[论文]AP1000核电核岛厂房植筋穿孔塞焊后置埋件施工技术.pdf

文章编号:1009-6825( 2015) 13-0117-02 ap1000 核电核岛厂房植筋穿孔塞焊后置埋件施工技术 收稿日期:2015-02- 26 作者简介: 边仕成( 1987-) ， 男， 助理工程师 边 仕 成 ( 中国核电工程有限公司， 江苏 连云港222000) 摘要: 主要介绍了 ap1000 核电核岛厂房植筋穿孔塞焊安装后置埋件的施工技术方法， 对该法用于核岛厂房门洞底部后置埋件 施工的工艺流程及操作方法作了阐述， 指出门洞底部后置埋件用于安装大型防爆门门框， 用植筋穿孔塞焊工艺能够保证钢板与钢 筋充分连接， 此种焊接方式焊接质量要求较高， 可加强后置埋件的受力能力。 关键词: 核岛， 植筋， 后置埋件， 施工技术 中图分类号: tm623 文献标识码: a 1工程概况 ap1000 核电技术是美国西屋公司设计研发的第三代核电技 术， 我国是全世界最先运用此技术建设核电站的国家。ap1000 核电技术的一个主要特点是模块化施工， 很多结构是先预制好再 吊装、 拼装组成主体结构。因此， 核电站主体结构中有很多预埋 件的设计， 用于结构的连接。因技术的逐渐完善， 在建设过程中 很多预埋件在土建主体结构施工中并未预埋， 这就造成了在主体 结构施工完成后仍需安装很多后置埋件。后置埋件是土建施工 完成后再把埋板固定在指定的位置， 通过在建筑物上打孔种植锚 杆而后安装埋板的非预置埋件。传统施工中采用机械膨胀螺栓 锚固的后置埋件抗拉承载力较小， 且固定后置埋板采用机械螺母 紧固形式， 后锚螺栓和螺母会突出埋板面， 该法在承载力和连接 方式上均不满足后续门框的安装需要。植筋穿孔塞焊后置埋件 通过植筋为后置埋件的钢板提供锚固能力， 通过穿孔塞焊取代螺 母机械连接， 焊接过后钢筋无需突出钢板表面， 很好的解决了此 类用于门框安装的后置埋件的功能需要。 2施工工艺 21工艺设计 植筋穿孔塞焊后置埋件是通过先在混凝土基层上种植钢筋， 然后根据种植的钢筋位置在后置埋板上开孔， 将后置埋板穿过种 植的钢筋， 定位好标高、 位置， 最后将后置埋板与钢筋焊接而完成 安装的后置埋件。植筋穿孔塞焊后置埋件施工中同时用到了钢 筋种植和钢筋焊接两种连接方式。钢筋种植是用化学植筋胶将 钢筋与混凝土基层连接， 钢筋焊接是通过焊接将种植的钢筋与后 置埋板连接。因为种植的钢筋要焊接后置埋板， 焊接是个高温加 热的过程， 而植筋胶遇热会削弱胶的化学品质和锚固能力， 因此 植筋穿孔塞焊后置埋件的设计必须解决这一矛盾问题。植筋穿 孔塞焊后置埋件在设计时增加了一个过渡段、 通过用水或湿润混 凝土隔热、 控制焊接速度和焊接间隔时间等方法有效的控制了植 筋胶部位的温度， 使植筋胶在焊接过程中不被破坏。后置埋件焊 接施工示意图见图 1。 22工艺流程及操作方法 植筋穿孔塞焊后置埋件的主要施工步骤按先后顺序如下: 定 位放线表面混凝土凿除钻孔植筋孔清理注射植筋胶、 钢 筋种植后置埋件安装及钢筋焊接板底区域灌浆钢板表面 处理及油漆防腐。 1) 首先依据设计文件定位需安装的后置埋件的位置和植筋 孔的位置， 然后根据定位的位置将后置埋件安装区域里的混凝土 凿除至露出外层结构钢筋， 为植筋钻孔做准备。 2) 结合植筋孔的理论位置避开结构钢筋进行植筋孔钻探， 钻 孔时， 对孔位偏差的要求低， 钻孔的灵活性较高， 一般成孔数量不 少于设计孔数便可， 但要尽量使成孔位置分布均匀， 有利于整个 后置埋件的锚固力分布均匀。 3) 钻好孔后用高压气枪对植筋孔和凿除混凝土区域吹风清 理干净， 再用清孔刷清孔， 经多次吹刷直至达到种植钢筋的要求。 注意不能用水冲洗， 以免残留在孔中的水分破坏植筋胶的性质。 4) 选用适合的植筋胶， 用注胶枪贴着孔壁从孔的底部开始均 匀地注射粘胶剂， 注意勿将空气封入孔内， 注射完后应立即将钢 筋平行于孔洞方向轻轻旋转植入孔中， 直至插入孔底 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 。 3 gb 502042002， 混凝土结构工程施工质量验收规范 s 4 gb 503002002， 建筑工程施工质量验收统一标准 s exploration on transfer layer construction technique of high- rise buildings song guosheng ( china railway 25th bureau group real estate development co ，ltd，guangzhou 510600，china) abstract:combining with the construction of jinselanting program in hengyang，the paper explores from the transfer layer construction，and illustrates some construction points from the identification of the support layers，transfer layer，support allocation，calculation，framework，and support demolition，so as to provide some technical reference for similar structural construction key words:high- rise building，transfer layer，framework，allocation，support 711 第 41 卷 第 13 期 2 0 1 5 年 5 月 山西建筑 shanxiarchitecture vol 41 no 13 may2015 doi:10.13719/14-1279/tu.2015.13.061 5) 根据植筋孔位置在后置埋板上开孔， 并将孔加工成坡口， 安 装后置埋板。确认埋板标高、 位置无误后焊接埋板。焊接之前在 灌浆孔里注少量水， 通过水隔热控制下面的植筋胶温度。 6) 灌浆前， 需对板底碎石等杂质进行清理， 保证灌浆区域干净 整洁。灌浆开始后， 必须连续进行， 不能间断， 并尽可能缩短灌浆 时间。灌浆完成后开始养护， 达到设计强度后， 进行后续工序。 7) 现场施工过程中， 破坏了后置埋件的防腐涂层结构， 后置埋 板表面处理完成后需对钢板表面进行补漆， 补漆完成后需要对补 完漆的钢板表面进行保护， 以防止临近区域施工对后置埋件涂层 的破坏。 3钢筋拉拔试验检验 以某 ap1000 核电工程一门洞后置埋件为例， 基材混凝土强度 为 c35， 种植筋为直径 22 mm， hrb400 热轧带肋钢筋。植筋孔分 两段， 上面一段孔径和孔深分别为 50 mm 和 355 mm， 此段为隔热 过渡段， 最后用灌浆料填充; 下面一段孔径和孔深分别为28 mm 和 530 mm， 此段为钢筋主要锚固力， 用植筋胶填充。灌浆料和植筋 胶分别选用 sika grout214 高 强 灌 浆 料 和 hilti re500sd 植 筋胶。 因钢筋拉拔试验做的是破坏性试验， 试验是通过在后置埋件 植筋附近同类型基材上钻 3 个同样的试验孔， 植筋施工时同时在 试验孔植筋、 灌浆孔注水、 模拟后置埋件焊接过程对试验钢筋焊接 加热、 灌浆孔灌浆， 做到同条件。然后通过拉拔试验孔 3 根种植筋 得到的抗拉承载力数据证明后置埋件植筋是否在焊接过后破坏了 植筋胶， 是否满足锚固力要求。 对于钻孔植筋锚固， 钢筋与种植胶( 灌浆料) 之间的粘结力大 于种植胶( 灌浆料) 与混凝土基层之间的粘结力， 故当钢筋受拉力 达到一定程度时， 固态植筋胶( 灌浆料) 会随着钢筋一起被拔出， 即发生了粘结滑移破坏， 此时施加的拉力为极限抗拉承载力， 对于 圆柱形介质之间的极限抗拉承载力公式为: p = dl( 1) 其中， 为锚固体与混凝土基材的平均锚固力( 摩擦力) ; d 为 锚固体( 即固态植筋胶或灌浆料) 直径; l 为锚固长度。 将以上变量代入式( 1) 可以得到种植筋的极限抗拉承载力理 论值为 198 kn。直径 22 mm， hrb400 钢筋的抗拉屈服强度为 152 kn， 因此即使将钢筋拉至屈服状态也无法拔出钢筋， 故植筋的 锚固力设计符合要求。 实际做拉拔试验时 3 根都没有被拉拔出来， 用钢筋拉拔仪持 续缓慢施加拉拔力， 当施加到钢筋屈服变形后， 此时再继续施加拉 力， 拉拔仪压力表读数基本维持不变， 数据记录分别为: 203 5 kn， 208 kn， 215 7 kn， 均略大于 198 kn 的理论值， 说明焊接过程没有 破坏种植胶， 该施工方法可行。 4施工难点质量控制 41植筋胶密实 保证种植钢筋的锚固力不仅要保证植筋孔的干燥、 干净， 更 重要的是保证植筋胶密实， 充分填充钢筋和孔洞之间间隙， 不形 成气孔。注射植筋胶时应沿孔洞一侧将注胶枪口探入孔底缓缓 注胶， 一边注胶一边提升枪口直至植筋胶达到 2/3 孔深位置， 注 胶结束后需尽快植筋。植筋时应该将钢筋保持竖直， 一边缓缓旋 转( 顺螺纹方向) 一边下探， 直至孔底。 42种植筋位置测量 因需要避开基础原有的结构钢筋， 植筋位置必然分布不规 则， 种植筋的位置直接影响后置埋板的开孔位置。如果植筋的相 对位置测量不准确可能会导致后置埋板上开孔位置和现场钢筋 位置不符， 直接导致后置埋件无法穿过所有种植筋， 后置埋板安 装不上， 因此种植筋的位置测量是此类后置埋件施工过程中一个 需严格控制的过程。至于测量方法， 经施工过程中的经验积累， 基本形成一个简单有效的测量方法。对于这种植筋孔较多且植 筋孔周围混凝土已经挖凿处理的后置埋件， 可以用测量放线用的 白棉线绷拉形成一个二维坐标系， 然后用钢卷尺测量每根钢筋在 该坐标系的二维坐标， 测量时一定要仔细、 精确， 通过这样的方法 可以很精确的定位每一根钢筋的位置。 43焊接变形控制 此类后置埋件一般尺寸比较大， 也因锚固力的需要， 一般设 计的锚固钢筋比较多， 这就可能造成焊接过程中后置埋板因受热 不均导致钢板变形。因此在焊接时一定要严格控制焊接速度以 及各植筋孔之间的焊接时间间隔， 最好是每焊接好一个植筋孔之 后暂停焊接， 等后置埋板温度降下来后再进行下一个植筋孔焊 接。另一个可以有效的控制焊接变形的方法就是合理的选择每 个植筋孔的焊接顺序， 焊接时先将后置埋件标高定位好， 先焊接 后置埋板四个角位置的植筋孔， 按照对角顺序依次焊接; 然后再 将后置埋件靠近中心位置的孔焊接; 最后是其他区域的孔焊接， 也是按照对角顺序依次焊接。这样不仅从工艺上控制埋板的变 形也间接的控制了埋板因受热不均而变形。 5结语 世界任何核电站或者类似的大型建筑工程项目都运用到后 置埋件的施工， 普通膨胀螺栓机械连接锚固类型的后置埋件与预 埋件相比在锚固力和长期的稳定性上都相差甚远。对于设计使 用年限长、 安全级别高的大型工程项目， 种植钢筋穿孔塞焊锚固 类型后置埋件施工工艺可以很好的弥补普通膨胀螺栓锚固类型 后置埋件的不足。此施工技术已经广泛运用于 ap1000 核电项 目， 基本成熟， 可推广运用于类似施工要求、 类似工程项目上。 参考文献: 1 柯梅生 化学植筋技术的实验研究与工程应用 j 施工技 术， 2001， 30( 2) : 36- 38 on construction technique of post- install after planted bar piercing plug welding at workshop of ap1000 nuclear- power nuclear island bian shicheng ( china nuclear- power engineering co ，ltd，lianyungang 222000，china) abstract:the paper mainly introduces the construction technical methods for the post- install after the installation of the planted bar piercing plug welding of ap1000 nuclear- power nuclear island workshops，illustrates the craft procedure and operation methods for the post- install construction of the entrance bottom of the nuclear island workshop，and points out the post- install of the entrance bottom can be adopted in the installation of large explosion door frames， and the planted bar piercing plug welding technique can ensure the full conne