超大容量水池混凝土底板整體施工技術(shù)

辛本彬

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，自來(lái)水廠和污水廠的規(guī)模不斷擴(kuò)大，超大容量的水處理構(gòu)筑物也隨之出現(xiàn)。大容量水池底板以往大都采用止水帶分為幾片單獨(dú)施工，最后形成一個(gè)整體底板，從實(shí)質(zhì)上來(lái)講是若干小水池單獨(dú)施工再拼在一起。目前因?yàn)闊o(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線在水池中應(yīng)用的工藝已經(jīng)成熟，大容量水池底板設(shè)計(jì)為一個(gè)整體已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)。水池不僅對(duì)混凝土裂縫有非常嚴(yán)格的要求，還有對(duì)表面平整度、混凝土澆筑持續(xù)時(shí)間、鋼絞線張拉時(shí)機(jī)的要求，為滿足這些嚴(yán)格的要求，就需要在施工前做好充分的準(zhǔn)備，施工中嚴(yán)格要求才能確保良好的施工質(zhì)量。

1 工程概況

營(yíng)口市東部污水處理廠日處理能力為50萬(wàn)t/d，污水處理后達(dá)到Ⅰ級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。生化池是處理構(gòu)筑物中最大的一座，采用底板和池壁分離的設(shè)計(jì)理念，底板長(zhǎng) 127.4 m，寬98.8 m，底板混凝土除隔墻、池壁下厚600 mm外，其余位置厚300 mm。池壁高6.4 m，總儲(chǔ)水量為 7萬(wàn) t。底板為一個(gè)整體，不設(shè)伸縮縫及后澆帶，采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線二次張拉工藝，混凝土方量為5 530 m3，設(shè)計(jì)要求48 h內(nèi)一次連續(xù)澆筑完成，混凝土標(biāo)號(hào)C35，S8，F(xiàn)200，設(shè)計(jì)要求不允許摻加膨脹劑。

2 施工要點(diǎn)分析

本工程的特點(diǎn)是平面面積大、混凝土澆筑強(qiáng)度大、不設(shè)施工縫、鋼絞線二次張拉。施工難點(diǎn)就是由它的特點(diǎn)產(chǎn)生的:1)面積大、不設(shè)施工縫容易造成混凝土裂縫和平整度控制困難;2)混凝土澆筑強(qiáng)度大，混凝土供應(yīng)不及時(shí)易造成施工冷縫;3)鋼絞線二次張拉，張拉時(shí)機(jī)不易控制。在施工前針對(duì)施工難點(diǎn)，按照設(shè)計(jì)文件要求和施工條件，對(duì)本工程底板混凝土施工技術(shù)進(jìn)行有針對(duì)性的試驗(yàn)、比較，提出合理、易保證工程質(zhì)量的技術(shù)措施。

3 施工難點(diǎn)對(duì)策

3.1 混凝土裂縫控制

施工過(guò)程混凝土裂縫主要是由混凝土硬化過(guò)程收縮和施工過(guò)失造成的。水泥成分的組成決定了混凝土在硬化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生收縮。這是引起混凝土非荷載作用產(chǎn)生裂縫的最常見(jiàn)的因素。施工過(guò)程混凝土硬化收縮主要是由化學(xué)收縮、溫度收縮、干燥收縮、塑性收縮引起的。施工過(guò)程中要針對(duì)這四種收縮類型采取相應(yīng)的對(duì)策?；瘜W(xué)收縮、溫度收縮和干燥收縮不可避免，這可以從三個(gè)方面考慮:1)在混凝土中摻加硅粉和粉煤灰，增加混凝土中粉料數(shù)量，在減少水泥用量的情況下確保合適的和易性，這樣就減少了混凝土收縮的總量，同時(shí)減少水化熱量的產(chǎn)生;2)摻加減水劑，減少混凝土中多余水的數(shù)量，減弱干燥收縮;3)摻加膨脹劑，使用膨脹量抵消混凝土的收縮量(本工程設(shè)計(jì)不允許加膨脹劑只能在前兩項(xiàng)考慮)。

混凝土的硬化收縮從混凝土的配合比上已經(jīng)減小了，從施工管理方面也可以采取一定措施減少裂縫。對(duì)于底板混凝土除按照通常做法施工外，要采取以下步驟可有效減少裂縫。首先，增加抹面次數(shù)，在混凝土初凝時(shí)抹一遍，在終凝前再抹一遍，消除混凝土的塑性收縮變形產(chǎn)生的裂縫。其次，在終凝后立即覆蓋草袋灑水養(yǎng)護(hù)，不能使用養(yǎng)生液及塑料薄膜，因?yàn)椴荽€起保溫作用，減少混凝土內(nèi)外的溫度差，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d。

施工過(guò)失通常不會(huì)產(chǎn)生細(xì)小裂縫，但是一旦出現(xiàn)，就會(huì)是貫穿的大裂縫。主要有施工冷縫，底板受地基約束過(guò)大，造成不能微小滑動(dòng)而拉裂。施工冷縫通過(guò)施工組織的協(xié)調(diào)可以避免，底板底部的滑動(dòng)層，不可忽略。營(yíng)口生化池的滑動(dòng)層是在墊層混凝土上鋪設(shè)3層厚0.1 mm的塑料板來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

3.2 混凝土表面平整度控制

底板混凝土頂面由于安裝曝氣設(shè)備的需要，表面相對(duì)高差要求為±10 mm。為滿足此要求除在混凝土澆筑過(guò)程要仔細(xì)找平以外，還要在標(biāo)高點(diǎn)測(cè)設(shè)上進(jìn)行控制?；炷翂|層施工完成后，在基坑周圍埋設(shè)2個(gè)標(biāo)高樁，標(biāo)高樁距離墊層外1 m，使用混凝土包鋼筋制作。標(biāo)高點(diǎn)及測(cè)站點(diǎn)的具體布置如圖1所示，這樣布置可以盡可能的減小儀器系統(tǒng)誤差和轉(zhuǎn)點(diǎn)帶來(lái)的誤差。所有標(biāo)高控制點(diǎn)測(cè)量完成后，就可以進(jìn)行底板鋼筋綁扎了。鋼筋綁扎完成后，再次測(cè)設(shè)標(biāo)高控制點(diǎn)，進(jìn)行模板支設(shè)及混凝土表面標(biāo)高控制。在底板范圍按照5 m×5 m的間距設(shè)置標(biāo)高控制樁，控制樁要焊接在馬凳鐵上，確保不會(huì)因?yàn)殇摻罹W(wǎng)的變形引起標(biāo)高樁產(chǎn)生升降，在比設(shè)計(jì)混凝土面高10 cm處使用油漆做標(biāo)記，使油漆的頂面剛好比混凝土表面高10 cm。在澆筑混凝土找平時(shí)，在油漆標(biāo)記處帶線使用寬10 cm的刮板就可以很好的控制混凝土面標(biāo)高。

3.3 混凝土澆筑控制

本工程混凝土總量5 530 m3，總面積12 587 m2，設(shè)計(jì)要求在48 h以內(nèi)澆筑完成，平均每小時(shí)澆筑 115 m3，262 m2。澆筑的難點(diǎn)是混凝土在規(guī)定的時(shí)間澆筑完成，同時(shí)不能產(chǎn)生施工冷縫。通過(guò)協(xié)調(diào)，由一家商混站供應(yīng)混凝土，同時(shí)在附近協(xié)商另一家備用商混站，使兩家商混站水泥儲(chǔ)罐內(nèi)為同一廠家同一標(biāo)號(hào)水泥，砂石料地材基本相同。在備用商混站貯存可滿足生產(chǎn)1 h混凝土的外加劑。這樣可確保施工過(guò)程混凝土供應(yīng)的連續(xù)性。

現(xiàn)場(chǎng)安排4個(gè)混凝土振搗小組，每臺(tái)輸送泵為一個(gè)振搗組，同時(shí)配置4個(gè)找平小組。每個(gè)振搗小組配備2臺(tái)振動(dòng)棒，負(fù)責(zé)混凝土攤鋪、振搗、粗平。找平小組負(fù)責(zé)精平、壓光?；炷翝仓樞蚣拜斔捅貌贾靡?jiàn)圖2。

混凝土澆筑過(guò)程中，在每臺(tái)汽車泵邊各設(shè)置一名調(diào)度員，在兩臺(tái)拖式泵邊設(shè)置一名調(diào)度員，在商混站設(shè)置一名調(diào)度員，在混凝土澆筑現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置一名總調(diào)度員，協(xié)調(diào)各輸送泵的輸送速度，確保各混凝土澆筑面統(tǒng)一推進(jìn)。

實(shí)際施工過(guò)程，除一臺(tái)拖式泵出現(xiàn)堵管現(xiàn)象外，沒(méi)有出現(xiàn)其他意外情況，只用42 h就澆筑完所有混凝土，滿足48 h內(nèi)澆筑完成的設(shè)計(jì)要求。

3.4 鋼絞線張拉控制

鋼絞線采用公稱直徑15.2 mm，強(qiáng)度級(jí)別1 860 MPa低松弛無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，鋼絞線的下料、綁扎都是常規(guī)做法。為減少出現(xiàn)裂縫的可能性，設(shè)計(jì)上采用了鋼絞線兩次張拉工藝。設(shè)計(jì)要求第一次張拉在混凝土強(qiáng)度達(dá)到50%進(jìn)行，張拉力達(dá)到90 kN。

因?yàn)榛炷脸跏紡?qiáng)度增長(zhǎng)很快，在混凝土澆筑前油壓表和穿心千斤頂?shù)臉?biāo)定就要完成。由于鋼絞線數(shù)量多，而且混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后要盡快張拉完成，施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備了4臺(tái)油泵，分4個(gè)班組進(jìn)行張拉。第一次張拉因?yàn)殇摻g線應(yīng)力距離設(shè)計(jì)應(yīng)力值相差較大，張拉力和伸長(zhǎng)值之間的線性比例關(guān)系相符性較差，張拉以張拉力進(jìn)行控制，達(dá)到設(shè)計(jì)張拉力就立即停止張拉進(jìn)行臨時(shí)錨固。在施工過(guò)程中，第一次張拉在2個(gè)工作日內(nèi)完成，和混凝土澆筑時(shí)間類似。第二次張拉在混凝土達(dá)到100%強(qiáng)度以后進(jìn)行，第二次張拉采用超張拉工藝，一次張拉到設(shè)計(jì)應(yīng)力值的103%，然后錨固。第二次張拉以應(yīng)力控制為主，伸長(zhǎng)值校核為輔，由于鋼絞線均為直線通長(zhǎng)布置，伸長(zhǎng)值與應(yīng)力值有很好的相符性。

4 結(jié)語(yǔ)

混凝土完全達(dá)到強(qiáng)度后，進(jìn)行驗(yàn)收，面積達(dá)12 587 m2的大面積混凝土底板，只出現(xiàn)零星幾條寬約0.2 mm，長(zhǎng)約30 mm的表面干縮裂縫，經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)實(shí)量，混凝土表面平整度在-6 mm～+8 mm范圍內(nèi)?？箟骸⒖?jié)B、抗凍試塊的試驗(yàn)結(jié)果均符合設(shè)計(jì)要求。池體施工完成后進(jìn)行滿水試驗(yàn)，實(shí)測(cè)滲漏量是規(guī)范允許值的18%，高質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)目標(biāo)。通過(guò)本工程的施工過(guò)程，有如下結(jié)論:

1)大面積混凝土池底板不摻加膨脹劑也可以滿足抗?jié)B要求。

2)大面積混凝土池底板不設(shè)置伸縮縫和后澆帶是可行的。

[1] GB 50204-2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

[2] 《建筑施工手冊(cè)》編寫(xiě)組.建筑施工手冊(cè)[M].第4版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001.

[3] GB 50208-2002，地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].