多仓格构式钢筋混凝土箱型基础的施工

多仓格构式钢筋混凝土箱型基础的施工

姜勤伦

姜勤伦

中国能源建设集团江苏省电力建设第一工程有限公司210000

摘要：箱型基础具有优良的结构特征，较大的承载能力，自重轻，节约材料等，适合作为各种地质条件复杂、上部荷载大、结构复杂的建筑物基础，但施工难度大、施工成本增加较多。本文简述某电厂锅炉箱型基础的施工及要点。

关键词：格构式；钢筋混凝土；箱型基础；施工。

某电厂建设2×1000MW“上大压小”扩建工程的两台超超临界机组，采用了上海锅炉厂的塔式锅炉。锅炉基础直接坐落在天然地基上，设计采用72个空格筏板基础——多仓格构式箱型基础（以下简称箱形基础），基础外形尺寸为：43.4m*41.5m，高度6.5m（顶板厚0.5m，底板厚0.7m，墙板高度5.3m，墙板最大截面2m×5.5m。），C50抗渗抗冻砼5858m3，钢筋1652t。见图1。

1，施工方案

1.1土方采用自然放坡大开挖

1.2箱形基础混凝土分三次浇筑，第一次浇筑至底板面向上450mm，第二次浇筑至顶板底向下200mm，第三次浇筑顶板及以上短柱支墩。

1.3顶板底模采用钢梁、压形钢板施工方案

2，施工顺序

3，施工要点

3.1、土方开挖及垫层施工要点

箱型基础坐落在天然地基上，基坑被水浸泡、机械扰动、松散浮土、烂泥清理不干净会严重影响地基承载力。因此土方开挖、清基、基坑排水、验槽工作极其重要。（1）基坑开挖时，若地下水位较高，应采取降水、排水等措施，使地下水位降至基坑底下不少于500mm，保证基坑在无水情况下进行开挖和基础结构施工；（2）箱型基础板墙较高，要留出足够的工作面搭设外排架和开挖排水沟，一般为1.5m～2m；（3）开挖基坑应注意保持基坑底土的原状结构，尽量不要扰动。当采用机械开挖基坑时，在基坑底面设计标高以上保留200～400mm厚的土层，采用人工挖除并清理平整，清基后应立即进行下道工序施工；（4）天然地基必须按规定进行承载力静载试验；（5）验槽时勘察设计人员必须参加，确认土质是否和地勘报告相符。

3.2、钢筋施工要点

钢筋加工前仔细研究图纸，确定钢筋绑扎顺序，对于无法施工或难度大的部位提前提出解决方案，通过与设计院联系或图纸会审时优化钢筋设计方案。要注意以下几点：

（1）板墙的箍筋

板墙箍筋设计为封闭箍筋形式，见左图2：板墙箍筋剖面图。底板钢筋绑扎前要将所有箍筋绑扎固定好，底板和板墙主筋只能从一侧逐根穿入，难度大、速度慢，而且箍筋密，直螺纹接头拧紧施工操作空间狭小，难以保证连接质量。解决方案：可将封闭箍筋改为开口箍筋，将箍筋分为上下两部分，采用搭接方式连接。绑扎钢筋顺序：下半部开口箍——板墙下部主筋——底板、板墙浇筑后绑扎板墙上部主筋——上半部开口箍安装。钢筋依次绑扎，施工难度降低、速度快、保证了直螺纹连接施工质量。

（2）顶板、底板钢筋

顶板、底板钢筋原设计见图3，顶板一个方向有4根主筋，底板一个方向有两根主筋，另外两根为加强筋（不沿底板通常布置），钢筋接头采用直螺纹连接接头。存在的问题：（1）钢筋端部有锚固弯头，钢筋直径28mm，相互错开的话至少要120mm，板墙主筋就没有位置绑扎了；（2）直螺纹接头施工需要转动钢筋拧紧套筒，转动端部钢筋时，端部弯头相互碰撞制约钢筋转动，接头不能被拧紧。解决方案：（1）将底板加厚增加承载力（由500mm改为700mm），取消加强筋，同一方向变为两根主筋；（2）由于顶板受力大，钢筋都是通长布置的，不能减少钢筋。采用顶板边沿悬挑300mm，增加了水平筋的锚固长度，将下部钢筋的弯头取消。解决了弯头错位和钢筋转动问题。见图4。

图3顶板、底板变更前钢筋图图4顶板、底板变更后钢筋图

（3）钢筋骨架

钢筋骨架可利用底板最下层和最上层钢筋，减少措施用筋量，如左图5所示，把最下层钢筋上调作为骨架下弦。骨架沿底板通常布置，间距2m左右。上下弦之间用短钢筋支撑保证足够的刚度，间距1m左右。骨架侧面加斜支撑，以增强稳定性。由于利用主筋作为骨架的上下弦，骨架纵向连接要按照主筋连接要求等强连接。安装骨架时考虑好钢筋安装顺序，骨架下弦的钢筋要先安装完，骨架下弦以上的钢筋不能先安装。若顺序颠倒骨架或主筋都将无法安装。

3.3、施工缝留置处理要点

箱型基础砼结构施工分底板、内外墙和顶板三部分进行。底板与板墙施工缝设在底板面上部450mm左右，有掖角的留在其上表面；板墙与顶板间施工缝位置要根据板墙上部主筋位置和顶板支撑钢梁位置综合考虑进行定位，一般设在板墙上层主筋及钢梁下方，约在顶板底200mm；不留置垂直施工缝。外墙施工缝中间设镀锌钢板止水带，内墙的水平施工缝做成平缝即可。在继续浇筑混凝土前将施工缝表面松散石子和浮浆清理干净，止水板表面砼浆应在底板浇筑后及时用抹布或钢丝刷进行清理。

3.4、模板施工要点

箱型基础模板工程量主要集中在板墙，模板承受砼侧压力，模板支撑系统必须经过设计、验算。本工程墙高4.75m，模板采用15mm厚夹层板加钢管围檩、背杠，对拉螺栓选择Φ14圆钢@610，中间加止水环，模板底部两排对拉螺栓进行加密，@406mm，下方三排对拉螺栓用双螺母加强。内墙组成的格子内搭设满堂排架，四周加短钢管撑在模板背杠上。

3.5、顶板支撑钢梁施工要点

箱型基础施工完成后内部是完全封闭的，如果采用常规的脚手架加模板的支撑系统顶板浇筑完成后将很难或无法拆除，所以经过技术探讨和经济分析确定采用支撑钢梁加压型钢板作为顶板底板方案。（1）顶板支撑钢梁和压型钢板必须经过设计、验算，满足强度和刚度要求；（2）板墙上部施工留置要考虑到钢梁的位置和满足安装要求；（3）一定要先安装钢梁再绑扎板墙上部主筋，相碰时在钢梁上开孔穿过钢筋。

3.6、砼施工要点

3.6.1、砼原材料、配合比

按大体积混凝土施工要求对箱型基础进行控制，以达到降温差、防裂缝的目的。⑴用低水化热水泥和尽量减少水泥用量；

⑵采用双掺技术，尽量减少用水量，保证混凝土强度；

⑶选用热膨胀系数低的骨料，减小热变形；

⑷控制混凝土入模强度；

⑸箱型基础面积大、板墙纵横交错，浇筑砼时上下层间隔时间相对较长，为了避免出现冷缝，要根据气温等条件调整砼初凝时间。

3.6.2、砼浇筑

砼浇筑前要根据砼初凝时间、混凝土的运输距离、浇筑速度计算泵车数量、搅拌运输车数量，配备好浇筑人员。保证砼能够供料及时、连续浇筑、不产生冷缝。现场备用一台混凝土泵车，防止机械损坏或堵管等意外情况出现影响砼浇筑质量。

底板混凝土浇筑时沿长方向分2个区，由一端向另一端斜向分层浇筑，每层厚25～30cm，分层用插入式振捣器捣捣密实，加强搭接处的振捣，防止漏振，每层应在砼初凝时间内浇筑完成。

墙体混凝土浇筑是箱型基础砼浇筑的难点、重点。采取分段、斜面、分层浇筑法，即由3个浇筑小组从一个边的外墙开始，对应向后延伸浇筑。本法每组有固定的施工段，有利于提高质量。但混凝土一次浇筑到墙体全高，模板侧压力大，要控制好下料速度和振捣时间，加强对模板支撑系统的观察和加固。

板墙纵横交错，从一个边的外墙下料，砼会流入交错的板墙。横向外墙分段分层的同时，纵向板墙又在斜向分层，砼到内墙交叉处时又流入横向内墙。砼流淌面大，覆盖及振捣难度大。浇筑时要配备充足的泵车和振捣手，本工程使用了三台泵车，两侧各一台悬臂泵，中间一台地泵。每台悬臂泵负责4跨，地泵负责2跨。振捣手每班三组，每组15人，划分固定工作段。

3.6.3、砼养护

采取有效的降低混凝土内外温差的养护措施，温差值要严格控制在规范允许之内。

箱型基础混凝土养护采用保湿、保温蓄热法。重点在于底板和顶板的养护，底板和顶板面积大，受外部环境影响大。养护不到位表面可能出现干缩裂缝和温度裂缝，严重的会出现贯穿裂缝严重影响结构受力性能。所以砼养护也是砼施工的重要一环，不能忽视。要注意养护的及时性，不要等到全部浇筑完成再进行养护，已浇好部分具备条件的要及时覆盖养护材料。气温高覆盖塑料薄膜保湿养护，气温低再加盖养护毛毯。重点检查砼表面是否有凝结水，如果没有要根据气温情况采取补水和增加覆盖保温措施。

4，涉及的主要规程规范

4.1《电力建设施工质量验收及评定规程》DL/T5210.1-2005第一部分：土建工程。

4.2《电力建设安全健康与环境管理规定》

4.3《电力建设安全工作规程》DL5009.1-2002

4.4《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001

4.5《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002

4.6《建筑地基与基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

4.7《钢筋焊接及验收规范》JGJ18-2003

4.8《混凝土质量控制标准》GB50164-92

4.9《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009

4.10《建筑施工计算手册》

4.11《工程建设标准强制性条文》房屋建筑部分2009年版。

4.12《工程建设标准强制性条文》电力工程部分2006版。

4.13《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》03G101-1。

4.14《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2003。

4.15《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》GB1499.1-2008。

4.16《通用硅酸盐水泥》GB175-2007。

4.17《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006。

4.18《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119-2003。

4.19《建筑施工模板安全技术规范》JGJ162-2008。

4.20《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》08J101

5、结束语

该工程中应用的箱型基础是设计单位首次创新试验，主要减少了地基处理的费用（深基坑，不需要换填等处理）、减轻基础的自重、节约混凝土用量等，但是，施工难度增加很大，施工的周转性材料使用量相当地大，施工人工费也增加的许多，给工程结算增加了难度（没有合适的定额可以套用）。总之，该基础结构形式，社会效益明显、投资方降低成本、施工方成本增加较多。

因为是创新设计，结构相对复杂，施工难度大，施工期间甲方、监理、施工单位都非常重视，精心组织，科学管理，加强过程控制，确保了工程质量，达到了预期的效果。

参考文献：

[1]《火电厂锅炉房箱型基础与筏板基础的区别及施工要点》陆建辉科技创新与应用2013年第34期