污水廠消化池施工新技術(shù)魯班獎總結(jié)卵形

****污水廠消化池施工新技術(shù)北京市****建設(shè)工程有限責(zé)任公司二零零七年六月目錄TOC\o"1-3"\h\zHYPERLINK\l"_Toc158704456"第一章工程簡介1HYPERLINK\l"_Toc158704458"第二章施工新技術(shù)研究成果4HYPERLINK\l"_Toc158704459"第一節(jié)混凝土耐久性研究4HYPERLINK\l"_Toc158704460"第二節(jié)穿墻螺栓防滲漏性能研究15HYPERLINK\l"_Toc158704461"第三節(jié)后壓漿鉆孔灌注樁新技術(shù)25HYPERLINK\l"_Toc158704462"第四節(jié)環(huán)向受力大型雙曲面整體自穩(wěn)鋼模板29HYPERLINK\l"_Toc158704463"第五節(jié)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)31HYPERLINK\l"_Toc158704464"第三章施工新技術(shù)效益37第一章工程簡介一、消化池結(jié)構(gòu)形式****污水處理廠消化池工程由5個容積為12,300m3的卵形封閉薄壁混凝土水池組成。每座消化池池體總高44.861m，消化池運(yùn)行后其內(nèi)部工作水頭為39.861m，池身上部和下部為圓臺體，中部呈長鼓形，最大外徑為26.970m，為目前國內(nèi)容積最大的卵形消化池，豎向剖面圖見圖1-1。圖1-1消化池豎向剖面圖每座消化池承臺下布置4圈共54棵φ800mm鋼筋混凝土后壓漿灌注樁，樁長從27.5m到34.4m不等，樁端伸入承臺900mm長。壓漿后，單樁承載力可達(dá)6500KN。消化池池壁為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，殼體厚度由700mm漸變到400mm。每座消化池沿池壁環(huán)向施加177組無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力,每組含2至8束7φ5鋼絞線，錨具為環(huán)形移動錨；沿徑向施加60組無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力，每組4束7φ5鋼絞線，下部固定端采用埋入式擠壓錨具，上部張拉端采用夾片式錨具。整個消化池樁基礎(chǔ)采用C25混凝土，主體結(jié)構(gòu)在高程34.400m以下采用C35，S8混凝土澆筑，高程34.40m以上采用C40，S8混凝土澆筑。二、單池的主要工程量單個卵形消化池的主要工程量詳見表1。表1單池主要工程量編號名稱單位規(guī)格或技術(shù)指標(biāo)數(shù)量備注1結(jié)構(gòu)混凝土m3C35S8794高程34.400以下下結(jié)構(gòu)用2結(jié)構(gòu)混凝土m3C40S81743.5高程34.400以上上結(jié)構(gòu)用3混凝土m3C10383墊層及承臺四周圍圍護(hù)壁4鋼筋tφ12-φ32440不包括措施用鋼筋筋5鋼絞線t7φ579.4標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度18600N/mm226游動錨具套2孔—8孔16867固定錨具套480擠壓錨具和夾片錨錨具8預(yù)埋件（鐵）t厚10mm9.6不包括設(shè)備埋管9后壓漿灌注樁棵φ80054用于樁基礎(chǔ)10模板m2木模16按清水模板標(biāo)準(zhǔn)加加工11模板m2異型885雙向有弧，鋼制12模板m2大模板3687雙向有弧，鋼制13腳手架t管壁3.5mm240扣件式三、開工與完工時間****污水處理廠大型卵形封閉薄壁混凝土消化池工程于2003年3月開始打基礎(chǔ)樁，2006年10月完成主體結(jié)構(gòu)施工，2006年12月完成閉水和閉氣試驗。四、施工質(zhì)量****污水處理廠大型卵形封閉薄壁混凝土消化池工程，經(jīng)過兩年多時間的施工，質(zhì)量達(dá)到了預(yù)期的效果，主要表現(xiàn)在：5個消化池完工后，池體半徑、中心位置和最終池頂標(biāo)高實(shí)際量測的偏差均在10mm之內(nèi)。經(jīng)檢驗，混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B性符合設(shè)計要求?；炷潦┕たp接茬密實(shí)、外觀平整圓順，線條美觀。5個消化池環(huán)徑向無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋共計410t，張拉施工質(zhì)量符合行業(yè)規(guī)程《無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ92-2004的要求。5個消化池閉水試驗試驗結(jié)果均不超過0.4L/m2.d，遠(yuǎn)優(yōu)于國家規(guī)范不得超過2L/m2的規(guī)定；閉氣試驗試驗結(jié)果符合國家規(guī)范《給水排水構(gòu)筑物施工及驗收規(guī)范》GBJ141-90的要求。第二章施工新技術(shù)研究成果第一節(jié)混凝土耐久性研究耐久性是高性能混凝土(HPC)的重要指標(biāo)之一，它是指結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件在可能引起材料性能劣化的各種作用下能夠長期維持其原有性能的能力。一般來說，影響混凝土耐久性的因素有環(huán)境因素和自身破壞因素兩類，環(huán)境因素有外界溫度、濕度、介質(zhì)等；自身因素有溫度裂縫破壞、滲漏破壞、凍融破壞、碳化破壞、堿骨料反應(yīng)破壞、腐蝕破壞等方面。污水處理廠構(gòu)筑物往往規(guī)模大、數(shù)量多、形式復(fù)雜，又加上其本身承載的介質(zhì)為水，而水中常含有氮、磷、氯及一定量汞、鉻等重金屬，這就要求混凝土必須具備較高的耐久性要求。本部分課題研究人員從混凝土施工的各個環(huán)節(jié)，包括原材料選擇、優(yōu)化配合比、支搭模板、攪拌、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)、拆模、施工縫及穿墻螺栓處理等進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并與施工企業(yè)施工技術(shù)水平、施工管理水平相結(jié)合，找出了北京地區(qū)及周邊有利于提高混凝土耐久性的混凝土原材料產(chǎn)地、生產(chǎn)廠家、產(chǎn)品規(guī)格，研制出了有利于提高混凝土抗?jié)B性能的不同強(qiáng)度等級的混凝土配合比，提出了混凝土攪拌、運(yùn)輸、澆筑的指導(dǎo)性意見。一、預(yù)防混凝土裂縫產(chǎn)生1裂縫類型和產(chǎn)生原因構(gòu)筑物混凝土裂縫主要有塑性裂縫、收縮裂縫和溫度裂縫三種，這三種裂縫在水工構(gòu)筑物施工中普遍出現(xiàn)，對結(jié)構(gòu)的耐久性均有較大影響，從以往施工情況來看，對于污水處理廠構(gòu)筑物而言，尤以溫度裂縫影響最甚。上述三種裂縫產(chǎn)生的原因、易出現(xiàn)的部位及主要外觀特點(diǎn)見表2-1。2減少裂縫的具體措施2.1混凝土原材料選擇正確地檢測與評價混凝土的收縮與開裂趨勢，是采取措施有效減少或避免開裂的前提。對材料的抗裂性能進(jìn)行評價并作為設(shè)計、施工與原材料選用的依據(jù)，已成為當(dāng)今一些工業(yè)國家混凝土研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。在工程施工前，對開裂性能影響最大的水泥、外加劑、砂、粉煤灰，利用圓環(huán)試驗方法對所配制的凈漿、砂漿和混凝土進(jìn)行了抗裂性試驗。表2-1裂縫產(chǎn)生的原因、出現(xiàn)的部位和特點(diǎn)序號裂縫名稱產(chǎn)生原因外觀特點(diǎn)主要出現(xiàn)部位1塑性裂縫凝結(jié)前沒有沉實(shí)或或者沉實(shí)不夠夠，模板移動動、基礎(chǔ)沉陷陷等。為斷續(xù)的水平裂縫縫，裂縫中部部較寬、兩端端較窄、呈梭梭狀。底板上表面、墻體體上表面、結(jié)結(jié)構(gòu)變截面處處。2收縮裂縫混凝土收縮超過極極限拉伸值而而開裂。裂縫走向不規(guī)則，寬寬度一般較小小，數(shù)量隨時時間變化而增增加。底板上表面、墻體體上表面和側(cè)側(cè)面。3溫度裂縫混凝土內(nèi)部和表面面的散熱條件件不同出現(xiàn)溫溫差，造成溫溫度應(yīng)力超過過混凝土的抗抗拉強(qiáng)度而開開裂。初期出現(xiàn)的裂縫很很細(xì)，隨著時時間的發(fā)展而而繼續(xù)擴(kuò)大，最最大可達(dá)1～3mm。大體積混凝土底板板和墻體。表2-2水泥性能及化學(xué)組分水泥品種凝結(jié)時間（h:mmin）抗壓強(qiáng)度（MPaa）抗折強(qiáng)度（MPaa）當(dāng)量Na2O（％）水化熱（kJ/kkg）初凝終凝3天28天3天28天3天7天2﹕223﹕3028.852.65.78.50.54276297甲P.O32.53﹕244﹕2023.650.64.48.30.512662933﹕103﹕5622.944.75.89.3///乙P.O32.52﹕553﹕4719.341.45.18.9///丙P.O42.5//23.654.35.79.00.56256.7385.2（288）丙P.O32.52﹕443﹕2622.143.05.28.40.48//表2-3水泥凈漿圓環(huán)收縮試驗結(jié)果項目甲W/C=0.455流動度140乙W/C=0.444流動度130丙W/C=0.455流動度140甲W/C=0.477流動度140乙W/C=0.444流動度130丙W/C=0.444流動度130開裂時間（h）120758812490102開裂時裂縫寬度((mm)0.030.350.370.010.230.73開裂時抗壓強(qiáng)度（MPa）21.527.021.320.322.432.1開裂后24h裂縫縫開展寬度（mm）0.060.620.460.050.520.95表2-4水泥粉煤灰凈漿圓環(huán)收縮試驗結(jié)果項目甲P.O42.5W/C=0.455流動度140乙P.O42.5RW/C=0.433流動度130丙P.O42.5W/C=0.444流動度150甲P.O32.5W/C=0.444流動度135乙P.O32.5W/C=0.422流動度130丙P.O32.5W/C=0.433流動度130開裂時間（h）12891108132105117開裂時裂縫寬度（mm）0.020.050.040.030.450.16開裂時抗壓強(qiáng)度（MPa）40.047.047.038.541.050.0開裂后24h裂縫縫開展寬度（mm）0.130.110.100.040.820.21（1）水泥選擇常用的三個品牌兩種型號P.O.32.5和P.O.42.5的水泥，分別進(jìn)行了水泥凈漿、砂漿圓環(huán)試件收縮試驗。六種水泥性能及化學(xué)組分見表2-2，不同水泥品種凈漿圓環(huán)試驗結(jié)果見表2-3，水泥+20%粉煤灰凈漿圓環(huán)試驗結(jié)果見表2-4。從表2-3可以看出，開裂時間快慢順序：乙P.O.42.5>乙P.O32.5>丙P.O42.5>丙P.O32.5>甲P.O42.5>甲。甲品牌水泥的開裂時間要比乙品牌水泥和丙品牌水泥明顯延長，相應(yīng)的水泥抗裂性能較高。從表2-4圓環(huán)收縮開裂試驗結(jié)果來看，三種水泥加粉煤灰的開裂趨勢與純水泥凈漿的開裂趨勢基本一致。但水泥加粉煤灰與純水泥相比，摻加粉煤灰后水泥粉煤灰漿體比純水泥漿體的開裂時間明顯延長，且三種水泥的結(jié)果一致?？梢姄郊觾?yōu)質(zhì)粉煤灰能明顯延長水泥漿體的開裂時間，相應(yīng)地提高了水泥漿體的抗裂性能。從純水泥漿體和水泥粉煤灰漿體收縮開裂的結(jié)果來看，甲品牌水泥的抗裂性能最好。另外，本部分試驗還考慮了水膠比對水泥收縮開裂的影響，表2-5為相同品牌不同型號水泥（甲、甲）的不同水膠比水泥凈漿圓環(huán)收縮試驗結(jié)果。從試驗研究結(jié)果來看，水膠比對水泥收縮開裂的影響非常顯著，不論是P水泥，或是P.O.32.5水泥，水膠比越小的漿體越易開裂，反之，增大水膠比能延緩漿體的開裂時間。表2-5不同水膠比對水泥凈漿圓環(huán)收縮試驗結(jié)果項目W/C=0.300W/C=0.355W/C=0.400W/C=0.300W/C=0.355W/C=0.400開裂時間(h)166974237594開裂時裂縫寬度((mm)0.450.260.250.360.040.17（2）外加劑選用三種具有減水、引氣效果的復(fù)合外加劑，分別是北京產(chǎn)X、北京產(chǎn)Y、天津產(chǎn)Z，采用圓環(huán)收縮試驗方法對水泥漿體的抗裂性進(jìn)行研究。表2-6為三種不同外加劑對水泥漿體圓環(huán)收縮開裂試驗結(jié)果，按影響大小排序為天津產(chǎn)Z>北京產(chǎn)X>北京產(chǎn)Y。從表2-6所示結(jié)果來看，保持W/C=0.28不變，通過調(diào)整外加劑的摻量來控制凈漿的流動度保持在160mm左右，X、Y與Z對水泥漿體開裂時間影響差別較大。表2-6水泥+外加劑圓環(huán)收縮試驗結(jié)果（拉發(fā)基P.O32.5）項目X（1.6%）流動度160mmmY（2.5%）流動度160mmmZ（1.2%）流動度165mmm開裂時間（h）454830開裂時最大裂縫寬寬度（mm）0.170.280.39開裂時抗壓強(qiáng)度（MPa）40.136.040.9開裂后24h裂裂縫開展寬度度（mm）0.751.020.89備注W/C=0.288（C=500g，W=1400ml，用外加劑劑調(diào)整流動度度）。（3）砂采用涿州產(chǎn)天然砂、人工砂、混合砂（天然:人工=7:3）三種細(xì)骨料進(jìn)行試驗，砂漿環(huán)的配合比為：灰砂比1:2，水灰比為0.45和0.5，試驗結(jié)果見表2-7。從表2-7試驗結(jié)果看，三種砂相比，天然砂的抗裂性能要差一些，混合砂比人工砂抗裂性要好。這主要與砂的細(xì)度模數(shù)、石粉含量、含泥量等有關(guān)。這次選的天然砂偏細(xì)，而混合砂的細(xì)度模數(shù)達(dá)到2.6左右。從試驗來看，施工時，在天然砂偏細(xì)的情況下可摻加一定比例的人工砂，提高砂的細(xì)度模數(shù)，可改善混凝土的抗裂性能。表2-7細(xì)骨料對水泥砂漿圓環(huán)收縮試驗結(jié)果項目天然砂人工砂混合砂水灰比0.450.50.450.50.450.5開裂時間（d）5.38.5202530>35開裂時最大裂縫寬寬度（mm）0.050.030.0450.040.02開裂后24h裂裂縫開展寬度度（mm）0.070.0350.0450.0450.02（4）粉煤灰為了驗證河北某電廠I級粉煤灰對混凝土收縮開裂的影響效果，同樣利用圓環(huán)收縮試驗來評價不同粉煤灰摻加量對混凝土的收縮開裂影響?；炷僚浜媳燃翱箟簭?qiáng)度試驗結(jié)果見表2-8，圓環(huán)收縮試驗結(jié)果見圖2-1。表2-8混凝土配合比及強(qiáng)度結(jié)果序號水泥粉煤灰（kg/mm3）水（kg/m3）砂（kg/m3）石子（kg/m3）TK-2(%)坍落度（cm）抗壓強(qiáng)度（MPaa）3d7d28d1400017070011352.21525.532.542.523208016770011352.21427.636.944.5328012016570011352.214.529.338.547.5424016016270011352.21532.542.350.6520020015870011352.21630.045.251.5從表2-8數(shù)據(jù)來看，在保持混凝土坍落度一定的情況下，隨著水泥用量的減少，粉煤灰摻加量的增加，單方用水量降低，混凝土早期和后期強(qiáng)度都隨之提高。從圓環(huán)收縮開裂結(jié)果來看，降低水泥用量，摻加粉煤灰后混凝土的初裂時間明顯延長，開裂寬度明顯降低，當(dāng)粉煤灰摻量大于30%后，延長初裂時間和降低開裂寬度的效果已不太明顯?？梢姡谶M(jìn)行混凝土配合比設(shè)計時，減少水泥用量，適量摻加粉煤灰，可以明顯延長混凝土的初裂時間和減少混凝土的收縮。（5）原材料選擇結(jié)果通過水泥凈漿和砂漿圓環(huán)收縮開裂試驗研究，從提高混凝土的抗裂性能角度考慮，應(yīng)優(yōu)先選擇甲品牌PO42.5（用于C30以上強(qiáng)度等級）和甲品牌PO32.5水泥（用于C30以下強(qiáng)度等級）、Y外加劑、涿州中粗砂、河北某電廠I級粉煤灰?？紤]到施工技術(shù)水平和當(dāng)前建材市場原材料供應(yīng)的實(shí)際情況，在天然砂偏細(xì)的情況下，盡量摻加一定比例的優(yōu)質(zhì)人工砂。2.2混凝土配合比優(yōu)化（1）W/B（水膠比）降低水膠比，可以提高混凝土強(qiáng)度，但也使混凝土更易開裂。這主要與低水膠比增大了混凝土的自收縮，早期彈性模量增大，徐變松弛能力下降等有關(guān)。因此，在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，要選擇合適的水膠比。（2）水泥用量增加水泥用量，增大了混凝土結(jié)構(gòu)的開裂幾率，降低了混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和使用服務(wù)年限；減少水泥用量會增加混凝土的滲透性，從而影響混凝土的耐久性，因此必須摻加一定量的活性混合材料。（3）砂率在一定范圍內(nèi)，砂率對混凝土的抗裂性能有明顯影響，減少砂率，可延長混凝土的開裂時間；反之，加快混凝土的開裂。因此，在配合比設(shè)計應(yīng)適當(dāng)降低混凝土的砂率。（4）摻合料在混凝土中加入一定量的優(yōu)質(zhì)粉煤灰可提高混凝土的抗裂性能，提高混凝土的韌性，降低混凝土早期的彈性模量，可改善混凝土的抗裂性能。但降低水泥用量相當(dāng)于減少了混凝土體系中的漿體比例，勢必影響混凝土的工作性、塌落度及物理力學(xué)性能，因此，為了保持混凝土工作性，必須摻加I級粉煤灰。根據(jù)以上研究結(jié)果，委托某試驗中心對用于****污水處理廠卵形消化池工程的混凝土配合比進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化后的配合比見表2-9。表2-9****污水處理廠卵形消化池混凝土配合比表序號混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B滲等級使用部位每立方米混凝土材材料用量（kg）水泥摻和料外加劑碎石砂水1C35P8承臺323（P.O442.5）6311.5610827831502C40P8殼體355（P.O442.5）6214.7711646551642.3混凝土攪拌為了降低混凝土的總溫升，減少消化池混凝土的內(nèi)外溫差，要盡可能降低混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度。降低混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度，最有效的方法是降低原材料溫度，尤其是碎石的溫度，混凝土中碎石比熱雖較小，但每立方米混凝土中碎石所占重量最大，因此降低碎石的溫度對降低混凝土出機(jī)溫度效果明顯。卵形消化池施工時，在氣溫較高時，為了防止太陽直接照射，采用碎石集中成大堆堆放、搭設(shè)簡易遮陽棚、使用前用冷水沖洗碎石等措施降低碎石的溫度，有效的降低了混凝土出機(jī)溫度。每天攪拌混凝土前設(shè)專人檢測當(dāng)天砂、碎石的含水量，核定當(dāng)天的投料比，確?；炷脸霰P坍落度準(zhǔn)確。2.4模板選擇根據(jù)以往的經(jīng)驗，采用鋼模板澆筑的混凝土比用復(fù)合木模板澆筑混凝土的開裂幾率小的多，這主要與模板的保溫散熱效果以及季節(jié)性氣候有關(guān)。****污水處理廠消化池主要采用了鋼模板，在合模前對內(nèi)表面進(jìn)行了精細(xì)除銹處理，保證了混凝土墻體內(nèi)外表面的光亮。從測溫數(shù)據(jù)看出，采用鋼模板后，混凝土內(nèi)部的最高溫度在50℃左右，大大低于以往工程采用木模板的測溫結(jié)果。同時，為加快混凝土的散熱，降低混凝土的最高溫度，在高溫天氣澆筑混凝土過程中，不斷向模板表面澆水降溫，以降低模板表面溫度。通過以上措施，降低混凝土受溫度影響開裂的幾率。2.5澆注過程控制（1）澆筑現(xiàn)場設(shè)專人量測塌落度，嚴(yán)格控制混凝土入模塌落度在120~160mm，嚴(yán)禁現(xiàn)場加水。（2）加強(qiáng)現(xiàn)場混凝土澆筑管理，特別是對于墻體結(jié)構(gòu)，控制合理的振搗時間，不能因為混凝土含氣量大而隨意延長振搗時間。（3）澆注墻體混凝土?xí)r，混凝土自高處傾落的自由高度不超過2m，當(dāng)超過2m時應(yīng)加串筒等輔助下料。在下料過程中，控制兩下料口間的距離不大于3m，這樣有利于墻體內(nèi)混凝土均勻，強(qiáng)度發(fā)展均勻，不造成墻體薄弱環(huán)節(jié)。2.6養(yǎng)護(hù)和拆?；炷琉B(yǎng)護(hù)主要是保持其適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件。從溫度應(yīng)力的觀點(diǎn)出發(fā)，保溫的目的有兩個：其一是減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，減少混凝土表面的溫度梯度，防止產(chǎn)生表面裂縫，其二是延長散熱時間，充分發(fā)揮混凝土強(qiáng)度的潛力和材料松弛特性，使平均總溫差對混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于混凝土抗拉強(qiáng)度，防止產(chǎn)生貫穿性裂縫。潮濕養(yǎng)護(hù)的作用是：首先剛澆灌不久的混凝土，尚處于凝固硬化階段，水化的速度較快，適宜的潮濕條件可防止混凝土表面的脫水而產(chǎn)生干縮裂縫；其次混凝土在保溫（25～40℃）及潮濕條件下可使水泥的水化作用順利進(jìn)行，提高混凝土極限拉伸和抗拉強(qiáng)度，早期抗拉能力上升很快。在****污水處理廠施工現(xiàn)場，構(gòu)筑物底板混凝土澆筑成型后，在四周設(shè)置擋水埂，向底板注水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不少于14d。墻體混凝土澆筑成型后，立即用塑料薄膜覆蓋澆筑面，使用塑料管向模板澆水，并在4h內(nèi)在模板頂端向模板不間斷澆水至松?；虿鹉?。拆模后，立即向混凝土表面噴水，保持混凝土表面濕潤，同時用塑料花管滴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不少于14d。現(xiàn)場有計劃的埋放溫度感應(yīng)器，使用溫度感應(yīng)器量測混凝土凝結(jié)過程的溫度變化情況，通過對混凝土內(nèi)外部溫度的掌握，隨時了解混凝土內(nèi)外溫度差值，從而確定拆模時間。根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境（氣候、養(yǎng)護(hù)條件是否到位等）來拆模，不隨意提前拆模時間。對于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，拆模時內(nèi)外溫差不得大于25℃，降溫速率不大于1.5℃/d。對于長墻結(jié)構(gòu)，控制混凝土降溫速率不大于3℃/d，控制拆模時混凝土表面與最低環(huán)境溫度差值小于10℃。卵形消化池在混凝土澆筑階段以及預(yù)應(yīng)力張拉施工期間及以后的不間斷觀察，沒有發(fā)現(xiàn)溫度裂縫及塑性裂縫。二、預(yù)防堿集料反應(yīng)1堿集料反應(yīng)堿集料反應(yīng)是混凝土中的水泥、外加劑、礦物摻合料和拌和水中的可溶性堿（鉀、鈉）溶于混凝土孔隙液中，與骨料中能與堿反應(yīng)的活性成分在混凝土硬化后逐漸發(fā)生的一種使混凝土體積膨脹，發(fā)生內(nèi)應(yīng)力，最終導(dǎo)致混凝土從內(nèi)延伸開裂和損毀的現(xiàn)象。它包括堿硅酸反應(yīng)和堿碳酸鹽反應(yīng)兩種情況。影響堿集料反應(yīng)的主要因素有兩方面：一方面為集料（砂、碎石）堿活性成分，另一方面為混凝土綜合堿含量。2材料堿含量及堿活性檢驗在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計前，委托法定檢測單位對配制混凝土所用的水泥、外加劑、摻合料等進(jìn)行堿含量檢測，對砂、石進(jìn)行集料活性檢測，選擇滿足要求的材料是一項重要工作。對于污水處理廠構(gòu)筑物而言，所用砂、石優(yōu)先選擇A種非堿活性集料（膨脹量小于或等于0.02%），控制使用低堿活性集料（膨脹量大于0.02%，小于或等于0.06%），不使用堿活性集料（膨脹量大于0.06%，小于或等于0.10%）和高堿活性集料（膨脹量大于0.10%）。盡可能采用低堿水泥（水泥中堿含量不大于0.60%）。鑒于目前北京市范圍內(nèi)和周邊地區(qū)非堿活性集料砂、碎石少之又少，且成本很高，在一個大型給排水構(gòu)筑物中使用很不現(xiàn)實(shí)，經(jīng)試驗比較后確定，****污水處理廠工程采用了河北涿州產(chǎn)低堿活性集料砂、碎石。水泥、摻合料按規(guī)范《水泥化學(xué)分析方法》（GB/T176）檢驗堿含量，外加劑按規(guī)范《混凝土外加劑》（GB1076）檢驗堿含量。經(jīng)檢測，前面所提到的由于****污水處理廠工程的甲水泥堿含量0.51%、甲水泥堿含量0.61%、河北某電廠粉煤灰堿含量1.12%、Y外加劑堿含量5.8%。3混凝土綜合堿含量控制按照北京市標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)防混凝土結(jié)構(gòu)工程堿集料反應(yīng)規(guī)程》的規(guī)定，在混凝土排水構(gòu)筑物處于直接與水接觸的環(huán)境中，屬于Ⅱ類工程，如果使用了低堿活性集料，每立方米混凝土最大綜合堿含量不得大于3kg?；炷僚浜媳仍O(shè)計出來后，施工單位必須委托法定檢測單位對混凝土進(jìn)行堿含量評估，最大綜合堿含量不得超標(biāo)。每立方米混凝土綜合堿含量按下式計算：Ac=mc×Rc+ma×Ra+mk×Ek+mw×Rw公式中mc、ma、mk、mw分別為每立方米混凝土中水泥、外加劑、摻合料、水用量；Rc、Ra、Rw分別為每立方米混凝土中水泥、外加劑、水堿含量,Ek為摻合料有效堿含量(Ek=β×Rk，其中Rk為摻和料堿含量，β為有效堿含量系數(shù)，當(dāng)摻合料是粉煤灰時β等于15%)。表2-10每立方米綜合堿含量計算情況表序號配合比水泥摻和料外加劑水綜合堿含量（Kg）用量（Kg）堿含量（%）用量（Kg）有效堿含量（%）用量（Kg）堿含量（%）用量（Kg）堿含量（%）1C35P8323（PO422.5）0.51630.15×1.11211.565.815002.422C40P8355（PO422.5）0.51620.15×1.11214.775.816402.77根據(jù)上述計算公式，****污水處理廠卵形消化池混凝土配合比的每立方米綜合堿含量計算詳細(xì)情況匯總成表，列于表2-10。從計算結(jié)果看，每立方米混凝土最大綜合堿含量均不大于3kg。以上是****污水處理廠消化池等工程中，在提高構(gòu)筑物混凝土耐久性問題上，從減少混凝土裂縫、避免堿骨料反應(yīng)等方面做的一些探索，其它詳細(xì)內(nèi)容可見北京市****建設(shè)工程有限責(zé)任公司所做的《混凝土原材料耐久性研究報告》(第一階段)和《****污水處理廠混凝土材料抗裂性能研究報告》(第二階段)。第二節(jié)穿墻螺栓防滲漏性能研究一、研究目的****污水處理廠共有卵形消化池5座，每座消化池池體總高44.861m，其中地面以下部分高10.100m，地面以上部分高34.761m，最大外徑為26.970m，池壁為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚度由700mm漸變到400mm，采用C40、S8混凝土澆筑。消化池運(yùn)行時內(nèi)部工作水頭為39.861m，因此對池體結(jié)構(gòu)的防滲漏性能要求較高；另一方面，消化池外壁要施加環(huán)向及徑向預(yù)應(yīng)力，在此情況下對池壁模板安裝所用穿墻螺栓提出了特殊要求：既不影響預(yù)應(yīng)力鋼筋埋置，還要保證池壁不滲漏。為了更好的解決施工過程中穿墻螺栓滲漏問題，并最大限度地減少對預(yù)應(yīng)力筋埋置的影響，需對穿墻螺栓形式進(jìn)行試驗比較，確定最好的穿墻螺栓形式，并為以后類似工程中如何使用穿墻螺栓提供參考資料。二、試驗對象及設(shè)備1穿墻螺栓本次試驗對三種不同形式的φ18穿墻螺栓進(jìn)行防滲漏性能試驗，這三種φ18穿墻螺栓分別為：無止水環(huán)有塑料套管型、有止水環(huán)長型和有止水環(huán)短型。制作φ18穿墻螺栓試件的鋼筋采用HPB235級鋼筋，止水環(huán)采用50×50×3mm的鋼板，其中的有止水環(huán)短型和無止水環(huán)有塑料套管為兩端套絲，而有止水環(huán)長型為一端套絲，套絲長度均為40mm，套絲要求絲扣完整，不得有斷絲現(xiàn)象。在加工有止水環(huán)的穿墻螺栓時，將止水環(huán)中間的圓孔與穿墻螺栓桿身滿焊。φ18穿墻螺栓試件具體加工外形尺寸詳見圖2-2、圖2-3和圖2-4，圖中單位為mm。圖2-2無止水環(huán)有塑料套管型圖2-3有止水環(huán)長型圖2-4有止水環(huán)短型以上三種穿墻螺栓在池壁模板安裝中起內(nèi)外聯(lián)接和固定作用，混凝土澆筑完畢后其在池壁內(nèi)的正常使用情況如圖2-5、圖2-6和圖2-7所示。圖2-5無止水環(huán)有塑料套管型實(shí)際使用情況圖2-6有止水環(huán)長型實(shí)際使用情況圖2-7有止水環(huán)短型實(shí)際使用情況2混凝土模擬件圖2-8混凝土模擬件外形圖混凝土模擬件根據(jù)穿墻螺栓的形式也分為3種，分別為：放無止水環(huán)φ18穿墻螺栓混凝土模擬件、放長型φ18穿墻螺栓混凝土模擬件及放短型圖2-8混凝土模擬件外形圖φ18穿墻螺栓混凝土模擬件?；炷聊M件采用抗?jié)B試模制作，混凝土技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)C40、S8，試件尺寸見圖2-8，單位為mm。混凝土模擬件制作前，先將試模清擦干凈，并在其內(nèi)壁涂上一層脫模劑。制作時在試驗平臺上操作，將加工好的穿墻螺栓放在抗?jié)B試模正中，分兩層放入混凝土，兩層布放厚度基本相同。每層均采用搗棒人工插搗密實(shí)，插搗應(yīng)按螺旋方向從邊緣向中心均勻進(jìn)行，插搗底層時，搗棒應(yīng)達(dá)到試模表面，插搗上層時，搗棒應(yīng)穿入下層，深度為20～30mm，插搗時，搗棒應(yīng)保持垂直，不得傾斜。每層插搗次數(shù)不少于1200次/m2。混凝土布放和振搗時要保證穿墻螺栓的垂直度。插搗完后，刮除多余的混凝土，并用抹刀抹平。混凝土模擬件成型后24h拆模，用鋼絲刷刷去兩端面水泥漿膜，然后送入標(biāo)養(yǎng)間養(yǎng)護(hù)28天?；炷聊M件養(yǎng)護(hù)28天后，從標(biāo)養(yǎng)室內(nèi)取出，將表面晾干，對其各部尺寸進(jìn)行量測、檢查。其理論尺寸：上口直徑175mm，下口直徑185mm，高150mm。經(jīng)量測其各部位尺寸誤差不得超過±2mm。在長型穿墻螺栓混凝土模擬件上下端面的穿墻螺栓外露處用穿心式鉆孔機(jī)鉆出一個直徑40mm，深40mm的孔，將露出的鋼筋從孔底用氣割截去，用配制好的纖維水泥堵孔料將螺栓孔填擊密實(shí)，在標(biāo)養(yǎng)室養(yǎng)護(hù)7天。對于無止水環(huán)φ18穿墻螺栓混凝土模擬件，將穿墻螺栓和塑料套管一并取出，用配制好的纖維水泥堵孔料將螺栓孔填擊密實(shí)，在標(biāo)養(yǎng)室養(yǎng)護(hù)7天。將短型穿墻螺栓混凝土模擬件的上下端面和穿墻螺栓孔處清理干凈，用配制好的纖維水泥堵孔料將螺栓孔填擊密實(shí)，在標(biāo)養(yǎng)室養(yǎng)護(hù)7天。標(biāo)養(yǎng)7天后，將混凝土模擬件從標(biāo)養(yǎng)室取出，在每個試件側(cè)面涂一層黃油，放在加壓裝置上，壓入經(jīng)烘箱預(yù)熱過的試件套中，然后連同試件套裝在抗?jié)B儀上進(jìn)行試驗。3試驗設(shè)備及試件明細(xì)穿墻螺栓防滲漏研究所需試驗設(shè)備、穿墻螺栓及混凝土模擬件明細(xì)詳見表2-11，試驗設(shè)備、穿墻螺栓及混凝土模擬件均由北京市****建設(shè)工程有限責(zé)任公司提供。表2-11試驗設(shè)備、穿墻螺栓及混凝土模擬件明細(xì)表序號設(shè)備及試件名稱數(shù)量1混凝土抗?jié)B儀1臺2有止水環(huán)長型φ118穿墻螺栓6套3有止水環(huán)短型φ118穿墻螺栓6套4無止水環(huán)有塑料套套管型φ18穿墻螺栓6套5放有止水環(huán)長型穿穿墻螺栓混凝凝土模擬件6塊6放有止水環(huán)短型穿穿墻螺栓混凝凝土模擬件6塊7放無止水環(huán)有塑料料套管型穿墻墻螺栓混凝土土模擬件6塊三、抗?jié)B試驗1試驗步驟試驗從水壓0.1MPa開始，每隔8h增加水壓0.1MPa，加壓過程中隨時注意觀察試件端面有無滲水情況；加到0.4MPa，8h后觀察試件端面有無滲水情況；再按上述加壓方法加壓至0.8MPa，加壓過程中隨加隨注意觀察試件端面有無滲水情況；當(dāng)6塊試件中有3塊試件端面出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，即可停止試驗，記下當(dāng)時的水壓；在試驗過程中，如發(fā)現(xiàn)水從試件周邊滲出，則應(yīng)停止試驗，重新密封。2具體試驗情況1）無止水環(huán)有塑料套筒型第一次試驗時，壓力達(dá)到0.3MPa時，6個試件還未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。壓力達(dá)到0.4MPa，4個試件發(fā)生滲漏現(xiàn)象，由于已有三分之二試件出現(xiàn)滲漏，試驗停止。有關(guān)試驗過程及滲漏情況見表2-12。本部分試驗出現(xiàn)滲漏的原因：主要是穿墻螺栓堵孔料操作時填擊不密實(shí)造成的。于是，試驗小組重新對相關(guān)的6個試件螺栓孔進(jìn)行了重新填擊密實(shí)，標(biāo)養(yǎng)7天后，進(jìn)行了第二次試驗。有關(guān)試驗過程及滲漏情況見表2-13，圖2-9為加壓至0.8MPa的混凝土模擬件及壓力表示值情況的現(xiàn)場試驗照片。表2-12無止水環(huán)有塑料套筒型穿墻螺栓第一次試驗過程及滲漏情況試驗壓強(qiáng)(MPa)加壓時間試驗滲漏情況月日時分0.11180935不滲不漏0.21181735不滲不漏0.31190135不滲不漏0.41190935四塊出現(xiàn)滲水0.50.60.70.8表2-13無止水環(huán)有塑料套筒型穿墻螺栓第二次試驗過程及滲漏情況試驗壓強(qiáng)(MPa)加壓時間試驗滲漏情況月日時分0.12261020不滲不漏0.22261820不滲不漏0.32270220不滲不漏0.42271020不滲不漏0.52271820不滲不漏0.62280220不滲不漏0.72281020不滲不漏0.82281820不滲不漏a.加壓到0.8MPPa螺栓孔未出出現(xiàn)滲漏b.加壓到0.8MPPa時壓力表指指示值圖2-9無止水水環(huán)有塑料套套筒穿墻螺栓栓現(xiàn)場照片表2-14有止止水環(huán)長型穿穿墻螺栓試驗驗過程及滲漏漏情況試驗壓強(qiáng)(MPa)加壓時間試驗滲漏情況月日時分0.11150940不滲不漏0.21151740不滲不漏0.31160140不滲不漏0.41160940不滲不漏0.51161740不滲不漏0.61170140不滲不漏0.71170940不滲不漏0.81171740不滲不漏表2-15有止止水環(huán)短型穿穿墻螺栓試驗驗過程及滲漏漏情況試驗壓強(qiáng)(MPa)加壓時間試驗滲漏情況月日時分0.12220930不滲不漏0.22221730不滲不漏0.32230130不滲不漏0.42230930不滲不漏0.52231730不滲不漏0.62240130不滲不漏0.72240930不滲不漏0.82241730不滲不漏2）有止水環(huán)長型和和短型φ18穿墻螺栓長型和短型φ188穿墻螺栓試試驗過程及滲滲漏情況詳見見表2-14和表2-15。圖2-10為加壓至0.8MPPa的放有止水水環(huán)穿墻螺栓栓混凝土模擬擬件及壓力表表示值的現(xiàn)場場情況的試驗驗照片。a.加壓到0.8MPPa螺栓孔未出出現(xiàn)滲漏b.加壓到0.8MPPa時壓力表示示值情況圖2-10有止水環(huán)環(huán)穿墻螺栓現(xiàn)現(xiàn)場試驗照片片3結(jié)果分析根據(jù)試驗，無止水水環(huán)有塑料套套筒φ18穿墻螺栓混混凝土模擬件件第一次試驗驗加壓到0.4MPPa時發(fā)生滲漏漏現(xiàn)象，重新新填擊密實(shí)后后，第二次試試驗加壓到0.8MPPa時未發(fā)生滲滲漏現(xiàn)象；有有止水環(huán)長型型和短型φ18穿墻螺栓混混凝土模擬件件加壓到0.8MPPa均無滲漏現(xiàn)現(xiàn)象。試驗具具體結(jié)果分析析如下：1）無止水環(huán)有塑料料套型φ18穿墻螺栓對本混凝土模擬件件第一次試驗驗壓力僅到0.4MPPa就出現(xiàn)滲漏漏情況，主要要是由于向螺螺栓孔中填入入堵孔料操作作不規(guī)范造成成的。第二次次嚴(yán)格按規(guī)范范方法操作填填入堵孔料，試試驗效果不錯錯。實(shí)際施工工現(xiàn)場操作環(huán)環(huán)境比試驗室室環(huán)境較差，施施工時不認(rèn)真真操作，可能能會出現(xiàn)滲水水情況。由此此可見，這種種穿墻螺栓孔孔防滲漏處理理受工人操作作因素影響較較大。2）有止水環(huán)長型φφ18穿墻螺栓此穿墻螺栓孔處理理方法是在混混凝土達(dá)到強(qiáng)強(qiáng)度后，以外外露的穿墻螺螺栓中心為軸軸線，用穿心心式混凝土鉆鉆孔機(jī)鉆出直直徑40mmm，深40mmm的孔穴，再再將露出的鋼鋼筋從孔穴底底端用氣割割割掉，然后在在孔穴處填入入堵孔料。在在施工現(xiàn)場，這這樣施工操作作很可能對消消化池預(yù)應(yīng)力力鋼絞線造成成不必要的破破壞，如鉆斷斷或鉆破包皮皮；另一方面面，螺栓孔周周圍的預(yù)應(yīng)力力鋼絞線會因因氣割操作受受熱而強(qiáng)度變變低，有可能能造成鋼絞線線在張拉時折折斷。可見，這這種方法對保保護(hù)消化池環(huán)環(huán)向和徑向鋼鋼絞線不是十十分有利。3）有止水環(huán)短型φφ18穿墻螺栓這種穿墻螺栓中間間有止水環(huán)，且且填擊堵孔料料的長度相對對較短，故受受人工操作因因素影響較小小，有利于確確保螺栓孔處處不會出現(xiàn)因因受人工操作作影響出現(xiàn)滲滲漏情況；另另一方面，這這種穿墻螺栓栓施工時兩端端加有錐形限限位件，在模模板拆除后，可可將該限位件件從墻體取出出，在墻體內(nèi)內(nèi)外兩側(cè)就自自然形成了規(guī)規(guī)則的纖維料料填料孔穴，無無需用穿心式式鉆孔機(jī)鉆出出直徑40mmm，深40mmm的孔穴，有有利于對消化化池?zé)o粘結(jié)預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼絞線線的保護(hù)。4）三種穿墻螺栓優(yōu)優(yōu)劣分析經(jīng)過以上的分析比比較，得出如如下優(yōu)劣分析析表2-16：表2-16三種種穿墻螺栓優(yōu)優(yōu)劣分析比較較表序號穿墻螺栓型式試驗情況優(yōu)劣分析結(jié)論1無止水環(huán)加塑料套管型第一次加壓至0..4MPa出現(xiàn)滲漏；；第二次加壓至0..8MPa無滲漏受人工操作責(zé)任心心等因素影響響較大。不推薦使用2有止水環(huán)長型加壓至0.8MPPa無滲漏1)需用穿心鉆鉆孔，用用氣割切割鋼鋼筋,施工較繁鎖鎖。2)對預(yù)應(yīng)力鋼絞線不不利。限制使用3有止水環(huán)短型加壓至0.8MPPa無滲漏1)受人工操作影響較較小。2)不用穿心鉆鉆孔，不不用氣割切割割鋼筋，較方方便。3)不會對預(yù)應(yīng)力鋼絞絞線產(chǎn)生不利利影響。優(yōu)先使用四、試驗結(jié)論根據(jù)對三種穿墻螺螺栓的抗?jié)B試試驗過程及滲滲漏情況比較較，得出如下下結(jié)論：三種穿墻螺栓在00.8MPaa水壓作用下下均可滿足抗抗?jié)B要求；使用有止水環(huán)短型型穿墻螺栓是是最佳方案；；在沒有鋼絞線部位位或鋼絞線比比較少的部位位也可采用有有止水環(huán)長型型φ18穿墻螺栓方方案。但現(xiàn)場場要注意認(rèn)真真監(jiān)控管理，保保護(hù)好無粘結(jié)結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞絞線，使之不不被破壞。第三節(jié)后壓漿漿鉆孔灌注樁樁新技術(shù)一、技術(shù)簡介圖2-11消化池樁基礎(chǔ)平面布置圖后壓漿鉆孔灌注樁樁技術(shù)是一種種新興的樁基基施工技術(shù)，它它利用高壓劈劈裂灌漿原理理，在灌注樁樁澆制完成后后，通過預(yù)埋埋的壓漿管路路對鉆孔灌注注樁樁端及樁樁側(cè)壓注水泥泥漿液，使樁樁周及樁底松松軟土體的強(qiáng)強(qiáng)度得到有效效加強(qiáng)，同時時漿液填充擠擠擴(kuò)樁端土體體并加固持力力層，從而大大大提高樁周周摩阻力或樁樁端的承載力力。鉆孔灌注注樁后壓漿自自實(shí)施至今，已已被實(shí)踐證明明是一項具有有創(chuàng)造性、新新穎性和實(shí)用用性的新概念念樁基施工技技術(shù)，是有效效提高單樁承承載力以及樁樁基整體承載載力的新型施施工方法。圖2-11消化池樁基礎(chǔ)平面布置圖每座消化池設(shè)計有有后壓漿鉆孔孔灌注基礎(chǔ)樁樁54棵，樁徑均均為800mmm，樁長從從27.5000m至33.0000m不等，沿沿每座消化池池下部承臺環(huán)環(huán)向布置，各各圈樁中心間間距2.4000m，每圈圈樁數(shù)分別是是4棵、10棵、17棵、23棵，消化池樁樁基礎(chǔ)平面布布置詳見圖2-11。這這是后壓漿鉆鉆孔灌注樁施施工技術(shù)首次次應(yīng)用于北京京市給水排水廠站工程中。二、施工工藝圖2-12后壓壓漿鉆孔灌注注樁施工工藝藝流程圖圖2-13壓漿管布置示意圖后壓漿鉆孔灌注樁樁施工工藝流流程如圖2-12所示。在工工藝流程中，鉆鉆機(jī)就位、鉆鉆孔、清孔和和灌注混凝土土的工序與普普通鉆孔灌注注樁施工方法法基本相同，這這里不再敘述述。下面僅對對壓漿管布置置、壓漿管安安裝工序、壓壓漿裝置綁扎扎、鋼筋籠就就位工序以及及側(cè)樁、樁端端壓漿工序進(jìn)進(jìn)行描述。圖2-13壓漿管布置示意圖1壓漿管的布置與安安裝圖2-14樁底注漿管根據(jù)本工程實(shí)際土土層地質(zhì)情況況，共設(shè)置兩兩根樁側(cè)壓漿漿管，布設(shè)原原則是在鋼筋筋籠圓周范圍圍內(nèi)分層對稱稱布置，層與與層之間壓漿漿管位置錯開開。樁底注漿漿管共兩根，對對稱布置，其其中一根為備備用管或作為為劈裂注漿使使用。樁底注注漿管應(yīng)長出出鋼筋籠2000mm，使其根部部深入孔底部部鉆頭影響范范圍內(nèi)土層并并伸入持力層層，以達(dá)到較較好的注漿效效果。四根樁側(cè)壓壓漿管均裝設(shè)設(shè)單向壓漿閥閥，以防止壓壓漿停止后壓壓漿管內(nèi)漿液液出現(xiàn)倒流現(xiàn)現(xiàn)象。圖2-13及圖2-14為壓漿管布布置示意圖及及現(xiàn)場的照片片。圖2-14樁底注漿管2壓漿裝置綁扎、鋼鋼筋籠就位下放鉆孔樁鋼筋籠籠前，后壓漿漿的導(dǎo)管上端端用管堵封嚴(yán)嚴(yán)，6根壓漿管接接順，綁扎在在鋼筋籠上相相應(yīng)的位置，并并注水檢查是是否有滲漏等等情況。鋼筋籠分兩段吊裝裝，并保持垂垂直吊起，防防止鋼筋籠吊吊起過程中變變形而破壞壓壓漿管。在兩兩段鋼筋籠相相接處，注漿漿管采用硬質(zhì)質(zhì)厚壁塑料管管連接。鋼筋筋籠就位時，嚴(yán)嚴(yán)格控制鋼筋筋籠下放深度度，以免樁端端壓漿閥埋在在混凝土中，影影響壓漿效果果。鋼筋籠就位后，從從下灰導(dǎo)管內(nèi)內(nèi)向孔中投入入一定量的碎碎石。投碎石石的目的就是是使注漿管下下部的噴漿孔孔在泵壓作用用下能有效打打開，使?jié){液液均勻地注入入巖土層。碎碎石層的厚度度主要根據(jù)樁樁徑大小而選選擇。本工程程碎石選用具具有新鮮斷面面的微風(fēng)化碎碎石，投放高高度為3000mm，總量量為0.133m3。3后壓漿施工3.1壓漿系統(tǒng)組組成壓漿系統(tǒng)由儲漿筒筒、壓漿泵、壓壓力泵、壓漿漿管等組成,,其中壓漿泵泵為最大壓力力不小于7.5MPa的BW-3220型高壓壓漿漿泵，另配有有水泥漿攪拌拌筒，及其用用于測量水泥泥漿體積的測測量尺和篩除除水泥中的雜雜物的篩子，地地面輸送漿液液的高壓膠管管（高壓膠管管承受壓力不不小于7.5MPa）。3.2開始注漿時時間選擇后壓力注漿施工何何時開始，是是關(guān)系到注漿漿成敗的關(guān)鍵鍵因素。注漿漿過早會導(dǎo)致致因樁身混凝凝土強(qiáng)度低而而使壓力漿液液破壞樁身，同同時漿液會沿沿著樁身冒出出地面，注漿漿層位會因注注不進(jìn)漿液而而形不成擴(kuò)大大體，起不到到增大樁端截截面積的作用用。注漿過晚晚，難以使樁樁底已硬化的的混凝土形成成注漿通道，從從而使樁中心心形成低強(qiáng)度度區(qū)，而使?jié){漿液流向遠(yuǎn)處處。根據(jù)水泥泥漿與巖土層層的膠結(jié)硬化化機(jī)理，注漿漿時間應(yīng)以成成樁后3～7d左右最佳。如如果按照灌注注樁混凝土強(qiáng)強(qiáng)度控制，在在混凝土強(qiáng)度度達(dá)50％－70％時注漿為為好。3.3后壓漿控制制后壓漿質(zhì)量控制采采用注漿量與與注漿壓力雙雙重控制，以以水泥注入量量為主，壓力力控制為輔。本本工程壓漿量量基本控制參參數(shù)如下：表2-17壓漿漿量基本控制制參數(shù)樁徑樁端壓漿樁側(cè)壓漿水泥壓入量中止泵送壓力水泥壓入量中止泵送壓力800mm1400kg/樁樁1.5—2.5MMPa400kg/層××層1.0—2.0MMPa壓漿合格的標(biāo)準(zhǔn)及及技術(shù)參數(shù)如如下1）樁底壓注水泥漿漿量應(yīng)達(dá)到設(shè)設(shè)計值。2）持續(xù)時間為2hh左右，灌注注壓力為1.0~3.5MPa，水灰比為0.5。三、后壓漿鉆孔灌灌注樁質(zhì)量情情況1樁質(zhì)量檢測及承載載力試驗為了檢測對后壓漿漿鉆孔灌注樁樁施工質(zhì)量的的效果，施工工完畢后，對對后壓漿灌注注樁進(jìn)行樁身身結(jié)構(gòu)完整性性檢測，檢測測方法采用應(yīng)應(yīng)力波反射法法，根據(jù)現(xiàn)場場低應(yīng)變檢測測數(shù)據(jù)，最終終的檢測結(jié)果果表明消化池池所有后壓漿漿灌注樁樁身身均完整，屬屬于Ⅰ類樁。單樁承載力試驗方方面，從試驗驗報告中，通通過對基樁QQ～S曲線、s—lgQ曲線及試驗驗數(shù)據(jù)分析，當(dāng)當(dāng)試驗荷載達(dá)達(dá)到設(shè)計單樁樁承載力設(shè)計計值的2.0倍，即13,000KNN時，基樁豎向向抗壓承載力力仍未達(dá)到破破壞極限。根根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范范判定基樁承載載力滿足單樁樁承載力設(shè)計計值6,500KN的要求。2滿水試驗的情況在消化池滿水試驗驗時，對每座座消化池進(jìn)水水前、進(jìn)水中中和達(dá)到設(shè)計計水位的三個個階段，分別別進(jìn)行了沉降降觀測，檢測測結(jié)果表明，各各觀測點(diǎn)沉降降值均不大于于10mm，而而且從所有的的沉降觀測點(diǎn)點(diǎn)所得出的數(shù)數(shù)據(jù)來看，每每一個消化池池各觀測點(diǎn)沉沉降均勻，無無明顯不良沉沉降現(xiàn)象，單單樁豎向承載載力完全滿足足設(shè)計要求。四、結(jié)論課題研究人員從多多方面采集數(shù)數(shù)據(jù)，結(jié)合*****污水處理廠廠消化池所處處位置的地質(zhì)質(zhì)特點(diǎn)和卵形形消化池本身身的承載力要要求，在北京京市首次攻克克了污水廠站站工程中，粉粉細(xì)砂地質(zhì)、環(huán)環(huán)向密集布樁樁且樁底樁頂頂標(biāo)高各異情情況下后壓漿漿混凝土基礎(chǔ)礎(chǔ)樁成孔、布布置注漿管、壓壓力注漿施工工技術(shù)。有關(guān)關(guān)檢測報告表表明，5座卵型消化池共260棵后壓漿混混凝土灌注樁樁施工質(zhì)量優(yōu)優(yōu)良，全部達(dá)達(dá)到Ⅰ類樁標(biāo)準(zhǔn)，單單樁豎向承載載力完全滿足足設(shè)計要求。第四節(jié)環(huán)向受受力大型雙曲曲面整體自穩(wěn)穩(wěn)鋼模板國外大型卵形水池池模板技術(shù)，最最能代表其施施工技術(shù)水平平和方向的是是奧地利RSB公司，該公公司在卵形水水池池壁施工工時，采用整整體鋼結(jié)構(gòu)做做混凝土模板板骨架，內(nèi)鋪鋪覆膜密度板板做模板面，每每次混凝土澆澆注高度可達(dá)達(dá)4m，且施工機(jī)械械化程度高。圖2-15奧地利RSB公司卵形水池施工照片圖2-15奧地利RSB公司卵形水池施工照片圖2-16消化池環(huán)向受力大型雙曲面自穩(wěn)鋼模板研究和使用照片目前，國內(nèi)已經(jīng)有有一些城市，如山東濟(jì)寧寧、福建廈門門等，出現(xiàn)中型或或小型卵形封封閉消化池，個個別城市如浙浙江杭州、河河北石家莊等等已經(jīng)建成和和正在建設(shè)容容積10,0000m3左右的大型卵卵形封閉消化化池。但由于受國內(nèi)內(nèi)施工技術(shù)的的限制，卵形形水池池壁施施工時，采用傳傳統(tǒng)國標(biāo)模板板補(bǔ)異型鋼板板條、利用腳腳手架做防傾傾覆支撐體系系，每次混凝凝土澆注高度度在1.5mm左右。施工工機(jī)械化程度度低，速度慢慢，施工縫多多，結(jié)構(gòu)外觀觀和內(nèi)在質(zhì)量量較差。本次大型卵形封閉閉薄壁混凝土土消化池施工工，研究人員員設(shè)計并采用用了環(huán)向受力力大型雙曲面面整體自穩(wěn)鋼鋼模板，通過過采用環(huán)向受受力雙曲面模模板體系自身身剛度和強(qiáng)度度來承受澆筑筑混凝土重力力及鋼筋、模模板自重等荷荷載，解決卵卵型池壁下放放和上斂部位位模板穩(wěn)定問問題，避免了了架設(shè)專用支支撐架，同時時每次澆筑高高度可達(dá)5mm。采用環(huán)向向受力大型雙雙曲面整體自自穩(wěn)鋼模板施施工，每一層層模板在高度度方向為整塊塊，在環(huán)向分分塊，分塊時時主要考慮塔塔吊最大幅度度處額定起重重量的要求，每每塊重量控制制在1.2t之內(nèi)。該套套模板體系技技術(shù)水平明顯顯領(lǐng)先國內(nèi)現(xiàn)現(xiàn)有的卵形封封閉混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)水池模板板體系，比奧奧地利RSB公司的整體鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)做混凝土模模板體系更輕輕便，更能提提高結(jié)構(gòu)的內(nèi)內(nèi)在和外觀質(zhì)質(zhì)量，同時，組組裝性強(qiáng)，使使用方便。經(jīng)經(jīng)測算，*****污水處處理廠5座卵型消化化池采用環(huán)向向受力雙曲面面自穩(wěn)模板體體系，比租用用RSB公司的整體鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)做混凝土模模板體系節(jié)約約資金258.6萬元。第五節(jié)預(yù)應(yīng)力力施工技術(shù)一、工程概況卵形消化池池壁為為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)，無無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力力筋分別沿池池壁環(huán)、徑向向布置，采用用低松弛預(yù)應(yīng)應(yīng)力鋼絞線，規(guī)規(guī)格為7Φj5，直徑15..2mm，公公稱面積1440mm2，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度度為1860N／mm2。消化池環(huán)向采用夾夾片環(huán)向移動動錨具，單個個消化池環(huán)向設(shè)置177環(huán)無粘結(jié)預(yù)預(yù)應(yīng)力筋，由由池底部向頂頂部分4種布放形式式：8束Φ15.2、6束Φ15.2、4束Φ15.2、2束Φ15.2，其中環(huán)向向S1~S168每圈由呈半圓圓形的2個兩張拉段段組成，采用用180°張拉，S169~S176每圈由1個張拉段組組成，采用3360°張拉。消化化池徑向采用夾片片固定錨錨具具，均布60組預(yù)應(yīng)力筋，每每組設(shè)4束15.2無粘粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼鋼絞線。每池池共布放無粘粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋筋82t。預(yù)應(yīng)力筋的張拉控控制應(yīng)力為00.73ffptk(fptk==1860NN/mm2)，為防止環(huán)向向預(yù)應(yīng)力筋張拉拉時出現(xiàn)斷絲絲、滑絲等異異?，F(xiàn)象，在在池體上設(shè)計計有補(bǔ)足張拉拉孔。當(dāng)施工工過程未出現(xiàn)現(xiàn)斷絲等異常常情況時，補(bǔ)補(bǔ)足孔內(nèi)的無無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力力筋的張拉控控制應(yīng)力為00.7fpptk。****污水處理理廠卵形污泥泥消化池?zé)o粘粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋筋鋪放從2005年5月開始，至2006年6月結(jié)束，張張拉施工從2006年8月至9月共兩個月月。二、預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)設(shè)1預(yù)應(yīng)力筋下料1.1下料長度由于消化池為卵形形結(jié)構(gòu)形式，環(huán)環(huán)向每環(huán)無粘粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋筋的下料長度度均不一樣。下下料之前，需需要計算出每每1/2環(huán)（180°張拉）或整整環(huán)（360°張拉）的理理論長度，然然后在加上工工作長度，從從而得到下料料長度。工作作長度考慮的的因素包括：：移動錨錨具具固定無粘結(jié)結(jié)預(yù)應(yīng)力筋一一側(cè)外露長度度20mm、移移動錨錨具1150mmm、夾片長度50mmm、整體張拉拉時的工具錨錨長度約1000mm，變角墊塊長度度650mmm，加長套筒筒長度1800mm，千斤頂長度500mmm，工作長度總總計16500mm。1.2下料操作作下料前用磚砌筑出出操作臺，臺臺頂用水泥砂砂漿抹平，下下料時在臺上上鋪彩條布防防止磨損預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋外包層層。每次下料料時將預(yù)應(yīng)力力筋拉直后，用用砂輪鋸切割割，嚴(yán)禁使用電電弧切割，避避免預(yù)應(yīng)力筋筋局部加熱和和急驟冷卻，引引起脆性變態(tài)態(tài)，在張拉力力時出現(xiàn)脆斷。下料完成后，逐根根對預(yù)應(yīng)力筋筋外包層進(jìn)行外外觀檢查，凡凡破損處用塑塑料膠帶纏繞繞修補(bǔ)，膠帶帶的搭接長度度不小于二分分之一膠帶寬寬度。最后，每根無粘結(jié)結(jié)預(yù)應(yīng)力筋兩兩端用塑料膠膠布做好標(biāo)記記，有序擺放放好，以便鋪鋪設(shè)和張拉時時區(qū)分。2預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)與與固定2.1無預(yù)留孔處處鋪設(shè)方法對于180°張拉的環(huán)環(huán)向無粘結(jié)預(yù)預(yù)應(yīng)力筋，鋪鋪設(shè)時要注意意一個錨固穴穴內(nèi)左右兩根根筋甩頭長度度，一根筋甩甩頭長度應(yīng)是是：半個錨固固穴長度+工作長度-半個移動錨錨錨具長度；；另一根筋甩甩頭長度應(yīng)是是：半個錨固固穴長度+半個移動錨錨錨具長度+移動錨錨具具固定無粘結(jié)結(jié)預(yù)應(yīng)力筋一一側(cè)外露長度度20mm。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋鋪鋪設(shè)時保證位位置準(zhǔn)確、平平順，各根筋筋應(yīng)保持平行行走向，防止止互相扭絞。為保證預(yù)應(yīng)力筋的位置準(zhǔn)確，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋與池壁非預(yù)應(yīng)力筋用綁絲綁扎牢固，綁扎時用力適度，注意保護(hù)預(yù)應(yīng)力筋護(hù)套，以防破損、漏油。每圈預(yù)應(yīng)力筋綁扎就位后，再次檢查每根預(yù)應(yīng)力外包層，及時修補(bǔ)破損部位，如有嚴(yán)重破壞，重新進(jìn)行更換。由于整個卵形消化化池池壁混凝凝土分11次澆筑，其其徑向無粘結(jié)結(jié)預(yù)應(yīng)力筋屬屬于一次放置置，多次鋪設(shè)設(shè)。在施工時時，暫不澆筑筑到混凝土中中的部分規(guī)距距盤好，外罩罩彩條布做成成的口袋，防防止太陽長時時間照射造成成塑料外包層層老化以及施施工碰損。圖2-17預(yù)留孔處無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)2.2預(yù)留孔處圖2-17預(yù)留孔處無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋鋪設(shè)在遇到工藝管線預(yù)預(yù)留孔處位置置，無粘結(jié)預(yù)預(yù)應(yīng)力筋平緩緩繞過，將鋼鋼絞線升到管管頂（底）與與預(yù)留孔凈距距不小于1550mm，水平偏移的的曲率半徑不不小于2m，彎起點(diǎn)結(jié)束位位置至預(yù)留孔孔間距不小于于300mmm。當(dāng)無粘結(jié)預(yù)預(yù)應(yīng)力筋與非非預(yù)應(yīng)力筋位位置發(fā)生矛盾盾時，適當(dāng)調(diào)調(diào)整非預(yù)應(yīng)力筋位位置。3混凝土澆筑3.1鋪裝驗收收無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋鋪鋪裝完畢后，施工單位設(shè)專人檢查其位置、高程、預(yù)留長度是否符合要求，錨固穴模板固定是否牢固。然后由建設(shè)、設(shè)計、監(jiān)理及施工單位聯(lián)合進(jìn)行隱蔽驗收，確認(rèn)合格后方可澆筑混凝土。3.2混凝土澆澆筑混凝土澆筑過程中中，嚴(yán)禁踩踏踏或用振搗棒棒觸動托架筋筋、無粘結(jié)預(yù)預(yù)應(yīng)力筋，確保無粘結(jié)結(jié)預(yù)應(yīng)力筋位位置準(zhǔn)確。錨固穴四周要求認(rèn)認(rèn)真振搗、嚴(yán)嚴(yán)禁漏振，同同時避免混凝凝土在此處產(chǎn)產(chǎn)生離析，保保證其密實(shí)度度。三、張拉施工1張拉控制應(yīng)力和加加載分級：1.1張拉控制制應(yīng)力當(dāng)消化池池壁混凝凝土強(qiáng)度達(dá)到到40.0MPa后，進(jìn)行張張拉施工。無無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力力筋的設(shè)計張張拉控制應(yīng)力力為0.73ffptk(ffptk==1860NN/mm2)，并采用超超張拉1.03倍預(yù)應(yīng)力筋筋的張拉控制制應(yīng)力（千斤斤頂張拉力=0.7552fpttk）。當(dāng)施工工過程未出現(xiàn)現(xiàn)斷絲等異常常情況時，補(bǔ)補(bǔ)足張拉孔內(nèi)內(nèi)的無粘結(jié)預(yù)預(yù)應(yīng)力筋的張張拉控制應(yīng)力力按照0.7fpptk(fpptk=18860N/mmm2)執(zhí)行。1.2張拉方法由于移動錨具是利利用錨具其自自身的強(qiáng)度來來抵抗左右兩兩側(cè)預(yù)應(yīng)力的的拉應(yīng)力，因因此，它與平平常使用的固固定錨具比，需需要張拉時保保持其左右兩兩側(cè)拉力相等等，否則，易易出現(xiàn)移動錨錨具偏轉(zhuǎn)，預(yù)預(yù)應(yīng)力筋易折折等情況，影影響施工質(zhì)量量。因此，其其施工順序及及加載應(yīng)力分分級方法十分分重要，經(jīng)反反復(fù)試驗確定定采用如下施施工順序及分分級方法：每組環(huán)向預(yù)應(yīng)力筋筋同一編號束束同步張拉，不不同編號束分分級循環(huán)張拉拉。豎向均勻勻布置的預(yù)應(yīng)力筋每組組內(nèi)逐束依次次張拉。環(huán)向向和徑向張拉拉加載分級均均為0.2σcon→0.5σcon→0.8σcon→1.03σcon。2張拉順序2.1張拉環(huán)向向無粘結(jié)預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋到控制制應(yīng)力的80%（1）張拉環(huán)向單號位位筋。順序是是由下而上，隔隔圈張拉1#位-3#位-5#位-1#位（非補(bǔ)足足張拉孔），張張拉應(yīng)力為控制應(yīng)應(yīng)力的80%。（2）張拉環(huán)向雙號位位筋。單號位位筋沿全高張張拉完畢后，再再由上而下，隔隔圈張拉2#位-4#位-6#位-2#位（非補(bǔ)足足張拉孔），張張拉力為控制制應(yīng)力的80%。2.2張拉徑向向無粘結(jié)預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋圖2-18環(huán)向預(yù)應(yīng)力筋張拉順序圖2-19豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉順序豎向筋下端為固定定端，上端為為張拉端。60組無粘結(jié)預(yù)預(yù)應(yīng)力筋張拉拉端在2個標(biāo)高上。采采取平面內(nèi)正正交四方向同同步張拉工藝藝，按逆時針針方向，張拉拉力一次到位位到控制應(yīng)力力的103%。張拉時，先先操作高位的的30組，再操作作低位的30組。圖2-18環(huán)向預(yù)應(yīng)力筋張拉順序圖2-19豎向預(yù)應(yīng)力筋張拉順序2.3張拉環(huán)向向無粘結(jié)預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋到控制制應(yīng)力的103%先張拉環(huán)向單號位位無粘結(jié)預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋到控制制應(yīng)力的103%。順序是由由下而上，隔隔圈張拉1#位-3#位-5#位-1#位。接著補(bǔ)足張拉環(huán)向向雙號位無粘粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋筋到控制應(yīng)力力的103%。順序也是是由上而下，隔隔圈張拉2#位-4#位-6#位-2#位。3