架空濃縮池整體澆筑施工工藝

崔劍俠 劉 佳

濃縮池工程是冶金工程中水的濃縮循環(huán)再利用工程，因工程占地及施工工藝的要求，大部分濃縮池是架空的，這就對(duì)濃縮池的外觀質(zhì)量、防滲性能提出了比普通水池更高的要求。經(jīng)過(guò)實(shí)地觀察，基本上所有的濃縮池均采用兩次澆筑施工，成型后的池壁施工縫很明顯，一些施工縫處出現(xiàn)了滲水、“穿裙”等現(xiàn)象，因此在濃縮池施工中如何保證池體不滲漏，池壁美觀成了濃縮池施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在特殊鋼分公司爐卷熱軋水處理工程中，經(jīng)過(guò)對(duì)濃縮池的施工工藝進(jìn)行分析，論證了架空濃縮池整體澆筑的可行性，并成功實(shí)施。

1 工程概況

本項(xiàng)目濃縮池結(jié)構(gòu)分為上下兩層水池，下層水池為泥漿調(diào)節(jié)池，上層水池為污泥濃縮池。濃縮池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由八根600mm×800mm的柱子支撐，池體直徑 15m，高度 4.5m，池壁厚 300mm，池頂標(biāo)高▽+9.500m，底板為漏斗形。池體外壁為懸挑板作為環(huán)形操作平臺(tái)。

2 情況分析及工程特點(diǎn)

1)濃縮池比泥漿調(diào)節(jié)池大，現(xiàn)場(chǎng)泥漿調(diào)節(jié)池及框架柱先施工完成后，土方回填到地面，為下步濃縮池的支撐創(chuàng)造條件。

2)整體澆筑時(shí)濃縮池池壁位于外圈，因此外圈模板支撐負(fù)重最大，加之腳手架立桿外排位于回填土上，外圈支撐除應(yīng)作斜撐加固外，還必須進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的腳手架支撐設(shè)計(jì)。

3)污泥濃縮池池底為漏斗結(jié)構(gòu)，坡度約為 12%，池體采用一次性整體澆筑，吊模高度達(dá)到了 4m，池底的坡度控制，混凝土澆筑中摳吊模的時(shí)機(jī)把握是施工重點(diǎn)。

3 施工方法

3.1 鋼筋綁扎

1)底板鋼筋為放射形綁扎，內(nèi)圈主筋間距較密，按間距劃好線(xiàn)后，先進(jìn)行交錯(cuò)擺鐵，綁扎時(shí)從一面向另一面順次進(jìn)行。2)鋼筋固定架采用 φ25螺紋鋼，注意固定架不能與底板模板直接接觸，固定架與底板模板之間應(yīng)墊 50厚墊塊，避免底板以后順著固定架滲水及返銹。3)底板漏斗處有預(yù)埋套管，此處鋼筋很密，鋼筋綁扎時(shí)注意避讓開(kāi)套管位置。安裝完成后再綁扎加筋。

3.2 模板安裝及校正

1)濃縮池底板為圓形，腳手架立桿采用放射形布置，模板外楞采用 φ25鋼筋彎成圓弧形，采用鐵絲與放射形水平桿綁扎到一起。

2)水池底板與水池環(huán)形框架梁底之間高度為 430mm，采用鋼模板無(wú)法施工，此部分模板采用五層板作環(huán)梁外模，用 φ16鋼筋作背楞，對(duì)拉螺栓加固。

3)底板模板全部采用組合鋼模板，鋼模板與鋼模板之間采用覆膠木模板拼縫施工。

4)池壁曲面模板全部采用 300寬鋼模板，φ12對(duì)拉螺栓加固，對(duì)拉螺栓采用全絲螺桿，可有效防止池壁從對(duì)拉螺栓處滲水。

5)環(huán)形池壁模板距離較遠(yuǎn)，不易構(gòu)成加固條件，模板的找正和穩(wěn)定性不易保證，本方案采用在池壁中心專(zhuān)門(mén)搭設(shè)井式腳手架，腳手架高度為4m，上焊鋼板作為圓心控制點(diǎn)，由測(cè)量人員將圓心投在鋼板上，施工人員按池壁半徑拉尺進(jìn)行模板的校正，校正完成后池壁四周用鋼管與中心井架連接。

池壁模板支設(shè)及加固圖如圖 1所示。

3.3 腳手架支撐設(shè)計(jì)

由于腳手架立桿呈放射形布置，立桿間距是內(nèi)圈小于外圈的，外圈整體荷載是最大的，因此計(jì)算時(shí)只需考慮最外圈的受力即可。

腳手架支撐驗(yàn)算如下:

驗(yàn)算濃縮池池壁下立桿受力，兩圈立桿縱向間距為 500，池壁中間斜撐間距 500，立桿采用雙排布置。池壁厚 300mm，高度為4.5m。

計(jì)算依據(jù)主要參見(jiàn):《建筑施工手冊(cè)》第 3版，JGJ 130-2001建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范。

1)荷載值計(jì)算:

池壁鋼筋及混凝土自重:P1=110 kN/m2;鋼模板的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P2=9.66 kN/m2;模板外楞腳手架管的自重標(biāo)準(zhǔn)值:P3=4 kN/m2;施工荷載Q=2.5 kN/m2;振搗混凝土?xí)r產(chǎn)生的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 F=2.0 kN/m2;荷載分項(xiàng)系數(shù)取 1.2;總荷載:153.8 kN/m2。取一個(gè)格單元進(jìn)行計(jì)算，每個(gè)格單元面積為0.7×0.25=0.175m2。單根立柱所受荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 26 915N/m2，鋼管截面積為 489mm2，截面慣性矩:12.19mm4。按強(qiáng)度計(jì)算立柱的壓應(yīng)力:σ=26 915/489=55.04N/m2;查《建筑施工手冊(cè)》鋼管的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為205N/m2;鋼管的抗壓強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。

2)穩(wěn)定性驗(yàn)算:

鋼管回轉(zhuǎn)半徑為 15.8mm，鋼管立柱長(zhǎng)細(xì)比:λ=700/15.8=44.3;根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附表 C-1，a類(lèi)截面穩(wěn)定系數(shù) φ=0.932;根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比查《建筑施工手冊(cè)》，Q 235鋼軸心受壓的穩(wěn)定系數(shù) φ=0.871;取其中的小值，穩(wěn)定系數(shù) φ=0.871，σ=N/(φ×A)=26 915/(0.871×489)=63.2 N/mm2＜205 N/mm2。立桿穩(wěn)定性滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3)扣件抗滑移驗(yàn)算:

扣件抗滑移驗(yàn)算按兩跨連續(xù)梁計(jì)算。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 2所示。

荷載:Q=0.7×153.8=107.66 kN/m。

經(jīng)計(jì)算:

最大彎矩:M=0.125ql2=0.125×107.66×0.252=0.841 kN?m;

最大剪力:V=0.625ql=0.625×107.66×0.25=16.8 kN?m;

R=16.8 kN＞Rc=8.5 kN(Rc為單個(gè)扣件抗滑移設(shè)計(jì)值);

根據(jù)要求必須采用兩個(gè)以上扣件連接。

4)抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算:

M=0.125ql2=0.125×107.66×0.252=0.841 kN? m;

σ=M/W=0.841/5.00×1 000=168 N/mm2＜205 N/mm2。

抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算滿(mǎn)足要求。

5)地基承載力驗(yàn)算:

驗(yàn)算最外排回填土上立桿地基承載力即可，其余立桿坐落于混凝土結(jié)構(gòu)面?；靥钔辽狭U采用 400×400預(yù)埋鋼板作為墊板(使用完成后預(yù)埋鋼板再利用)。A=0.4×0.4=0.16m2，P=N/A=26 915/0.16=168.2 kN/m2。查建筑施工手冊(cè)，粘性土的最低地基承載力為 100MPa，回填土地基承載力調(diào)整系數(shù)取 0.4。

Fg=kc×Fgk=0.4×100=40 MPa，P=0.168 N/mm2=0.168MPa＜Fg。

地基承載力滿(mǎn)足要求。

3.4 混凝土澆筑

1)為了保證底板坡度，在施工中采用以下措施:底板鋼筋綁扎完畢后，從起點(diǎn)沿徑向每 2m環(huán)行方向，每 10°用 φ12鋼筋樁點(diǎn)焊在上下鋼筋上，再在鋼筋樁上安裝標(biāo)高架，標(biāo)高架采用 φ16鋼筋綁扎到鋼筋樁點(diǎn)，混凝土澆筑過(guò)程中振搗后用 2m長(zhǎng)的刮尺將表面刮平，找平后拆去 φ16鋼筋。

2)混凝土用連續(xù)全面分層法整體澆筑，因?yàn)榈装迨怯赏庀騼?nèi)的坡底，混凝土澆筑后一振搗，混凝土?xí)飨騼?nèi)圈，因此其澆灌順序先由底板外圈開(kāi)始，環(huán)向下灰，分層向內(nèi)圈澆筑。

3)本工程吊模高度達(dá)到了 4m，墻體混凝土澆筑應(yīng)在吊模處混凝土達(dá)到一定時(shí)間后再進(jìn)行，否則容易出現(xiàn)“塌腳”的現(xiàn)象。墻體振搗時(shí)不能將振動(dòng)棒插入過(guò)深，避免再擾動(dòng)吊?？冢霈F(xiàn)混凝土下塌。

4)防水混凝土養(yǎng)護(hù)。混凝土在澆灌完成進(jìn)入終凝(澆灌完畢后 12 h)即進(jìn)行澆水覆蓋養(yǎng)護(hù)，底板可關(guān)水養(yǎng)護(hù)，池頂采用澆水及覆蓋養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于 14 d。

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

通過(guò)施工過(guò)程和驗(yàn)收時(shí)連續(xù)蓄水觀測(cè)顯示，該濃縮池施工方法的實(shí)施具有技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理的特點(diǎn)。主要表現(xiàn)在以下方面:

1)工程驗(yàn)收中經(jīng)過(guò) 72 h連續(xù)蓄水觀測(cè)，濃縮池池體的抗?jié)B指標(biāo)達(dá)到規(guī)范要求無(wú)滲漏現(xiàn)象，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的抗?jié)B等級(jí)。

2)由于采用整體澆筑，整個(gè)水池?zé)o施工縫，無(wú)“穿裙”現(xiàn)象，渾然一體，外觀質(zhì)量效果突出，得到了業(yè)主及監(jiān)理的一致好評(píng)。

3)由于采用整體澆筑，比常規(guī)兩次澆筑節(jié)約了施工工期，為后步設(shè)備安裝贏得了時(shí)間。

4)與常規(guī)兩次澆筑相比，不安裝止水鋼板，避免了浪費(fèi)，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效果。

[1] 付雁飛.淺析混凝土水池滲漏處理方案[J].山西建筑，2009，35(10):137-138.