大型设备基础施工质量控制的探讨

2023-03-01

大型设备工程的体积较大, 且由于大体积混凝土在水泥水化过程会产生大量的水化热。这些水化热若不及时释放, 将聚集在混凝土内部, 导致混凝土内外产生一定温差。当温差产生的温度应力大于混凝土的抗拉强度时, 混凝土将逐渐产生裂缝, 从而降低大体积混凝土的整体强度, 影响基础施工质量的控制[1]。因此大型设备的基础施工质量, 应注意其工程的质量控制, 而以往的质量控制以工程规范检测为主的“后验”式模式居多, 但这种方式难于适应现代工程施工的复杂性和动态性。大型设备基础施工过程, 应在施工前进行必要而周密的分析验算, 制定科学严谨的设备基础施工方案, 采取措施控制温差产生的温度应力, 避免出现相关的施工质量问题。而以实际的工程实例, 阐述大体积的施工质量控制的技术经验, 在本行业中更能显示出其实用价值。

1 工程概况

该工程是广州某造纸机械工程的其中一个生产车间的大型混凝土设备基础。该厂位于广州开发区永和经济区禾丰路以东, 工程主要包括生产车间、办公楼、仓库、消防水池-水泵房等工程, 总建筑面积约为1.3万m2。其中的生产车间内有多个大型混凝土设备基础, 其中的辊轧磨床设备基础平面尺寸为24.00m×6.50m, 深5.10m, 由基坑与惰性混凝土块组成, 砼惰性块:23.00m×4.00m×3.85m;基坑底板850厚、6.5m宽、24m长;壁板500厚、3.950m高、长61m, 惰性块距基坑壁有600mm与900mm的间距, 惰性块顶面设计有多个机器螺栓孔、底面四周设计有凹槽以安装弹簧组, 模板安装较复杂。设备基础的平面图如图1所示:该设备基础是重型设备基础, 其承受动荷载影响较大, 施工过程要求一次性浇筑成型, 砼面不得出现裂缝且平整光滑, 不抹灰达到装饰效果。如果砼面出现裂缝, 将影响基础工程的整体抗拉强度, 只能以对其进行爆破拆除处理, 既造成巨大损失又污染周边环境。因此, 为了保证基础施工质量, 施工技术人员以该设备基础作质量控制研究的对象, 对关键工序开展工艺技术攻关。

2 课题调查与可行性分析

(1) 课题调查:工程课题确定后, 本质量控制小组首先对工程周边的类似建筑工地进行考察学习, 了解类似工程的施工工艺和施工中易出现的问题, 并随机选取多个试验点进行检查, 总结了考察的工程质量缺陷情况, 从而明确类似工程的质量缺陷率为19.6%。经过小组的认真分析、讨论, 得知工程缺陷的主要问题有裂缝、拼缝漏浆等。这个结果的确定, 对工程施工过程的侧重点有一定的帮助和提示作用。 (2) 课题可行性分析:该工程的课题中有利条件有质量控制小组的工作等到施工单位的技术研发中心相关领导的高度重视, 对工程施工过程的质量控制工作起到相当积极而有效地作用, 这有利于施工的质量保证。因此施工过程应尽可能发挥施工单位的优势但同时也要注意施工过程容易犯得技术错误, 避免造成质量缺陷的出现。

3 主要质量问题的原因及相关的对策

(1) 外加剂使用不当。外加剂可改善混凝土的某些性能特征, 如增加其和易性、可泵送能力等。但如果掺量过多, 将会造成一定的质量缺陷。应根据现场施工的需要, 使用相应的外加剂, 并注意控制好其掺量大小。本工程通过课题研究确定工程施工的混凝土使用减微膨剂UEA, 掺量为水泥用量的8%。 (2) 水灰比过大。这是本工程施工中的质量缺陷的主要因素之一。尽可能选择粒径较大的石子, 以减少水泥的用量, 而砂则应选用中粗砂为宜。施工前先根据实际情况优化混凝土的配合比设计, 严格控制水灰比的大小。通过混凝土公司的混凝土配合比的优化设计的严格试配, 确定水灰比为0.46, 小于0.5。施工过程严格控制该配比, 不可随意添加水分。 (3) 使用非低水化热水泥。大型设备基础施工属于大体积混凝土施工, 其水化热的影响较大。因此本工程选用水化热较低和安全性能较好的矿渣硅酸盐水泥, 它的水化热比普通硅酸盐水泥少28%左右, 在满足设计要求的前提下, 可经可能的减少水泥的用量。本项工程的水泥经参考相关工作经验确定为42.5强度等级的矿渣水泥。 (4) 未采取降温措施。施工过程将产生大量的水化热, 若不及时疏散, 则易产生温差应力。当温差应力过大将会造成工程出现致命的裂缝, 对工程的整体质量不利。针对这种情况, 本工程采取预埋冷却管进行降温、电热偶进行测温。需要说明的是, 工程的冷却水管选用Φ25mm钢管, 并水平@500、竖向@600布置。

除此之外, 交底不详细、工人责任心不强、监督查检不严格、骨料级配不合理、水泥用量过大、泵管覆盖湿麻片、骨料堆放地污染大、模板拼缝有错台和模板拼缝未采用双面胶塞缝等, 均可造成基础施工过程出现质量问题。施工过程应重视这些细节的相应对策, 本文由于文章篇幅原因不多做解释, 可参考相关技术文献[2,3]。