苏丹迈达尼储油厂油罐基础环梁施工控制要点

2013-08-23李霈王东

山西建筑 2013年15期

关键词：环梁穿墙环向

李霈王东

(1.中国海洋大学工程学院，山东青岛 266000;2.青岛交通建设工程有限公司，山东青岛 266000)

1 工程概况

1.1 工程性质和作用

本工程为新建的4.5万m3储油厂项目，可缓解苏丹国原有石油储备的压力，同时可成为苏丹南北方石油枢纽。

1.2 建筑和结构特征

本项目土建部分以油罐基础为主，且有公寓楼、门卫、设备检测等房建用房及厂区道路等基础设施。本项目地基为苏丹坚实的红土夹杂砾石，罐基础为约800 mm厚C25钢筋混凝土环梁，罐基中间各层从上到下依次为:油罐底板→150 mm厚沥青砂绝缘层→400mm厚砂垫层→450mm厚素土夯实并找坡→碎石垫层→复合地基(以上部分为我公司经验值，属暂估内容)，储油罐半径以R=21 m，15 m不等。环梁基础环向钢筋接头采用焊接连接，钢筋净保护层厚度35 mm。

1.3 建设地点及环境特征

本工程位于苏丹迈达尼市市郊，距离首都喀土穆约180 km。地处南北苏丹中部城市，气候环境相对较好，雨季雨水较多，夏天烈日普照时间长，有效施工时间相对较长。该项目地基，原有表层为密实的黏性砂土，约1.5 m深，下层为密实的风化岩，承载力较高，约250 kN/m2，每往下1 m，则地基承载力增加约50 kN/m2，且周围土石方均为规范要求内的土质指标，适合本项目的正常施工，减少了换填土工作量，极大降低工程投资费用。

1.4 主要项目施工程序

原油罐基础施工程序为:挖基槽→回填碎石→测量放样→浇环梁基础素混凝土垫层→支环梁内模→绑扎环梁钢筋→支环梁外模并加固→浇筑环梁混凝土→养护→拆模→素土及砂石垫层→环梁顶水泥砂找平层→沥青砂绝缘层(包括后浇带施工)。

2 环梁的施工

2.1 施工要点

在大型储罐中，因环梁为薄壁超长结构，受温度应力和收缩应力的影响较大，容易出现裂缝。为防止出现有害于结构的裂缝，采取以下措施:1)选用水化热较低的水泥配制混凝土。2)选用粒径较大、级配良好的粗细骨料，严格控制砂石的含泥量。3)合理设计配合比，控制单方水泥用量。根据试验每增减10 kg水泥，其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。4)掺加粉煤灰或高效减水剂，改善和易性、降低水灰比。5)合理安排施工进度，尽量避开中午时间浇筑混凝土，原则上混凝土浇筑都安排在早晨或晚上。6)采用对拉螺栓加固模板，杜绝跑浆漏浆。7)严格控制混凝土的浇捣质量，保证混凝土的振捣密实。8)严格做好环梁混凝土浇筑时和浇筑后的测温工作，如混凝土内外温差过大，表面覆盖草袋进行保温;混凝土内部与表面的温差不宜大于25℃。9)加强环梁混凝土的养护，浇完后的混凝土加强养护，不能直接暴露在阳光下，应及时覆盖，保持面层湿润，养护时间不少于14 d。

2.2 钢筋工程

环梁钢筋在内模安装好后开始绑扎。环向钢筋四层，为Φ22螺纹钢，间距100，竖向钢筋为Φ16螺纹钢，根据设计要求，环向钢筋采用焊接接头;因钢筋用量大，钢筋接头太多，环向钢筋共有3 200多个接头(采用9 m定尺钢筋时)，焊接工作量大，所以为减少安装时的焊接工作量，加快施工进度，缩短安装时间，将整圈钢筋分为6段，采用闪光对焊焊接，先将各段焊接好;绑扎好后焊接6个接头，采用电弧焊焊接成整体;电弧焊接头采用单面搭接焊，焊缝长260 mm(12d)。搭接焊钢筋在制作时预先弯折15°。

每段钢筋重约156 kg，所以为支撑钢筋重量，方便钢筋绑扎时钢筋的临时固定，每隔10 cm设置支承钢筋，采用Φ16钢筋。钢筋绑扎顺序为:先将支承钢筋焊接好，然后依次绑扎四层环向钢筋，每一层环向钢筋绑扎时，上下圈钢筋先行绑扎，然后再绑扎中间钢筋，这样可以有效的定位钢筋，从而保证保护层的厚度，一层钢筋绑扎完毕后，经验收再进行下一层。

外层钢筋绑扎时，应控制好保护层厚度，根据内模的位置来控制其位置，以防止钢筋不顺圆造成外模支设困难。

2.3 模板工程

2.3.1 模板选用

模板选用18 mm的九合板，尺寸为1 220×2 440，为能使加固模板时，尽量符合环形弧度，采用具有可弯曲性的胶合板，宽度为600 mm。而环梁半径和模板加固完毕后的微小误差，可以忽略不计。立档选用50×100的方木，横档和斜撑选用φ48钢管。为保证斜撑的稳固，设置垂直和水平拉杆。

除此以外，内模和外模之间使用φ14穿墙螺栓进行对向支撑，以防止混凝土浇筑时侧压力过大，而使模板变形，穿墙螺栓要带止水片，以防将来渗漏;为支撑内外模板，防止模板变形，保证模板间距，穿墙螺栓上同样要焊接支撑钢筋。同时预埋木块，如图1所示，木块厚18 mm，尺寸50×50。混凝土浇筑完毕后，即可将预埋木块凿除，沿混凝土完成面切断穿墙螺栓，为防止钢筋生锈，断面处用环氧胶泥填补孔洞，穿墙螺栓示意图见图1。

2.3.2 模板的安装

模板预制:胶合板上钉好三条垂直楞，预留好穿墙螺栓洞和拼接边，以便拼装。模板安装顺序为:先固定内模，支承好后绑扎钢筋，钢筋绑扎完毕后再安装加固外模。模板下口固定:在基础垫层上弹出边线，根据弹好的边线安装模板;由于基槽坡度较缓，回填物为碎石，因此下部支撑比较困难，所以在打基础垫层的时候，垫层中每隔1 m埋设一条10 cm宽的模板，安装时把夹木钉在预埋的模板上，用来固定模板的下口。模板上口固定:模板校正完毕后，用φ48钢管斜撑撑牢。为使支撑的平稳，需在碎石面上加设垫板，将钢管支撑在垫板上，并用木楔将二者顶紧;为防止斜撑的失稳，设置水平拉杆和垂直拉杆，垂直拉杆与模板下口的外楞钢管连接牢固。内模安装加固时，将每一块模板按照弹好的墨斗线位置安装，校正好垂直度后加固撑牢。外模加固后，在垂直方向设置四道Φ10圆钢制成的钢筋箍，每道钢筋箍间距相等，一圈均分为8段，接头处用花篮螺栓连接，用以紧固钢筋箍。模板安装完毕后，在油罐的中心搭建一个平台，高度和模板顶标高相同，将油罐的中心坐标点引至平台，再以引测点拉钢尺校验模板上口的尺寸，以检查模板安装的外形尺寸是否符合设计要求。

图1 穿墙螺栓图

2.4 混凝土工程

环梁基础混凝土浇筑的质量在整个施工过程中显得尤为重要，因此对建筑材料的选用和施工工艺要求也非常严格，以防止有害裂缝的出现。

2.4.1 配合比设计和原材料的质量要求

本工程采用商品混凝土，为满足本工程的要求，在原材料上我司将对搅拌站提出严格要求，安排专人到搅拌站检查和配合，在原材料的使用和搅拌质量上严格把关。1)水泥:采用普通硅酸盐水泥，合理设计配合比，水泥用量尽量控制在350 kg/m3以内。2)石子:采用级配良好的5 mm～40 mm碎石。3)砂:采用细度模数大于2.5的中粗砂，尽量采用粗砂。4)掺合料:为减少水泥用量可在混凝土中掺入粉煤灰，从而可以改善混凝土的和易性。5)外加剂:采用高效减水剂，以减少水灰比。因环梁为薄壁超长结构，为了克服环梁受温度应力和收缩应力的影响，可掺入PPT-EA膨胀剂，从而减少裂缝的产生;配合比要经过试验确定。6)混凝土水灰比设计为120 mm，满足泵送要求即可，泵送下料时控制每层的浇筑高度，以防对模板产生过大的侧压力。

2.4.2 施工方法

环梁混凝土采用连续分层浇筑。根据后浇带将环梁划分为四段，由2个班组同时浇筑。为满足连续浇筑的要求，先浇筑其中两段，再浇筑另两段。设置两个浇筑起点，以圆心为对称点，对称浇筑混凝土，以避免不对称浇筑造成模板变形、倾斜，如图2所示。

图2 混凝土浇筑示意图

为保证在下一层混凝土初凝前浇筑上一层混凝土，分层的厚度具体根据搅拌站的供应能力而确定，如搅拌站的供应能力较小，则每层的浇筑厚度相应减小，保证在下一层混凝土初凝前浇筑上一层混凝土，防止出现冷缝。混凝土浇筑时，沿环梁搭设钢管脚手架进行浇混凝土作业，以方便工人的操作。浇筑时防止拌合物中砂浆和石子分离，造成混凝土蜂窝或不密实。浇混凝土前，用水平仪测设，在模板上钉铁钉作为混凝土表面的标高控制点，严禁混凝土浇筑高度过高。振捣棒操作工派专人负责，注意振捣密实，不能漏振、欠振、过振。

2.4.3 后浇带的处理

环梁混凝土拆模时，拆除后浇带处的模板，并将后浇带处的垃圾、水泥薄膜、表面松动砂石和软弱混凝土层清除，同时加以凿毛，用水冲洗干净。在环梁混凝土浇筑完28 d后，用掺PPT-EA混凝土膨胀剂的C30微膨胀混凝土浇灌并捣实。浇混凝土前将后浇带位置钢筋上的油污、水泥砂浆及浮锈等杂物清除干净，清理垃圾，并充分浇水湿润。