某總裝測試廠房綜合施工技術(shù)

某總裝測試廠房綜合施工技術(shù)工程概況及特點工程概況某總裝試廠房是國家“八五”期間重點工程項目之一。該工程是集火箭、飛船、宇航員，進(jìn)行總裝測試及發(fā)射前有效荷載進(jìn)入發(fā)射區(qū)前，完成一切技術(shù)準(zhǔn)備的基地，是一項跨世紀(jì)的國防重點工程。本工程位于高原嚴(yán)寒沙漠地區(qū)。場區(qū)地質(zhì)屬于四世紀(jì)堆積層、微傾斜的戈壁平原，為半堅硬、半松散的砂礫層，地下水埋置較深，地震烈度為6度。該區(qū)冬寒夏炎，春秋季短，氣溫溫差大（41.2~-34℃），最大凍土深度為1.4m，年平均降水量43.9mm。場區(qū)風(fēng)沙大，平均風(fēng)速為4m/s，4~6月最大風(fēng)速達(dá)40m/s。該廠房建筑面積30600m2，占地面積3100m2，平面尺寸74m×46.3m，建筑總高度93.8m，結(jié)構(gòu)布局為“E”字型，中間設(shè)兩個總裝測試大廳。地上14層，地下1層，1~13層層高為6.8m，14層層高為4.2m，地下1層層高為4.5m。13層為非封閉式箱型屋蓋，14層為設(shè)備層，1~12層為標(biāo)準(zhǔn)層。整個建筑為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架——巨型多筒體結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土整體擴(kuò)展式箱型基礎(chǔ)，埋深9m，天然地基；主體結(jié)構(gòu)由9個鋼筋混凝土筒體，24個框架柱組成，其中6個簡體內(nèi)配有20個勁性柱。屋蓋為現(xiàn)澆鋼筋混凝土箱型屋蓋。廠房測試大廳平面軸線尺寸為26.8m×38.8m，大廳頂板標(biāo)高為81.6m，大廳南側(cè)為16.6m寬、74m高倒“T”字型巨型升降推拉鋼大門，以供組裝件整體垂直運出，另外三側(cè)為12層各種工藝測試用房、輔助機(jī)房及走道平臺，大廳內(nèi)每層設(shè)有固定鋼平臺及活動工作平臺和走道平臺相連。二個測試大廳上部分別設(shè)有一臺起重量為50t/30t的橋式行車，吊車最大起吊高度為75.5m。該工程電氣及設(shè)備功能齊全，線路復(fù)雜，設(shè)備先進(jìn)。工程特點該工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高，施工難度大，其工程特點可以歸結(jié)為：高、大、新、特、難。高——指單層廠房高度是國內(nèi)之最高；大——指74m高鋼大門是國內(nèi)之最大；新——大跨度鋼筋混凝土屋蓋結(jié)構(gòu)新穎；特——箱型屋蓋由24根框架柱、9個鋼筋混凝土簡體作支撐，在其中6個筒體內(nèi)有20個勁性柱，以及懸挑大梁、活動鋼平臺等為國內(nèi)少見的獨特結(jié)構(gòu)形式；難——上述高、大、新、特所反映的施工難度以及地處沙漠高寒氣候條件所帶來的施工難度。特別是與世界第一高度單層廠房——美國肯尼迪航天中心39號發(fā)射場垂直總裝測試廠房相比，它還具有以下特點：美國及法國、日本等國家建造的單層廠房都是采用鋼結(jié)構(gòu)，建造時其構(gòu)件可以在工廠進(jìn)行加工，現(xiàn)場安裝，濕作業(yè)少，施工速度快，但造價高，整體剛度小，在風(fēng)荷載作用下，豎向變形大。而本工程采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，它具有造價低、整體剛度好，在風(fēng)荷載作用下不會產(chǎn)生大的豎向變形。但這種結(jié)構(gòu)形式現(xiàn)場濕作業(yè)多，施工受環(huán)境影響大，且由于其單層高度高、跨度大、屋蓋重，因而增加了施工難度。是國內(nèi)和亞洲當(dāng)前規(guī)模最大、高度最高的單層工業(yè)廠房。箱型基礎(chǔ)底板大體積混凝土每期施工本工程處于高寒沙漠地區(qū)，氣候干燥，冬季最低氣溫-34℃，冬期施工時間從10月21日至次年4月8日，基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工正處在1994年12月底（日平均最低氣溫-15~-25℃），屬冬期施工。鋼筋混凝土擴(kuò)展式箱型基礎(chǔ)埋深9m，基礎(chǔ)平面形狀為并聯(lián)兩個“口”字形，底板厚1.5m，箱體壁厚500mm，混凝土強度C30，抗?jié)B等級為P8。箱體在④—⑤及⑧—⑨軸線間各設(shè)后澆帶一條，后澆帶混凝土強度為C35，摻微膨脹劑UEA10.5%，整個基礎(chǔ)底板混凝土量為5200m3。依據(jù)本工程的結(jié)構(gòu)特點和施工條件，通過對施工方案的可行性研究，施工采用暖棚法，即搭設(shè)暖棚，熱拌混凝土，不加防凍劑，使混凝土達(dá)到設(shè)計強度標(biāo)準(zhǔn)值的30%后，仍在正溫條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以滿足抗凍臨界強度的要求。施工中對基礎(chǔ)底板溫度應(yīng)力的抗裂度進(jìn)行了理論驗算，制定了相應(yīng)的控制基礎(chǔ)底板混凝土溫度及混凝土收縮縫等一系列施工技術(shù)。施工技術(shù)措施1.混凝土原材料水泥：525號普通硅酸鹽水泥，具有早強性；砂：采用中砂，砂率40%，平均粒徑大于0.5mm，含泥量不大于3%；石子：采用碎卵石，粒徑5~40mm，含泥量不大于l%；外加劑：摻入水泥用量10.5%UEA膨脹劑及0.25%M型高效減水劑。2.混凝土配合比經(jīng)試驗確定，同時滿足物理力學(xué)性能和可泵性要求的施工配合比見表3-l-l。3.混凝土施工（1）暖棚搭設(shè)：在基坑內(nèi)根據(jù)磚模的平面尺寸，搭設(shè)施工暖棚，暖棚長74.6m，跨度l4~l7m，棚高4m，采用扣件式腳手搭設(shè)滿堂固定棚蓋，上鋪帆布及草袋各一層，暖棚設(shè)兩個出入口，出入口掛帆布簾子防護(hù)，并由專人負(fù)責(zé)管理，暖棚搭設(shè)見圖3-1-1。（2）供熱：現(xiàn)場設(shè)兩臺3t開水鍋爐，一臺供混凝土攪拌加熱，每小時可供量2.6t；一臺供暖棚采暖，基坑內(nèi)沿鋼管架設(shè)循環(huán)供熱管道，跨度較大區(qū)域范圍加2~3道鋼支撐。砂加熱采用現(xiàn)場設(shè)置“砂炕”（下邊為爐灶及煙道，上鋪鋼板，爐灶前架設(shè)4臺鼓風(fēng)機(jī)），砂炕附設(shè)6個預(yù)熱水箱，供應(yīng)熱水量每小時7.5t，供給混凝土攪拌使用。并在現(xiàn)場設(shè)立預(yù)熱蓄水池一座，貯存熱水30t，以備混凝土拌制時停水和現(xiàn)場臨時用水。（3）混凝土供應(yīng)及輸送：為保證混凝土供應(yīng)，在現(xiàn)場設(shè)自動攪拌站一座。攪拌站由兩套物料供給和拌制系統(tǒng)組成，兩臺攪拌機(jī)組出料容量為500L×2，最大生產(chǎn)率2×25m3/h?；炷凛斔筒捎靡慌_HBT60，一臺HBT80混凝土輸送泵輸送，室外泵管用薄膜和草袋包裹保溫。（4）熱拌混凝土：開盤前進(jìn)行砂加熱，并使各處加熱均勻，砂加熱到40℃，將水加熱到60℃，其它材料不加熱，先讓骨料和熱水拌合，攪拌150s，拌合物出罐溫度為20±5℃，混凝土人模溫度>10℃。（5）混凝土澆筑1）底板依據(jù)后澆帶自然分成三個施工段，每段均采用分層斜面澆筑，每層澆筑厚度為300mm。為確保結(jié)構(gòu)整體性，各段混凝土可連續(xù)施工，即必須在下層混凝土初凝之前澆筑上層混凝土，以避免出現(xiàn)冷接樓。2）由于底板鋼筋分布很密，為增加混凝土密實性，每臺泵車配備6只插入式振搗器，在混凝土斜面上各點均需振搗密實，以提高混凝土強度，減少混凝土收縮。3）由于大體積混凝土澆筑時泌水較多，各段均留設(shè)集水坑，再用高壓泵將水排出水坑。4）混凝土表面處理：在澆筑后約2~3h左右進(jìn)行，初步按標(biāo)高用刮尺刮平，在初凝前用滾筒碾壓數(shù)遍，用木蟹打磨，待混凝土收水后，再二次用木蟹搓平，以閉合收水裂縫?；炷翜y溫養(yǎng)護(hù)為保證混凝土早期不受冷，控制混凝土溫度裂縫，施工中加強對混凝土進(jìn)行監(jiān)控和養(yǎng)護(hù)。（l）底板混凝土蓄熱保溫保濕養(yǎng)護(hù)：混凝土澆筑完表面處理后，在混凝土表面覆蓋一層薄膜、二層草袋。通過基坑內(nèi)布設(shè)的循環(huán)熱水管，加熱暖棚，保證棚內(nèi)溫度在5℃以上。（2）根據(jù)本工程底板平面尺寸、形狀和厚度，布設(shè)測溫點64組，用熱敏電阻測溫。具體做法：將兩個熱敏電阻分別接在預(yù)先埋置的1.5m的鋼筋上，系在下部的熱敏電阻埋于底板中層80cm處，上部的熱敏電阻埋于底板表面層內(nèi)l0cm處，測溫時通電，直接從儀表上讀出溫度數(shù)。為了對比，在各施工段混凝土再埋設(shè)一根?25鋼管，深度80cm，待混凝土初凝后拔出，留出測溫孔，用溫度計讀數(shù)作比較。測溫頻率：混凝土澆筑12~14h后開始測溫，第1~7d為1次/2h，第8~18d為1次/8h。（3）測溫后及時按測溫孔編號做好記錄，并進(jìn)行整理分析，及時調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施。為防止局部“死角"保溫不嚴(yán)，使混凝土受凍，在連接處墊帆布和塑料薄膜。（4）測溫結(jié)果。暖棚溫度一直保持在5℃以上，前4天混凝土的實際溫度為18~30℃之間，實測混凝土中心與表面溫差及混凝土表面與環(huán)境溫差均未超過25℃。實測表明，在上述保溫保濕條件下，持續(xù)3d，一般可保證混凝土具有足夠的抗凍臨界強度。實施效果基礎(chǔ)底板混凝土均為3~4d拆模，混凝土里實外光，棱角清楚。由于采取了暖棚法施工，經(jīng)實測混凝土3d、7d、28d及60d的強度分別達(dá)到設(shè)計強度的76%、84.l%、110%及1l3%?；炷临|(zhì)量達(dá)到了設(shè)計及規(guī)范要求，防止了混凝土早期受凍，也避免了有害溫度裂縫的產(chǎn)生。80m高鋼混組合柱施工為承擔(dān)箱型屋蓋及組裝件整體吊運的巨大荷載，在測試大廳的六個簡體內(nèi)共設(shè)置有20個截面尺寸為350mm×370mm和360mm×600mm兩種高度分別為80.6m、74m和62.7mH型勁性柱，勁性柱帶有不同懸挑長度的錨梁和挑梁。其結(jié)構(gòu)平面及勁性柱布置見圖3-1-2。鋼柱制作長度根據(jù)不同標(biāo)高分三種：（1）從-1.75~+1.5m為3.25m長，共20段；（2）一層以上標(biāo)準(zhǔn)段6.8m，共192段；（3）最頂層段長4.3~8.3m不等，共20段。采用30mm厚鋼板作底座，其余均為20mm鋼板切割后焊接而成。為保證加工精度，采用半自動精密氣割機(jī)氣割，放線時預(yù)留焊接收縮余量及氣割余量，下料應(yīng)避免在氣溫過高、過低進(jìn)行。并采用經(jīng)校核的統(tǒng)一量具，以消除或減小相對誤差。采用船形焊接法焊接，確保焊縫高度及焊接均勻光滑。焊前先設(shè)計制作專用卡具、胎具及支撐，確保焊接后構(gòu)件幾何尺寸準(zhǔn)確，焊接時采用先點焊再分段對稱施焊。并采用跟蹤檢查外觀質(zhì)量，對有二級焊縫要求的構(gòu)件和部位，按規(guī)范要求進(jìn)行探傷檢查。鋼柱采用三向平衡定位法安裝鋼柱采用三向平衡定位法安裝。第一段鋼柱安裝：先澆筑地下室-1.75m以下的混凝土，其澆筑面標(biāo)高比鋼柱底座設(shè)計低30~50mm，待混凝土達(dá)到一定強度后，安裝第一段帶鋼板底座的鋼柱，并在底座鋼板上鉆6?50出氣孔，安裝時鋼柱用?25~?32鋼筋與地下室簡體和暗柱內(nèi)的鋼筋連接固定，經(jīng)復(fù)核無誤后澆筑±0.00以下的簡體和暗柱混凝土，混凝土中摻l0.5%UEA，并加強振搗，待鋼板上每個出氣孔冒漿后，再澆筑鋼柱底座以上混凝土。接著進(jìn)行第二段鋼柱安裝，先將連接鋼板點焊在第一段鋼柱的兩側(cè)翼緣板上，待鋼柱安裝就位無誤后，再正式施焊。混凝土工程施工（1）鋼筋工程：簡體及暗柱鋼筋在現(xiàn)場集中制作，暗柱縱向?22~?32鋼筋采用電渣壓力焊，簡體墻內(nèi)豎向分布鋼筋接頭采用搭接綁扎，粗直徑鋼筋制作接長用閃光對焊。鋼柱吊裝就位后，先綁扎暗柱立筋，再安裝綁扎墻體的橫向鋼筋，箍筋開口安裝后用10d焊接成封閉式。在梁、柱交接處，在鋼梁腹板上鉆孔，使墻體鋼筋穿過。鋼筋接頭位置，搭接與錨固長度及剪力墻鋼筋網(wǎng)片的拉結(jié)綁扎等均按圖紙要求及驗收規(guī)范施工。簡體墻中暗柱豎向鋼筋上下要貫通，鋼筋保護(hù)層厚度用限位筋控制。（2）模板工程施工：筒體外模由兩塊大模板組合成定型模板，并高出樓層100mm，定型模板由18mm厚九夾板制作，橫向木楞為55mm×80mm，間距300mm，縱向配雙肢?48×3.5鋼管，間距700mm，通過?16螺栓與膠合板、木楞及鋼管連接，組合大模板最大重量1.2t。筒體內(nèi)?？v向高度在內(nèi)樓梯處斷開，用小塊模板先鉆孔，使預(yù)留鋼筋通過，然后與大模板拼裝組合成一體。為了增強墻體模板的穩(wěn)定，在筒體外側(cè)用?48鋼管作三道斜撐，具體做法是在樓板上預(yù)埋?25短筋，作為斜支撐的與水平鋼管的連接支點。（3）混凝土工程施工：在澆筑混凝土?xí)r，由于勁性柱、梁內(nèi)的混凝土流動及排氣受到鋼柱、鋼梁、錨梁的限制，給混凝土的澆筑增加了施工難度，為保證施工質(zhì)量