李耀亭

輥磨基礎(chǔ)施工要點(diǎn)及質(zhì)量控制措施

The Foundation Construction Key Points and Quality Controlling Measurments on Roller Mill

李耀亭

1 引言

原料輥磨是水泥熟料生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備，因其具有投資省、占地少、動(dòng)力消耗低、躁音小、產(chǎn)量高的特點(diǎn)，在新型干法水泥生產(chǎn)線中得到普遍應(yīng)用。做為原料輥磨安裝重要組成部分之一的輥磨基礎(chǔ)的施工，決定著輥磨安裝的成敗，在輥磨安裝中具有舉足輕重的作用。水泥項(xiàng)目建設(shè)中因輥磨基礎(chǔ)質(zhì)量問題造成輥磨安裝質(zhì)量事故或拆除輥磨基礎(chǔ)重新建設(shè)的現(xiàn)象不乏個(gè)例。本文結(jié)合從事輥磨基礎(chǔ)施工的實(shí)踐，對(duì)輥磨基礎(chǔ)施工要點(diǎn)和質(zhì)量控制措施做些探討，旨在推進(jìn)輥磨安裝質(zhì)量的不斷提高。

2 輥磨基礎(chǔ)的構(gòu)造及涉及的施工工藝

和一般的設(shè)備基礎(chǔ)相比，輥磨基礎(chǔ)具有基礎(chǔ)埋置深、結(jié)構(gòu)寸及高差大、預(yù)留孔多而深、混凝土強(qiáng)度等級(jí)高、抗?jié)B隔振要求嚴(yán)、管線多的特點(diǎn)。輥磨基礎(chǔ)的構(gòu)造由以下兩部分組成：

2.1 隔振層構(gòu)造

由于輥磨在正常運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)荷載，為減少輥磨基礎(chǔ)振動(dòng)對(duì)周圍建筑物及構(gòu)筑物的影響，確保輥磨運(yùn)行過程中的安全，在輥磨基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)過程中，在基底和四周均設(shè)有隔振構(gòu)造設(shè)計(jì)，通過隔振設(shè)計(jì)，變輥磨基礎(chǔ)與四周地基及周圍建（構(gòu)）筑物的剛性邊接為彈性邊接，起到緩沖作用，以減弱振動(dòng)對(duì)地基及附近建（構(gòu)）筑物的沖擊力，從而使振動(dòng)和噪聲的輻射降至最低。

輥磨隔振構(gòu)造的一般做法是在輥磨基礎(chǔ)四周采用聚苯乙烯泡沫塑料板或其他剛性泡沫板與基礎(chǔ)四周隔離，在內(nèi)外做防水處理，在距聚苯乙烯泡沫塑料板或其他剛性泡沫材料200～300mm處砌磚墻保護(hù)層，在磚墻保護(hù)層和聚苯乙烯泡沫塑料板或其他剛性泡沫之間填2～5mm豆砂，在輥磨基礎(chǔ)立面形成隔振層。輥磨基礎(chǔ)基底的隔振層一般也采用200mm厚的豆砂或橡膠帶隔振層。

2.2 基礎(chǔ)構(gòu)造

正常情況下，要保證輥磨能夠平穩(wěn)運(yùn)行，就要求輥磨基礎(chǔ)有足夠的重量，不同的設(shè)備廠家對(duì)基礎(chǔ)重量與磨機(jī)總重的比值要求不同。一般情況下，設(shè)備基礎(chǔ)重為磨機(jī)總重的3.5倍以上，這一比例限制了磨機(jī)基礎(chǔ)的平面尺寸。如我公司采用的輥磨平面尺寸為20.5m×12.0m，厚7.0m，預(yù)留孔深達(dá)2.5m，僅基礎(chǔ)部分混凝土量就達(dá)到近2000多方，還不包括二次澆筑部分工程量。有的輥磨基礎(chǔ)由于平面尺寸限制，基礎(chǔ)理置深度達(dá)7.5m以上。輥磨的混凝土強(qiáng)度等級(jí)一般情況下采用C25即可，但設(shè)備制造廠家一般都建議提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。因此，混凝土強(qiáng)度等級(jí)在設(shè)計(jì)方面既要滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，又要滿足設(shè)備廠家對(duì)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要求，并得到設(shè)計(jì)廠家的確認(rèn)。從實(shí)際施工情況來看，國內(nèi)磨機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為C25或C30混凝土，二次澆筑為C35混凝土；國外磨機(jī)廠家要求基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C30，一般要求為C35，二次澆筑為C35或C40。

在鋼筋配筋方面，輥磨除按一般設(shè)備基礎(chǔ)配筋外，一次澆筑與二、三次澆筑之間還配有豎向聯(lián)系筋（插筋）與水平鋼筋網(wǎng)，有的廠家還要求配置設(shè)備底座處加強(qiáng)筋，同時(shí)因鋼筋層數(shù)較多，構(gòu)造上還需制作較大的馬蹬筋，以支撐鋼筋主筋。

通過對(duì)輥磨基礎(chǔ)的構(gòu)造組成分析，可以清楚地看到輥磨基礎(chǔ)的施工涉及到土石方工程施工、大體積混凝土的施工、鋼筋工程、模板工程及預(yù)埋件工程、設(shè)備基礎(chǔ)預(yù)留孔的預(yù)留及二次灌漿、電氣預(yù)埋管、防振減振層及設(shè)備安裝與基礎(chǔ)的交叉施工等多個(gè)施工工藝，可見輥磨基礎(chǔ)施工的難度和復(fù)雜性非同一般，必須引起高度重視。

3 輥磨基礎(chǔ)施工要點(diǎn)及質(zhì)量控制措施

從輥磨基礎(chǔ)的構(gòu)造及涉及的施工工藝來看，輥磨基礎(chǔ)施工應(yīng)把握的關(guān)鍵就在于必須重視隔振層的施工和大體積混凝土的施工，把二者施工的重要性提高到同一高度，對(duì)保證輥磨的安裝質(zhì)量至關(guān)重要。在實(shí)際施工過程中，人們往往重視大體積混凝土的施工，卻忽視了隔振層的施工，結(jié)果造成輥磨運(yùn)行中產(chǎn)生振動(dòng)，影響到周邊建筑物及輥磨自身的安全。根據(jù)輥磨基礎(chǔ)涉及的施工工藝，應(yīng)把握的關(guān)鍵點(diǎn)做如下介紹。

3.1 基坑開挖

輥磨基礎(chǔ)深度一般在7m左右，屬深基礎(chǔ)施工，因此，土石方開挖大多數(shù)采用大開挖的形式，開挖方案的設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）輥磨基礎(chǔ)的開挖方案要和主體建（構(gòu)）筑物及相臨建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)的土石方工程開挖方案綜合考慮。因輥磨及周邊建筑物的基礎(chǔ)大部分為深基礎(chǔ)，開挖過程中按照施工規(guī)范的規(guī)定需要放坡。放坡后，有可能會(huì)形成一個(gè)大的基坑，而且在基礎(chǔ)開挖過程中，有大量的土方需要外運(yùn)，需要考慮臨時(shí)運(yùn)輸?shù)缆返牟贾谩?/p>

（2）挖方時(shí)邊坡放坡應(yīng)結(jié)合工程地質(zhì)情況在保證安全的情況下合理確定。水泥項(xiàng)目多建設(shè)在山區(qū)，多數(shù)資料推薦輥磨基礎(chǔ)開挖采用1：0.5放坡。實(shí)際上，這個(gè)系數(shù)只為個(gè)例，實(shí)際施工組織設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)巖土的類別按規(guī)范規(guī)定設(shè)計(jì)放坡比例。

（3）做好地表水的防排。為防止地表水浸灌入基坑，應(yīng)在基坑施工前在基坑外做好地表水的防排措施，以免地表中影響到基礎(chǔ)的施工。

（4）做好安全文明施工，安裝安全文明施工設(shè)施。距基槽周邊1.2m搭設(shè)安全防護(hù)欄桿，3m以內(nèi)不得堆放材料或雜物，如需在基坑周圍設(shè)置臨時(shí)道路，臨時(shí)道路距基坑上部邊緣距離在5m以上。

（5）基坑開挖完成后應(yīng)及時(shí)驗(yàn)收并進(jìn)行下一工序施工?；邮┕ね瓿珊?，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行驗(yàn)收，坑底平整度與規(guī)范要求誤差不超過20mm，一來證明基礎(chǔ)土石方工程達(dá)到質(zhì)量驗(yàn)收的合格標(biāo)準(zhǔn)，二來為基底抗振層的施工打下良好的基礎(chǔ)。

3.2 隔振層施工

基礎(chǔ)隔振層施工包括兩部分，即基底平面隔振層和基礎(chǔ)四周基礎(chǔ)壁立面隔振層。隔振層施工質(zhì)量的好壞直接影響到輥磨的正常運(yùn)行及使用壽命，實(shí)際施工中，常常出現(xiàn)隔振層材料把關(guān)不嚴(yán)、立面做不到位的現(xiàn)象，從而影響到了輥磨的安裝質(zhì)量。因此，為保證輥磨的安裝質(zhì)量，對(duì)隔振層的施工應(yīng)引起高度重視，從實(shí)踐方面來看，隔振層施工重點(diǎn)在以下幾個(gè)方面：

（1）基槽開挖必須達(dá)到國家規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，表面平整度小于20mm，這是做好基底隔振層的基礎(chǔ)。

（2）嚴(yán)把隔振層的材料關(guān)，隔振層的材料必須達(dá)到規(guī)范要求?；赘粽癫牧弦话阋鬄?00mm厚的2～5mm豆砂或橡膠墊層，但多數(shù)采用豆砂墊層。輥磨基礎(chǔ)平面隔振層如采用豆砂墊層，對(duì)豆砂的材料要求應(yīng)堅(jiān)固、耐久、顆粒均勻，不得用人工砂或砂石攪拌后代替豆砂墊層。這是因?yàn)?，如果墊層材料不夠堅(jiān)固，顆粒不均勻，在使用過程中，就會(huì)使隔振層厚度發(fā)生變化或隔振層密度發(fā)生變化，從而影響隔振效果。因此，若當(dāng)?shù)卣也坏胶线m的豆砂可到外地采購或用強(qiáng)度較高的石英砂代替。

（3）豆砂墊層施工時(shí)要把握厚度均勻，原材料級(jí)配效果好，保證隔振效果。

（4）立面隔振層防水層要達(dá)到施工規(guī)范的要求。輥磨基礎(chǔ)立面在做隔振層之前應(yīng)先做一道防水層，然后在防水層外做聚苯乙烯泡沫塑料板或其他剛性泡沫板，再在聚苯乙烯泡沫塑料板或其他剛性泡沫板外做防水層，最后在距聚苯乙烯泡沫塑料板外200mm砌圍護(hù)磚墻，在圍護(hù)墻和聚苯乙烯泡沫塑料板或其他剛性泡沫板之間填2～5mm豆砂。通過兩道防水層，將輥磨基礎(chǔ)的立面隔振層分為兩個(gè)部分，可防止外來水源對(duì)基礎(chǔ)的浸蝕，又將隔振層分為兩層，提高了隔振層的隔振效果。

（5）立面隔振層一定要做到基礎(chǔ)頂面設(shè)計(jì)位置，以保證隔振效果。實(shí)際施工中，立面隔振層填充材料不符合要求，做不到設(shè)計(jì)位置的較多，應(yīng)引起重視。

3.3 基礎(chǔ)混凝土的施工

3.3.1 基礎(chǔ)混凝土的定性

按照我國普通混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，混凝土實(shí)體結(jié)構(gòu)等于及大于1m，或預(yù)計(jì)會(huì)因水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過大而導(dǎo)致裂縫的混凝土定義為大體積混凝土。國外因各國的標(biāo)準(zhǔn)不同，對(duì)大體積混凝土的定義也有差別，一般定義在0.8～1.2m上，美國則規(guī)定：任何現(xiàn)澆混凝土，只要有可能產(chǎn)生溫度影響的混凝土均稱為大體積混凝土。因此，無論在國內(nèi)還是在國外，輥磨基礎(chǔ)的混凝土都應(yīng)定義為大體積混凝土，都有可能是受溫度影響的混凝土。

3.3.2 大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

大體積混凝土由于結(jié)構(gòu)截面大，水泥用量多，在混凝土硬化過程中水泥水化所釋放的水化熱會(huì)產(chǎn)生較大的溫度變化和收縮作用，使混凝土內(nèi)外溫差過大，內(nèi)外溫差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力大于混凝土的抗拉應(yīng)力，導(dǎo)致混凝出現(xiàn)表面裂縫和貫通裂縫。由于結(jié)構(gòu)及外力對(duì)混凝裂縫的影響在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)單位已經(jīng)做了考慮，因此，在實(shí)際施工過程中大體積混凝土施工的重點(diǎn)與難點(diǎn)就在于控制由于內(nèi)外溫差過大產(chǎn)生的裂縫。

另外，外界溫度變化及混凝土的收縮也是產(chǎn)生混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因之一。

3.3.3 基礎(chǔ)混凝施工控制措施

她離村子越近，對(duì)風(fēng)影越是抱怨，你以為你是誰，你以為自己能吹幾聲笛子就了不起了？你撒泡尿照照你自己吧，還當(dāng)自己是個(gè)男人？因?yàn)楹紒y想，因?yàn)樾牟辉谘桑匈忏辟?，腳下一個(gè)趔趄，她差一點(diǎn)兒又墜落下去，轉(zhuǎn)頭一看，驚出一身冷汗，下面竟是萬仞絕壁，要是不慎掉下去，那可不是滾一身泥垢的事，恐怕是連尸骨都要找不到了。霎時(shí)，黃豆大的汗珠子從她的額頭沁出來，一串串地滾落下來。她終于鎮(zhèn)定下來，一腔怨氣又開始發(fā)泄到風(fēng)影身上了，誰要你下面的小和尚也是吃素的？飲食男女乃人生之大欲，自己無能，老婆紅杏出墻能怪我嗎！要怪就怪你自己去吧！

（1）合理確定混凝土的配合比。大體積混凝土的配合比不僅影響到混凝土自身的強(qiáng)度，而且還影響到混凝土的和易性和、坍落度，甚至?xí)a(chǎn)生混凝土的裂縫。因此，必須合理確定混凝土的配合比。由于混凝土是由原材料組成的，因此混凝土配合比的確定首先要把好原材料關(guān)。

應(yīng)選用低水化熱或中水化熱以及凝結(jié)時(shí)間較長的水泥配制混凝土，以降低水泥水化熱。如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥、礬土水泥、低熱微膨脹水泥等，并盡量減少水泥用量。試驗(yàn)資料表明：每增減10kg水泥，其水化熱將使混凝土的溫度相應(yīng)升降1℃。所用的水泥應(yīng)進(jìn)行水化熱測定，水泥應(yīng)不結(jié)塊，符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并有質(zhì)保書和復(fù)驗(yàn)單。

砂石級(jí)配要合理。盡量選用粒徑大、級(jí)配良好的粗細(xì)骨料；碎石要采用連續(xù)級(jí)配，砂要選天然中粗砂，并嚴(yán)控砂石料的空隙率、含泥量、吸水率及壓碎指標(biāo)。砂、石含泥量控制在1%以內(nèi)，并不得混有有機(jī)質(zhì)等雜物，杜絕使用海砂及人工砂。碎石最大粒徑與輸送管徑之比宜為1：3，砂率宜控制在40%左右。

合理確定水灰比。水灰比過大易使混凝土收縮，造成混凝土的裂縫。由于大體積混凝土多數(shù)采用泵送，實(shí)際施工中混凝土的水灰比一般都大于設(shè)計(jì)配合比，極容易造成混凝土變形。建議水灰比控制在0.5左右，坍落度控制在15～18cm之間，實(shí)際施工要結(jié)合原材料情況，通過試驗(yàn)合理確定。

在混凝土中摻入適量外加劑。在大體積混凝土中使用緩凝型減水劑，可節(jié)約水泥用量，延緩水泥早期水化熱的釋放；摻入適量微膨脹劑或膨脹水泥，也能使混凝土得到補(bǔ)償收縮，減少混凝土的溫度應(yīng)力，可提高混凝土的抗裂性。外加劑的選擇應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際環(huán)境情況來確定，如在冬季施工，要選擇復(fù)合防凍型泵送劑，在夏季要選緩凝型減水劑。

在混凝土中摻入混合料。為改善混凝土的和易性便于泵送，可在混凝土中摻加適量的粉煤灰，以提高和易性，減少水泥用量，降低水化熱。有關(guān)資料表明：在混凝土中摻入適量的粉煤灰，水泥水化熱可降低23%，絕熱溫升可降低27%。關(guān)于混合料的摻量，我國規(guī)范規(guī)定對(duì)采用礦渣硅酸鹽水泥拌制的大體積混凝土，其粉煤灰取代水泥的最大量為25%，因摻入粉煤灰對(duì)混凝土的早期強(qiáng)度有影響，因此，多數(shù)資料建議粉煤灰的摻加量在10%左右。實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)確定。

（2）降低混凝土澆筑過程中的溫差。主要措施有：盡量避開炎熱天氣施工、分層澆筑、采用二次振搗工藝、對(duì)骨料進(jìn)行噴水預(yù)冷、采用冷水?dāng)嚢杌炷痢⒃诨炷聊０鍍?nèi)采取通風(fēng)措施等，降低混凝土的入模溫度，加速模板內(nèi)熱量的散發(fā)。

（3）嚴(yán)禁摻入片石或毛石。雖然輥磨基礎(chǔ)為大體積混凝土，摻入適量片石或毛石可節(jié)約混凝土和降低水化熱，但因基礎(chǔ)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，且預(yù)埋件多，為避免摻加片石或毛石對(duì)鋼筋及預(yù)埋件的影響，確?；A(chǔ)的施工質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)禁摻入片石或毛石。

（4）設(shè)置溫度筋來增強(qiáng)混凝土抵抗溫度應(yīng)力的能力。

（6）二次灌漿一般有兩個(gè)標(biāo)高面，要一次完成。

（7）確保混凝土的振搗質(zhì)量。采用多根振搗棒連續(xù)振搗，振搗插點(diǎn)要均勻，振搗厚度和移動(dòng)間距、振搗時(shí)間根據(jù)使用振動(dòng)棒的情況確定，振搗上一層混凝土要插入下一層混凝土5cm左右，并在下一層混凝土初凝前進(jìn)行。分層厚度在300～400mm，最多不要超過600mm。

（8）采用蓄水和混凝土內(nèi)埋循環(huán)水管養(yǎng)護(hù)。對(duì)大體積混凝土養(yǎng)護(hù)，應(yīng)根據(jù)氣候條件采取控溫措施，并按需要測定澆筑后的混凝土表面和內(nèi)部溫度，將溫差控制在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi);當(dāng)設(shè)計(jì)無具體要求時(shí)，可按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，將混凝土內(nèi)部中心點(diǎn)與外表面溫度差控制在25℃以下。為合理確定混凝土的養(yǎng)護(hù)方案，在做混凝土澆筑方案時(shí)應(yīng)按規(guī)范對(duì)混凝土內(nèi)外理論溫差進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定綜合性的養(yǎng)護(hù)方案。

一般情況下，大體積混凝土的水化熱在澆筑后2～5天時(shí)間內(nèi)溫差為高峰期，應(yīng)在這一時(shí)段設(shè)專人測量溫度，并做好記錄，根據(jù)溫度測量結(jié)果，通過外表面蓄水養(yǎng)護(hù)及調(diào)整循環(huán)水流速來達(dá)到混凝土的養(yǎng)護(hù)效果。

3.4 基礎(chǔ)鋼筋工程施工

（1）馬凳筋設(shè)置要能滿足支撐基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)和承受施工荷載的需要。由于輥磨基礎(chǔ)埋置較深，基礎(chǔ)鋼筋分層設(shè)置，上下層鋼筋之間設(shè)有馬凳盤，以便于鋼筋固定。輥磨基礎(chǔ)馬凳筋一般用25鋼筋制作，間距1.0～1.2m，每一層網(wǎng)片設(shè)一層馬凳筋。

（2）鋼筋在預(yù)留洞口處應(yīng)繞過洞口，不可切斷。

（3）要注意插筋插入混凝土部分的深度和露出的不同高度。

（4）要注意二次澆筑水平鋼筋網(wǎng)的層數(shù)和放置部位。如我公司輥磨廠家圖紙要求：二次灌漿層內(nèi)水平鋼筋網(wǎng)分四層，第一層在接近一次混凝土表面，第二層在中部，第三層頂面，第四層鋼筋僅在中間區(qū)域。

（5）插筋可與設(shè)備連接。為使混凝土與設(shè)備更好地面為一個(gè)整體，每隔500mm左右可將插筋與設(shè)備焊接，同時(shí)，為避免水平鋼筋下落，插筋與水平盤也要綁扎或焊接牢固。

（6）預(yù)埋件位置應(yīng)準(zhǔn)確并與鋼筋焊牢，電氣埋管位置也要準(zhǔn)確。因國外廠家對(duì)這些埋管的要求都比較嚴(yán)，一旦埋錯(cuò)，將不好糾正。

4 結(jié)論

輥磨基礎(chǔ)的施工雖然涉及的施工藝較多，但其施工重點(diǎn)在于做好隔振層施工、大體積混凝土的施工和鋼筋預(yù)埋件的施工，而做好這些分部工程施工的起點(diǎn)在于把好原材料的質(zhì)量關(guān)，合理確定混凝土配合比，降低混凝土的水化熱，采取摻加混合材、外加劑、混凝土表面蓄水內(nèi)設(shè)循環(huán)水管養(yǎng)護(hù)等措施。這些措施中最最關(guān)鍵在于控制水化熱，這是輥磨施工質(zhì)量的決定因素。隔振層做好了，可減少輥磨運(yùn)行中振動(dòng)對(duì)周邊建筑物及自身的影響，提高輥磨的產(chǎn)量及壽命，基礎(chǔ)做好了，可以保證輥磨的正常運(yùn)行?？傊?，輥磨基礎(chǔ)的施工，是輥磨安裝的起點(diǎn)和歸宿，只有高度重視輥磨基礎(chǔ)的施工，才能保證輥磨安裝的質(zhì)量。

[1]建筑施工手冊(cè)編寫組[K].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2006.

[2]孫傳紅,林文祥.水泥廠輥磨基礎(chǔ)大體積混凝土施工水化熱的控制[J].中國水泥,2009,(1).

[3]現(xiàn)行建筑施工規(guī)范大全[K].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2005.

[4]薛艷麗.大體積混凝土裂縫的成因及預(yù)防[J].水泥技術(shù),2011,(4).

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趙 蓮