浙江省二建建設(shè)集團(tuán)有限公司 寧波 315000
重油加工結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項(xiàng)目位于寧波鎮(zhèn)海區(qū)蛟川街道中石化鎮(zhèn)海煉化區(qū)域內(nèi),共包括3 個(gè)裝置項(xiàng)目:210萬 t/a延遲焦化裝置、焦化氣體回收裝置和相關(guān)系統(tǒng)配套設(shè)施,總占地面積約61 600 m2。焦炭塔位于210萬 t/a延遲焦化裝置內(nèi),焦炭塔框架設(shè)計(jì)共分2 層,基礎(chǔ)、首層、2層平臺(tái)厚度分別為2 500 mm、200 mm和2 500 mm,頂板標(biāo)高分別為-2.00 m、+18.00 m和+25.65 m;基礎(chǔ)為滿堂結(jié)構(gòu)、首層平臺(tái)為梁板式結(jié)構(gòu),2層為大體積混凝土平臺(tái),即(暗梁)板式結(jié)構(gòu),平面尺寸16 m×29.5 m;框架平面由6 根大截面超高清水混凝土框架柱(規(guī)格為:2 500 mm×2 500 mm)構(gòu)成,分南北向A-B軸,東西向1-2-3軸布置;該設(shè)備基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級為C35,基礎(chǔ)底板下樁基采用TZHb-Z¢S-2221C,計(jì)222 根。2層平臺(tái)上安裝的Ⅲ類壓力容器為焦炭塔(V-001),容器凈重約580 t。
(a)重油加工結(jié)構(gòu)調(diào)整改造工程,系2013年寧波市重點(diǎn)工程項(xiàng)目,也是中石化的重點(diǎn)項(xiàng)目,業(yè)主對該工程質(zhì)量要求非常高,施工場地小、工期緊。
(b)焦炭塔工程的土建混凝土結(jié)構(gòu)屬 “三超”(即超高、超截面、超荷載)設(shè)計(jì),其混凝土框架柱截面達(dá)到了2 500 mm×2 500 mm,一層柱高15 m,施工難度大,如何保證超高大截面清水柱及其超厚混凝土平臺(tái)的質(zhì)量與安全是該項(xiàng)目施工控制的重點(diǎn)內(nèi)容。
(c)該雙層框架型清水混凝土超高設(shè)備基礎(chǔ)的底板和2層頂板混凝土結(jié)構(gòu)厚度大(達(dá)2 500 mm),屬大體積混凝土,需按大體積混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)要求組織施工。
(d)設(shè)備基礎(chǔ)的清水混凝土需一次澆注成型,直接由結(jié)構(gòu)主體混凝土本身的肌理、質(zhì)感和精心設(shè)計(jì)施工的禪縫和對拉螺栓孔等組合而形成的一種自然狀態(tài)裝飾面。
(a)為求達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)與外觀裝飾藝術(shù)統(tǒng)一的建造技術(shù),由模板拼縫形成的禪縫,必須綜合考慮模板的規(guī)格、施工安排、飾面效果等,模板拼縫不嚴(yán)密、模板側(cè)邊不平整、 相鄰模板厚度不一致等問題都會(huì)造成拼接縫處漏漿或錯(cuò)臺(tái),從而影響禪縫觀感質(zhì)量。
(b)為有效控制截面尺寸,采用對拉螺栓加固,穿柱(或梁)套筒要加定位堵頭以保證穿墻孔眼的位置嚴(yán)密、防止漏漿,又要排布整齊,考慮其外觀效果。
(c)為保證清水混凝土表面平整光滑,色澤均勻,棱角分明等表面觀感一致,質(zhì)感自然的效果,整個(gè)設(shè)備基礎(chǔ)施工中水泥應(yīng)為同一廠家、同一品種、同一強(qiáng)度等級、同一批號(hào),才能保證混凝土最終美觀度。
(d)施工安全方面必須按規(guī)定設(shè)計(jì)和編制雙層框架型清水混凝土設(shè)備基礎(chǔ)專項(xiàng)施工方案。
制定雙層框架型清水混凝土設(shè)備基礎(chǔ)的專項(xiàng)施工方案:擬為焦炭塔框架梁、柱專門定制一套定型組合鋼模,配套高強(qiáng)度螺栓、槽鋼加固以提高混凝土表面成型質(zhì)量,滿足焦炭塔結(jié)構(gòu)的混凝土工程達(dá)到清水混凝土的要求;為防大截面柱在設(shè)備安裝過程中發(fā)生碰撞導(dǎo)致缺棱掉角現(xiàn)象,擬在柱的四角預(yù)埋150 mm×12 mm角鋼進(jìn)行護(hù)角;對于基礎(chǔ)底板及2層平臺(tái)超層厚結(jié)構(gòu)施工時(shí)須按大體積混凝土施工要求采取如電子測溫及保溫等相關(guān)措施;項(xiàng)目的支撐體系須經(jīng)專門設(shè)計(jì)與計(jì)算,確保支撐體系的整體剛度與穩(wěn)定性;專項(xiàng)施工方案須經(jīng)專家認(rèn)證后方可付諸實(shí)施。
編制專項(xiàng)施工方案→專家認(rèn)證(通過后)→基礎(chǔ)扎筋及預(yù)埋件、支模、隱檢、澆筑混凝土、養(yǎng)護(hù)→搭設(shè)(1層)專門支撐體系及外腳手架(同步跟上)→分段綁扎(1層)柱筋、隱檢、包模、澆筑混凝土→(1層)平臺(tái)、梁底模、扎筋、澆筑平臺(tái)混凝土、養(yǎng)護(hù)→搭設(shè)(2層)支撐體系→分段綁扎(2層)柱筋、隱檢、支模、澆筑混凝土→支(2層)大體積混凝土平臺(tái)及梁模、扎筋、預(yù)埋件、隱檢、澆筑混凝土、養(yǎng)護(hù)等
3.2.1 測量放線
(a)基礎(chǔ)的定位及放線,利用全站儀進(jìn)行。
(b)模板測設(shè)采用經(jīng)緯儀和傳統(tǒng)的線錘相結(jié)合的控制辦法,即柱模板安裝前,柱腳四周以1∶2水泥砂漿找平,彈出縱橫雙向通軸線,并彈出每個(gè)柱腳位置縱向和橫向軸線及柱腳平面中心線。
3.2.2 鋼筋綁扎
柱筋為每邊2 排20 根Φ32 mm(三級鋼)鋼筋,2層平臺(tái)暗梁筋(三級鋼)上排84 根Φ28 mm鋼筋,下排158 根Φ28 mm鋼筋等豎向及水平連接,采用大直徑鋼筋直螺紋套筒連接技術(shù),其接頭位置需錯(cuò)開,即同一截面的鋼筋接頭面積應(yīng)小于該截面總面積的50%。
3.2.3 支模工程
(a)超高大截面柱支模工作1層分3 次進(jìn)行,2層則2次到頂完成。
(b)為滿足焦炭塔結(jié)構(gòu)的混凝土工程達(dá)到清水混凝土的要求,在焦炭塔鋼制定型柱模用厚3 mm鋼板,背立面縱向及四周采取間距400 mm的70 mm×70 mm×8 mm角鋼加固;焦炭塔柱模水平方向四周則用22#槽鋼作圍檁加固,22#槽鋼168 根,每根長3 140 mm;每根開4Φ25 mm孔,用4 根Φ22 mm對拉螺桿拉支,共計(jì)336 根,每根長3 200 mm,方墊片80 mm×80 mm×10 mm,計(jì)1 300 塊;焦炭塔鋼制定型柱模上下節(jié)之間則用70 mm×70 mm×8 mm角鐵及Φ12 mm螺栓連接與加固。
(c)垂直度應(yīng)用經(jīng)緯儀校核;平整度則在設(shè)備基礎(chǔ)四周外沿拉通線校正,柱模用22#槽鋼作圍檁環(huán)箍;施工縫(留設(shè)部位須與混凝土表面禪縫相吻合)部位模板則用角鋼加強(qiáng),螺栓固定,保證不發(fā)生位移。
(d)支撐體系主要參數(shù):主材為Φ48 mm×3.6 mm鋼管,縱橫立桿間距450 mm上下層對齊,步距為1 500 mm;垂直剪刀撐長、短向分別設(shè)8 道和5 道;水平剪刀撐首層與2層分別設(shè)4 道和2 道。支撐體系需經(jīng)專項(xiàng)驗(yàn)收合格后方可進(jìn)入下道工序;同時(shí),指定專人做好對支撐體系在平臺(tái)混凝土澆筑過程的變形監(jiān)測工作。
(e)高大支模架的拆除,要求第1層支承架的拆除須等其上層(第2層)平臺(tái)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%后方可進(jìn)行,且拆除順序嚴(yán)格按專項(xiàng)方案要求執(zhí)行。
(f)考慮到設(shè)備安裝時(shí)容易發(fā)生對混凝土柱角的碰撞而導(dǎo)致缺棱掉角,影響外觀質(zhì)量,特采取對焦炭塔框架柱預(yù)埋角鐵(用Φ8 mm螺絲固定在鋼模上)的措施,以保護(hù)成品。
3.2.4 混凝土澆筑
(a)超高大截面柱采用C35預(yù)拌混凝土,坍落度14 cm±3 cm,水灰比0.5左右,水泥選用強(qiáng)度42.5級的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥,每立方米水泥用量為285 kg;石子采用5~15 mm及5~25 mm連續(xù)級配各半,砂子用細(xì)度模數(shù)>2.6的天然河砂。為保證混凝土在鋼筋密集部位的密實(shí)及減少混凝土水化熱,摻用合適的減水劑和優(yōu)質(zhì)粉煤灰,控制混凝土入模溫度不大于30 °C。
(b)大截面柱分層澆筑,每層高度控制在0.5 m左右;振搗時(shí)每柱采用2 根Φ70 mm、長8 m高頻軟管振動(dòng)棒,垂直插入,快插慢拔,逐點(diǎn)移動(dòng),不得漏振。(汽車)泵送布料管直接伸入柱中以減少布料高度,減少混凝土的離析,保證落料質(zhì)量均勻。運(yùn)用二次振搗施工工藝,以消除混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部因骨料下沉而導(dǎo)致的空隙及表面氣泡,從而提高混凝土墻體的密實(shí)度及抗裂、抗?jié)B性能。
(c)對于基礎(chǔ)底板及2層平臺(tái)的大體積混凝土施工時(shí),在平面長度方向兩側(cè)各1/3部位中間每隔5 m分別設(shè)(上、中、下)共12 個(gè)電子測溫點(diǎn),及時(shí)掌握混凝土內(nèi)部的溫度變化情況并調(diào)整混凝土表面的保溫措施,確?;炷羶?nèi)外溫差不大于25 K。
(d)由于大截面柱四角有預(yù)埋角鐵,應(yīng)特別注意這些部位混凝土振搗密實(shí),以保證混凝土表面觀感質(zhì)量。
(e)混凝土澆筑后柱子帶模養(yǎng)護(hù)5~7 d(含平臺(tái)梁側(cè)模)后方可拆模,并指定專人負(fù)責(zé)對超高框架柱體包膜養(yǎng)護(hù)、平臺(tái)及基礎(chǔ)澆水養(yǎng)護(hù)工作并做好記錄,養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于2 周(即14 d)。
3.2.5 梁、柱面對拉螺栓孔的封堵
對于梁、柱對拉螺栓孔的封堵,先用木塞敲入孔內(nèi)60~80 mm深處,灑水潤濕然后用摻有外加劑和摻合料的補(bǔ)償收縮(干性)水泥砂漿向孔里灌漿,用平頭鋼筋搗實(shí);要求孔眼平整,封堵水泥砂漿應(yīng)限位在凹進(jìn)墻面2 mm處,砂漿的顏色與清水飾面混凝土顏色接近;砂漿終凝后噴水養(yǎng)護(hù)7 d。
焦炭塔框架施工完成后,經(jīng)檢查,控制要點(diǎn)平均合格率達(dá)到98.6% 。整個(gè)雙層框架型清水混凝土設(shè)備基礎(chǔ)混凝土外觀感質(zhì)量光滑、平整、色澤均勻,達(dá)到了清水混凝土的相關(guān)要求,為類似的項(xiàng)目提供了可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)。