LNG储罐高承台灌注桩“一体成型”施工关键技术研究

2020-01-16

中国建材科技 2020年2期

（河北建设勘察研究院有限公司，河北石家庄 050000）

0 引言

社会经济高效可持续发展离不开能源的支撑，而能源大多伴有污染物产生，对生态环境造成一定的破坏，寻求清洁无污染的能源迫在眉睫。LNG作为一种污染程度非常低的能源得到了较为广泛的应用。而易燃易爆的特性与LNG诸多优点形成了鲜明对比，这导致了对LNG储罐有很高的安全要求。由于储罐上部超大荷载的作用，储罐基础沉降因素较为敏感，所以这类LNG低温储罐采用架空基础底板并形成高于基础底板1.5m的高承台一体桩基础。

1 高承台灌注桩常用施工方法

1.1 常用高承台灌注桩的施工方法的缺陷

1）两步施工法：在灌注桩与短柱之间存在施工缝，影响上接桩承载力。2）填土施工法：填土工作和清理工作繁琐，耗资较高，且上接桩外观不光滑。3）双层板架空法：造价高，施工周期长。高承台灌注桩“一体成型”是在两步施工法基础上改良得到的。为了更加深入研究高承台灌注桩“一体成型”关键技术，本文以国内某LNG储罐项目为例展开分析论述。

1.2 案例项目简介

某工程LNG储罐位于华东某省黄海海域人工吹填岛屿上，扩建工程是在已建成的一期、二期工程的基础上进行，包括2座20万立方米的LNG全包容储罐及其相关的配套设施。桩端进入第6层土粉砂层的深度不小于3.0m。桩直径1.3米，桩长为71.181米～71.481米，桩入土长度不小于70米，上接桩长度在1.6米左右。

2 高承台灌注桩“一体成型”关键技术

2.1 “一体成型”方法的提出

一体成型施工技术的主要优势是成本低，可连续施工，且不会在灌注桩与上接桩之间形成施工缝。该法施工时，地下部分灌注桩与地上部分短柱的钢筋笼提前预制并一体成型，清孔后将一体成型的钢筋笼放入孔内，在高平台下进行地下部分的灌注，待新鲜混凝土流出地面时停止浇筑，移走工作平台，采用半圆桶状钢模板对短柱支模，桩位、模板垂直度复测后，在桩身混凝土初凝前移来工作平台进行短柱浇筑，至此一次完成整桩的浇筑。

2.2 “一体成型”方法关键技术分析

2.2.1 短柱与灌注桩的衔接

一体成型方法中地下灌注桩与上接桩虽分开浇筑，但分开时间是有规定的，即必须在地下灌注桩的混凝土初凝前完成上接桩的浇筑。拔出护筒后清除桩顶泥渣，漏出新鲜混凝土，并振捣密实，在清理完桩头混凝土后，用混凝土将桩周边铺设厚10cm的垫层，垫层宽度大于模板内边不少于30cm，保证模板底部安放在平整、坚实的地面上，为缩短垫层凝结时间，可采取在垫层表面洒干水泥等措施。模板采用成型钢模板，高度1.8m，内径1.3m，模板下沿宽度不宜小于25cm。使用前拼装模板，检查接缝严密、无错台再使用；模板打磨时先用钢丝刷将浮锈清除，钢丝刷打磨至少2遍，钢丝刷打磨不到的部位，用细砂纸打磨。模板表面有变形或麻面的可用腻子打底，干燥后再进行下一步工作，以保证拆模后结构物外露部分美观，结构物尺寸符合设计要求。模板安装用成品脱模剂涂刷板面，涂刷均匀。模板拼缝用双面胶填好，填充好后将多余部分修切整齐，要求用手摸平整、平顺，没有明显凸凹感觉。

2.2.2 桩柱中心重合

高承台灌注桩一体成型施工中灌注桩和上接桩浇筑过程分开，所以最终的桩位是通过上接桩位置偏差来进行控制。上接桩与灌注桩同心控制技术是该施工技术的重中之重。下设钢筋笼后仔细校核高出地面部分钢筋笼的位置以及上接桩支模时采用有效的模板定位措施是同心控制技术的关键。案例项目中的具体做法是：地下桩灌注完成拔出护筒后，立即进行地上桩拉筋和螺旋箍筋绑扎。模板安装前，在砼垫层上桩身两侧设置与罐体中心方向一致的2个定位点，模板安装时，采用人工配合吊车将组装好的模板安放在铺好的垫层上，模板两侧的拼缝与2个定位点重合，将模板吊装到位后，复测中心坐标，确保偏差在±10mm以内。模板固定好后，模板顶部放置柱顶预留孔模板支架，根据预留孔模板支架端部与拼缝的间距进行定位，定位无误后固定，定位偏差控制在10mm以内。为保证模板的稳定性，在地面采用三个拉锚拉于模板高度2/3处，增加模板的稳定性，防止在荷载作用下发生水平移动；为防止模板底部跑浆液，模板底部比模板裙边长为3cm，内径为1.3m的一端插入地面以下，密封住模板与地面的缝隙，防止漏浆。

2.2.3 短桩浇筑

根据高承台桩顶标高，对地面以上桩身进行混凝土浇筑，坍落度140～180mm，浇注时控制每层的高度不大于500mm。振捣时，插入下层混凝土不小于300mm。沿钢筋笼外侧振捣，保证侧壁表观质量。砼浇筑完成24～48h后拆除模板，在裸露桩身砼外面喷刷养护液并套塑料薄膜和土工布养护，养护总时间不少于28天。模板拆除后及时进行清理和维修。