大型鋼筋混凝土儲水池施工技術

大型鋼筋混凝土儲水池施工技術探討摘要：本文通過****公司鋼鐵廠原水處理工程儲水池的施工技術措施的研究，從混凝土抗?jié)B性、伸縮縫和施工縫的設置、水池內部防水等角度闡述了防水抗?jié)B施工的重要性，著重分析討論了提高水池防水抗?jié)B性能的幾種技術措施在具體工程實踐中的應用，為今后同類型結構的構筑物施工提供借鑒。關鍵詞：大型儲水池地下工程防水技術1工程概況****鋼鐵聯(lián)合有限責任公司鋼鐵廠原水處理儲水池工程位于唐山市***工業(yè)區(qū)，原水處理儲水池分為1＃、2＃兩個儲水池，每個儲水池軸線尺寸280m×85m，是目前全國最大的鋼筋混凝土水池。儲水池為開敞式全地下鋼筋混凝土結構，單個儲水池儲水量約11萬立方米。主體結構采用C35S8高性能防腐阻銹防水混凝土。儲水池內部防水采用1.0mm厚Ⅱ型水泥基滲透結晶型防水涂料。2儲水池防水的重點控制儲水池作為一種常見的混凝土特種構筑物，首先要保證池體結構具有良好的抗?jié)B性和抗裂性，就必須對裂縫的發(fā)生和發(fā)展加以有效的控制。其次是水池的防水系統(tǒng)，根據地下混凝土水池防水工程的設計要求，為確保其防水系統(tǒng)完整性，滿足工程項目地下部分的使用功能要求，在施工過程中采用了實用性的防水工藝技術。2.1重點控制部位混凝土抗?jié)B性的問題混凝土是非勻質性材料，它的滲水是通過孔隙裂縫進行的。提高混凝土的抗?jié)B性主要是提高密實度、抑制孔隙，孔隙的形成和孔隙的大小均與水灰比密切相關，因此，可用控制水灰比、水泥用量和砂率來保證混凝土的密實度，使混凝土浸水一定深度而不致透過。本儲水池砼設計為S8級C35高性能防腐阻銹抗?jié)B混凝土，地下水對砼具有腐蝕性，需嚴格把關混凝土的抗?jié)B防腐性以及混凝土的密實度，控制混凝土裂縫的產生?；炷两Y構除按照國家規(guī)范規(guī)程采取有效的措施，保證混凝土的施工質量外，還要嚴格按照《****鋼鐵廠工程施工技術規(guī)定》中關于混凝土結構工程的相關要求組織施工。地下混凝土結構工程，必須采用高性能混凝土，攪拌高性能混凝土，具體要符合下列要求：（1）高性能混凝土中應摻礦渣粉和粉煤灰或摻礦渣粉和鋼渣粉等復合摻合物，摻合物的摻合量宜為膠凝材料總量的30%～50%，膠凝材料的最小用量為340kg/m3。（2）高性能混凝土中應摻高效減水劑、引氣劑、鋼筋阻銹劑，盡可能減少混凝土的用水量和水泥用量，提高混凝土密實度、鋼筋抗銹蝕能力和耐久性。鋼筋阻銹劑采用NST復合型防腐阻銹外加劑。（3）控制使用堿活性集料，堿活性集料的膨脹量應小于或等于0.1%，混凝土中的總堿含量不超過3kg/m3，防止混凝土發(fā)生堿-骨料反應。（4）控制砂、石原材料的含泥量，石子含泥量宜低于0.7%，砂子含泥量宜低于2%，從而減少混凝土在硬化過程中產生的收縮。（5）高性能混凝土拌合用水，使用****公司中水管道提供的中水，嚴禁使用海水。當使用其他水源時，對其進行檢測，符合砼拌合用水標準時可以使用。伸縮縫問題伸縮縫實現(xiàn)的是為減小砼在施工期出現(xiàn)的溫差應力作用所產生的收縮裂縫的一項裂滲預防控制措施?；炷恋臐沧⒁话阍谌肽?4～30h左右，其產生的水化熱即達到最高值，但由于池類結構的各構件厚度相對較薄，裸露系數較大，伴隨著水化熱從最高值開始下降至環(huán)境溫度相一致的過程，砼出現(xiàn)冷縮并開始凝結，砼也同步獲得初期強度，但這一強度無疑是低的，即使遇到不大的約束，但構件的長度較長的時候，極易使砼產生收縮裂縫。所以，結構構件的約束和長度這兩個因素對溫差作用十分敏感，所以在砼澆筑施工中留設伸縮縫則可有效地降低構件的約束，以消除長度對這一作用的影響，使結構砼由施工期溫差作用和收縮應力相疊加的應力值小于混凝土抗拉強度，就可以達到消除大部分收縮裂縫的目的。但是這也給伸縮縫的防水做法提出更高的要求，所以施工時伸縮縫處的防水做法是控制重點之一。施工縫問題現(xiàn)澆整體式防水混凝土水池不留施工縫且一次澆筑完成最佳，但對如此大型的鋼筋混凝土水池實際上不可能做到，這就提出了施工縫的設置問題，墻體只允許設一道水平施工縫，其位置不應留在剪力與彎矩最大處或底板與側壁交接處。一般留在高出底板表面不小于200mm的墻身上，墻體設有孔洞時，施工縫距孔洞不應小于300mm以上。接縫形式有多種，如凸凹縫、高低縫、平縫、設止水帶縫等，根據以往的施工經驗，本工程采用“凹槽”型施工縫，凹槽深200mm，爬水坡度陡，高度也較大，具有較好的防滲漏效果，且較止水鋼板經濟，節(jié)約成本。但對施工質量提出更高要求。2.2設計內部防水做法本工程儲水池內部防水原設計圖紙中為1.5mm厚高密度聚乙烯土工膜，墻壁作150mm厚鋼筋砼保護層，底板作100mm厚鋼筋砼保護層，此防水做法存在一些問題：（1）土工膜與基層砼面接觸不實，容易出現(xiàn)空鼓；（2）由于土工膜不能被打孔，墻壁土工膜鋼筋砼保護層與儲水池主體無法連接牢固，容易在水的沖擊下脫落。建設單位和施工單位經過多次比較論證，決定進行技術改進，由設計院下發(fā)設計變更，將土工膜防水層改為1.0厚Ⅱ型水泥基滲透結晶型防水涂料，并將墻壁防水層鋼筋砼保護層高度改為550mm高，既不影響防水，又使現(xiàn)場施工相對簡單，縮短了工期。2.3施工中應注意的事項地下混凝土水池滲漏的表現(xiàn)形式為底板及側壁滲漏，最常見的部位為施工縫、伸縮縫、穿墻(地)管、穿墻螺栓等處，結構混凝土的蜂窩、麻面、孔洞也會造成滲漏。因此，無論是施工方案的編制，還是材料的選擇、施工段的劃分、施工程序等各個環(huán)節(jié)，都應加以重視和嚴格控制。（1）對特殊工序要采取特殊措施，關鍵工序質量要嚴加控制；（2）自防水結構不但要做混凝土強度試驗，而且還要進行設計配合比抗?jié)B性能試驗。施工縫設置要合理，支模板要規(guī)范；（3）做防水材料涂刷要密實均勻且不漏刷，操作要規(guī)范，選材要符合設計要求。3防水施工方法及技術措施3.1降水措施根據地質資料，***島土壤含水量高，地下水位基本位于地表以下0.7m處，本工程結構在-4.400m～-7.850m處，且基坑開挖面積大等特點。降水是地下水池工程施工的首要工作，它包括首先要降低地下水位及疏導地面水，施工期間確保地下水標高低于地下結構底部最底標高0.3m以上。本工程基礎處于地下水位以下，由于基坑開挖深度大，采用管井（深井）井點降水降低基坑內地下水。管井間距4.8m～10m，井孔直徑為600mm,管井深度為18m，共設置180個管井。3.2鋼筋、模板的施工鋼筋的施工鋼筋施工必須按設計圖紙及施工規(guī)范進行，若安裝、綁扎節(jié)點鋼筋不規(guī)范，則可使節(jié)點成為結構的薄弱環(huán)節(jié)，當結構受力后，水池就有可能出現(xiàn)滲漏。鋼筋保護層達不到設計厚度要求或預埋件與鋼筋連通時，水就有機可乘，由此滲入鋼筋中使其銹蝕，從而降低結構壽命。預埋套管按設計及規(guī)范要求進行操作，其中間必須加焊鋼板止水環(huán)，并固定于鋼筋上。模板的施工在模板施工中，著重要解決的是池壁板內模支撐系統(tǒng)中的生根問題，和加固墻體用穿墻螺栓問題。墻壁吊模支撐生根是水池整體澆灌的難點，根據本工程的實際情況，用一根短段鋼筋(池底厚度一鋼筋保護層厚度×2一底板下層縱橫向鋼筋直徑)點焊于支撐系統(tǒng)的鋼管下端并將短段鋼筋焊于池底下層鋼筋網片上，這樣內模支撐系統(tǒng)便可站穩(wěn)腳根，按施工規(guī)范要求在短段鋼筋上焊上止水環(huán)，并在澆筑后拆除支撐系統(tǒng)留在池底上的凹口處用膨脹水泥漿封堵，確保支撐牢固，又保證了生根處不滲漏。墻體模板加固采用M12對拉螺栓，并在其中間位置加焊70mm×70mm×3mm的鋼板止水環(huán)，內、外模板內側各加設塑料墊圈，待拆除壁模板后，在混凝土墻面上剔出塑料墊圈，在凹口處將外露螺栓割除，再用膨脹防水砂漿將其封平。3.3高性能抗?jié)B混凝土的施工高性能抗?jié)B混凝土的運輸、泵送、人模溫度、坍落度、下料高度、振搗、分層厚度等項技術指標均有嚴格要求，并編制相應的工作程序；為保證混凝土表面平整光滑致密，模板拼縫保證密實，采用由堅固耐用、吸濕性小的鋼模板，并在各模板間的接縫均用密封條嵌實；預留孔、預埋管(件)位置在安裝完成后要再三核準，杜絕了澆搗混凝土后重新打洞，產生薄弱環(huán)節(jié)。二次振搗法具體做法是待混凝土入模并振搗后，坍落度消失和開始初凝時，將振搗棒再次插入混凝土中振搗。施工關鍵是準確把握第2次振搗的時間，當緩慢拔出振搗棒，混凝土能夠均勻閉合而不留下孔洞時，即為其最佳時間。二次振搗對加強混凝土的密實度和提高強度都有明顯的效果，通過將坍落度已經消失的混凝土重新振搗液化，從而消除水平鋼筋及預埋件下面的積水和周圍的水膜，使這些水分與周圍的水泥砂漿再次攪拌均勻，這樣在振搗中也會將未水化的呈團狀的水泥顆粒打散，使其能充分水化。底板的澆筑為確保底板混凝土的施工質量及裂縫的控制，施工時，對振動棒的振動時間要嚴格控制，不得欠振、漏振或過振，以防影響混凝土的密實度而出現(xiàn)蜂窩、離析等現(xiàn)象，并控制混凝土的入模時間。施工中除按設計規(guī)定留設施工縫和伸縮縫外，還采取溫控法進行裂縫控制，嚴格按抗?jié)B混凝土的有關規(guī)定進行施工。為控制表面裂縫，根據所澆筑混凝土厚大的特點，采取電子測溫技術，即時測溫以調整保溫層厚度來調節(jié)砼內外溫差。墻體的澆筑為了保證墻體的抗?jié)B性能，嚴格控制水灰比及坍落度，混凝土運送至施工現(xiàn)場均按規(guī)定進行塌落度測試，發(fā)現(xiàn)混凝土塌落度不符合要求、和易性不好時，退回混凝土攪拌站進行處理，澆筑時振搗密實均勻。在墻體拐角處、鋼筋多的節(jié)點處用插釬人工插搗配合，確?；炷恋拿軐嵍?，提高抗?jié)B效果。最關鍵的一點是強化施工人員的質量意識，合理安排工序，施工過程組織嚴密，細部處理認真，并設專人把關。底板混凝土養(yǎng)護采用覆蓋塑料薄膜及保溫草簾進行養(yǎng)護的方法，并隨時檢查塑料薄膜的密閉性，保證混凝土表面達到保濕效果；墻采取定時澆水進行養(yǎng)護的措施。養(yǎng)護期防水混凝土不少于14天。3.4伸縮縫施工措施1、儲水池池壁伸縮縫外側做250mm厚加強帶。2、伸縮縫處不銹鋼板止水帶接頭處全部滿焊，水池底板伸縮縫縱橫交接處及水池墻體與底板伸縮縫處不銹鋼板止水帶交接處，不銹鋼板止水帶凹槽處用鋼筋焊死，交接處不銹鋼板滿焊。橡膠止水帶的遇水膨脹條單面設置，另一面采用人工粘貼，防止外露部分的膨脹條遇水膨脹，影響使用效果。3、伸縮縫處止水帶的接頭保證牢固、密實，中埋式橡膠止水帶的接頭由止水帶生產廠家現(xiàn)場施工，接頭采用硫化法接頭。4、澆筑止水帶處的混凝土時，由于鋼筋較密，因此必須加強振搗，特別是水平止水帶下。還采取鉆孔觀察是否流漿的方法檢查混凝土澆筑的密實性。按設計規(guī)定的深度精心做好伸縮縫處聚苯板和膩子型膨脹膠條的嵌填工作。5、施工變形縫處作水泥基防水處理時須做好附加層，不允許存在斷開現(xiàn)象。3.5施工縫施工措施施工縫處理是防水混凝土施工的薄弱環(huán)節(jié)，特別強調連續(xù)性，盡量少留施工縫。本工程面積太大，無法進行整體現(xiàn)澆，其底板施工縫留設在設計要求的伸縮縫處，墻體上的垂直施工縫留在結構伸縮縫處，水平施工縫留在高出底板面700mm處。墻體的施工縫留設凹槽，凹槽模板采用五合板夾雙層聚苯板，用膠帶綁扎，與池壁拉結筋和對拉螺栓綁扎牢固?；炷翝仓旰螅瑢⒕郾桨寮拔搴习宀鸪?。其表面均鑿毛后用清水沖洗干凈，使新舊混凝土之間有較好的接磋。施工縫上部混凝土澆筑前先澆筑3-5cm厚同配比減半石砼，以防澆筑砼時離析造成爛根及麻面，混凝土振搗要密實。待儲水池主體結構施工完畢后，在池壁外側施工縫處貼500mm寬4mm厚SBS防水卷材。3.6內防水做法由于原設計土工膜防水層施工中容易留下隱患，故將土工膜防水層改為1.0厚Ⅱ型水泥基滲透結晶型防水涂料。1、在涂刷之前，將基面上的油、污穢、灰塵、水泥碴等附著物和松脫物去除干凈，并使施工面濕潤。底板防水涂料施工前，將底板上的地錨和鋼筋頭切掉。2、采用涂刷法進行施工，分二次完成，兩次涂刷時間間隔為2-3小時，應正反方向來回涂刷。對砼結構表面有孔洞、縫隙、蜂窩等現(xiàn)象要進行修補。沿一定方向反復涂刷，第一道盡可能讓漿料滲進（遮蔽）基層毛細孔，均勻遮蓋基層。在涂刷施工時要充分保持濕潤基面進行涂刷，邊涂刷邊噴霧，保持基面濕潤施工。每道涂料用量不小于0.75kg/m2，涂刷總量保證涂料層總厚度不小于1mm。3、當第一道涂層呈硬化狀態(tài)、仍潮濕時，開始刷第二道，第二道沿著與第一道垂直的方向進行。當第一道涂料干燥時，應先將涂層潤濕再施工。4、在水泥基滲透結晶型防水涂料施工完畢后，一般要求施工后6-8小時進行適量噴水保濕養(yǎng)護，每天2-3次，養(yǎng)護7天。4施工管理地下水池是否會出現(xiàn)滲漏，主要取決于施工方面的因素也即施工質量的優(yōu)劣。在本工程中，我們著手從施工的幾個不同階段嚴格把關和控制。4.1做好施工前的部署工作，選擇技術水平高，素質好的防水專業(yè)施工隊伍；采用性能好質量可靠的建筑防水材料。4.2施工過程中，嚴格按設計和規(guī)范要求進行施工；列出質量預控點，建設單位和施工單位均設專職質撿人員跟蹤、檢查、監(jiān)督、驗收。（1）加強建安的施工配合，強調各種穿墻管、套管、預埋件的做法規(guī)范。不允許后期任意增加和鑿改，而導致混凝土防水性的破壞。（2）工程采用的螺紋鋼筋直徑較大，且其間距較小，綁扎成型后即有良好的剛度不易變位，但也難以調整，因此，配料要注意調直，綁扎要注意間距和保護層設置。根據防水要求綁扎絲末端不能接觸模板。特別是伸縮縫處固定橡膠止水帶的附加鋼筋位置要準確，且在底壁交接處按止水帶要求做成半徑R≥200mm的圓弧形。后續(xù)各工序支模、套管、鐵件安裝和混凝土澆筑等都要重視成品保護。（3）橡膠止水帶由生產廠家現(xiàn)場拼接，保證拼接質量。止水帶安裝位