(中国电建集团核电工程有限公司 山东济南 250102)
摘要:外包式刚性柱脚主要用于高层民用建筑钢结构,工业建筑应用很少。随着一带一路的进一步推进,我国在世界各地中标的项目也越来越多,遇到的地质条件也不尽相同,外包式刚性柱脚基础也会越来越多的出现在电厂厂房设计中。本文是基于伊拉克鲁迈拉扩建电厂的厂房外包式刚性柱脚基础施工,对外包式刚性柱脚基础施工及柱脚钢结构的安装施工重点进行详细的介绍,并对施工中需要注意的事项进行分析。本文为以后的外包式刚性柱脚在电厂的施工提供参考和借鉴。
关键词:电厂;外包式刚性柱脚;地脚螺栓;钢柱安装
1、概述
本电厂位于伊拉克巴士拉省,厂址区抗震设防烈度为8度,地面峰值加速度为0.20g,场地类别为II类。厂区土为超盐渍土,对混凝土有强腐蚀性,遇水具有一定的溶陷性,地质条件较差,外包式刚性柱脚设计是在综合分析场地的地质条件和建筑物受力特点的基础上确定的。外包式刚性柱脚的钢筋混凝土包脚高度、截面尺寸和箍筋配置(特别是顶部加强筋)对柱脚的内力传递和恢复力特性有重要作用。
2、施工前要点核查
2.1外包式刚性柱脚基础图纸审核要点
在图纸审查时需要重点计算出基础纵向钢筋内边缘距离钢结构柱底板对应边的净间距。根据本项目的施工经验,从施工的角度来看,此净间距大于10cm便于钢结构柱的安装和调整,如果此净间距小于5cm,需要和设计院联系,在保证质量和经济的条件下,适当的扩大此间距。
集控楼钢结构基础柱头尺寸为1250mm×1250mm,钢结构柱脚底板尺寸为1050mm×1050mm,纵向钢筋直径为25mm,箍筋直径为10mm,混凝土保护层为50mm,因此基础纵向钢筋内边缘距离钢结构柱底板对应边的净间距仅为15mm,竖向钢筋在施工及混凝土浇筑时产生误差,部分柱头的此间距<15mm,此区域的钢结构柱在安装及调整过程中困难。一旦偏差超过1.5cm,钢结构柱脚底板就会和纵向筋产生冲突,无法安装。
设计图中未设计调平螺母,为方便施工建议设计院添加调平螺母,并保证地脚螺栓丝长足够,这样大大提高了钢结构柱的校正速度。
2.2钢柱图纸与钢柱实物核查要点
柱脚底板尺寸,栓钉间距、布置及数量,钢柱截面尺寸及长度等是否和图纸一致,由于栓钉、柱脚底板在运输和装卸过程中比较容易损坏,需要特别关注检查,如发现柱脚底板变形,栓钉断裂,需要及时联系设计院及厂家,讨论并给出解决方案。
3、外包式刚性柱脚基础施工要点分析
3.1外包式刚性柱脚基础纵向钢筋施工注意事项
3.1.1由外包式刚性柱脚工艺特点,纵向钢筋长度一般较长,为保证质量,在未经设计院同意的情况下禁止断开纵筋采取搭接连接。以本项目电厂主厂房为例,钢结构基础埋深最深为-7m,短柱顶-0.5m,纵筋长度为约6.4m。因为主厂房基础短柱为外包式刚性柱脚的短柱,混凝土短柱弯矩较大,虽然纵筋较长,施工较困难,但经设计院计算,建议短柱纵向受力钢筋不断开。为保证纵向钢筋的垂直度和施工质量,可以采用搭设简易脚手架的方式,根据具体情况对钢筋进行固定,切勿私自切断钢筋进行搭接。
3.1.2纵向钢筋顶部设有拉钩,柱头顶部设有加强筋,提醒施工人员切勿遗漏,或减少加强钢筋数量和弯钩长度,严格按照图纸施工。
3.2外包式刚性柱脚基础地脚螺栓施工注意事项
不同的基础,地脚螺栓的型号材质等也会有所不同,在地脚螺栓安装前,需仔细核对图纸和地脚螺栓实物,包括螺栓的直径,长度,丝长等。
钢结构地脚螺栓的要求精度较高,根据不同的基础类型制作相应的螺栓架可以提高安装质量和施工速度。本工程采用地脚螺栓的拼装工艺,这样可以很好保证地脚螺栓的相对位置不变。在基础垫层混凝土混凝土浇筑前,根据地脚螺栓水平坐标位置提前预埋四块小埋件,地脚螺栓架的高度根据具体情况制作并与埋件进行焊接,在焊接前需要在全站仪的测量下进行调整,确保位置标高垂直度等准确无误。
3.3混凝土第一浇灌部分注意事项
第一次浇灌混凝土位置根据设计图纸确定,以本项目为列,混凝土第一次浇筑标高为刚性柱脚底板下5cm(灌浆厚度)。在混凝土浇筑前,高出第一次混凝土浇筑面的地脚螺栓部分需要用塑料薄膜缠绕包裹,以防地脚螺栓被混凝土污染,特别是顶部丝长部分。
在混凝土振捣过程中,禁止振捣棒直接接触地脚螺栓及螺栓架。
为防止地脚在混凝土浇筑过程中出现倾斜,除了在浇筑前采取钢斜撑加固外,在浇筑振捣刚刚结束后,由测量员用全站仪对地脚螺栓进行复核校正,确保地脚螺栓安装误差在规范允许的范围内。
4、钢结构柱安装施工要点分析
外包式刚柱脚设计形式在钢柱安装时与其他设计形式有明显的区别,此设计形式的地脚螺栓四周被较长的纵向钢筋包围,纵向钢筋顶部设有弯向内部的拉钩,在钢结构柱吊装前根据需要可以用绳索对纵筋进行适当的外拉,增大纵向钢筋所围区域的开口,确保钢结构柱能顺利伸进纵向钢筋所围区域的内部并加快钢结构柱与地脚螺栓连接速度。绳索对纵向钢筋外拉的力度以松开伸缩后纵向钢筋能自动恢复为宜,若因外力过大钢筋不能自动恢复,需要根据设计院建议或相关规范进行调直。
钢结构柱的调整校正及初拧终拧等严格按照规范进行,在此不再累述,等验收合格后按要求用灌浆料进行灌浆。
5、钢柱外包部分箍筋安装及混凝土浇筑要点分析
外包式柱脚箍筋安装的特别之处在于需要等钢结构柱安装后再进行此项施工,根据本项目的施工,双肢箍筋可以从纵向筋顶的上部套进对应的纵向筋,再由上部降到对应的箍筋位置,一般需要两个工人在柱的两边合作完成,施工过程中不允许箍筋由“双U型箍筋”(两个U型钢筋搭接形成的“箍筋”)代替。一般刚性柱脚外包混凝土高度范围内箍筋比较密集,密集区域建议使用直径25振动棒,切勿漏振。
结束语
伊拉克项目扩建电厂的外包式刚性柱脚设计和施工是依据现场的地质条件和厂房的受力特点确定的,在“一带一路”的冲锋号中,中国今后在伊拉克及其他国家的中标项目越来越多,相同类似的地质条件也会频繁出现,外包式刚性柱脚设计在电厂中的应用也会越来越多。本文的介绍可以为今后的类似项目提供一些少走弯路的经验,在保证质量的前提下,更好的为项目降本增效。
作者简介
樊庆钟 1982年04月,男,中电建核电公司建筑公司高级主管,从事电力行业工程施工技术及管理工作15年。
参考文献
[1]陈睿茜;经哲文.外包式刚性柱脚设计方法研究及其在加建改造中的应用[J].中国住宅设施.2019(03).