大型储罐钢筋混凝土环形基础的施工技术

金腾 金肇经 黄志洪

摘要：简述某大型储罐工程概况和存在的问题，阐述了大型储罐环形基础工程在施工前的准备工作、测量放线、钢筋施工、弧形模具的制作、模具模板安装、预埋件施工、混凝土施工等方面的施工技术以及质量控制措施。

关键词：大型储罐；钢筋混凝土；环形基础；施工技术

0   引言

大型儲罐的规模较大，对基础的承载力、稳定性有严格要求。大型储罐多为圆形结构，对其环形基础的精度要求更加严格。影响大型储罐环形基础施工质量的因素较多，需要结合施工过程中的具体情况，做好测量放线和全过程质量控制，方可保证施工质量。开展大型储罐钢筋混凝土环形基础施工的分析研究，具有非常重要的意义。

1   工程概况

某大型储罐工程设计建设6个大型罐体，其中包括4个直径为30m、总容积为1500m3的罐体，分别是污水均质调节罐T-7101、调节罐T-7102、事故水罐T-7103、循环水排污调节罐T-7104。此外，还包括2个直径为13.2m罐体，分别是气化废水调节罐T-7105、废碱污水调节罐T-7106。

2   存在的问题

在上述6个罐体基础施工过程中，若将基础钢筋直接绑扎在罐体的圆形垫层上，控制钢筋间距的难度较大，一次性成型率较低，会造成钢筋变形，混凝土保护层厚度也难以保证。

环形模板加固点的数量较多，控制模板变形的难度较大，成型后截面可能会出现失圆现象，从而影响到整体施工质量。

钢筋混凝土环形基础与直线基础相比，其施工质量控制难度较大。若采取传统的钢尺测量方法，会受到地面凹凸、自然条件的较大影响，因此测量误差较大。

3   环形基础施工技术

为解决上述问题，在施工过程中，采取施工前测量、严格按照测量结果布设钢筋、制作弧形模具和模板等多项措施，有效保证了施工质量。

3.1   施工前准备工作

在钢筋混凝土环形基础开始施工之前，主要做好以下4个方面的准备工作：

第一，施工人员必须熟悉设计图纸和相关规范标准，编制出适应施工要求的施工方案。

第二，需要对参与施工的所有人员进行施工技术、质量控制以及安全方案等方面的培训和交底，保证各项制度和措施得以有效执行。

第三，对施工中需要使用的所有机械设备进行全方位检查保养，确保其处于良好状态。

第四，制定出混凝土供应调配方案，保证混凝土供应的连续性。

3.2   测量放线

针对钢筋混凝土环形基础施工质量控制难度较大问题，本工程采用全站仪进行精确测量和放线定位。具体测量方法如下：先将全站仪布设在环梁圆心位置，再从环形基础圆周的任意点开始测量，以均匀的弧长顺时针测量，在环形基础圆周施划出若干个线点。为了便于操作，将全站仪测量起始位的水平角度设置为零，然后用相同的度数进行测量放线。

3.3   钢筋施工

3.3.1   准备钢筋

本工程选用了HPB235级钢筋，该型号钢筋具有高强度和耐腐蚀性，能够适应复杂环境条件。在加工钢筋之前，运用臭氧检验方法全面检测和评估钢筋的性能和质量，保证所用钢筋满足设计要求。钢筋的抗拉强度与屈服强度之比不得低于1.25，而屈服强度与强度标准值之比不超过1.3[1]。

制作钢筋零件时注重其端部处理。钢筋零件端部大都需要制成180°弯钩，弯钩的内直径不得小于钢筋直径的2.5倍，弯钩的平直部分不能小于钢筋直径的3倍。钢筋加工完毕后，必须加强保护，分类堆放，防止钢筋受潮、腐蚀。

3.3.2   钢筋绑扎和焊接

该环形基础钢筋施工规模大、钢筋结构复杂、钢筋用量多、焊接工作量大。钢筋绑扎和焊接是一项技术性工作，需要施工人员具备熟练的技术和丰富的经验。为了有效减少焊接工作量、提高施工效率、缩短施工时间，采取整圈钢筋分段施工方法、采用闪光焊机进行焊接。

每段钢筋都需要先焊接定位并绑扎牢固后，再进行钢筋直径的对接焊，最后使用氩弧焊机，将所有钢筋焊接成一个整体。钢筋的每个接头都采取单面搭接焊，焊缝长度不小于12倍钢筋直径。此外，为了提高焊接效率和质量，制作搭接用钢筋时，需要提前将其弯折成15°。

应严格按照测量放线的位置布设钢筋，保证每根钢筋的位置准确，确保钢筋笼的坚固性和稳定性。在钢筋焊接完成之后，所有的接头都需要使用超声波探伤仪进行检测，以保证钢筋的焊接强度满足设计要求。在检测结果合格，才能进行下一道工序的施工。实施上述严谨的工作流程，可在最大程度上保证大型储罐环形基础所用钢筋笼的施工质量。

3.4   弧形模具制作

该环形基础钢筋模板规模大，模板加固点多，模板变形控制难度大，模板成型后截面失圆严重，这就需要制作弧形模具，用于浇筑混凝土所用钢模板的定位。为适应施工需要，将内、外弧形模具的弧长设为5.7m、弦长设为6m。内、外弧形模具各准备3套，每套内模具为32段，每套外模具为33段。

每段内、外模具采用直径为25mm钢筋制作成长度为5.7m的圆弧形，采用直径为48mm的钢管制作架杆。圆弧形钢筋与架杆之间，通过直径为14mm、间距为120mm的圆钢焊接成一体。

3.5   模具模板安装

3.5.1   模具安装

环形基础钢筋绑扎完成之后，按照测量放线的结果，用规格为900mm×200mm以及900mm×100mm的钢模板进行安装试验，使用内、外弧形模具找准内、外钢模板位置。每隔2.5m布设一道竖杆并与内、外模具连接，起到加固模具的作用。

内、外弧形模具上部安装横杆，使用扣件与竖杆紧固连接。内、外弧形模具的外侧使用横杆、斜撑和地锚支搭牢固，每段内、外弧形模具使用对拉器进行固定。

由于大型储罐的规模比较大，在混凝土浇筑时存在较大的侧向压力，为避免在混凝土浇筑时挤压模板，模板之间的缝隙处每隔40cm交错使用对拉卡具予以固定，以保证内、外模板连接成一个整体。

3.5.2   模板安装

在进行内、外模板安装时，要采用直径不小于14mm的穿墙螺栓进行对其进行支撑，以免在混凝土浇筑时，因侧向压力过大导致模板发生变形。每根穿墙螺栓都要自带止水片，以提升防渗效果。

为更好地保障内、外模板的稳定性，控制好模板间距，避免模板发生变形，需要在穿墙螺栓上焊接支撑钢筋，并在适当位置预埋尺寸为50mm×50mm×18mm的木块。待混凝土凝固后，去除预埋木块，沿着混凝土面切断穿墙螺栓，以免钢筋生锈影响环形基础钢筋混凝土施工质量。

3.6   预埋件施工

为满足后期使用需求，基础环梁眼周围需要均匀布设24根落水管以及电气仪表安装孔。在钢筋施工完成之后、模板施工之前，需要按照总体设计图纸做好孔道预留[2]。

为保证预留孔道的精度，预留位置可转化为角度，即将全站仪布设在环梁圆心之上，按照各自的角度进行放样，定好位置，做好标记，以便在混凝土施工中做好预留控制。

3.7   混凝土施工

3.7.1   确定配合比

混凝土施工是大型储罐钢筋混凝土环形基础施工的核心工序，必须加强控制。本工程采取商品混凝土，一次浇筑成形。为控制裂缝，适当减少水泥用量，降低水灰比，通过多次试验确定混凝土配合比。

混凝土采取集中拌合法，通过计算机系统控制混凝土配合比以及原材料的添加量，尤其是水泥进入搅拌缸之前，需要先加入部分拌和料，并派遣专职人员对粗细骨料的级配、含泥量等进行检查，以保证配制的混凝土符合要求。配制好的混凝土，可通过混凝土罐车运输到施工现场进行浇筑。

3.7.2   混凝土浇筑

本工程混凝土浇筑中，需先在底部浇筑一层无石水泥砂浆，再浇筑混凝土，将坍落度控制在20～30cm之间。为保证混凝土浇筑的连续性，要求混凝土生产厂使用4台500型搅拌机联合搅拌。

按照环梁圆周四等分进行顺时针浇筑，分层浇筑，每层浇筑厚度控制在20cm左右。下层混凝土完成初凝之前及时开展上层混凝土浇筑，并进行充分振捣。本工程环梁规模比较大，为保证混凝土施工质量，需严格把控好混凝土的初凝时间和浇筑速度，混凝土浇筑要连续进行。

3.7.3    混凝土振捣

当混凝土入模后，要及时使用插入式振捣器进行充分振捣，以保证混凝土的密实性。振捣时要严格遵循“快插慢拔”的原则，振捣点位要均匀密集，不能漏掉任何一个振捣点，插入式振捣器的移动间距不能超过振捣半径的1.5倍。

振捣棒要至少插入下层混凝土10cm进行充分振捣，以消除上、下两层混凝土的接缝。振捣完成之后，要及时用木抹子按环梁设计标高进行压实和抹平操作，严禁表面存在松散混凝土[3]。

3.7.4   混凝土养护

当混凝土浇筑和振捣完成12h之内，需要用土工布全面覆盖，并定期洒水润湿，为混凝土的固化成型提供温湿环境，以免发现温度裂缝。

要根据混凝土内外温差和气候条件合理调整洒水量，混凝土养护时间不低于7天。混凝土强度达标后，要及时拆除模板。先拆除后浇带位置的模板，同时清除后浇带中的杂物，并进行凿毛处理。凿毛处理后，先用高压风机吹扫，再用水冲洗干净。

4   质量控制措施

大型储罐基础钢筋混凝土环梁施工具有挑战性特点，为了尽可能提高施工质量，应从6个方面进行控制，如下所述。

第一，为了精确地进行钢筋的安装，必须在施工垫层之上，通过弹线的方式预先确定钢筋的外皮线和环梁身线。这一步骤可以为后续的钢筋安装步骤提供准确的参照标准，便于操作人员进行精准施工。

第二，在模板的制作阶段，施工团队需要进行充分的技术交流，严格遵循设计图纸的要求和标准，准确地确定每个模板段的长度，并清晰地进行标注。同时，还需要对模板制作过程中可能出现的形变进行严格的控制，定期检查模板的圓周闭合状况，一旦发现问题，要立即进行调整和修正。

第三，对混凝土浇筑过程中可能产生的水化热裂缝问题进行有效控制。在混凝土浇筑时，应尽可能地采取分段施工的方式，每个施工段都需要进行分层浇筑，并进行连续浇筑。在此过程中，要严格控制环梁顶部标高，确保混凝土一次性浇筑成型。

第四，鉴于环形基础钢筋混凝土施工过程中需要使用大量混凝土，为了避免因温度变化而产生的裂缝问题，应选择水化热较低的水泥。同时，粗细骨料的粒径级配要良好，并需要严格控制砂石的含泥量。在满足混凝土强度和其他性能标准前提下，可以适当降低水泥的使用量，减少水化热对环形基础钢筋混凝土施工的不良影响。

第五，需要制定出科学合理的施工进度计划。应选择早晨或晚上进行混凝土浇筑，尽可能避开中午高温时段，以减小环境温度对环形基础钢筋混凝土施工的影响。

第六，模板需要通过对拉螺栓进行加固，确保模板拼缝的紧密度，避免出现浆液渗漏的问题。

5   结语

综上所述，本文结合某大型储罐钢筋混凝土环形基础工程实例，分析了该工程的难点，研究了具体的施工技术，提出了质量控制措施，保证了施工进度和施工质量，为某大型储罐工程的后续施工打下了良好基础。

参考文献

[1] 杨卫凯，张维秀.大型重油储罐环墙基础设计[J].石油化工

设计，2019，36（1）：9～11.

[2] 高宇龙，郝进锋，孙建刚，等.滚动环梁与滑移垫层并联隔

震的立式储罐振动台试验研究[J].自然灾害学报，2019（4）：

142-150.

[3] 王治理.石油化工钢储罐基础结构设计[J].中国石油和化工

标准与质量，2019，498（16）：215-216.