钢筋混凝土基础加固在工程中的应用

2019-07-22赵兴武于建华董海洋

石油工程建设 2019年3期

赵兴武，于建华，董海洋

中国石油天然气第七建设有限公司，山东青岛 266061

在各类改造、扩建工程中，涉及大量的设备、结构基础施工，因工期、费用、现场条件限制等多种原因，有些工程不能重新建造基础，需要对原有基础进行利旧，通过对原基础加固处理，提高其承载力，以达到新的使用要求。本文结合某石化公司的泵基础加固、钢结构管廊基础加固施工，介绍此类基础加固的主要施工方法及流程。在基础加固施工中，原有基础表面处理、钻植筋孔、注胶、植筋、拉拔试验等为基础加固施工中的关键质量控制点，施工中要严格加强过程质量管理。

1 工程案例一

1.1 工程背景

2017年4 月，某石化公司化肥厂进行环保治理项目工程施工，需要把泵房内原有703A/B、704A/B、705A/B 共6 台流程泵更换为尺寸、功率更大的新泵，同时泵基础需要重新设计施工。但因工期短，泵房内空间狭小，施工车辆无法展开，人工作业效率低，因此如果新建基础，则无法满足工期要求。经与项目参建各方沟通，最后采用对原有基础进行加固的利旧施工方法。加固前后的泵基础参数对比如下：

（1）703A/B 泵基础长×宽加固前1 800 mm×1 200 mm；加固后为2 300 mm×2 000 mm。

（2）704A/B 泵基础长×宽加固前2 200 mm×1 500 mm；加固后为2 600 mm×1 900 mm。

（3）705A/B 泵基础长×宽加固前2 300 mm×1 100 mm；加固后为2 800 mm×1 500 mm。

1.2 施工流程

拟定的加固施工流程如下：原有泵体拆除→剔除基础上部二次灌浆层→基础四周定位放线→土方开挖→验槽→原基础四周凿毛→原基础四周植筋→基础四周箍筋、竖向筋安装→模板安装加固→基础四周混凝土浇筑→混凝土养护→拆模、回填→新泵地脚螺栓位置水钻开孔→设备安装后二次灌浆→灌浆层养护。

1.3 主要施工方法

（1）以原有泵进出口中心线为基准[1]，按加固后基础尺寸放线，将桩点引至加固后基础四周1.2 m 处，作为施工控制点。

（2）用切割机将地坪切开，将混凝土地坪破碎后运至指定垃圾存放点。

（3）挖掘土方至原基础垫层底部标高，验收合格后完成扩大部分基础垫层施工。

（4）将原基础顶面二次灌浆层用小型风镐破碎剔凿，直至降至设计标高，基础四周用电锤凿毛处理。

（5）用HRB335φ12 螺纹钢筋制作环向箍筋及纵向筋。箍筋尺寸按加固后基础尺寸预制，箍筋间距150 mm，焊接连接；竖向筋间距200 mm，钢筋保护层30 mm。

（6）用HRB335φ12 螺纹钢筋在基础四周植筋，起始点距基础边缘不小于150 mm[2]，植入深度150 mm，外露150 mm，植筋间距300 mm，梅花形布置，以增加新旧基础结合强度。

（7）支设模板，用C35 混凝土完成基础四周混凝土浇筑。

（8）拆模、回填，混凝土养护。

（9）混凝土养护3 d 后，按新泵地脚螺栓位置在基础顶面放线，然后用φ100 mm 水钻开螺栓孔，孔深500 mm。

（10）新泵安装及后续找正灌浆。

泵基础加固示意见图1。

1.4 施工效果

该厂环保治理项目于2017年6 月竣工复产，各台新换机泵均已投入运行，目前已稳定运行一年半的时间，期间机泵各项技术参数合格，无任何异常情况发生。相比于将原有基础全部破碎然后再重新进行混凝土施工的方案，加固方案节约了4 d 工期及大量的人工、机械费用，经济效果明显。

图1 泵基础加固示意

2 工程案例二

2.1 工程背景

2018年4 月，某石化公司炼油厂进行16 万t/a烷基化项目工程施工，项目外围管道配套工程没有新建管廊，借用厂区原有管廊进行布管设计。新增加各类管道20 余条，需对原有钢结构进行加层以满足布管要求。同时，需要对原有部分钢结构基础进行加固处理，满足新增载荷要求。经设计人员计算，需要加固的钢筋混凝土基础合计80 个，每边扩大尺寸从0.2 ～1.5 m 不等。

2.2 主要施工方法

（1）对需要加固的基础进行分组、分批次进行加固施工。一个批次加固的基础不能集中在一起，间隔施工，尽量减少对上部结构稳定性的影响。

（2）完成土方开挖、验槽、扩大后的基础垫层施工。

（3）对原基础侧面进行凿毛处理，用HRB335φ12 螺纹钢筋在基础每级台阶中部植入一排钢筋，植入深度150 mm，外露150 mm，植筋间距300 mm，以增加新旧基础结合强度。

（4）在距基础底面150 mm 处，按设计文件要求的间距、深度钻植筋孔。

（5）在距基础承台顶层台阶以上150 mm 处，按设计文件要求的间距、深度钻植筋孔，注意开孔不能破坏短柱内原有竖向钢筋。

（6）按要求向孔内填充植筋胶，再将提前预制好的钢筋用锤子敲入孔内。

（7）静置固化完成后进行拉拔试验，合格后绑扎钢筋、支设模板等，完成后续工序施工[3]。

2.3 植筋施工流程

植筋施工流程见图2[2]。

图2 植筋施工流程

2.4 植筋施工控制项目

（1）钢筋直径与钻孔直径宜符合表1要求[4]。

表1 钢筋直径与钻孔直径要求/mm

（2）当采用自动搅拌注射筒包装的胶黏剂时，应选用硬包装产品，不得使用软包装产品。其植筋作业应按产品使用说明书的规定进行，但应经过试操作。若试操作结果表明该自动搅拌器搅拌的胶不均匀，则应弃用。当采用现场配制的植筋胶时，应在无尘土飞扬的室内，按产品使用说明书规定的配合比和工艺要求严格执行，且应有专人负责。调胶时应根据现场环境温度确定树脂的每次拌合量，使用的工具应为低速搅拌器，搅拌好的胶液应色泽均匀、无结块、无气泡。在拌合和使用过程中，应防止灰尘、油、水等杂质混入，并应按规定的可操作时间完成植筋作业。

（3）注入胶黏剂时，其灌注方式应不妨碍孔中的空气排出，灌注量应按产品使用说明书确定，并以植入钢筋后有少许胶液溢出为宜。在任何工程中，均不得采用钢筋从胶桶中黏胶塞进孔洞的施工方法。

（4）注入植筋胶后，应立即插入钢筋，直至达到规定的深度。从注入胶黏剂至植好钢筋所需的时间，应少于产品使用说明书规定的适用期（可操作时间）。否则应拔掉钢筋，并立即清除失效的胶黏剂，重新按原工序返工。

（5）植入的钢筋必须立即校正方向，使植入的钢筋与孔壁间的间隙均匀。胶黏剂未达到产品使用说明书规定的固化期前，应静置养护，不得扰动所植钢筋。

（6）如果钢筋需要焊接，宜先焊接后植筋，若有困难必须后焊接，焊点距基材混凝土表面应大于15 d（d 为钢筋直径），且采用浸过冰水的湿毛巾包裹植筋外露部分的根部[5]。防止因焊接产生的热量对植筋胶造成不良影响。

（7）胶黏剂固化时间符合产品要求后，按GB 50550—2010《建筑结构加固工程施工质量验收规范》附录W 的要求进行拉拔试验。拉拔试验应由具备相应资质的试验机构实施，监理单位人员参加。

管廊基础加固示意见图3。