混凝土原浆找平工艺在包头LNG储罐基础施工中的应用

混凝土原浆找平工艺在包头LNG储罐基础施工中的应用

段利军

(内蒙古建设集团股份有限公司  呼和浩特 010020）

摘要：本文以混凝土原浆找平工艺在包头LNG储罐基础施工中的应用为例，从原浆找平对混凝土的强度和配合比要求、混凝土冬期施工的养护措施、大体积混凝土的内外温差控制、混凝土裂缝控制等方面介绍了该工艺的实施过程及控制要点。施工过程中利用大体积混凝土自身水化热巧妙应对了冬期混凝土的防冻要求，利用原浆找平省去了二次找平工序，在工期、成本、质量等方面都取得

了良好的效果。

关键词：原浆找平  混凝土裂缝控制  平整度  金刚砂

混凝土表面原浆找平施工工艺是对传统的二次找平施工工艺的一种改进。它从根本上解决了接合面“两张皮”的质量通病和找平面裂缝问题，是减小结构物自重、节约成本和工期的有效途径。找平时在混凝土表面洒布耐磨材料，能显著

提高表面混凝土强度，增加抗裂性能。下面就混凝土原浆找平工艺在包头LNG储罐基础施工中的应用做简要阐述。

1、工程概况

中国燃气（包头）液化天然气调峰储备项目是国家重点工程，LNG储罐基础是其核心工程。LNG储罐容量3万立方，储罐基础是由桩基础、承台、185根框架柱、顶板构成。LNG储罐基础顶板形状为厚度0.95m、直径46.4m的现浇钢筋混凝土圆柱体，其上承载3万立方LNG储罐。顶板钢筋用量260t，混凝土用量1690m³（C40、F100)。原图纸设计顶板浇筑完成后，表面做5cm厚C45细石混凝土找平层。本工程工期紧，施工时间是北方寒冷地区的冬季，且LNG储罐对找平标准要求高（平整度要求：任意9m弧长内水平度不应超过3mm，任意两点水平度应在±6mm之内）。

2、顶板混凝土原浆出面一次找平方案的提出

结合LNG顶板冬期施工特征和业主加快工期进度的工期要求，项目部技术人员经过对图纸的分析和讨论，一致形成以下意见：在冬季低温气候条件下，如果按照原设计要求顶板混凝土浇筑完成后然后再抹找平层，一是造成工期延长，二是找平层存在受冻风险，混凝土受冻给找平工作带来困难且施工质量不易保证。三是新旧混凝土接茬处因收缩应力不同易形成“两张皮”现象。

    基于上述原因，项目部技术人员探索另一种思路，那就是取消找平层，顶板浇筑时原浆出面一次找平方案。首先我们在保证满足图纸要求的平整度的前提下征得设计同意。然后我们从施工技术和施工组织上综合考虑，精心布置，编制了切实可行的冬施方案报有关部门批准。

3、LNG顶板施工的总体部署

冬期施工的LNG顶板设计明确为大体积混凝土，不仅要控制混凝土内外温差，又要应对混凝土表层的冬期冻害。我们按照冬施方案的总体部署和要求，为有效控制混凝土受冻风险，采取快速施工、集中力量打歼灭战的战术。大量上人，大量配备施工资源，抢时间，抢速度，同时考虑综合蓄热措施。施工中配备3台60m汽车泵（2用1备），16台罐车，2班混凝土施工人员（1用1备，每班2组，每组12人），2班专业做自流平地面的找平人员（1用1备，每班2组，每组12人），施工时间控制在20小时之内。此外，还准备了应急物资，比如发电机50kw1台（带自备车以便随时移动位置，方便使用）、热风机15kw 4台等，准备了冬施保温物资，比如3200㎡棉被，1700㎡篷布，160m 4m宽彩条布等。

图1 浇筑方案专题会

4、原浆出面一次找平方案的实施

4.1设计保证

顶板混凝土为C40  F100，掺8%的微膨胀剂，实际施工按照冬施方案要求提高为C45。这就从设计上保证了一次找平对混凝土强度和补偿收缩要求。原设计后浇带为C45，掺12%的微膨胀剂，经与设计人员沟通，无需提高标号。

4.2施工技术措施

4.2.1顶板混凝土施工要达到一次找平的目的，必须控制两个基本要点：一是混凝土表面平整度的控制，一是混凝土表面裂缝的控制（本工程不留分格缝，给裂缝控制带来较大难度）。

平整度的控制我们通过两方面去实现，一是尽量减小混凝土自身体积收缩变化产生的影响，二是人工找平措施的实施。

裂缝控制主要从引起裂缝产生的原因，对应采取措施。引起混凝土裂缝的原因归纳起来大体有以下几点：a、混凝土内外温差产生裂缝。b、干缩裂缝。c、自身收缩和碳化收缩裂缝（人为控制对其影响作用不大，后文不再赘述）。

混凝土内外温差的控制：

我们的施工时间是北方初冬的寒冷季节，气温在-13℃-2℃之间。施工时低温气候条件恰到好处地降低了混凝土的入模温度。施工过程实测混凝土出罐温度在10℃-13℃之间，入模温度在8℃-10℃之间。浇筑完成终平后及时覆盖一层篷布两层棉被保温养护。保温养护期间实测混凝土内部最高温度41℃，表面温度29.5℃，有效地控制了混凝土凝结硬化过程中的内外温差引起的混凝土裂缝。其次就是低温条件下保证了混凝土的充分的保温养护时间，加强了混凝土的后期保温养护。在低温气候条件下，在混凝土凝结硬化的后期（即浇筑后的10-28d)，如果混凝土不继续覆盖，混凝土表面寒冷，内外温差必然使混凝土产生不均匀应力导致裂缝。所以我们采取模板不拆，并且篷布棉被覆盖一直延续28天的加强养护措施。

混凝土凝结硬化过程中自身体积变化和干缩裂缝对表面平整度影响的控制：

我们采取了两个措施，第一个措施就是混凝土坍落度的控制。施工中塌落度始终控制在180mm以下。坍落度过小，不利于混凝土泵送，坍落度过大，引起混凝土硬化过程的空隙增大。表面失水过快，中心失水慢，由于表面收缩受到中心混凝土的约束，表面产生拉应力而产生裂缝。第二个措施就是混凝土配制的匀质性。配制混凝土时，采用1-3cm粒径的石子，加粉煤灰、泵送剂、减水剂，保证了混凝土的和易性和匀质性，减少混凝土在凝结硬化过程的收缩应力。第三个措施就是分层浇筑，减小混凝土收缩沉陷。顶板混凝土分三层浇筑。第一层、第二层浇筑总厚度在75cm左右，计划在12小时完成，第三层为找平层，厚度约20cm,随第二层浇筑进度在第二层终凝前浇筑。这样，既适应大体积混凝土的分层浇筑要求，也是控制混凝土表面平整度的一个重要措施，即减少混凝土凝固收缩沉陷，有利于混凝土表面的平整度控制。第四个措施就是浇筑后及时覆盖（一层篷布，两层棉被）。实践表面，一方面减小了混凝土的内外温差；另一方面，在篷布密闭和棉被保温条件下，混凝土凝结硬化过程中产生相当数量的蒸发水冷凝于篷布下的混凝土表面，恰到好处地对表面混凝土进行了保温保湿养护。

图2  篷布下蒸发水                  图3 10天回弹值

4.2.2消除混凝土振捣产生泌水对混凝土平整度带来的不利影响。混凝土振捣产生泌水会对混凝土表面平整度带来一些不利情况：表面强度偏低；耐磨性偏低；混凝土中掺合料（特别时粉煤灰）易浮到表面，严重影响表面效果，还可能形成隔离层，可能影响硬化剂于混凝土的粘结面局部出现分离现象。所以，混凝土浇筑完毕，我们采取了用橡胶管除去泌水。

4.2.3由于顶板钢筋层叠，顶板中心区域14.5m半径范围内，钢筋保护层偏大。所以，施工时我们在该区域第三层混凝土中铺设了抗裂钢丝网（规格1m×2m,孔径6cm×6cm)。

4.2.4为增强找平层混凝土表面的耐磨性，极大提高混凝土密度，我们借鉴了耐磨地面做法，在终凝阶段的表层混凝土中均匀洒布了金刚砂。每平米用量3KG.

4.2施工方法

4.2.1平整度控制

顶板钢筋安装完毕后，在KZ柱锚固筋上焊接（不伤主筋）Ø12竖筋，纵横间距3m，高出板面300mm。用天宝DINI03高精度水准仪200mm标高控制点并在竖筋上标注，从而形成整体LNG储罐顶板高程控制网。在第三层浇筑时，竖向钢筋上的标高控制点间挂水平线，并用卷尺测量混凝土面，控制平整度。

图4 标高控制点设置             图5 浇筑前安全技术交底

4.2.2混凝土浇筑

首先，我们选择夜间低温条件浇筑完成第一层和第二层混凝土，把第三层安排在白天正温度浇筑。浇筑前，通过试验方法掌握了该标号混凝土的初凝与终凝时间。初凝时间为2小时之内，终凝时间为6-8小时。施工过程中，第一层混凝土终凝前，浇筑第二层混凝土；第二层混凝土终凝前，浇筑第三层混凝土；保证了混凝土连续浇筑，不出现冷缝。第三层混凝土用插入式震动棒平拉振捣后，根据竖筋上的标高控制平整度，用混凝土2m长电动刮平尺振动刮平。局部未达到标高处，利用混凝土补齐，再次刮平。锚带埋件边角处，人工用短靠尺刮平。

图6 坍落度控制、分层浇筑                图7 混凝土初平

    4.2.3混凝土浇筑后，用橡皮管泌水。

4.2.4在面层混凝土初凝，指压测试留下3-5cm印记时，分两次垂直洒布金刚砂。第一次洒布量是全部用量的2/3，洒布后人工用2m铝合金尺反复刮平。金刚砂吸收一定水分变暗后，采用圆盘机械进行数次磨压，使金刚砂与混凝土紧密结合。

图8 第一次抹平洒布金刚砂抹平   图9 第一次洒布金刚砂抹平效果

4.2.5第二次洒布金刚砂及磨压

洒布前，使用平直靠尺检查平整度，调整洒布厚度。第二次洒布量是全部用量的1/3，洒布方向与第一次垂直。如洒布后水分不足的地方适量洒水，然后立即2m铝合金尺反复刮平。金刚砂吸收一定水分后，再次用圆盘机械抹压。

4.2.6最终磨光

待面层具有足够强度后，将机械圆盘卸下，装设抹片，进行表面收光。个别抹纹凌乱处，人工用钢抹抹压。

4.2.7最终磨光完成后，用五线仪测量，平整度符合设计要求。用一层篷布和2层棉被覆盖保温养护，指派专人测温。顶板中布置了3组测温孔，每组又沿竖向高度设上中下3个测温孔。按照方案要求，保温养护时间不少于28天。LNG顶板的终平效果见图11。

图10 保温保湿覆盖                 图11终平效果

5、结语

LNG顶板混凝土施工在冬期北方寒冷的气温条件下，果断取消二次找平层，采用在混凝土表面洒布耐磨材料原浆出面一次找平的施工工艺，较好地控制了混凝土裂缝，满足了图纸要求的平整度。该工法不仅节省了找平层的施工周期，也避免了找平层与顶板表面可能出现的“两张皮”质量问题，同时也节约了施工成本，取得了良好的施工效果，并为今后类似的工程提供了有价值的施工经验与借鉴。

参考文献：

孔明生.地下车库混凝土裂缝综合控制技术【J】.新疆有色金属，2006，第4期