石化装置混凝土结构加固施工技术

2012-12-22任树平

石油化工建设 2012年1期

关键词：植筋气孔灌浆

任树平

北控水务集团有限公司贵州遵义 563100

石化装置混凝土结构加固施工技术

任树平

北控水务集团有限公司贵州遵义 563100

加固无损伤钻孔注入式锚固胶后锚固高强灌浆料

工程结构在建造过程中和经过一段时间的使用后，会因各种原因产生一定的损伤和伤害，从而给结构带来事故的隐患。结构加固技术则给那些“带病”、“带伤”的结构送来了“医疗手段”，经过结构加固技术“医疗”的结构，自身安全性和耐久性得到了提高，生命周期得到了延长，用途得到了扩展[1]。

有些工程结构经过一段时间使用，虽然本身没有受损，但由于其承受的荷载增加，使得原来的设计值无法满足现有荷载要求，因而要求提高承载值，也需要加固结构。

根据初步分析统计，建(构)筑物约50%需要分期分批进行加固和维修，其中约20%又亟待鉴定和加固[2]。在发达国家，大兴土木建筑基本过去，新兴建筑物投资已经较少，工程数量也较少，而既有建筑物病害处理和维修加固工程的投资则占40%以上，工程数量占60%以上。我国建筑业的发展，大兴土木的势头也逐渐减缓，新兴建筑物也开始逐渐减少，既有建筑物维修加固已逐渐增多，有鉴于此，建筑物维修加固的应用在日后会更广泛[1]。

1 工程概况

燕山石化5万t/a精间苯二甲酸（P I A）生产装置是在原3.6万t/a精对苯二甲酸（P T A）装置上改造而成的，是目前国内唯一的P I A生产装置。P I A装置涉及加固改造的结构很多，比较典型的有：溶剂回收单元HT-701和HD-702基础，分离干燥单元E L 4.35处梁板。见表1。

表1 混凝土结构加固改造的工程量

2 工程特点

3.6 万t/a精对苯二甲酸（P T A）装置建成于上世纪70年代，已经运行近30年，且长期处于酸性环境中，部分混凝土结构腐蚀严重，而且中间又经历过几次改造，使得其中有很多未知情况，必须在施工的过程中随时和设计及甲方联系，同时结合实际，以便及时出台处理方案。

3 溶剂回收单元H T-701和H D-702基础加固施工方案

3.1 施工顺序

定位放线→土方开挖→基础表面处理→钢筋锚固、安装→模板安装加固→砼浇筑→养护→拆模板→土方回填。

3.2 定位放线

坐标根据业主提供的东（15）4号和东（15）5号点引测至现场，并将轴线引至混凝土地面。轴线标识一定要清楚，作为螺栓定位模板安装的依据。高程控制点根据业主引测的东（15）4号点引测至现场。

3.3 土方开挖

土方开挖应按现场实际情况进行放坡和支护，其中基坑北边放破坡度应保证基底至少有1000mm（原基础外边算起）的工作面。西面由于有排水沟，东面和南面由于有设备基础无法放坡，根据开挖后土质情况再决定支护措施以防止塌方，出现人员伤亡。

3.4 基础表面处理

原基础表面贴有瓷砖的，需先拆除瓷砖，再对混凝土表面进行凿毛，麻点应均匀，凿毛后用水清洗，使混凝土表面没有浮灰、泥土等杂质。

3.5 钢筋锚固和钢筋绑扎

考虑到本工程加固施工是在装置正常生产期间进行，因此施工既要考虑装置安全生产和安全施工因素，还要考虑混凝土构件的安全，即尽可能保持原构件不受损伤，因此，对新增锚栓、受力钢筋及构造钢筋在原混凝土构件内的锚固应采用湿法“无损伤”钻孔的后锚固施工方法。本工程植筋全部采用喜利得HY 150MA X注入式锚固胶产品,主要要求如下：

（1）所使用的钢筋应符合设计图纸要求，并具有材质合格证和复检报告。

（2）基础纵筋锚固前，应根据实际情况，并本着经济合理和便于施工的原则，在钻孔之前，先在钻孔的平面位置上选取2至3个点，将钢筋保护层凿掉，使其露出主筋，根据钢筋间距，然后避开主筋，用“无损伤”钻孔机钻孔，孔径和孔深应符合设计要求。

对于HT-701，先在筒壁内侧钻孔植筋，筒壁内侧完成后再施工外侧。根据其老基础图中的钢筋间距（竖向筋Φ14@200，环向筋@12@200）同时由于塔体较高较重（高39.453m，重45t），考虑装置安全生产和安全施工因素，在筒壁钻孔时应避免连续钻孔，采用对称钻孔、边钻孔边植筋的方式，即在一侧钻孔后，植筋的同时将“无损伤”钻孔机移到此孔对面的筒壁位置上钻孔，钻完后再移回首次钻孔位置的相邻孔位置处继续钻孔，依此类推，同时，钻孔的速度应该得到控制，即根据植筋胶说明书，在植筋胶强度上来之前，筒壁只能钻一半的孔，以避免连续钻孔造成构件的安全性下降，对于HD-702，做法相同。见图1。

（3）孔钻好以后，用压缩空气吹尽孔内粉末，然后人工擦尽孔内灰尘。向孔内注入植筋胶，再将钢筋边旋转边插入孔内，锚入深度见图纸及设计说明。HT-701和HD-702植筋胶采用HY 150MA X注入式锚固胶产品。

（4）钢筋锚固施工完毕后，为了确保工程加固质量，需对φ20和φ25这两种钢筋应进行抗拔试验(能进行抗拔试验的时间详见灌浆料产品说明书)，试验数量为锚固总数的2%，但不得少于2根。φ20和φ25的抗拔强度设计值分别为9.43t和14.73t,出现不合格时,应进行返工。

3.6 模板安装与加固

模板安装时，模板与模板之间采用海绵条拼缝，防止漏浆；

模板加固时，采用φ48×3.5的架子杆、木方和圆形钢筋（用二级14的钢筋封闭焊接），圆形钢筋每500mm一道，加固系统应牢固。

3.7 混凝土工程

混凝土标号为C 30，采用商品混凝土。为保证混凝土的整体性和浇筑工作的连续性，应在下一层混凝土初凝之间将上一层混凝土浇筑完毕，分层厚度不应超过500mm，循环浇筑；在振捣上一层时，应插入下层中50mm左右，以消除两层之间的接缝，与原基础接触部位应仔细振捣，使新旧混凝土紧密结合。

应至少留设一组标准养护试块，同条件养护数量根据上部塔安装等实际情况确定。

3.8 模板拆除、土方回填

当混凝土的强度能保证其表面及棱角不受损伤时就可拆模。拆除时，应防止用力过猛，拆除的模板、架子杆、木方等应堆放整齐，严禁碰撞周围的设备、管线或阀门等设施。

回填时，采用人工回填，打夯机夯实，狭窄地段采用铁夯夯实。每层虚土摊铺厚度不应超过300mm。回填土的压实系数≥0.94，逐层夯实取样。

4 分离干燥单元E L 4.35处梁板加固施工方案

燕山分公司5万t/a精间苯二甲酸（P I A）装置改造项目中，分离干燥框架E L 4.350处需要更换原有设备，同时加高原有基础。由于新设备和加高后的基础重量均增加，梁板原有钢筋配置已无法满足承载力要求，因此需要对梁板加固。

4.1 灌浆料流动性实验

本次加固的梁板长度为3m，为了验证灌浆料能否从板的一端顺利流向另一端，需在现场模拟施工实际情况做一试模，试模的长度、宽度和高度与梁板一致，即3m×1.1m×0.5m，且是一个封闭体。试模所用材料和施工用模板一致，均为竹胶板。试模制作完成后，在顶部左端钻两个φ100的出气孔，在右端钻两个φ100的浇灌孔。

试模制作完成后，为了提高浇灌质量，找一带橡胶管的漏斗由浇灌孔插入以提高浇灌孔和出气孔之间的高差，漏斗外露1m，现场搅拌灌浆料，从漏斗口注入灌浆料，同时观测出气孔的情况。当出气孔一侧的灌浆料溢出、橡胶管内的灌浆料液面也高于灌浆孔顶面标高时，则说明实验成功。如果出气孔始终没有溢出，则需要修改原有施工方案，重新做实验。

实验结果：灌浆料成功从出气孔溢出，达到实验目的。