鋼筋混凝土基礎加固在工程中的應用

趙興武，于建華，董海洋

中國石油天然氣第七建設有限公司，山東青島 266061

在各類改造、擴建工程中，涉及大量的設備、結構基礎施工，因工期、費用、現場條件限制等多種原因，有些工程不能重新建造基礎，需要對原有基礎進行利舊，通過對原基礎加固處理，提高其承載力，以達到新的使用要求。本文結合某石化公司的泵基礎加固、鋼結構管廊基礎加固施工，介紹此類基礎加固的主要施工方法及流程。在基礎加固施工中，原有基礎表面處理、鉆植筋孔、注膠、植筋、拉拔試驗等為基礎加固施工中的關鍵質量控制點，施工中要嚴格加強過程質量管理。

1 工程案例一

1.1 工程背景

2017年4 月，某石化公司化肥廠進行環保治理項目工程施工，需要把泵房內原有703A/B、704A/B、705A/B 共6 臺流程泵更換為尺寸、功率更大的新泵，同時泵基礎需要重新設計施工。但因工期短，泵房內空間狹小，施工車輛無法展開，人工作業效率低，因此如果新建基礎，則無法滿足工期要求。經與項目參建各方溝通，最后采用對原有基礎進行加固的利舊施工方法。加固前后的泵基礎參數對比如下：

（1）703A/B 泵基礎長×寬加固前1 800 mm×1 200 mm；加固后為2 300 mm×2 000 mm。

（2）704A/B 泵基礎長×寬加固前2 200 mm×1 500 mm；加固后為2 600 mm×1 900 mm。

（3）705A/B 泵基礎長×寬加固前2 300 mm×1 100 mm；加固后為2 800 mm×1 500 mm。

1.2 施工流程

擬定的加固施工流程如下：原有泵體拆除→剔除基礎上部二次灌漿層→基礎四周定位放線→土方開挖→驗槽→原基礎四周鑿毛→原基礎四周植筋→基礎四周箍筋、豎向筋安裝→模板安裝加固→基礎四周混凝土澆筑→混凝土養護→拆模、回填→新泵地腳螺栓位置水鉆開孔→設備安裝后二次灌漿→灌漿層養護。

1.3 主要施工方法

（1）以原有泵進出口中心線為基準[1]，按加固后基礎尺寸放線，將樁點引至加固后基礎四周1.2 m 處，作為施工控制點。

（2）用切割機將地坪切開，將混凝土地坪破碎后運至指定垃圾存放點。

（3）挖掘土方至原基礎墊層底部標高，驗收合格后完成擴大部分基礎墊層施工。

（4）將原基礎頂面二次灌漿層用小型風鎬破碎剔鑿，直至降至設計標高，基礎四周用電錘鑿毛處理。

（5）用HRB335φ12 螺紋鋼筋制作環向箍筋及縱向筋。箍筋尺寸按加固后基礎尺寸預制，箍筋間距150 mm，焊接連接；豎向筋間距200 mm，鋼筋保護層30 mm。

（6）用HRB335φ12 螺紋鋼筋在基礎四周植筋，起始點距基礎邊緣不小于150 mm[2]，植入深度150 mm，外露150 mm，植筋間距300 mm，梅花形布置，以增加新舊基礎結合強度。

（7）支設模板，用C35 混凝土完成基礎四周混凝土澆筑。

（8）拆模、回填，混凝土養護。

（9）混凝土養護3 d 后，按新泵地腳螺栓位置在基礎頂面放線，然后用φ100 mm 水鉆開螺栓孔，孔深500 mm。

（10）新泵安裝及后續找正灌漿。

泵基礎加固示意見圖1。

1.4 施工效果

該廠環保治理項目于2017年6 月竣工復產，各臺新換機泵均已投入運行，目前已穩定運行一年半的時間，期間機泵各項技術參數合格，無任何異常情況發生。相比于將原有基礎全部破碎然后再重新進行混凝土施工的方案，加固方案節約了4 d 工期及大量的人工、機械費用，經濟效果明顯。

圖1 泵基礎加固示意

2 工程案例二

2.1 工程背景

2018年4 月，某石化公司煉油廠進行16 萬t/a烷基化項目工程施工，項目外圍管道配套工程沒有新建管廊，借用廠區原有管廊進行布管設計。新增加各類管道20 余條，需對原有鋼結構進行加層以滿足布管要求。同時，需要對原有部分鋼結構基礎進行加固處理，滿足新增載荷要求。經設計人員計算，需要加固的鋼筋混凝土基礎合計80 個，每邊擴大尺寸從0.2 ～1.5 m 不等。

2.2 主要施工方法

（1）對需要加固的基礎進行分組、分批次進行加固施工。一個批次加固的基礎不能集中在一起，間隔施工，盡量減少對上部結構穩定性的影響。

（2）完成土方開挖、驗槽、擴大后的基礎墊層施工。

（3）對原基礎側面進行鑿毛處理，用HRB335φ12 螺紋鋼筋在基礎每級臺階中部植入一排鋼筋，植入深度150 mm，外露150 mm，植筋間距300 mm，以增加新舊基礎結合強度。

（4）在距基礎底面150 mm 處，按設計文件要求的間距、深度鉆植筋孔。

（5）在距基礎承臺頂層臺階以上150 mm 處，按設計文件要求的間距、深度鉆植筋孔，注意開孔不能破壞短柱內原有豎向鋼筋。

（6）按要求向孔內填充植筋膠，再將提前預制好的鋼筋用錘子敲入孔內。

（7）靜置固化完成后進行拉拔試驗，合格后綁扎鋼筋、支設模板等，完成后續工序施工[3]。

2.3 植筋施工流程

植筋施工流程見圖2[2]。

圖2 植筋施工流程

2.4 植筋施工控制項目

（1）鋼筋直徑與鉆孔直徑宜符合表1要求[4]。

表1 鋼筋直徑與鉆孔直徑要求/mm

（2）當采用自動攪拌注射筒包裝的膠黏劑時，應選用硬包裝產品，不得使用軟包裝產品。其植筋作業應按產品使用說明書的規定進行，但應經過試操作。若試操作結果表明該自動攪拌器攪拌的膠不均勻，則應棄用。當采用現場配制的植筋膠時，應在無塵土飛揚的室內，按產品使用說明書規定的配合比和工藝要求嚴格執行，且應有專人負責。調膠時應根據現場環境溫度確定樹脂的每次拌合量，使用的工具應為低速攪拌器，攪拌好的膠液應色澤均勻、無結塊、無氣泡。在拌合和使用過程中，應防止灰塵、油、水等雜質混入，并應按規定的可操作時間完成植筋作業。

（3）注入膠黏劑時，其灌注方式應不妨礙孔中的空氣排出，灌注量應按產品使用說明書確定，并以植入鋼筋后有少許膠液溢出為宜。在任何工程中，均不得采用鋼筋從膠桶中黏膠塞進孔洞的施工方法。

（4）注入植筋膠后，應立即插入鋼筋，直至達到規定的深度。從注入膠黏劑至植好鋼筋所需的時間，應少于產品使用說明書規定的適用期（可操作時間）。否則應拔掉鋼筋，并立即清除失效的膠黏劑，重新按原工序返工。

（5）植入的鋼筋必須立即校正方向，使植入的鋼筋與孔壁間的間隙均勻。膠黏劑未達到產品使用說明書規定的固化期前，應靜置養護，不得擾動所植鋼筋。

（6）如果鋼筋需要焊接，宜先焊接后植筋，若有困難必須后焊接，焊點距基材混凝土表面應大于15 d（d 為鋼筋直徑），且采用浸過冰水的濕毛巾包裹植筋外露部分的根部[5]。防止因焊接產生的熱量對植筋膠造成不良影響。

（7）膠黏劑固化時間符合產品要求后，按GB 50550—2010《建筑結構加固工程施工質量驗收規范》附錄W 的要求進行拉拔試驗。拉拔試驗應由具備相應資質的試驗機構實施，監理單位人員參加。

管廊基礎加固示意見圖3。

圖3 管廊基礎加固示意

2.5 施工效果

通過三個月的施工，項目部完成了80 個基礎加固施工，使用鋼筋混凝土約1 300 m3。各工序按規范要求操作，質量合格。到目前為止，工程已完工半年，管廊上部新增加的20 余條管道均已投用，通過對管廊鋼柱的觀測，沒有發生下沉、傾斜等異常情況，加固后的基礎滿足新增載荷對基礎的要求。

3 結束語

通過本文所述兩個基礎加固工程施工案例，可以發現基礎加固施工的重點是在設計計算基礎上，按規范要求進行基礎鑿毛、鉆孔、注膠、植筋及驗收試驗，各環節都必須認真施工，以滿足相應的質量要求，任何一個環節施工質量未進行嚴格控制，都會影響最終的植筋效果。