大重型設備基礎施工技術

周小麗，劉作峰

（中國核工業華興建設有限公司，江蘇 南京 210019）

大重型設備基礎施工技術

周小麗1，劉作峰2

（中國核工業華興建設有限公司，江蘇 南京 210019）

以某廠房3.5萬噸壓力機設備基礎為例，對工程特點及難點進行分析，重點介紹大體積重型設備基礎施工中基坑開挖降排水、模板支撐系統、大體積混凝土溫度裂縫控制以及對彈簧減震器安裝與保護等方面，通過施工控制措施的應用，既保證了工程的質量，也節約了成本。

設備基礎；大體積混凝土；溫度控制；深基坑

在工業建筑施工中，往往會遇到大型的重型設備基礎，其特點是埋地深、混凝土體量大，小型1 000 m3，大型的2 000～3 000 m3，工程地質條件復雜，施工技術要求高，預留空洞多，給施工帶來很大的難度[1,2]。本文以一個實例工程，闡述大重型設備基礎施工技術。

1　工程概況

該設備基礎為某大型機械鍛造廠房中3.5萬噸螺旋壓力機設備基礎，投產后是現今世界最大級別螺旋壓力機的設備基礎，其基礎分為設備坑（尺寸為17.8 m寬×17.8 m長×12 m深）和設備塊（尺寸為14.8 m寬×15.8 m長×7.35 m深）兩部分，設備塊底部與彈簧相連，尺寸為14.8 m×15.8 m異型結構，外部輪廓為長方形，中部為變截面預留設備安裝區域，頂部預留支撐梁位置，設備塊上部為異形，與設備塊間距為10 cm。剖面圖見圖1。

圖1　剖面示意圖

2　工程施工難點

（1）基坑埋地深，降排水要求高。該基礎開挖深度11.25 m，屬于深基坑。設備安裝需要達到良好干燥施工環境，對現場的降排水要求很高。

（2）模板支設難度大。本工程設備塊上部為異形結構，外部輪廓為長方形，中部為預留設備安裝區域，體型復雜，模板支設難度大。

（3）混凝土體量大，控制溫度裂縫。設備塊厚度為7.35 m，混凝土澆筑量達1 200 m3，溫度變形控制難度大，設備塊底部埋件制作及安裝平整度要求均為±2 mm，對溫度裂縫控制要求高。

（4）隔振器安裝與保護。設備塊安裝在隔振器之上，設備塊底部隔振器數量多，安裝前提條件高，安裝后保護措施要求高，隔振器基層安裝對隔水隔砂要求高。

3　確定施工方案

（1）施工原則。根據該設備基礎的特點，確定深基坑圍護采用鉆孔灌注樁加止水帷幕，外加鋼支撐系統；土方開挖按照“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖”原則；設備基礎模板采用鋼管、扣件、模板加固體系，拆模后，砼達到表面平整、光滑的質量要求；彈簧安裝保護達到隔水要求。

（2）施工順序。土方開挖→基坑側壁支撐及拆除→設備塊區域清理整修→彈簧安裝調整→分層填砂、夯實→設備塊底部鋼板安裝、連接→設備塊鋼筋綁扎→設備塊模板安裝及加固→設備塊混凝土一次澆筑與養護→模板拆除及拆除隔振器邊支撐物→壓力機安裝→工作臺調平、隔振器固定→基坑回填及支撐梁安裝。

4　設備基礎的施工[3]

4.1基坑開挖及降排水

（1）降水及排水施工。根據勘察資料顯示，坑底位于④-2層為粉土夾粉質粘土層，極易發生流土現象。根據土層特性及開挖深度，采用深井疏干井降水，土方開挖前2周開始降水，至結構施工完畢，外側墻防水施工完畢，土方回填完成后停止降水。

（2）基坑開挖。根據工程特點，采用機械開挖，人工配合清底。開挖分三次進行：第一次開挖將控制基坑4.3 m范圍卸土至-1.7 m深度，采用1：1放坡開挖至-3.2 m標高，施工第一道土釘及噴錨；第二次開挖至-4.5 m，施工第二道土釘，在基坑西端預留機械停機位及出土通道，采用相同于圍護設計土釘噴錨；第三次開挖至-8.5 m，采用錨桿護坡；從-8.5 m至-11.25 m深度，采用小挖機接力的形式將土方倒至大挖機覆蓋范圍，完成開挖工作。

4.2模板支撐系統

（1）設備塊側模及內模。本工程高度為7.35 m，墻板的加固要求高，內楞采用截面50×100 mm方木，每道1根，間距100 mm。外楞采用方鋼管40×60×3.75，每道2根鋼楞，間距300 mm。穿墻螺栓采用直徑16 mm螺桿和雙螺帽，水平、豎向間距均為300 mm。基礎塊側模與墻板頂為槽鋼桁架，水平每排4組，四面設置，即用2根14b#槽鋼組成桁架撐柱。

（2）隔震設備基礎窄間隙砂模支撐。在大重型設備基礎施工如采用常規的剛性支撐，會產生過大的變形，本工程采用砂及砂箱共同作為基礎塊的支撐物，設備塊中間用80組隔振器連接，隔振器用于承受上部設備塊和壓力機設備的自重。砂箱高度為坑底部至上部彈性隔振設備現澆鋼筋混凝土底部高度再減掉鋼板厚度，水平分隔設置為2塊鋼板埋件的寬度或長度，砂箱均采用槽鋼進行分隔，頂面和底面為16b#槽鋼水平放置，中間用14b#槽鋼豎向連接上下16b#槽鋼。

4.3鋼筋安裝設置

鋼筋安裝嚴格按施工圖要求施工，因鋼筋直徑大、層數多、重量大，鋼筋定位馬凳做法為上下各100 mm×100 mm厚10 mm的鋼板中間焊2根L75×5角鋼做支撐，間距為雙向1 500 mm，擱置于設備底層鋼筋上，中間各層鋼筋底筋下部設置在馬凳上沿，設備塊中層底下鋼筋垂直方向焊通長L63×5角鋼作為中層鋼筋支架，間距為1 500 mm。

4.4大體積混凝土控制溫度裂縫

（1）混凝土配比。混凝土采用C30混凝土，為保證混凝土在澆筑過程中不離析，要求混凝土要有足夠的粘聚性，且在泵送過程中不泌水、不離析。泵送混凝土10 s時的相對壓力泌水率不得超過50%，以保證混凝土的穩定性和可泵性。（2）澆筑方法。混凝土采用分層澆筑，每層厚度不大于30 cm，上層與下層混凝土之間澆筑間歇不得小于30 min，但不得大于1.5 h，并保證上層混凝土澆筑應在下層混凝土終凝前。在澆搗時，采用插入式振搗器，要做到“快插慢拔”，插入點的水平距離控制在450 mm以內。設備塊共澆筑1 200 m3混凝土，采用斜坡分層的澆注方法，分層厚度按30 cm厚左右，分多步澆注到頂。（3）溫度裂縫控制。設備塊厚度為7.35 m，混凝土內部熱量較難散發，外部表面熱量散發較快，內外溫差過大會在混凝土表面產生有害裂縫。為加強溫控，采用X QC-300-J8型電橋測溫儀進行溫度監測。當混凝土中心溫差22℃，就會報警。

4.5彈簧減震器的安裝與保護

通過安裝彈性支承隔振系統可以將設備引起的振動大大減小，設備傳到基礎的動載荷顯著降低。彈簧減震器由彈簧及阻力劑組成，其液體阻力劑不可與水混合，在彈簧安裝、設備塊施工及以后使用過程中，對彈簧減震器的隔水要求極高。

5　結語

該設備基礎施工完畢后，混凝土表面光滑，無質量缺陷，施工縫處無滲漏，效果良好，達到設備安裝的要求。通過本工程的成功實施，為大型重型設備基礎施工中的模板支護系統、控制溫度裂縫、設備安裝保護等提供了成功的經驗，既節約了成本也保證了工程質量。

[1] 姚志國，勾立春.大型設備基礎施工技術與管理[J].產業與科技論壇，2011.

[2] 張帆，李文明，霍紅偉.5 t鍛錘設備基礎施工技術[J].施工技術，2011.

[3] 建筑施工手冊(4版)[M].北京.中國建筑工業出版社，2003.

TQ 050.7

A

1671-0711（2016）09（下）-0136-02