大型炼钢转炉基础混凝土“分块跳仓”法施工工法适用范围

《大型炼钢转炉基础混凝土“分块跳仓”法施工工法》适用于大型炼钢转炉设备基础及公共建（构）筑物的大体积混凝土的施工。

大型炼钢转炉基础混凝土“分块跳仓”法施工工法工艺原理

《大型炼钢转炉基础混凝土“分块跳仓”法施工工法》的工艺原理叙述如下：

一、基本原理

根据分块组合原理，采用跳仓施工法，通过伸缩缝间距计算，合理地对基础进行分块，将大体积划分为若干个小体积，分块浇筑混凝土，控制混凝土体因水泥水化热引起的温升、混凝土体的内外温差和降温速度，对混凝土内的温度应力，采用“抗放结合”的方法，同时采取相应的抗裂措施，避免和控制转炉基础大体积混凝土的有害裂缝发生。例如马钢新区300吨转炉大体积混凝土基础，沿基础底板长度方向分成36.8米、27米和28.2米三块，先施工两端的块体，经过短期应力释放后，再施工中间段连成整体，依靠混凝土自身抗拉强度抵抗下一段的温度收缩应力，达到抗放结合彼此约束的效果，如图1。

二、裂缝控制计算（以马钢新区转炉基础为例）

1.混凝土浇筑前进行裂缝控制计算（按30天龄期）

计算条件：

1）商品混凝土公司经实验确定配合比（表1）。

2）基础配筋率∶

u（纵向）=0.372%、u（横向）=0.3424%、混凝土入模温度T₀=14（℃）。

2.伸缩缝间距计算

伸缩缝间距计算

L_max=1.5（H·E_c/C_x）^2/2·arch[∣αT∣/（∣αT∣-ε_p）]

式中H——板厚；

L——板长；

E_c——混凝土弹性模量；

C_x——地基水平阻力系数；

T——综合温差，包括水化热温差、气温差和收缩当量温差；

α——钢筋混凝土的线膨胀系数，取10×10^-6；

ε_p——混凝土的极限变形值；

arch——双曲线余弦函数的反函数。

经计算伸缩缝间距L_max=45.99（米）≈46（米）；

通过计算，马钢新区转炉基础混凝土采用整体浇筑时，转炉基础混凝土在水泥水化热温差及收缩作用下，将不可避免地产生有害裂缝。而采用“分块跳仓”后每一块体的最大整浇长度均不超过46米，完全能避免产生有害裂缝。

三、施工缝处理

施工缝处理采用双层密目钢丝网加固，如图2。

参考资料：

大型炼钢转炉基础混凝土“分块跳仓”法施工工法施工工艺

• 工艺流程

《大型炼钢转炉基础混凝土“分块跳仓”法施工工法》的施工工艺流程是：

测量施工→土方开挖→垫层混凝土→桩头锚固→基础四周脚手架→基础底板底层钢筋绑扎→螺栓固定架及基础上层钢筋固定架施工→基础上层钢筋安装及插筋安装→基础侧面钢筋安装→基础外侧模板安装→螺栓安装及测温探头布设→两端块浇灌混凝土→混凝土测温控制及养护→中间块浇灌混凝土→混凝土测温控制及养护→底板混凝土验收→转炉支墩施工→回填土。

• 操作要点

《大型炼钢转炉基础混凝土“分块跳仓”法施工工法》的操作要点如下：

一、施工测量

1.为保证转炉基础施工需要，将炼钢二级测量控制网在转炉区域进行加密。

2.在控制桩四周1米范围用φ48×3.5毫米钢管进行围护，护栏高度1.2米，并涂刷红白相间油漆，以保护控制桩不被破坏。

3.标高控制从控制桩上高程点引测，以控制基础各部位标高。

4.中心线控制采用经纬仪、钢尺，从加密控制网引测以控制基础及其内部螺栓等的中心位置。

二、土方开挖

1.根据图纸、施工方案确定基坑开挖尺寸和放坡系数，土方开挖采用反铲挖土机挖土，自卸汽车运土。土方由基础中部开始向两侧分层、分级放坡开挖。分级之间设置过渡平台，平台宽度2.0米，边坡采用塑料薄模覆盖。

2.基坑的底部四周设盲沟，盲沟宽度0.4米，深度0.6米；坑底分别设置盲沟，盲沟宽度0.4米，深度0.4米。基坑四角及四边中间设1.0×1.0×1.0米集水井8座。用潜水泵抽水，排向场区排水沟。

三、验桩及截桩

1.土方开挖后，及时对施打的桩进行桩位复测，以检查桩位是否符合设计及规范要求，并要求提出桩施工中间交接竣工资料。

2.桩头标高与设计标高偏差在-50～ 100毫米之间，根据规范要求不进行桩头处理，超过上述偏差范围，需按设计要求对桩头进行处理。

3.桩头破除采用混凝土切割机，切割至设计标高-50~ 100毫米之间。

4.及时清理垫层面上混凝土碎渣，保证垫层面清洁。

5.如桩顶标高不够高，则按设计要求进行接桩处理。

四、钢筋工程

钢筋工程先焊接桩头锚筋，绑扎底板钢筋、暗梁钢筋，再绑扎顶板钢筋及侧壁钢筋。

1.钢筋制作

钢筋安排在加工场加工，钢筋加工后人工运输至基坑内。

2.钢筋绑扎

1）钢筋保护层按图纸要求控制，底层钢筋利用桩头架空钢筋，架空高度100毫米。基础侧面用1:2水泥砂浆垫块80毫米×80毫米×A；基础底面用C15混凝土垫块100毫米×100毫米×A（A为钢筋保护层厚度）。

2）基础钢筋上部钢筋采用∟50×5角钢作固定架。

3）钢筋绑扎和螺栓固定合理组织施工顺序，可避免因螺栓安装而割除钢筋现象，两道工序的合理配合既保证了钢筋的质量，又保证了螺栓的精度。

4）转炉基础钢筋连接采用直螺纹连接，连接直螺纹钢筋时注意正反丝扣，套筒要拧到位，并采用力矩扳手检测。当同一根通长钢筋有几个接头时，施工下一接头要对已施工接头保护，应沿同一方向向前推进，防止直螺纹连接时钢筋转动使已施工接头丝扣松弛，直螺纹连接要进行拉伸试验和拧紧力矩试验。底板、顶板钢筋接头按50%错开（图3）。

五、模板工程

1.转炉基础的模板采用胶合板模板，模板接缝粘贴双面胶，避免漏浆，模板安装时，先采用两块方木，把几块木模板上口及下口连接成一个整体再进行安装，以保证模板不错缝，接缝严密。（图4）

2.模板采用50毫米×100毫米方木及φ48×3.5毫米钢管作背楞，φ12螺栓杆作对拉螺栓。对拉螺栓一端焊于基础水平钢筋上，螺栓杆倾角最大不超过45°，且焊于同一根钢筋上，模板加固螺杆竖向@450毫米，水平@600毫米。

3.模板的质量控制完全按清水混凝土的要求控制。

六、螺栓安装

螺栓安装采用“基础预埋螺栓的中心线找正和标高调整装置”专有技术，采用型钢焊接成固定架的方法施工，固定架成独立体系，与钢筋支撑及模板加固对拉螺栓杆相分离，并在固定架上面测定螺栓的中心线及标高，以利于螺栓安装（图5）。

七、混凝土施工

1.大体积混凝土施工过程中，由于水泥水化热引起混凝土浇筑块体内部温度和温度应力剧烈变化，而可能导致混凝土发生裂缝，因此控制混凝土浇筑块体因水泥水化热引起的温升、混凝土浇灌块体的里外温差及降温速度，防止混凝土出现有害裂缝是施工的关键。

2.大体积混凝土施工应采取温控施工技术，对混凝土的材料选择、配合比设计、拌制、运输、浇筑、混凝土的保温养护及施工过程中混凝土的温度监测等进行严格及合理的设计和控制。

3.温度应力计算∶分段后的混凝土在每段浇筑时，仍然按要求进行温度应力计算。

4.混凝土的供应；根据混凝土的初凝时间及每层混凝土的浇筑量确定混凝土每小时供应量（混凝土每小时供应量应不小于120立方米），并安排2台输送泵车（臂长37米）分别布置于基础东西两侧，同时安排1台泵车现场备用。

5.因转炉基础平面尺寸较大，底板较厚，采用“整体分层连续”浇筑混凝土，分层厚度经计算确定。

6.混凝土振捣采用机械振捣，振捣工作应从浇筑层底层开始，逐渐上移。在混凝土浇筑坡度的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土卸料点，主要解决上部混凝土的振实；因转炉基础底板底层钢筋较密，第二道布置在混凝土坡脚处，确保下部混凝土的密实，随着混凝土浇筑工作向前推进，振动器也相应跟上。

每台泵车布料范围由2个小组负责振捣。

混凝土振捣过程中，表面的泌水处理采用1时潜水泵抽排。

混凝土浇至顶面后4~5小时左右，将混凝土表面进行找平，并在混凝土初凝前用木抹子打磨压实3遍，以闭合收水裂缝。

八、混凝土测温

1.为了及时掌握大体积混凝土浇筑温度以及浇筑层的温升变化、内外温差、降温速度，需要对混凝土进行温度监测，确定计算实际温度应力是否满足要求，以便调整混凝土的保温措施。

2.测温点布置

在平面方向上，沿基础中心轴线设置测温点，在基础厚度方向，南、中块平面点设置四个测温点，北块平面点设置三个测温点，混凝土上表面测温点布置在距混凝土上表面以内50毫米处，混凝土底表面测温点布置在距混凝土底表面以上50毫米处，测温点布置见附图6。

3.混凝土浇灌2天至7天期间，每隔2小时测温一次，7~15天，每工作班测温二次，15天至30天每昼夜测温2次，以后每昼夜测温一次，直至基坑回填完。

4.混凝土温度测试由专人负责，认真填写测温记录，并交技术负责人审查，及时掌握混凝土温度变化动态。对于温控指标超过有关要求的，及时采取有效措施加以处理。

5.温控指标

混凝土浇灌前温度收缩综合应力需估算控制；混凝土浇灌后根据实测温度计算，温度应力≤同龄期混凝土抗拉强度。

6.测温设备

采用JDC—2型便携式电子测温仪4台，预埋式温度传感器33个，传感器外包2层胶布与传感器固定架绝热，传感器导线沿固定架引出，并通过固定架固定牢固。

九、混凝土的保温养护

保温养护的目的主要是降低混凝土内外温差，以及控制混凝土的降温速度，因此混凝土终凝后应及时进行保温养护。

保温措施采用在上表面洒水润湿并覆盖一层塑料薄膜和二层麻袋，保温措施应根据实际温差情况进行调整。混凝土侧面用二层草袋覆盖，以减少空气对流。

十、混凝土试块

按有关要求每200立方米留设一组标养试块，南、北、中三块分别设置四组同条件养护试块。标养试块在温度为20±2℃的标准养护室内进行养护。同条件养护试块放在基础边，并与基础同条件养护。

十一、混凝土侧模拆除

需待混凝土表面温度与外界大气温度之差≤20℃时方可进行。

十二、混凝土掺料

掺合矿粉和粉煤，推进废弃资源再生利用，同时节约水泥用量并降低水化热。