摘要：焦炉本体受热膨胀时，炉柱在焦炉基础顶板边梁小牛腿面的钢板上滑动。小牛腿钢板的平整度对保证炉柱安装的垂直度和滑动效果至关重要。采用积差平差法可以很好控制小牛腿钢板平整度偏差。
    关键词：焦炉基础 平整度 不均匀沉降 钢板预埋 后装灌浆 积差平差

    1 概述
    1.1 积差平差法
   本文所谓积差平差，就是累积与某一工序相关的不同工序或环节一定时间内所产生的误差，采用特殊工艺一次性平差。焦炉基础土建结构施工中，将基础顶板边梁小牛腿预埋钢板改为后装灌浆即是此法的现实运用。
    1.2 小牛腿与炉柱关系
    炉柱是约束焦炉本体受热自由膨胀、承载焦炉两侧操作平台荷载的重要设备。焦炉基础顶板边梁上的小牛腿是安装炉柱的基础底座，承载着炉柱传递的应力。

    炉柱安装垂直度要求为全高的1/2000。当焦炉本体受热膨胀时，炉柱推着操作平台在小牛腿上滑动，滑动位移一般为机焦两侧各约100mm。因此，为确保垂直度和自由滑动，炉柱安装时对小牛腿钢板的平整度要求很高。炉柱安装工艺图要求小牛腿钢板平整度≤3(mm/m)。
   2 传统施工方法
   2.1 小牛腿施工
   以峰峰集团72孔4.3m焦炉为例，小牛腿预埋钢板尺寸为350×250，小牛腿上表面截面尺寸为400×300。预埋钢板与小牛腿外侧面齐。

    对于小牛腿预埋钢板一般有两种施工方法：
    一是小牛腿先浇筑混凝土，初凝前将预埋钢板锚固爪插入小牛腿，敲击钢板使锚固爪贯入。
    二是混凝土浇筑前先预埋钢板。
    2.2 炉柱底座找平
    2.2.1 炉柱与预埋钢板关系
    工艺图在小牛腿预埋钢板与炉柱间设计了一块找平钢板（δ＝10mm），炉柱就坐落在这块钢板上。当焦炉本体受热膨胀时，炉柱就在这块钢板上滑动，所以一般称其为滑动钢板（下同）。

    2.2.2 滑动钢板找平
    一般炉柱安装是在焦炉耐火材料砌筑完成后进行，即通常采用的后立炉柱工艺砌筑耐火材料。焦炉耐火材料重量在18000吨左右（以峰峰72孔4.3m焦炉为例），再加上焦炉基础结构自重，总重量达到近25000吨。到炉柱安装时，小牛腿已经随焦炉一起产生了不均匀沉降。沉降值一般在15mm～30mm，且中间较两端沉降更多，呈曲线形。
    滑动钢板找平一般传统采用以下两种方法：
    方法一：找平钢板＋斜垫块＋灌浆
    预埋钢板平整度误差加上焦炉不均匀沉降，所用钢板就不只设计的一块δ10钢板，往往增加δ10～δ20的钢板。由于预埋钢板平整度超差，须用斜垫块抄平。

    方法二：座浆法
    在预埋钢板与找平钢板间座浆。但座浆与钢板不融合，造成分层甚至脱落现象，达不到工艺要求。
    2. 积差平差法施工
    2.1 积差、平差
    土建专业在小牛腿土建结构施工时钢板先不预埋，待焦炉耐火材料砌筑完成后炉柱安装前，根据炉柱安装底座设计标高，用小牛腿原设计的δ12预埋钢板一次找平平差。δ12钢板与小牛腿混凝土面的间空隙用CGM高强无收缩自流灌浆料灌实。CGM灌浆料强度一般为60～80Mpa，焦炉基础结构混凝土强度设计值为C30，满足要求。
    2.2 积差平差法施工
    2.2.1 小牛腿施工
    小牛腿混凝土结构施工时，先不预埋钢板。只在预埋钢板锚固爪子对应位置预埋与锚固爪子规格和数量相同的钢筋（4φ12），用于固定后装钢板。
    小牛腿混凝土表面要求只搓毛不收光，且按－5mm控制（混凝土施工验收规范GB50204-2004要求施工误差为+8，-5mm）。www.tmgc8.com

    3.2.2积差平差
    炉柱安装前，由安装专业将炉柱滑动钢板表面设计标高标记于小牛腿预埋钢筋上。由于钢筋上标记的炉柱滑动钢板标高是设计标高，与小牛腿混凝土施工误差、焦炉不均匀沉降的实际累积误差无关，所以由他们产生的累积误差可以用后装钢板一次性消除，即平差。
    土建专业根据小牛腿预埋钢筋上由安装专业测出的炉柱滑动钢板设计标高，往下返12mm即为后装钢板底部标高。用10×10×30键块作后装钢板标高控制挡块竖向焊接在小牛腿预埋钢筋上，键块顶面标高必须与小牛腿预埋钢筋上标记的后装钢板底部标高平齐。

 

    因为每个小牛腿上的4根钢筋上的键块表面标高很容易控制，这样就控制了后装钢板的平整度误差。
    3.2.3 灌浆料厚度h
    小牛腿混凝土表面与键块表面的高度就是灌浆料厚度，是小牛腿混凝土表面公差、焦炉实际沉降值和原设计炉柱找平钢板厚度10mm的累积值。
    为确保灌浆料与小牛腿混凝土充分结合，将小牛腿混凝土表面浮浆凿出5mm～10mm。由于小牛腿钢筋保护层厚度为35mm，所以凿除小牛腿表面混凝土5mm～10mm左右浮浆对小牛腿内钢筋及结构性能没有影响。同时，小牛腿混凝土表面按负公差5mm施工，焦炉实际沉降值按15mm计（一般在15mm～30mm，以实测沉降值为准）。再加上找平钢板10mm即可计算出灌浆料厚度h：
    h＝（5～10）＋5＋15＋10＝35～40mm
    灌浆料的厚度h＝35mm～40mm，确保了规范要求设备基础灌浆厚度不小于30mm的规定。
    3.3.4 后装钢板施工
    为了确保后装钢板固定牢固，必须将后装钢板与小牛腿预埋钢筋塞焊。按小牛腿预埋钢筋位置将后装钢板对应开孔，孔径比预埋钢筋直径大3～5mm。以键块顶面标高向上返6mm并按此标高将预埋钢筋多余部分割掉。将后装钢板开孔与小牛腿预埋钢筋相对应放在键块上。复核后装钢板平整度和标高合格后将后装钢板与预埋钢筋焊接并将开孔满焊。要求后装钢板与预埋钢筋施焊时，每个小牛腿上后装钢板的四个孔位循环均匀焊接，防止集中焊接引起钢板变形。之后将焊肉表面打磨平。

    3.3.5 灌浆料施工
    后装钢板焊接施工完成后，用清水冲洗小牛腿混凝土表面浮灰及杂物。待水分自然风干且处于湿润状态时，将后装钢板与小牛腿间隙用CGM高强无收缩自流灌浆料灌实。灌灌浆料时应敲击后装钢板，排除空气，确保浇注密实。

    CGM一般24h强度可以达到30Mpa，所以灌浆1天后安装专业即可进行炉柱安装。
    4 效果分析
    4.1 小牛腿数量
    每座焦炉基础顶板边梁小牛腿数量（M）较多，计算公式为：
    M＝（N＋1）×2      N—焦炉孔数
    以河北峰峰集团一座72孔焦炉为例，计算小牛腿数量M
    M＝（72＋1）×2＝146（个）
    4.2 传统方法
    此方法在山西孝义金岩33孔4.3米焦炉和山西海鑫2×42孔4.3米焦炉中分别运用过。
    4.2.1 山西孝义金岩焦炉
    此次焦炉小牛腿施工是先预埋钢板，用的座浆法找平滑动钢板。由于座浆在两层钢板间，座浆与预埋钢板不粘接。最后把座浆全部凿除，又将预埋钢板凿除，再在小牛腿混凝土面上直接座浆才到达要求。
    4.2.2 山西海鑫焦炉
    此次焦炉小牛腿施工是先预埋钢板，用斜垫铁找平滑动钢板。小牛腿预埋钢板与找平钢板间有斜垫块，造成它们之间有空隙。间隙一般进行灌浆，但因为间隙较小，达不到规范要求的灌浆最小厚度。
    4.2.3 传统方法的主要缺点是：www.tmgc8.com
  （1）需要时间制作和安装预埋件；
  （2）因先预埋钢板，小牛腿混凝土施工困难；
  （3）预埋钢板随焦炉不均匀沉降，找平时增加钢板及垫块；
  （4）座浆和垫块间灌浆很难到达要求；
  （5）找平所花材料，人工折合直接费用约10万元。另损失关键工序工期2～3天。

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