凝土浇筑时以布料口为中心，分三层进行振捣:一层一台振动棒布置在布料口附近，将布料口流出的混凝土及时振开，并保证布料口下部混凝土密实;二层三台振动棒，布置在混凝土流淌面中间部位，为主振捣区域，保证混凝土流淌区域密实;三层一台振动棒布置在流淌面下沿进行点阵，保证远端混凝土密实且与下层混凝土合为一体。

4)温控措施。为了及时了解混凝土内部的温度变化，以便采取应对措施，在混凝土浇筑之前预先布置混凝土测温点，并将测温点导线连接到自动测温仪上。

设备基础腔体以下距基础边缘1.5 m处每隔6.0 m设置一测温点，同一位置沿高度方向设置3个测温点;混凝土底板距混凝土表面100 mm处各设置一个测温点;腔体以上部分在侧壁中间位置自上而下设置4个测温点，水平间距6.0 m;腔体混凝土内外侧面及拐角处布置4个测温点，沿高度方向设置4个点，设备基础测温点总计83个。

混凝土开始浇筑后3 d内每2小时测温一次，3 d～7 d内，每1小时测温一次，8 d～9 d内每2小时测温一次，9 d以后每4小时测温一次，同时记录混凝土表面温度和大气温度。当混凝土内部温度之间或内部与外部温度之间温差接近25℃时，及时对混凝土表面采取保温措施，或通入循环水进行降温。采取循环水降温时，特别注意水温与混凝土内部温度的差值，采取对循环水加热或降温方法，防止温差过大引起混凝土开裂。

4 质量控制与安全管理

1)原材料控制。

严格执行物资采购控制程序，所有进场材料进行标识，对物资使用过程进行全方位、全过程、全要素的标识控制。

2)施工过程控制。

采用全站仪对浇筑过程中预埋件位置进行全程观测，及时调整，保证预埋件偏差满足设备安装的要求。按照混凝土结构工程施工质量验收规范要求浇筑标准立方体混凝土试块和抗渗试块。

按照温控措施测量混凝土测温点温度，及时进行处理，避免温度差值过大引起混凝土开裂。

3)安全管理。

施工现场张挂安全提示牌，在重点危险部位设置安全警示牌，做好洞口、临边作业的安全防护，经安全员检查检验合格后方可投入使用。

特种作业人员必须持证上岗，在各个工序施工前，必须进行有针对性的安全技术交底。

5 结语

大体积混凝土设备基础施工越来越引起建设、施工单位的重视，动力设备预埋件位置、温控已成为施工组织设计考虑的重点。文中大型混凝土设备的顺利施工表明了施工组织设计的科学合理，可为同类设备施工时提供参考。

［1］GB 50496-2009，大体积混凝土施工规范［S］.

［2］GB 50204-2002，混凝土结构工程施工质量验收规范［S］.