高溫下曝氣池薄壁結構的大體積混凝土施工方法

葉根果

中交一航局第三工程有限公司 遼寧大連 116000

1 工程概況

伊拉克巴士拉污水處理廠項目是一航局首次在極熱條件下進行施工，工程地處伊拉克巴士拉省巴士拉市，巴士拉市號稱世界熱極，歷史上有記錄的最高氣溫為58.8℃，一年當中砼入模溫度超過30℃的時間大致在四個月左右，施工條件惡劣。四期1#、2#曝氣池為四期項目最大的土建單體，池體為大體積薄壁結構。眾所周知，大體積混凝土本身就易產(chǎn)生裂縫，而當砼入模溫度超過30℃時，混凝土更易產(chǎn)生裂縫。不僅影響工程質量，后期對裂縫的修補所產(chǎn)生的費用也是極其高昂的。因此本工法就是針對以上問題，對高溫下曝氣池薄壁結構大體積施工過程中的裂縫進行控制，而在伊拉克當?shù)兀湃肽囟鹊目刂茖α芽p的控制起著決定性的作用，因此我們將著眼點放置于此，以達到提高混凝土質量，節(jié)約后期修補費用，為公司長期在伊拉克地區(qū)施工奠定基礎[1]。

圖1 曝氣池平面布置圖

2 簡述施工特點

本施工方法有以下幾方面特點：

（1）熱帶沙漠高溫氣候，且晝夜溫差大。

（2）單個曝氣池池壁結構多樣且分為55個施工單元，每個施工單元包含不同形式的墻體，多則有四道墻少則有兩道墻。墻體分為500mm厚，6.65m高中央十字墻；500mm厚，6.55m高外圓弧墻；300mm厚，5.5m高直墻；300mm厚，5.5m高圓弧墻等。

（3）針對混凝土拌合用骨料的溫度控制；混凝土拌合用水溫度控制；混凝土澆筑時氣溫的選擇；混凝土澆筑后溫度監(jiān)測等措施保證了砼裂縫得到比較有效的控制。

3 施工工藝原理

依據(jù)本工程項目建設中存在的地理因素及其結構特性，經(jīng)過對不同結構形式的墻體進行分析，采用降低骨料、拌合用水、運輸工具、模板溫度等一系列措施，確保了曝氣池薄壁結構大體積砼的施工質量。

4 施工工藝流程及操作要點

曝氣池總工藝流程：

基礎、墊層施工→墊層防水→找平層施工→底板鋼筋綁扎→底板模板支立→底板砼澆筑→池墻鋼筋綁扎→池墻模板支立→池墻混凝土澆筑→梁板腳手架、模板支立安裝→梁板鋼筋綁扎→梁板砼澆筑→滿水試驗→回填。

曝氣池底板完成后，作業(yè)隊伍利用在曝氣池底板上安裝的塔吊（50噸＊米）或履帶吊，進行側墻頂板的施工。施工的順序要從內(nèi)向外、從下到上推進，即：先施工中央的十字墻及走臺頂板、梁，從中間向東西兩側推進，墻、柱、梁、板的澆筑以對應的底板為單位進行施工，依舊按照先施工獨立段之后，再對夾襠段進行施工的順序來展開[2]。

薄壁墻體分項工藝流程如下：

施工準備→測量放線→鋼筋綁扎→模板支立、止水帶安裝→混凝土澆筑→拆模養(yǎng)護→驗收。

4.1 施工準備

施工準備階段主要有測量布設點、人員、材料以及機械設施。首先，測量控制點由業(yè)主指定的3個控制點（每個點有含坐標與高程）。項目部對施放的測量控制點進行校核，滿足規(guī)范要求，測量結果上報監(jiān)理批復后用于本工程。其次是機具準備，檢查所有參與此分項施工的設備狀態(tài)是否良好，備好易損配件,機械設備定期檢修保養(yǎng)，保證設備正常運行。最后是材料準備，在物資用料的貯備量方面要比預計用量要多點；砂、石、水泥等材料要提前預購，并在檢查合格后，足量儲備。

4.2 薄壁墻體施工方法

（1）測量放線。測量人員根據(jù)交底中施工坐標表的坐標數(shù)據(jù)實地放樣，做好墻體基礎邊線、軸線的標記；現(xiàn)場墻體鋼筋、模板垂直度及偏位采用垂球加鋼尺進行控制，采用全站儀進行校驗。

（2）施工縫設置。澆筑曝氣池墻體施工時，水平施工縫留設如下：

第一道施工縫：500mm厚外墻留設在+0.15m標高處；300mm厚內(nèi)隔墻留設在-0.15m標高處；300mm厚圓弧內(nèi)隔墻留設在-0.05m標高處。

第二道施工縫：500mm厚外墻留設在+6.3m標高處；500mm厚中央十字墻留設在+6.4m處。

（3）鋼筋工程：①鋼筋制作。鋼筋制作階段，要復核鋼筋加工表跟設計圖相符，查驗下料表以確保無遺漏或錯誤，先試制，合格后方能開展成批制作，加工制作完成的鋼筋要做好標記，并堆放整齊。②鋼筋綁扎與安裝。依據(jù)圖紙要求進行鋼筋綁扎，復核設計圖與配料表無誤，認真查驗成品尺寸符合下料表指定要求。核對無誤后采用20#鐵絲綁扎鋼筋。綁扎池壁墻體水平筋前，檢查豎直預留筋是否有起皮，如有則采用鋼刷將銹皮除掉，墻體內(nèi)外鋼筋網(wǎng)間距依靠φ10mm水平定位拉筋進行控制，墻體鋼筋網(wǎng)外側采用與砼同標號的水泥砂漿墊塊支墊，墊塊與定位拉筋均成梅花形布置，間距1.5m左右，墻體保護層嚴格控制在4cm。在綁扎中關鍵是要把控好其搭接的位置和長度，還要避免鋼筋及扎絲外露。當澆筑后還要檢查鋼筋是否位移或變形，有則要及時予以調(diào)整。③鋼筋連接和錨固。根據(jù)本工程鋼筋特點及設計要求，鋼筋連接長度除輔助筋采用焊接搭接，主筋均采用綁扎搭接。

（4）模板工程。模板工程是該工程中的重點，其關系著安全、質量及觀感問題，所有池墻直線段模板采用組合鋼模作為模板，組合鋼模面板為3.5mm厚鋼板，尺寸為1.5×1.2m，圓弧段墻模則采用面板為3mm厚的鋼板制作，池墻模板在后方模板加工廠制作加工，墻模板支撐系統(tǒng)由Φ48mm鋼管配調(diào)節(jié)螺絲（共5.3m長，調(diào)節(jié)行程300mm）作為斜向支撐。

墻模板由3.0mm或3.5mm厚鋼板、小肋（5#等邊角鋼，間距180mm）、橫向背帶（10#槽鋼）、豎向背帶（對扣10#槽鋼）、斜撐、對拉螺栓等組成，外墻砼有嚴格的防水要求，因此外墻模板采用對拉螺栓加焊3×40×40mm的防水環(huán)，側模板處設長6cm，壁厚1cm可重復使用的大頭螺母，與監(jiān)理協(xié)商暫時內(nèi)隔墻不需要特殊的防水處理，采取PVC套管加對穿螺桿的加固工藝。對拉螺栓的間距根據(jù)池壁實際尺寸確定為不大于1000×1000mm，拼縫處螺桿水平間距為不大于500mm。支模程序有：施工準備→放線→支?！顾畮О惭b→支撐調(diào)直糾偏→全面檢查校驗→模板固定→模板施工走臺、爬梯設置。

（5）砼工程。結構墻、柱的混凝土標號為C30。混凝土為場內(nèi)自有3.0m3拌合站供，場內(nèi)運距0.5km。采用泵車澆筑進行施工，具體施工方法嚴格按照施工作業(yè)標準操作。

4.3 施工操作要點

（1）鋼筋工程。鋼筋需在送檢合格后才能加工并使用，嚴格依據(jù)作業(yè)規(guī)程操作，加工的尺寸和形狀均要符合設計要求，偏差必須把控在規(guī)定范圍內(nèi)，堆放時要整齊且做好標示，還要做好防雨水及防污防銹工作，綁扎長度要規(guī)范，安放的墊塊要準確且牢固，確保凈保護層的厚度能達到設計標準[3]。

（2）模板工程。模板支立前，做好周圍的檢查工作，無障礙物，保證模板的順利安裝。模板支立時，注意隨時檢查模板是否有不順直、拼縫不嚴密及損壞等情況。必須在混凝土強度達到要求后再拆模，嚴禁野蠻拆模，同時不得破壞構件外表及棱角。模板拆除后，對表面有缺陷的砼表面及時進行修補，以滿足規(guī)范要求。施工過程中，現(xiàn)場保證一臺全站儀，測量人員全程跟蹤進行控制，控制好模板邊線對角線，傾斜度及頂部高程。

（3）混凝土工程。首先，施工中主要的原材料要做好防曬、保溫等保護措施，嚴格控制混凝土的拌和、運輸、澆筑時間，采取一早一晚的策略，拌和好的混凝土要及時澆筑到模板內(nèi)，不符合要求的混凝土不準進行澆筑。其次，在拌合混凝土階段，要相應減少其溫度力，促使其得到補償收縮；對各工序測溫時要做好記錄，不符及時整改。最后，澆注完工后，要做好養(yǎng)護階段工作，確保質量。

5 質量控制措施

5.1 鋼筋

（1）鋼筋在進入施工現(xiàn)場時，要依據(jù)該地區(qū)的建設標準來抽試件進行力學性能的檢驗，確保其質量能夠達到有關標準及規(guī)定；

（2）鋼筋的連接符合設計要求；

（3）在進行鋼筋的安裝作業(yè)時，其級別、品種以及規(guī)格與數(shù)量均要與工程設計的標準要求相符合；

5.2 模板

（1）模板接縫嚴密不漏；

（2）在進行混凝土澆筑作業(yè)前，要對模板進行清理，確保模板干凈且無雜物；

（3）在實際作業(yè)過程階段，要保證模板接觸混凝土的這一面干凈無雜物，并且涂刷上具有隔離作用的隔離劑；

（4）在施工中，模板上固定的預埋件以及預留孔洞確保無遺漏，并且要保證安裝達標和牢固；

5.3 混凝土

（1）施工混凝土所運用的原材料必須嚴格按當?shù)貐^(qū)的建設標準來進行取樣檢驗，保證其質量能夠符合建設要求；

（2）對于混凝土結構強度要進行查驗，確保其強度等級能夠達標且符合工程設計的要求和標準。

（3）對于試件檢查要實施隨機抽取的方式，在澆筑混凝土的現(xiàn)場抽取，其取樣要與試件留置均符合該地區(qū)的試驗要求；

（4）混凝土作業(yè)中所運用的是連續(xù)澆筑，所以從始至終均要確保運輸、澆筑、間歇的全部時間不可超過于該混凝土的初凝時間；

（5）施工縫的留置滿足設計、施工要求；

（6）混凝土澆筑完成后及時采取有效的養(yǎng)護措施；

6 簡述工程中的節(jié)能降耗及環(huán)保措施

6.1 節(jié)能降耗措施

（1）蓄水罐采用遮陽篷、冷風機雙重措施降溫，比傳統(tǒng)的加冰塊的方式即節(jié)省了拌合時間又降低了成本，特別適合在中東熱帶干旱氣候條件下的施工。

（2）養(yǎng)護采取滴灌式的養(yǎng)護方式即保證了良好的養(yǎng)護效果又降低了淡水的使用成本，尤其在巴士拉這種炎熱干旱的地區(qū)更加的適合。

（3）拌合用的砂石料采用苫布與澆冷水相結合的方法，既明顯降低了骨料的溫度又比單純澆水降溫的方式大大節(jié)省了用水量。

6.2 環(huán)保措施

（1）成立環(huán)境保護小組，由項目經(jīng)理和各部門相關負責人組成，項目經(jīng)理為環(huán)境保護小組組長。

（2）認真學習環(huán)境保護法有關方面的規(guī)定和要求，確保施工所有活動在保證不污染環(huán)境的前提下進行。

（3）對于施工人員在施工中的環(huán)境保護意識要重點加強，落實好培訓和教育，以提高施工人員對施工環(huán)境的保護意識以及對環(huán)保重要性的認知，以確保人人均能自覺遵守環(huán)境保護法。

（4）作業(yè)時，廢機油、生活垃圾等必須集中處理，禁止隨意亂扔。

7 應用實況

本工程位于伊拉克南部城市巴士拉，距離首都巴格達約580公里。工程設計日污水處理能力15萬噸/每期，合同涵蓋土建施工，機電選型、采購、安裝、調(diào)試以及一年的試運行服務。主要構筑物包括：進水螺旋泵站、文丘里管道、曝氣池、終沉池、干化池、氯化池、污水泵站、清水儲存池、氯化建筑、行政樓、廠房、門衛(wèi)、圍墻及員工宿舍等。四期曝氣池是工程的最大土建單體，擬建曝氣池位于廠區(qū)北側，共有2個結構單體，每個結構單體分為55個結構形式相似的施工段，構筑物池壁為薄壁大體積砼結構。通過對降溫后的混凝土進行全過程控制及觀測，獲得砼入模溫度控制與裂縫控制的對應關系，為裂縫控制的研究積累寶貴經(jīng)驗及數(shù)據(jù)。

8 結語

通過對本項目的研發(fā)，形成高溫下曝氣池薄壁大體積砼施工過程裂縫控制的手段，在本項目上首次使用全過程溫度控制，已獲得合理的砼入模溫度，從而達到后期裂縫被有效控制的效果。減少了后期裂縫修補的工作量，節(jié)省了施工材料，節(jié)約工期，同時因為提高了砼結構的質量，有效提高中交品牌在伊拉克地區(qū)的影響力，合計降低工程成本約800萬元。