压缩机组大体积混凝土基础施工.docx
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压缩机组大体积混凝土基础施工
2压缩机组大体积混凝土基础施工
1概述
由于压缩机外型尺寸大且设备较重，安装精度要求高，所以压缩机基础的施工质量至关重要，压缩机的地脚螺栓要提前预埋到基础里，地脚螺栓的定位是基础浇筑施工前控制的关键环节。
压缩机基础属于大体积混凝土浇筑范畴，编制本方案的目的就是解决水泥水化热问题及如何确保大体积基础的连续浇筑，指导压缩机基础施工，确保基础施工质量。
2浇筑前准备
2.1材料准备
备足水泥、砾石、砂、粉煤灰、外加剂。
2.2水、电准备
检查水、电线路，夜间照明灯具，用电安全检查确保浇筑期间水、电供应。
2.3工序报验
（1）上报墙体施工技术措施；
（2）复验定位螺栓尺寸、模板、钢筋尺寸；
（3）复验测温管位置、冷却水管试压；
（4）复验预留孔之间位置、尺寸；
2.4机械准备
（1）确定水平运输和垂直运输机械类型；
（2）检查搅拌机械、振捣机械运转情况；
（3）检查吊斗索扣的安全性，清理料斗；
2.5技术准备
（1）技术人员再一次复核图纸，到现场核对实物；
（2）测量人员校核标高、坐标尺寸，特别是复核地脚螺栓尺寸；
（3）现场监理、项目部联合验收地脚螺栓尺寸并填写记录；
3施工部署
3.1施工组织机构
项目部针对压缩机基础施工成立领导小组，重点对施工中的关键环节加强控制，安全优质的完成基础浇筑。
按照项目部和土建机组人员进行分组，责任到人。
组长职责：
全面组织、协调施工中的各项工作，合理调配生产力，合理安排生产。
副组长职责：
组织实施生产，对施工中关键的安全、质量环节把关。
组员职责：
施工中安全、质量方面监督，施工中各工序都有组员在场进行旁站，发现问题及时纠正，指导工人按标准、规范施工，出现重大问题及时向组长汇报。
3.2施工顺序、任务划分及主要控制点
●基础的钢筋绑扎、模板支护、地脚螺栓定位，达到浇筑条件；
●压缩机基础浇筑，平均每台基础连续浇筑时间为36小时；
●基础回填工作；
●基础地脚螺栓的二次灌浆；
●压缩进场前完成基础验收工作，达到承载压缩机的安装条件；
由一个土建机组专门负责压缩机基础施工，浇筑期间连续作业，所有人员分三班倒，分工明确、责任到人，项目部领导小组成员也将时刻监督生产安全和施工质量，合理组织生产，加强对关键工序的控制。
施工中的关键环节及主要控制点：
●严格按混凝土配合比单进行混凝土上料搅拌；
●地脚螺栓定位复测要贯穿基础浇筑的整个过程，无论是在浇筑前还是在浇筑过程中，还是在最后的混凝土凝固期间，都要进行地脚螺栓的定位测量，发现尺寸偏差及时修正；
●浇筑完毕后对混凝土内外温差进行监控，进行循环水降温；
3.3施工部署
项目部成立了压缩机基础施工的领导小组，下设专门的土建机组负责施工，对关键工序地脚螺栓的定位专门制定施工方案，报监理审批，并在施工中由技术精湛的钳工和专业的测量人员用全站仪进行定位，项目部领导小组成员及时复测，层层把关进行质量控制。
基础浇筑前，所有的建筑材料备齐，施工设备、机具满足连续施工需要，对混凝土搅拌工、振捣工、进行培训，配合比挂牌，严格按规范标准施工。
在基础浇筑期间施工人员三班倒，计划用6台350L混凝土搅拌机，其中2台备用。
2台25T吊车配合浇筑，主要施工设备完好，施工人力资源充足。
基础浇筑完毕后由专人负责测温工作，一个小时一测，时刻掌握混凝土内外温差变化，进行冷却水循环，填写测温记录，绘制温控曲线。
由专人负责基础养护工作。
3.4施工方法及施工流程
地脚螺栓定位采用钢架固定法：
压缩机地脚螺栓定位要求精度极高，用土建常规的预埋定位方法很难控制，为了满足高精度要求，确保预埋螺栓的精确定位及在基础浇筑过程中的牢固，采用钢架定位法，即：
根据地脚螺栓的布置情况，用型钢制做整体钢架，将螺栓固定在钢架上，使其与钢架形成一个整体，这样即能满足螺栓的定位尺寸精度，又可以防止在基础浇筑过程中的螺栓位移。
基础浇筑、养护完毕后，将基础表面的固定钢架拆除，只留地脚螺栓，进行二次灌浆。
3.4.1钢支架的固定
3.4.1.1为保证螺栓位置准确度需要，确定采用钢支架固定，立支架直接焊接在底板预埋件上。
立支架用Ф159钢管制作，钢管内部用混凝土灌实，地脚螺栓水平定位支架用20#槽钢制作，水平定位支架在钢平台预制，钢平台用20mm厚钢板，钢板面积与设备基础面积相同。
地脚螺栓水平定位支架根据压缩机基础地脚螺栓中心线、螺栓与埋件平面尺寸和标高以及钢度等因素确定支架几何尺寸和材料规格，详见螺栓及定位支架安装图。
3.4.1.2定位支架就位：
在固定钢架支撑腿上刻划出十字中心线和底板预埋钢板面上十字中心线，就位时两中心线必须精确重合，板面标高由全站仪测量控制。
3.4.2螺栓就位及固定
3.4.2.1在固定钢支架面刻划出螺栓十字中心线位置，在中心位置用电钻开孔比螺栓直径大2～4mm，然后使固定片（另外加工的钢固定片，中心用车床车出小孔，其直径与螺栓直径同，并划出十字中心线，两边带有螺丝孔）中心线与其重合，调整位置，先用螺丝固定，无误后用电焊固定。
螺栓每根至少有2个固定点。
详见螺栓及定位支架安装图。
M42地脚螺栓定位支架立面图
3.4.2.2地脚螺栓定位基准点选用由甲方指定（设计交桩）的控制点，根据总图以及压缩机施工平面图确定地脚螺栓的坐标，整个定位系统的控制以压缩机基础中心线为基准。
使用全站仪对已知坐标点地脚螺栓定位，误差控制在1mmm左右。
3.4.3压缩机基础浇注
3.4.3.1大体积混凝土浇筑可采用吊车下料方式，用2台25T汽车吊，制做专门的料斗进行下料浇筑。
配备6台350L混凝土搅拌机，其中4台正常工作，2台备用。
社会依托较好的地区及现场条件允许时也可采用商品混凝土和泵送混凝土。
3.4.3.2压缩机基础浇筑方式为连续浇筑，不留施工缝。
在整个基础内全面分层浇注混凝土，施工时从基础短边开始，沿长边进行，每层浇注厚度200～300mm，要求做到第一层全面浇注完毕回来浇注第二层时，如此逐层进行，直至浇注完毕。
3.4.3.3混凝土振捣须快插慢拔，振捣密实，在浇注上一层混凝土时，振捣棒必须插入下层混凝土面50mm左右，禁止漏振和重复振捣现象。
3.4.4基础二次灌浆
3.4.4.1二次灌浆前仔细地修磨和清理（打毛和吹扫）垫板安装凹槽的壁面和底部，来保证灌浆层与第一次混凝土层结合面的完美粘合，清除任何碎片，水泥颗粒，灰尘和油污或油渍。
3.4.4.2垫板就位，使用找平顶丝将安装垫板定位在一次浇筑的混凝土上，将平顶丝拧入在垫板中预留的三个螺母中，然后用地脚螺栓将其锁定，如下图所示：
注意：
上图中三个螺母在开箱检查中如果未焊接在垫板上，安装前须先将螺母焊接在垫板上。
将三个小的支撑垫板定位放在每个垫板孔中的找平螺丝下，通过调整前述的找平螺丝，将垫板调至要求的高度找平，并与其它的底板比较，在地脚螺栓上套入一个间隔段，可以利用一段管子作为间隔段，将正确的垫片放在间隔段上，并用提供的螺母固定垫板。
3.4.4.3把底座原点作为参考点，用精密量具和水平仪把垫板找平，记录下每块垫板的高度，并将数值填在适当的表中，这些数据对后续的设备安装及如何对每个支撑点加垫非常有用。
为了避免垫板在灌浆时移动，垫板必须用间隔段上地脚螺栓的螺母拧紧。
3.4.4.4用OR-H型高强灌浆材料进行下图白色T型槽部分灌浆。
该操作应在垫板固定在预留孔中并最终调整正确地脚螺栓的位置后立即进行。
图示中标明了用灌浆材料浇筑的部分（白色T型槽部分）。
3.4.4.5从一点开始进行浇筑以避免出现气泡，使用震动器以保证灌浆材料与至少3/4的基础板下表面接触。
3.4.4.6灌浆完成72小时以后，仔细清理基础板，清除所有灌浆残留物和氧化物等，并去掉水平螺丝和间隔段。
找平螺丝用角向磨光机打磨与基础表面同一平面。
3.4.4.7用适当的工具敲打基础板表面，检验下面是否有空隙（如图如示）如果基础板下面出现空气泡，则在出现气泡的位置上，用一个10mm的钻头打孔，然后用注液器向孔里灌注OR-H，直观察溢出基础板为止。
3.4.4.8为防止生锈，可用防护性油脂保护基础板。
露出基础板的地脚螺栓部分用PVC套管加以保护。
3.4.4.9机组的静载荷加在基础板上前，灌浆材料必须完全凝固并达到100%强度，这里按灌浆结束标准养护28天计。
3.4.4.10高强灌浆材料（OR-H型）施工说明
●灌浆前基面需清洁、无松动物。
混凝土表面应无灰尘、油污、脱模剂等任何污染物。
●基层表面须粗糙，施工前24小时，混凝土基础表面应用自来水充分润湿。
灌浆前1小时应吸干积水。
●灌浆采用自重法施工，用铁桶将灌浆材料搅拌均匀后倒入预留孔内。
●灌浆材料试验配合比为：
粉：
水=1：
0.13。
3.4.5施工流程如下：
4大体积混凝土基础施工技术措施
4.1控制混凝土温度、收缩应力措施
4.1.1降低水泥水化热温度
4.1.1.1严格控制混凝土原材料质量和技术标准，选用低水化热水泥，粗细骨料的含泥量应尽量减少（1～1.5%以下），优选混凝土各种原材料。
在条件许可情况下，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。
骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%-83%，应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。
砂除满足骨料规范要求外，应适当放宽石粉或细粉含量，砂子中石粉比例一般在15%～18%之间为宜。
高效减水剂和引气剂复合使用对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。
4.1.1.2为了降低水泥水化热，减少砼的泌水和干缩，掺入高效缓凝、减水剂。
通过有资质的试验室试配确定砼的配合比和外加剂的掺量，水灰比不大于0.55。
本工程拟采用糖蜜作为缓凝、减水剂。
合理配料，使用粒径较大（2～4cm），级配良好的较粗骨料；掺加粉煤灰等掺合料，掺量为水泥量的10％左右，以降低水化热和砼的绝对温度，同时减少裂缝。
4.1.1.3为了减少混凝土内外温差，延缓收缩和散热时间，使混凝土在缓慢的散热过程中获得必要的强度来抵抗温度应力，混凝土基础侧面应增加覆盖保温材料。
保温材料为100mm厚聚苯板。
4.1.1.4在基础内部预埋冷却Φ100钢管作为散热管，间距1.8m布置，通入循环冷水，将水泥水化热导出，降低水化热温升，控制混凝土基础与外界温差不超过25℃，基础内部设循环水管线，管线共分三层，第一层距离基础底面300mm、第二层1500mm，第三层距基础顶部300mm。
根据温度监测的结果，采用增压泵调节水流速度来调节砼内外温差，如下图如示：
4.1.2降低混凝土浇筑入模温度
掺加缓凝型减水剂，采取快速薄层连续浇筑方法，每层厚200～300mm，不留设施工缝，减缓浇筑强度，利用浇筑面散热。
由于散热面积大，降温快，使水泥水化热散发速度增快，使混凝土内部温度均匀，有利于减少混凝土内外温差，混凝土浇筑完毕在初凝前用木抹子压实两遍防止表面开裂,抑制混凝土表面裂缝。
4.1.3提高混凝土的极限拉伸强度
4.1.3.1合理选择配合比，选择良好级配的粗细骨料，砂采用中粗砂，碎石采用5～40mm连续级配。
严格控制含泥量，加强混凝土的振捣，提高混凝土密实度和抗拉强度，减少收缩，保证施工质量。
4.1.3.2采用二次投料法、二次振捣法；浇筑后及时排除表面泌水，以提高混凝土强度。
混凝土浇注前在底板面上设置缓冲层,先铺20～40mm的水泥砂浆,以降低新旧混凝土之间的约束力，减少基础所受的外约束。
4.1.3.3在结构截面突然变化、转折部位、底（顶）板与墙转折处，孔洞转角及周边，增加斜向构造配筋，以防应力集中。
4.1.3.4加强混凝土的早期护养，提高早期相应龄期的抗拉强度和弹性模量。
4.1.4加强施工的温度控制
4.1.4.1做好混凝土的保温、保湿养护，缓慢降温，充分发挥其徐变特性，降低温度收缩应力；夏季避免暴晒，冬期采取保温护盖，以减低混凝土表面的温度梯度，防止温度突变引起的降温冲击。
采取较长时间养护，养护期不少于15天。
规定合理的拆模时间，延缓降温时间的变形速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”，以消减温度收缩应力。
4.1.4.2加强温度监测与管理，实行情报信息化施工，控制混凝土表面和内部温差不超过25oC,层面温差和基层底面温差均在20oC以内；随时调整保温和保湿养护措施，防止混凝土温度梯度和湿度过大。
4.1.5内部温度监控
4.1.5.1混凝土浇捣完毕，为了随时了解混凝土内外温差情况，在基础内埋设Φ50测温管（管底端盲死，装300～2700mm水，用木桩封口）。
4.1.5.2根据基础的具体尺寸，测温管分4点布置，每点3根探入深度分别为中部、距顶、底各300mm处（如下图）。
基础测温孔及散热管孔在养护结束的时候，比结构混凝土高一等级的细石混凝土（掺微胀剂）填实。
基础混凝土测温管示意图
2395
2395
4.1.5.3混凝土内外温差进行24h监测，即每1h一次，每次均作详细记录，如发现某些监测点的内外温差超出25℃，立即进行循环水降温。
4.2确保压缩机基础混凝土连续浇筑措施
4.2.1浇筑过程管理
4.2.1.1搅拌站管理
1）搅拌站设置领班人，24小时值班；
2）每班开盘前做塌落度试验（塌落度试验：
混凝土分三层填充，每层用φ20钢筋振25次，刮平后快提，快速用尺测高度，做记录）；
3）开盘前对上料进行标定，确定水、外加剂、水泥、砂、石、粉煤灰用量；
4）按班次留取混凝土试块，24小时留三组试块，每个压缩机基础留6组试块；
5）搅拌机专人操作，外加剂专人填加。
4.2.1.2浇筑前台管理
1）技术、测量人员跟班作业、重点监控地脚螺栓位置、混凝土振捣及混凝土分层厚度；
2）前台明确领班人员、振捣人员和指挥人员，特别是振捣人员不能替换；
3）电工、木工、钢筋工跟班作业，电工保证前台照明亮度，设备用电及用电安全、木工备足模板加固材料、钢筋工检查保护层厚度、钢筋扣松动；
4.2.2后期管理
4.2.2.1基础养护，基础浇完24小时内开始养护，养护方法为：
草帘4层，草帘用水阴湿后履盖，草帘上履盖塑料布一层。
4.2.2.2浇筑后24小时开始为混凝土实施冷却处理，冷却工作派专人负责。
4.2.2.3测温工作在混凝土浇筑后24小时开始，每一小时测温一次，测温记录每天向带班领导和监理汇报并做好签字工作，当混凝土内外温差超过25℃时应立刻向带班领导汇报，以便及时采取温差控制应急预案。
4.2.2.4水泥水化热温差控制应急预案
1）当内外温差超过25℃时，加大冷却水循环速度，冷却水用深井水；
2）加厚基础表面履盖厚度，特别是夜间；
3）准备足够的养护用草袋、冷却用水及测温工具。
4.3其它控制技术措施
4.3.1为避免降温与干缩共同作用，导致应力累加，应及时回填土，防止基础侧面长期暴露，预防在降温最危险期内产生过大的脱水干缩和湿度变化。
4.3.2在混凝土中掺加水泥用量1%的UEA混凝土微膨胀剂，配置微膨胀剂补偿收缩混凝土，以抵消或部分抵消混凝土后期由于干缩和降温引起的混凝土收缩，避免或减轻混凝土开裂的可能性。
5大体积混凝土相关计算（以酒泉压气站为例）
5.1目的
燃气轮压缩机机组基础体积较大，必须按照大体积混凝土施工的有关要求进行温度控制，以避免产生温度裂缝，影响基础正常使用。
降低混凝土浇筑后内外温差，控制混凝土有害裂缝的发展，使大体积混凝土的强度能达到国家相关施工验收规范要求，安全使用。
5.2参考文件
GB50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准；
GB50204-2002 混凝土结构工程施工质量验收规范；
<<建筑施工计算手册>>
5.3温度及应力计算
在施工前验算温升峰值、内外温差等参数，制定温控施工技术措施。
5.4混凝土温度的计算
1）混凝土的绝热温升：
T（t）=mcQ/（1-e-mt）
2）混凝土最大水化热升温，即最终温升值:
Tmax=mcQ/Cρ
式中：
T（t）—浇完一段时间t,混凝土的绝热温升值（℃）；
mc—每m3混凝土水泥用量（kg/m3），取275kg/m3（实验室配比用量）；
Q0—每千克水泥水化热量，查《建筑施工计算手册》P653表11-8，Q0=335（J/kg）；
C—混凝土的比热，一般取0.96（KJ/kg·K）；
ρ—混凝土的质量密度，取2400kg/m3；
e—常数2.718；
t—混凝土龄期（d）
m—与水泥品种比表面、浇筑时温度有关的经验系数,查《建筑施工计算手册》P653表11-9,取浇筑时的温度为25℃，系数取0.384；
5.5混凝土水化热绝热温度计算
1）混凝土最高水化热绝热温度计算
Tmax＝mcQ/Cρ*（1－e-∞）=39.98℃
2）混凝土水化热绝热温度计算
Tmax＝mcQ/Cρ*（1－e-mt）
Tmax
me
Q
c
ρ
m
t
12.75
275
335
0.96
2400
0.384
1
27.34
275
335
0.96
2400
0.384
3
35.98
275
335
0.96
2400
0.384
6
38.7
275
335
0.96
2400
0.384
9
39.58
275
335
0.96
2400
0.384
12
39.86
275
335
0.96
2400
0.384
15
39.94
275
335
0.96
2400
0.384
18
39.94
275
335
0.96
2400
0.384
21
39.94
275
335
0.96
2400
0.384
24
39.94
275
335
0.96
2400
0.384
28
5.6混凝土内部中心温度计算
1）由于混凝土不是完全处于绝热状态,其内部温度处于部分散热状态，温度计算如下:
Tmax=T0+T（t）*ξ
式中：
Tmax—为混凝土内部中心最高温度（℃）；
T0—为混凝土浇筑入模温度（℃）；
T（t）—为t龄期时混凝土的绝热温升（℃）；
ξ——为不同浇筑块厚度的温降系数，ξ=Tm/Tn；查《建筑施工计算手册》表11—11和表11—12
Tn—混凝土的最终绝热温升值（℃）；
2）混凝土内部中心温度计算
T1（t）=T0+Th（t）*ξ
Tmax＝mcQ/Cρ=39.98℃
Tmax
T0
Th（t）
ξ
t
43.6
25
27.34
0.68
3
47.53
25
35.98
0.67
6
49.11
25
38.7
0.63
9
47.56
25
39.58
0.57
12
42.93
25
39.86
0.45
15
39.37
25
39.94
0.36
18
36.98
25
39.94
0.3
21
34.98
25
39.94
0.25
24
33.38
25
39.94
0.21
27
32.58
25
39.94
0.19
30
假设混凝土表面温度为25℃,则49.11-25=24.11℃＞20℃，因此必须采取合理的养护措施，防止大体积钢筋混凝土因温差过大产生裂缝。
5.7计算混凝土表层温度
1）公式：
T2（t）=T0+4h'（H-h'）[T1（t）-T0]/h^2
T2（t）:
为混凝土表层温度
h':
混凝土虚厚度,经计算得0.6m
H:
混凝土计算厚度
T2（t）-Tq:
混凝土表面温度与大气温度之差
T1（t）-T2（t）:
混凝土中心温度与表面温度之差
T2（t）
Tq
h'
h
T1（t）
t
T1（t）-T2（t）
T2（t）-Tq
42.36
25
0.603
2.71
50.1
3
7.7
17.36
42.11
25
0.603
2.71
49.7
6
7.6
17.11
41.09
25
0.603
2.71
48.2
9
7.2
16.09
39.55
25
0.603
2.71
46.0
12
6.5
14.55
36.49
25
0.603
2.71
41.6
15
5.1
11.49
34.19
25
0.603
2.71
38.3
18
4.1
9.19
32.66
25
0.603
2.71
36.1
21
3.4
7.66
31.38
25
0.603
2.71
34.2
24
2.8
6.38
30.36
25
0.603
2.71
32.7
27
2.4
5.36
29.85
25
0.603
2.71
32.0
30
2.2
4.85
经计算混凝土中心温度与表面温度之差为:
2.2—7.7℃<25℃；混凝土表面温度与大气温度之差为4.85—17.36℃<25℃符合要求。
考虑到施工时采用高效减水剂和散热循环水管，养护时间为15天后，才能拆模。
5.8混凝土浇注前裂缝控制施工计算（预估）
1）混凝土30天水化热绝热温度为32.6℃
2）混凝土30天的收缩变形值εy（30）
εy（30）=εy0（1-e-0.01t）M1*M2*…….M10
=3.24*10-4（1-e-0.01*30）*1.25*1*1*1.21*0.9*0.93*1*1.02*1*0.86
=9.3*10-5
查《施工手册》得
εy0=3.24*10-4
M1,M2,…….M10混凝土收缩变形不同条件影响修正系数分别为1.25;1;1;1.21;0.9;
0.93;1;1.02;1;0.86
3）混凝土30天的收缩当量温差Ty（30）
公式Ty（30）=εy（30）/α
Ty（t）—任意龄期（d）混凝土收缩当量温差（℃）；
εy（t）—各龄期（d）混凝土的收缩相对变形值；
α—混凝土的线膨胀系数，取1.0*10-5；
4）计算混凝土30天的弹性模量Ey（30）
Ey（30）=EC（1-e-0.09t）=3.0*104（1-e-0.09*30）=2.8*104
EC:
混凝土的最终弹性模量3.0*104N/mm2
5）混凝土30天的综合温差△T
T=T0+2*T（30）/3+Ty（30）-Th（大气平均温度）
T=25+2*36.9/3+9.3-27
=31.9℃
6）混凝土30天的降温收缩应力为
σ=Ey（30）*α*△T*S（t）*R/（1-μ）
=2.8*104*1.0*10-5*31.9*0.327*0.25/（1-0.15）
=0.86安全系数K=1.5/0.86=1.74>1.15,符合要求。
S（t）：
松弛系数，查《建筑施工手册》P615表10-89得0.327
R:
为基础外约束取0.25.
7）混凝土浇注后裂缝控制施工计算
第一，根据实测温度进行复核，如发现中心温度与表面温度之差超过25℃，
及时报警，现场立即加强养护措施；
第二，分别计算降温阶段混凝土温度的收缩应力；
如其累计总拉应力不超过同龄期的混凝土抗拉强度，则表示所采取的防裂措施有效，首先根据实测温度绘制测温曲线图：
a.计算各龄期混凝土
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