浅谈汽轮机基础施工技术

1、概述某厂汽轮机基座基础为800 mm厚钢筋混凝土筏形基础，筏板底标高为–3.500 m，汽轮机基座板面标高为5.500 m，基座板厚1 300 mm钢筋混凝土板。中间为钢筋混凝土框架柱（图1）。图1汽轮机基础立体结构使用年限50年，结构安全等级为二级。结构抗震设防烈度为8度，建筑抗震设防类别乙类。汽轮机基础混凝土采用C30混凝土。钢筋采用HRB400E三级热轧钢筋，图集执行16G101。汽轮机基础筏板长12.280 m，宽5.9 m，厚0.8 m，底标高为–3.500 m。基座板长12.28 m，宽6.9 m，厚1.3 m基座顶标高为5.500 m。筏板与基座板之间8根框架柱连接，框架柱标高–2.700~4.200 m。~轴跨内为风道，风道采用100 mm厚钢筋混凝土薄壁板。1.1

项目难点分项工程汽轮机风道混凝土壁板，隔板厚100 mm，净高6 900 mm，混凝土施工振捣困难。风道壁板上部出现多处变成斜板墙，并且板墙斜度不一致，钢筋与模板安装施工顺序安装要求高，支模和混凝土施工困难。汽轮机基础的风道板顶部施工精度要求高。汽轮机基座板风道壁板处顶部的预埋套筒距离风道板边距离10~45 mm，间距较小，且风道内侧需要安装设备。如果薄板施工偏差大，会造成螺栓孔下部堵孔或内侧尺寸过小设备安装困难。（1）汽轮机基座预埋螺栓套筒长，安装垂直度、定位精度高，关联性强。汽轮机基座预埋套筒施工净高1.3 m，需要设计稳定预埋套筒固定支架。（2）汽轮机基座板顶面标高变化多，有多处预留油管沟槽、预留孔、设备基座槽顶面标高各不一致。基座板顶面又是设备安装层，要求标高精度高，因此造成汽轮机基座板混凝土施工标高控制要求高。汽轮机基座底部四边下部边坡各不一致，模板加固施工难度大。基座板预留洞口、埋件等种类多，施工步骤复杂。（3）钢筋构造复杂，交叉严重，施工难度大。由于汽轮机基座顶面标高复杂，且基座板四周边坡各不相同，造成钢筋下料种类多，绑扎复杂。汽轮机基座内多为暗梁，且基座板钢筋包裹暗梁，需要合理安排钢筋绑扎顺序和设计有效的基座板筋马镫。汽轮机基座部分预埋套筒多位于暗梁上，暗梁钢筋需躲避预埋套筒。1.2

属于危险较大、分部、分项工程本工程汽轮机基座板脚手架搭设净高度6.9 m，超过5 m属于危险较大分部分项工程。汽轮机基座板厚度1.3 m，混凝土面荷载大于15 kN/㎡，模板支撑体系分项工程属于危险超过规模的分部分项工程，属于组织专家论证的范围。2、施工工艺技术2.1

汽轮机岛基础施工流程根据施工图纸FA11171S-T0309-01设计说明中有关施工说明要求：混凝土施工缝不允许设置垂直施工缝；水平施工缝可设置在基座顶板底面下。根据施工图纸和施工规范要求并结合现场实际情况，将汽轮机基础施工划分为4个施工段，即汽轮机筏形基础施工、框架柱施工、风道薄壁隔墙板施工、汽轮机基座顶板施工。（1）整体施工流程定位放线→垫层施工→汽轮机底板施工→~轴满堂脚支架和~轴框架柱支架搭设→基座框架柱施工→拆除~轴框架柱脚手架→风道壁板施工及~轴满堂支架搭设→基座预埋螺栓支架安装及预埋套筒安装→基座钢筋模板、埋件施工→基座混凝土施工→验收。（2）风道壁板施工流程汽轮机基础底板施工时预埋风道板竖向钢筋→~轴框柱施工时柱侧预埋风道壁板水平筋→风道壁板内模安装→风道壁板钢筋安装→壁板预留洞口护边角钢及埋件安装→风道壁板外模安装加固→风道壁板顶部洞口位置矫正→混凝土施工。（3）汽轮机基座预埋套筒安装流程汽轮机框柱施工时预埋套筒支架立柱→预埋套筒支架安装预埋套筒下部木塞制作→基座顶板底模上定位放设套筒木塞位置并安装→在套筒支架上定位放设套筒位置→预埋套筒安装→套筒上部封堵2.2

钢筋施工（1）钢筋施工方法及技术质量措施1）钢筋进厂必须有出厂合格证，杜绝使用不合格的材料,且经取样试验合格后才可以使用。2）基座顶板钢筋暗梁应当根据预埋套筒的位置及直径，合理规划梁纵筋避让套筒，在规范允许并经设计认可情况下调整梁的箍筋尺寸。钢筋下料单进行调整现场确认后才可以下料。3）钢筋应按配料表要求加工，施工中全部采用机械连接，直径不得小于22。连接头错开为1.3倍的搭接长度，不大于50%。加工完成的钢筋，应按现场要求挂牌编号并分类堆放。丝头用塑料套做好保护，以免破丝。直径不小于22的钢筋采用机械连接，直径小于22的钢筋采用搭接连接。钢筋在现场工棚内下料加工，筏形基础钢筋在垫层上绑扎安装。钢筋的位置、间距根据设计图纸尺寸，绑扎时在垫层上弹线标注主筋间距，按线进行排放、绑扎。为保证底钢筋保护层符合设计和规范要求。钢筋底板保护层需要采用50 mm×40 mm×30 mm的高强度等级砂浆垫块（底板保护层为4 cm），间隔1 m布置1块，呈梅花形布置。4）汽轮机基座基础底板钢筋马镫筋马镫钢筋采用上下层钢筋规格较大的钢筋，纵横间距为600 mm，两个下部水平支撑拐长度为300 mm，顶面水平支撑长度300 mm，竖向长度为构件上下层钢筋的距离。5）汽轮机基座顶板马镫筋采用预埋套筒加固支架。6）因钢筋种类多，由项目工程师负责组织熟悉施工图纸，进行技术交底，并由专业钢筋工长翻样，划出实样。加工时按翻样实样进行加工制作。钢筋加工的先后顺序应根据施工工艺安排，先施工的部位先制作，保证工程施工有序进行，如期完工。对制作好的钢筋做好标签并进行分类堆放。在实际使用中由于汽机基座结构形式差异较大，应先确定绑扎安装顺序在进行钢筋绑扎安装，并对每个作业人员进行交底，保证在施工时钢筋的排列顺序，纵横穿插层次顺序符合设计要求，防止错层漏筋。绑扎后班组进行自检复核，如有问题要及时进行纠正。（2）钢筋的制作1）汽轮机基座顶板悬挑板钢筋及暗梁钢筋交叉处交叉严重，悬挑板板筋作如下处理，断口处搭接长度不小于200 mm，悬挑板断开处搭接处采用焊接，单面焊接长度不小于10 d。其余钢筋制作时，按翻样单并结合施工图进行下料。根据总进度计划安排制作顺序，先施工先加工。加工与绑扎密切配合。2）钢筋进场制作加工前，先检查表面是否洁净，粘着的油污、泥土、浮锈使用前必须清理干净。3）盘圆钢筋调直后，不得有局部弯曲、死弯、小波浪形，其表面伤痕不得使钢筋截面减少5%。4）钢筋切断应根据钢筋型号、直径、长度、长短搭配，严禁长料短用，先断长料、后断短料。尽量减少钢筋接头，节约钢材。2.3

钢筋的直螺纹连接（1）钢筋下料时，要求钢筋端面与钢筋轴线垂直，端头不得弯曲、不得出现马蹄形。下料时应用月牙形钢筋切断机或砂轮锯，不得用气割或钢筋切断机下料。（2）钢筋套丝：1）套丝机不得用机油润滑或不加润滑液套丝，必须用水溶性切削冷却润滑液。2）钢筋套丝小端直径必须在卡规上标出的允许误差之内，钢筋的牙形必须与牙形规相吻合，其质量必须用牙形规与卡规检查。

3）在操作工人自检的基础上认真填写检验记录，质检员必须保证每批抽检不少于3%，且不少于3个。4）检查合格的钢筋直螺纹，一端按规定的力矩值，用扭力扳手拧紧连接套，另一端应立拧上塑料保护帽。2.4

钢筋安装（1）基础底板钢筋绑扎前应根据设计图纸，确定标高，明确各型号钢筋的绑扎位置及水平尺寸，吊线绑扎，确保钢筋位置正确，同时留好柱插筋，确定数量及位置准确，并用脚手架固定牢固。（2）柱钢筋绑扎过程中，首先确定柱身高度，纵筋搭接采用直螺纹连接，箍筋错开绑扎，间距满足设计图纸及规范要求。（3）施工过程中按照平台模板上画出的预留洞口和预留套管螺栓孔的位置，安装钢筋。底座钢筋绑扎前，先在平台模板上弹线，标注好预留洞、预埋件的位置，然后安装钢筋位置，从下到上依次安装。过程中合理规避，确保后期洞口和套管螺栓预留过程中不切割底座受力钢筋。（4）钢筋保护层的控制采用焊接钢筋定位支撑与模板对拉片螺栓全方位控制，保持保护层厚度为40 mm。（5）基座板钢筋安装过程要避让套筒，不得强力碰撞已安装好的套筒。2.5

风道壁板钢筋施工（1）风道壁板钢筋预埋1）汽轮机基础底板施工期在风道壁板处预埋风道壁板竖向钢筋，预埋钢筋伸出底板不少于500 mm。2）汽轮机~轴框柱模板安装后混凝土浇筑前，在框架柱钢筋、风道壁板交叉处的柱模板上打眼预埋风道壁板水平钢筋。预埋水平钢筋深入柱模板内长度不小于300 mm，且弯折5倍钢筋直径，外露长度130 mm。在柱模外侧设置两道通长竖向钢筋用于固定水平筋预埋钢筋。竖向钢筋绑扎固定到框柱锁模水平钢管上，并与预埋水平筋十字扣绑扎结实。水平预埋钢筋与柱模之间用对拉栓橡胶圈封堵固定，如图2所示。图2柱侧预埋风道壁板水平钢筋（2）风道壁板钢筋安装1）风道壁板纵向钢筋与基础底板预埋纵筋采用搭接方式，搭接长度不小于42 d，即336 mm。纵向钢筋搭接区域水平钢筋进行加密Ø8@100，拉筋加密为Ø6@200。2）风道壁板水平钢筋与柱侧预埋水平筋采用单面焊接，焊接长度不小于为10 d，即80 mm。3）风道壁板钢筋与模板施工交叉严重。先进行风道筒内芯模、风道筒外筒内模安装，再进行钢筋绑扎，然后进行洞口预埋护边埋件及壁板侧埋件安装，最后进行外模安装、模板加固以及洞口位置矫正。2.6

汽轮机基座支撑体系汽轮机基座支撑体系脚手架施工计算采用施工安全计算软件进行核算，脚手架搭设如下。表1模板支撑体系设计2.7

预埋套筒施工（1）预埋套筒加固支架设计预埋螺栓套筒设计思路是借用汽轮机基座顶板悬挑板上层板马镫筋进行设计兼作预埋套筒加固支架。汽轮机基座板中暗梁顶标高为5.200 m，预埋套筒处基座板顶最低顶标高为5.364 m。将预埋套筒加固支架顶标高设为5.314 m，即预埋套筒加固支架位于基座板顶面以下50 mm，暗梁顶以上114 mm。预埋套筒加固支架既用于预埋套筒安装加固，又用作汽轮机基座悬挑板钢筋的铁马。加固支架通过综合设计汽轮机基座混凝土浇筑以后，基座油管沟处会外露支架需要拆除，其余全部浇筑到基座板内，如图3所示。(a)(b)图3预埋套筒加固支架设计图(a)示意一；(b)示意二（2）预埋螺栓加固支架施工1）加固支架立柱安装汽轮机基座预埋螺栓套管要求精度高，为保证工程预埋套筒施工精度，采用槽钢或角钢加固支架。在汽轮机基础框架柱浇筑时，在每一个框架柱顶预埋一根L100×8角钢或[10槽钢作为预埋套管加固支架立柱。支架立柱到框架柱边距离不小于200 mm，预埋深度不小于1 m，立柱外露顶标高为5.364 m。每一个立柱位于柱的箍筋空隙中，并与柱子纵筋焊接结实。2）加固支架主要骨架安装加固支架制作时，在每一个立柱上抄平5.314 m标高线，先安装轴、轴东西纵向水平杆，然后通过全站仪定位在轴、轴水平杆上南北横向水平杆的位置并安装，支架的顶标高均为5.314 m。最后在加固支架上定位安装套筒加固次要杆件。（3）预埋套筒安装预埋套筒安装采用套筒上下分别定位固定的安装方式。套筒底部通过采用圆形木塞固定于基座底模板上，塞入套筒内进行底部固定；上部通过在加固支架上定位安装并焊接加固。1）预埋套筒底部定位固定定位木塞制作。预埋套筒底部圆形木塞采用厚度为12 mm的复合模板，每个木塞由两个堆叠而成。圆形木塞制作采用木工开孔器开孔在模板上扩圆，开孔器截下来的圆木塞在木塞中心位置会留下约2 mm的圆心孔，作为木塞定位圆心。制作的圆木塞直径分别是85 mm和120 mm。定位木塞安装预埋套筒，定位木塞安装前需要对基座板底模板进行加固，保证整体不会晃动。用全站仪在基座底模板上定位放线，放出预埋套筒的中心位置。然后用长度为70 mm钉穿过两个圆木塞圆心孔处钉到基座底模板套筒中心位置处，确认无误后，每一个定位塞上至少钉三个钉进行加固。最后用胶带包裹密封，保证圆木塞与套筒内壁接触严密，防止浇筑混凝土时水泥浆流入。（2）预埋套筒顶部固定在套筒加固支架上用全站仪定位放出预埋套筒位置，调整套筒上部位置，用水平尺检查套筒的垂直度，符合要求后将套管点焊到支架上。预埋套筒全部就位后，组织验收预埋套筒，确认无误后，将套筒与支架焊接牢固，并在套筒周围焊上加固杆件。（3）预埋套筒封闭预埋套管定位后，套管内用砂子填满，顶部用胶带将套管口封死。（4）预埋套筒最后加固基座板暗梁钢筋绑扎安装后，进行预埋套筒最后加固。可以通过钢筋将套管中下部与接触暗梁钢筋、板底钢筋焊接或用直径为25 mm的钢筋将套筒中下部焊接为一个整体，防止浇筑混凝土振捣时发生位移。（5）浇筑前套筒验收混凝土浇筑前对预埋套筒进行整体验收，以防止在钢筋安装、模板加固、预埋安装等过程中造成套筒位移。（6）汽轮机施工段交叉施工方案汽轮机基础上部框架柱、风道板、基座结构连在一起，施工交叉较多。主要包括框架柱与风道板墙连接的模板交叉；短柱与风道板连接的模板脚手架交叉；汽轮机基座与风道板脚手架交叉。1）汽轮机框柱、短柱施工汽轮机框架柱及短柱交叉，因此浇筑混凝土前，应在柱侧面按板墙水平筋打孔预埋风道板水平筋。风道板墙水平钢筋为Ø8@150，打孔直径为20 mm。风道板墙水平筋插入柱模板长度为柱的宽度，且弯折5倍钢筋直径，外露130 mm，插入钢筋后采用锥形胶垫从外侧插入模板孔内封堵。风道板墙外侧竖向采用两道8 mm钢筋固定，防止柱混凝土施工时偏位。汽轮机支墩1顶标高为1.27 m，支墩顶部东西方向为板墙预留洞口，洞口尺寸为1 800 mm×585 mm，浇筑前应先将洞口护边槽钢[10预埋到柱顶。2）支墩短柱与风道板施工交叉根据施工流程施工发现支墩1和顶部预埋槽钢施工后会造成b-b剖处支墩1与洞口护边[10形成封闭区域，无法浇筑。因此在支墩1顶部[10上开两个80 mm×100 mm的洞口，以方便此段混凝土浇筑。