輥磨基礎施工要點及質量控制措施

李耀亭

輥磨基礎施工要點及質量控制措施

The Foundation Construction Key Points and Quality Controlling Measurments on Roller Mill

李耀亭

1 引言

原料輥磨是水泥熟料生產線的關鍵設備，因其具有投資省、占地少、動力消耗低、躁音小、產量高的特點，在新型干法水泥生產線中得到普遍應用。做為原料輥磨安裝重要組成部分之一的輥磨基礎的施工，決定著輥磨安裝的成敗，在輥磨安裝中具有舉足輕重的作用。水泥項目建設中因輥磨基礎質量問題造成輥磨安裝質量事故或拆除輥磨基礎重新建設的現象不乏個例。本文結合從事輥磨基礎施工的實踐，對輥磨基礎施工要點和質量控制措施做些探討，旨在推進輥磨安裝質量的不斷提高。

2 輥磨基礎的構造及涉及的施工工藝

和一般的設備基礎相比，輥磨基礎具有基礎埋置深、結構寸及高差大、預留孔多而深、混凝土強度等級高、抗滲隔振要求嚴、管線多的特點。輥磨基礎的構造由以下兩部分組成：

2.1 隔振層構造

由于輥磨在正常運行中會產生較大的振動荷載，為減少輥磨基礎振動對周圍建筑物及構筑物的影響，確保輥磨運行過程中的安全，在輥磨基礎的設計過程中，在基底和四周均設有隔振構造設計，通過隔振設計，變輥磨基礎與四周地基及周圍建（構）筑物的剛性邊接為彈性邊接，起到緩沖作用，以減弱振動對地基及附近建（構）筑物的沖擊力，從而使振動和噪聲的輻射降至最低。

輥磨隔振構造的一般做法是在輥磨基礎四周采用聚苯乙烯泡沫塑料板或其他剛性泡沫板與基礎四周隔離，在內外做防水處理，在距聚苯乙烯泡沫塑料板或其他剛性泡沫材料200～300mm處砌磚墻保護層，在磚墻保護層和聚苯乙烯泡沫塑料板或其他剛性泡沫之間填2～5mm豆砂，在輥磨基礎立面形成隔振層。輥磨基礎基底的隔振層一般也采用200mm厚的豆砂或橡膠帶隔振層。

2.2 基礎構造

正常情況下，要保證輥磨能夠平穩運行，就要求輥磨基礎有足夠的重量，不同的設備廠家對基礎重量與磨機總重的比值要求不同。一般情況下，設備基礎重為磨機總重的3.5倍以上，這一比例限制了磨機基礎的平面尺寸。如我公司采用的輥磨平面尺寸為20.5m×12.0m，厚7.0m，預留孔深達2.5m，僅基礎部分混凝土量就達到近2000多方，還不包括二次澆筑部分工程量。有的輥磨基礎由于平面尺寸限制，基礎理置深度達7.5m以上。輥磨的混凝土強度等級一般情況下采用C25即可，但設備制造廠家一般都建議提高混凝土的強度等級。因此，混凝土強度等級在設計方面既要滿足設計規范要求，又要滿足設備廠家對基礎的設計要求，并得到設計廠家的確認。從實際施工情況來看，國內磨機基礎設計為C25或C30混凝土，二次澆筑為C35混凝土；國外磨機廠家要求基礎混凝土強度等級不低于C30，一般要求為C35，二次澆筑為C35或C40。

在鋼筋配筋方面，輥磨除按一般設備基礎配筋外，一次澆筑與二、三次澆筑之間還配有豎向聯系筋（插筋）與水平鋼筋網，有的廠家還要求配置設備底座處加強筋，同時因鋼筋層數較多，構造上還需制作較大的馬蹬筋，以支撐鋼筋主筋。

通過對輥磨基礎的構造組成分析，可以清楚地看到輥磨基礎的施工涉及到土石方工程施工、大體積混凝土的施工、鋼筋工程、模板工程及預埋件工程、設備基礎預留孔的預留及二次灌漿、電氣預埋管、防振減振層及設備安裝與基礎的交叉施工等多個施工工藝，可見輥磨基礎施工的難度和復雜性非同一般，必須引起高度重視。

3 輥磨基礎施工要點及質量控制措施

從輥磨基礎的構造及涉及的施工工藝來看，輥磨基礎施工應把握的關鍵就在于必須重視隔振層的施工和大體積混凝土的施工，把二者施工的重要性提高到同一高度，對保證輥磨的安裝質量至關重要。在實際施工過程中，人們往往重視大體積混凝土的施工，卻忽視了隔振層的施工，結果造成輥磨運行中產生振動，影響到周邊建筑物及輥磨自身的安全。根據輥磨基礎涉及的施工工藝，應把握的關鍵點做如下介紹。

3.1 基坑開挖

輥磨基礎深度一般在7m左右，屬深基礎施工，因此，土石方開挖大多數采用大開挖的形式，開挖方案的設計應注意以下幾點：

（1）輥磨基礎的開挖方案要和主體建（構）筑物及相臨建（構）筑物基礎的土石方工程開挖方案綜合考慮。因輥磨及周邊建筑物的基礎大部分為深基礎，開挖過程中按照施工規范的規定需要放坡。放坡后，有可能會形成一個大的基坑，而且在基礎開挖過程中，有大量的土方需要外運，需要考慮臨時運輸道路的布置。

（2）挖方時邊坡放坡應結合工程地質情況在保證安全的情況下合理確定。水泥項目多建設在山區，多數資料推薦輥磨基礎開挖采用1：0.5放坡。實際上，這個系數只為個例，實際施工組織設計時應根據巖土的類別按規范規定設計放坡比例。

（3）做好地表水的防排。為防止地表水浸灌入基坑，應在基坑施工前在基坑外做好地表水的防排措施，以免地表中影響到基礎的施工。

（4）做好安全文明施工，安裝安全文明施工設施。距基槽周邊1.2m搭設安全防護欄桿，3m以內不得堆放材料或雜物，如需在基坑周圍設置臨時道路，臨時道路距基坑上部邊緣距離在5m以上。

（5）基坑開挖完成后應及時驗收并進行下一工序施工?；邮┕ね瓿珊?，應及時進行驗收，坑底平整度與規范要求誤差不超過20mm，一來證明基礎土石方工程達到質量驗收的合格標準，二來為基底抗振層的施工打下良好的基礎。

3.2 隔振層施工

基礎隔振層施工包括兩部分，即基底平面隔振層和基礎四周基礎壁立面隔振層。隔振層施工質量的好壞直接影響到輥磨的正常運行及使用壽命，實際施工中，常常出現隔振層材料把關不嚴、立面做不到位的現象，從而影響到了輥磨的安裝質量。因此，為保證輥磨的安裝質量，對隔振層的施工應引起高度重視，從實踐方面來看，隔振層施工重點在以下幾個方面：

（1）基槽開挖必須達到國家規定的質量標準，表面平整度小于20mm，這是做好基底隔振層的基礎。

（2）嚴把隔振層的材料關，隔振層的材料必須達到規范要求。基底隔振材料一般要求為200mm厚的2～5mm豆砂或橡膠墊層，但多數采用豆砂墊層。輥磨基礎平面隔振層如采用豆砂墊層，對豆砂的材料要求應堅固、耐久、顆粒均勻，不得用人工砂或砂石攪拌后代替豆砂墊層。這是因為，如果墊層材料不夠堅固，顆粒不均勻，在使用過程中，就會使隔振層厚度發生變化或隔振層密度發生變化，從而影響隔振效果。因此，若當地找不到合適的豆砂可到外地采購或用強度較高的石英砂代替。

（3）豆砂墊層施工時要把握厚度均勻，原材料級配效果好，保證隔振效果。

（4）立面隔振層防水層要達到施工規范的要求。輥磨基礎立面在做隔振層之前應先做一道防水層，然后在防水層外做聚苯乙烯泡沫塑料板或其他剛性泡沫板，再在聚苯乙烯泡沫塑料板或其他剛性泡沫板外做防水層，最后在距聚苯乙烯泡沫塑料板外200mm砌圍護磚墻，在圍護墻和聚苯乙烯泡沫塑料板或其他剛性泡沫板之間填2～5mm豆砂。通過兩道防水層，將輥磨基礎的立面隔振層分為兩個部分，可防止外來水源對基礎的浸蝕，又將隔振層分為兩層，提高了隔振層的隔振效果。

（5）立面隔振層一定要做到基礎頂面設計位置，以保證隔振效果。實際施工中，立面隔振層填充材料不符合要求，做不到設計位置的較多，應引起重視。

3.3 基礎混凝土的施工

3.3.1 基礎混凝土的定性

按照我國普通混凝土設計規范規定，混凝土實體結構等于及大于1m，或預計會因水化熱引起混凝土內外溫差過大而導致裂縫的混凝土定義為大體積混凝土。國外因各國的標準不同，對大體積混凝土的定義也有差別，一般定義在0.8～1.2m上，美國則規定：任何現澆混凝土，只要有可能產生溫度影響的混凝土均稱為大體積混凝土。因此，無論在國內還是在國外，輥磨基礎的混凝土都應定義為大體積混凝土，都有可能是受溫度影響的混凝土。

3.3.2 大體積混凝土產生裂縫的原因

大體積混凝土由于結構截面大，水泥用量多，在混凝土硬化過程中水泥水化所釋放的水化熱會產生較大的溫度變化和收縮作用，使混凝土內外溫差過大，內外溫差產生的溫度應力大于混凝土的抗拉應力，導致混凝出現表面裂縫和貫通裂縫。由于結構及外力對混凝裂縫的影響在結構設計時設計單位已經做了考慮，因此，在實際施工過程中大體積混凝土施工的重點與難點就在于控制由于內外溫差過大產生的裂縫。

另外，外界溫度變化及混凝土的收縮也是產生混凝土結構裂縫的原因之一。

3.3.3 基礎混凝施工控制措施

她離村子越近，對風影越是抱怨，你以為你是誰，你以為自己能吹幾聲笛子就了不起了？你撒泡尿照照你自己吧，還當自己是個男人？因為胡思亂想，因為心不在焉，恍兮惚兮，腳下一個趔趄，她差一點兒又墜落下去，轉頭一看，驚出一身冷汗，下面竟是萬仞絕壁，要是不慎掉下去，那可不是滾一身泥垢的事，恐怕是連尸骨都要找不到了。霎時，黃豆大的汗珠子從她的額頭沁出來，一串串地滾落下來。她終于鎮定下來，一腔怨氣又開始發泄到風影身上了，誰要你下面的小和尚也是吃素的？飲食男女乃人生之大欲，自己無能，老婆紅杏出墻能怪我嗎！要怪就怪你自己去吧！

（1）合理確定混凝土的配合比。大體積混凝土的配合比不僅影響到混凝土自身的強度，而且還影響到混凝土的和易性和、坍落度，甚至會產生混凝土的裂縫。因此，必須合理確定混凝土的配合比。由于混凝土是由原材料組成的，因此混凝土配合比的確定首先要把好原材料關。

應選用低水化熱或中水化熱以及凝結時間較長的水泥配制混凝土，以降低水泥水化熱。如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、復合水泥、礬土水泥、低熱微膨脹水泥等，并盡量減少水泥用量。試驗資料表明：每增減10kg水泥，其水化熱將使混凝土的溫度相應升降1℃。所用的水泥應進行水化熱測定，水泥應不結塊，符合質量標準并有質保書和復驗單。

砂石級配要合理。盡量選用粒徑大、級配良好的粗細骨料；碎石要采用連續級配，砂要選天然中粗砂，并嚴控砂石料的空隙率、含泥量、吸水率及壓碎指標。砂、石含泥量控制在1%以內，并不得混有有機質等雜物，杜絕使用海砂及人工砂。碎石最大粒徑與輸送管徑之比宜為1：3，砂率宜控制在40%左右。

合理確定水灰比。水灰比過大易使混凝土收縮，造成混凝土的裂縫。由于大體積混凝土多數采用泵送，實際施工中混凝土的水灰比一般都大于設計配合比，極容易造成混凝土變形。建議水灰比控制在0.5左右，坍落度控制在15～18cm之間，實際施工要結合原材料情況，通過試驗合理確定。

在混凝土中摻入適量外加劑。在大體積混凝土中使用緩凝型減水劑，可節約水泥用量，延緩水泥早期水化熱的釋放；摻入適量微膨脹劑或膨脹水泥，也能使混凝土得到補償收縮，減少混凝土的溫度應力，可提高混凝土的抗裂性。外加劑的選擇應根據施工現場實際環境情況來確定，如在冬季施工，要選擇復合防凍型泵送劑，在夏季要選緩凝型減水劑。

在混凝土中摻入混合料。為改善混凝土的和易性便于泵送，可在混凝土中摻加適量的粉煤灰，以提高和易性，減少水泥用量，降低水化熱。有關資料表明：在混凝土中摻入適量的粉煤灰，水泥水化熱可降低23%，絕熱溫升可降低27%。關于混合料的摻量，我國規范規定對采用礦渣硅酸鹽水泥拌制的大體積混凝土，其粉煤灰取代水泥的最大量為25%，因摻入粉煤灰對混凝土的早期強度有影響，因此，多數資料建議粉煤灰的摻加量在10%左右。實際施工時，應通過實驗室實驗確定。

（2）降低混凝土澆筑過程中的溫差。主要措施有：盡量避開炎熱天氣施工、分層澆筑、采用二次振搗工藝、對骨料進行噴水預冷、采用冷水攪拌混凝土、在混凝土模板內采取通風措施等，降低混凝土的入模溫度，加速模板內熱量的散發。

（3）嚴禁摻入片石或毛石。雖然輥磨基礎為大體積混凝土，摻入適量片石或毛石可節約混凝土和降低水化熱，但因基礎為鋼筋混凝土結構，且預埋件多，為避免摻加片石或毛石對鋼筋及預埋件的影響，確?；A的施工質量，應嚴禁摻入片石或毛石。

（4）設置溫度筋來增強混凝土抵抗溫度應力的能力。

（6）二次灌漿一般有兩個標高面，要一次完成。

（7）確保混凝土的振搗質量。采用多根振搗棒連續振搗，振搗插點要均勻，振搗厚度和移動間距、振搗時間根據使用振動棒的情況確定，振搗上一層混凝土要插入下一層混凝土5cm左右，并在下一層混凝土初凝前進行。分層厚度在300～400mm，最多不要超過600mm。

（8）采用蓄水和混凝土內埋循環水管養護。對大體積混凝土養護，應根據氣候條件采取控溫措施，并按需要測定澆筑后的混凝土表面和內部溫度，將溫差控制在設計要求的范圍內;當設計無具體要求時，可按有關規范的規定，將混凝土內部中心點與外表面溫度差控制在25℃以下。為合理確定混凝土的養護方案，在做混凝土澆筑方案時應按規范對混凝土內外理論溫差進行計算，并根據計算結果確定綜合性的養護方案。

一般情況下，大體積混凝土的水化熱在澆筑后2～5天時間內溫差為高峰期，應在這一時段設專人測量溫度，并做好記錄，根據溫度測量結果，通過外表面蓄水養護及調整循環水流速來達到混凝土的養護效果。

3.4 基礎鋼筋工程施工

（1）馬凳筋設置要能滿足支撐基礎鋼筋網和承受施工荷載的需要。由于輥磨基礎埋置較深，基礎鋼筋分層設置，上下層鋼筋之間設有馬凳盤，以便于鋼筋固定。輥磨基礎馬凳筋一般用25鋼筋制作，間距1.0～1.2m，每一層網片設一層馬凳筋。

（2）鋼筋在預留洞口處應繞過洞口，不可切斷。

（3）要注意插筋插入混凝土部分的深度和露出的不同高度。

（4）要注意二次澆筑水平鋼筋網的層數和放置部位。如我公司輥磨廠家圖紙要求：二次灌漿層內水平鋼筋網分四層，第一層在接近一次混凝土表面，第二層在中部，第三層頂面，第四層鋼筋僅在中間區域。

（5）插筋可與設備連接。為使混凝土與設備更好地面為一個整體，每隔500mm左右可將插筋與設備焊接，同時，為避免水平鋼筋下落，插筋與水平盤也要綁扎或焊接牢固。

（6）預埋件位置應準確并與鋼筋焊牢，電氣埋管位置也要準確。因國外廠家對這些埋管的要求都比較嚴，一旦埋錯，將不好糾正。

4 結論

輥磨基礎的施工雖然涉及的施工藝較多，但其施工重點在于做好隔振層施工、大體積混凝土的施工和鋼筋預埋件的施工，而做好這些分部工程施工的起點在于把好原材料的質量關，合理確定混凝土配合比，降低混凝土的水化熱，采取摻加混合材、外加劑、混凝土表面蓄水內設循環水管養護等措施。這些措施中最最關鍵在于控制水化熱，這是輥磨施工質量的決定因素。隔振層做好了，可減少輥磨運行中振動對周邊建筑物及自身的影響，提高輥磨的產量及壽命，基礎做好了，可以保證輥磨的正常運行。總之，輥磨基礎的施工，是輥磨安裝的起點和歸宿，只有高度重視輥磨基礎的施工，才能保證輥磨安裝的質量。

[1]建筑施工手冊編寫組[K].北京：中國建筑工業出版社,2006.

[2]孫傳紅,林文祥.水泥廠輥磨基礎大體積混凝土施工水化熱的控制[J].中國水泥,2009,(1).

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趙 蓮