1、2160 热连轧工程箱形设备基础控 制 裂 缝 施 工 技 术 报 告二 六 年 五 月12160 热连轧工程箱形设备基础控 制 裂 缝 施 工 技 术 报 告一 项目简介：迁钢 2160mm 热连轧工程是调整产品结构，实现新的战略目标的重要项目，是重点工程。该项目建成投产后，设计年产2130mm750mm 宽、19mm1.5mm 厚的板卷 400 万吨。2160 热连轧主线设备箱形基础长 559m，最宽处 90m，建筑面积42600m2。箱形基础的底板厚度 1.5m，部分厚度 2m 以上，轧线顶板厚度 1.2m，墙体厚度 1.2m，都是大体积混凝土。基础不仅超长、超大，且采用了无缝设计，对基
2、础的变形、不均匀沉降控制要求非常严格，不设任何永久温度伸缩缝和不均匀沉降缝，设计对基础抗变形能力的要求，已大大超过现行规范标准。因此，如何保证施工质量，满足设计要求，是施工技术的一大难点。由于箱形基础超大、超长，内部沟道纵横交错、断面多变，施工难度非常大。而且整个箱形基础施工要经历盛夏和严冬，施工过程中大体积混凝土水化热产生的内外温差，易使混凝土产生温差裂缝；特别是基础超长没有伸缩缝，若不采取有效的技术措施，必将由于混凝土收缩应力过大而造成混凝土出现裂缝，从而影响使用功能。对于如此规模、如此重要和如此高标准要求的特大型设备基础，尚没有施工经验，在国内有这方面施工经验的队伍也非常少。因此，能攻克
3、这一施工技术难题，掌握这一施工技术，将对干好曹妃甸工2程和基建队伍的发展有着重要意义。二、施工技术方案的确定2160 箱形混凝土基础轴线长 559，轴线最宽处 90，大部分轴线宽度为 64，浇灌混凝土量高达 16.7 万立方米，属于超大、超长箱形混凝土工程。该基础要从 2005 年 7 月 5 日开始施工，于 2006 年 2月 28 日施工完，需经历夏雨季和严冬季节。为了保证超大、超长箱形混凝土的施工质量，达到不开裂、不渗漏的质量要求，公司将其确定为技术攻关课题，并成立了课题攻关组，正式立项开展了一系列技术攻关工作。（一） 明确需要解决的技术难题2160 工程超大、超长箱形基础易产生裂缝的因
4、素较多，需重点解决以下几方面问题：1、控制混凝土自身的收缩量，从而防止混凝土由于自身的收缩而产生收缩裂缝。2、采取措施让基础局部混凝土自身的收缩量提前完成，待基础整体形成后不会产生影响使用的收缩裂缝。3、 控制混凝土在强度增长初期的内部水化热和外部温度，从而防止混凝土因内外温差过大产生温差裂缝。4、处理好施工缝，保证不开裂不漏水，使整体基础真正达到无缝效果。5、混凝土内合理的配筋能够约束和抵消混凝土内部由于各种原因产生的拉应力，从而有效的控制混凝土的开裂。36、采取二次摸压、加强振捣和养护措施，防止混凝土出现干缩、沉缩裂缝。（二） 确定施工技术方案为了解决超大、超长箱形混凝土基础易出现裂缝问题
5、和渗漏问题，我们开展了一系列技术攻关工作，首先广泛收集了相关方面的技术资料，参观了国内在施的类似工程，向兄弟单位进行了学习，总结积累经验，并结合 2160 工程的实际情况，进行了多方案的技术比较和研究分析，制定了控制混凝土自身收缩、超长结构的温度收缩、大体积内外温差和施工操作方面出现裂缝的技术措施。1、混凝土中掺粉煤灰和高效减水剂 ，减少混凝土的用水量和水泥用量，采用大粒径的骨料，并控制砂、石原材料的含泥量，从而减少混凝土在硬化过程中产生的收缩。我们采取的具体措施如下：、降低浇灌混凝土的坍落度，直接减少拌制混凝土的用水量，将浇灌时的混凝土的坍落度控制在 1214cm，从而防止混凝土因塌落度过大
6、而产生收缩。、选用高效减水剂，利用减水剂的特性减少拌制混凝土的用水量并同时仍保持混凝土的坍落度和合易性，从而减小混凝土因多余水分蒸发而产生的干缩。、采用大粒径的骨料（石子采用 540mm，砂采用粗砂） ，严格控制砂、石的含泥量（砂含泥量不大于 3%，石含泥量不大于 1%） ，由于减少了混凝土中水泥石量和含泥量，从而减少了混凝土的收缩4变形量。2、为了解决超长基础易出现的温度收缩裂缝问题，进行了多方案的比较，认为设置后浇带的方法虽然可行，但每 30 米就要设置一道后浇带，量大缝多，不易施工，施工质量也不易保证。采用微膨胀混凝土技术上虽然可行，但施工措施费太高，难以承受。而跳仓法施工不仅在施工进度
7、安排上可行，且施工缝与设置后浇带的方法相比少了一半，施工质量容易保证，施工措施费也比采用微膨胀混凝土低，是一种比较理想的施工方法。最终确定采取跳仓法施工技术，解决因基础超长易出现裂缝问题。跳仓法施工的具体措施是：将基础的底板、外墙、顶板（既片大、面大、外围需抗裂防水）的部位分成 3040m 见方的块体，块体采用间隔施工。既相邻两块不同时施工，间隔施工的时间控制在720 天。其目的是混凝土在这一段时间内收缩应力较大，通过间隔 720 天后再施工相临的块体，让已浇灌完的混凝土块体的收缩应力大部分得到释放。而此时剩余的混凝土收缩所产生的收缩应力已经较小，从而减小了混凝土整体箱形基础的收缩应力，使混凝
8、土整体箱形基础施工后不出现裂缝。我们把基础分块施工的间隔时间之所以选择在 720 天，主要考虑了以下因数：一是混凝土在硬化过程中产生的收缩应力在720 天内比较大。二是考虑工期的紧张，不能长时间的分隔养护，所以分块间隔的时间确定为 1720 天。这样从理论上看，混凝土在硬化过程中绝大多数的收缩应力已经得到释放，剩余的收缩应力对5施工后的基础已经不会产生有害的裂缝了。在基础施工过程中，分块施工间隔的最短时间是 7 天，最长是20 天。到目前为止，没有发现基础出现裂缝问题，基础的实体的质量优良的，证明我们的施工方案是科学合理的。基础分块间隔施工的原则是：钢筋不断；一个设备的基础原则上不分开；底板和
9、墙错缝。基础分块施工的划分详见下图：3、为了减少 C30 混凝土的水泥用量和降低混凝土中的内部水化热，我们对混凝土配合比进行了多次试验，最终确定了采用普通硅酸盐水泥，掺级粉煤灰，加高效减水剂的混凝土配合比（普通硅酸盐水泥用量 240kg, 级粉煤灰用量 110kg） ，表面采取覆盖保温措施，控制混凝土内外温差不超过 25规范要求，实施后经温度测试，混凝土浇筑后 23 天内部水化热最高达 71，此时混凝土表面温度为 48。混凝土内外温差最大为 23，达到了预控目标。6控制混凝土内外温差的具体措施是：、在混凝土中分别掺加了磨细矿渣粉和级粉煤灰来部分代替水泥，并采用了高效减水剂，加大了粗骨料的粒经，
10、减少了水泥用量，从而降低了混凝土内部因水泥水化反应产生的水化热。、对混凝土表面进行覆盖保温，采取了覆盖一层塑料布，塑料布上面盖两层草帘子的措施，提高混凝土的表面温度，减小混凝土的内外温差。在雨季草帘上面再盖一层塑料布，防止因雨水与混凝土表面接触，降低了混凝土表面温度。、在混凝土养护过程中，对混凝土的内、外温度进行测试，在混凝土内部温度最高的 23 天，每 2 小时测温一次，其他时间每4 小时测温一次。测温点设在混凝土底板的上、中、下三个部位，随着测温及时进行温差计算，发现温差大于 25时，及时采取提高表面温度的措施。根据温度测试记录绘制出温度曲线图（见下图） 。4、为了保证基础地板和外墙施工缝
11、处不出现渗漏问题，其他部位的施工逢，既能保证施工质量又便于施工。对没有防水要求的施7工缝部位，采用快易收口网进行分割的方法进行处理，既有利于施工逢部位的混凝土连接质量，又便于施工操作。对有防水要求的基础底板和外墙，在施工缝部位采取设置钢板带的止水措施，详见下图：8外墙水平施工缝钢板止水带 外墙 底板 水平施工缝设置示意图钢板止水带用钢板快易收口网封堵 的垂直施工缝 （底板或外墙） 收口网封堵垂直施工缝 设置示意图5、2160 热带连轧主轧线设备基础由于几何尺寸大，无论在施工过程中，还是在投产后的正常使用过程中都将不可避免的遇到外9界温度的变化对基础本身产生影响。若基础混凝土结构抵抗温度变化能力
12、不强，则该基础易出现温度裂缝。为了防止出现温度裂缝问题，在基础结构配筋时，从有利于控制混凝土裂缝出发，基础面层钢筋配置的间距比较密为 150 mm，钢筋直径为 2225 mm。 ，较好的控制了由于收缩而产生的混凝土内部拉应力。详见下图：6、在浇筑基础混凝土时，采取二次振捣和二次摸压措施，防止混凝土在浇筑过程中产生自沉和表面风干裂缝。混凝土完工后，加强养护，防止混凝土出现干缩裂缝。具体措施是：在浇灌混凝土的过程中，对于浇灌完毕的部位，在混凝土初凝前增加第二次振捣，从而有效的减少了混凝土在浇灌过程中由于混凝土自身沉实产生的收缩裂缝。在混凝土表面摸压完成后，在混凝土终凝之前再进行二次摸压，从而减少混凝土出现的
