大體積混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)水池抗?jié)B施工質(zhì)量控制

楊德慧

中船第九設(shè)計(jì)研究院工程有限公司 上海 200063

大體積混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)水池施工在船舶系統(tǒng)內(nèi)的工程中較為常見。大型試驗(yàn)水池，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工程量大，預(yù)埋管數(shù)量眾多，抗?jié)B性能要求較高，且具有單次澆筑混凝土的體積大、施工時(shí)間長、作業(yè)人員多等特點(diǎn)。因此施工管理和作業(yè)人員必須采取具有針對性的施工質(zhì)量控制方法，以提高抗?jié)B施工質(zhì)量[1-4]。

通過對已完工試驗(yàn)水池滲漏問題的調(diào)研分析，明確主因，制訂對策，在新建大體積混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)水池中較好地解決滲漏問題，可大幅度減少后期的維修費(fèi)用，延長水池自身使用壽命，為建設(shè)單位的生產(chǎn)運(yùn)營創(chuàng)造有利條件。

1 類似工程調(diào)研分析

對已澆筑成形的某大型試驗(yàn)水池進(jìn)行施工情況調(diào)研，通過對比得知被調(diào)查水池上部區(qū)域與目標(biāo)水池結(jié)構(gòu)相同，池壁厚度相似，使用環(huán)境相近，為同一家設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，有較大參考價(jià)值。

該水池竣工后蓄水過程中發(fā)現(xiàn)大量滲水點(diǎn)，經(jīng)后期堵漏處理后仍有部分滲水點(diǎn)無法根治，目前運(yùn)營期間每天滲水量逾3 m3，對后續(xù)使用維護(hù)帶來很大不便。對該試驗(yàn)水池頂口12 m之內(nèi)的墻體滲水問題進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，抽查了50 m范圍，其中找出了107處質(zhì)量缺陷，平均每100 m2滲水點(diǎn)達(dá)到7.2個(gè)。最易發(fā)生水池滲水的部位依次為裂縫、對拉螺栓處和止水鋼板連接點(diǎn)，累計(jì)頻率達(dá)到93.46%。

2 水池滲漏原因分析

2.1 質(zhì)量因果分析

圍繞裂縫、對拉螺栓孔、止水鋼板連接點(diǎn)等3個(gè)主要癥結(jié)及其組合形式滲水問題，結(jié)合現(xiàn)場情況，從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等方面進(jìn)行因果分析得出如下末端因素：

1）裂縫滲漏：溫度裂縫、應(yīng)力裂縫、混凝土配合比缺陷、養(yǎng)護(hù)不到位、不均勻沉降。

2）對拉螺栓處滲漏：止水片缺陷、混凝土不密實(shí)。

3）止水鋼板連接點(diǎn)滲漏：接縫焊接質(zhì)量差、安裝工藝缺陷、固定不牢。

2.2 主要部位滲漏要因分析

針對裂縫 、對拉螺栓處和止水鋼板連接點(diǎn)3個(gè)主要滲漏部位所涉及的10項(xiàng)末端因素進(jìn)行要因分析，如表1所示。

3 實(shí)例驗(yàn)證

3.1 工程概況

某試驗(yàn)水池內(nèi)徑尺寸長度為50 m，寬度為12 m，深度為12 m, 底板頂面標(biāo)高-3.00 m，水池底板厚度2 m，總?cè)莘e7 200 m3，混凝土強(qiáng)度等級C30、抗?jié)B等級P8。水池池壁為鋼筋混凝土懸臂式結(jié)構(gòu)，池壁頂部厚度0.70 m，底部厚度1.80 m。施工按照池壁高度，以3 m為一個(gè)施工段。

表1 滲漏要因分析

3.2 防滲漏對策實(shí)施

普通大體積混凝土抗?jié)B等級低，使用過程中水壓較小。而水池大體積混凝土抗?jié)B等級高，水池側(cè)壁作為懸臂結(jié)構(gòu)，施工過程中澆筑難度較大，若不進(jìn)行工藝改進(jìn)，水池滲水現(xiàn)狀無法得到解決提升，對本工程而言無疑是致命的缺陷。

由于工程工期較緊，水池部分為整個(gè)工程施工進(jìn)度的關(guān)鍵線路，后續(xù)試水、檢查、修補(bǔ)、二次試水的難度大、周期長，會直接影響全項(xiàng)目交付時(shí)間，對建設(shè)單位正常生產(chǎn)計(jì)劃造成直接影響，后續(xù)損失不可估量。

組織對水池施工圖紙全面梳理，熟悉圖紙，指導(dǎo)施工，整理圖紙會審資料，以及其他會議資料、以往類似工程總結(jié)資料等，總結(jié)施工可能遇到的難點(diǎn)和重點(diǎn)，針對前述分析的滲漏要因及非要因，制訂并實(shí)施了相應(yīng)對策。

3.2.1 止水鋼板接縫焊接質(zhì)量差

止水鋼板焊接由對接改為搭接，搭接長度大于100 mm，接口處逐條滿焊，澆筑前對焊縫質(zhì)量進(jìn)行專項(xiàng)檢查，確保焊縫飽滿；2道止水鋼板搭接區(qū)域錯(cuò)位放置，每0.5 m設(shè)置1道，雙向固定在兩側(cè)主筋上和對拉螺桿上；混凝土澆筑過程中，派專人對混凝土澆筑進(jìn)行旁站監(jiān)督，保證澆筑振搗過程不破壞焊縫。

3.2.2 止水鋼板安裝工藝缺陷

對豎向施工段施工縫設(shè)置止水鋼板時(shí)，水平段由原來設(shè)置1道止水鋼板對接焊接改為設(shè)置2道止水鋼板并進(jìn)行搭接圍焊；拐角處止水鋼板由原來對接焊接改為選用帶直角彎頭的止水鋼板。

3.2.3 溫度裂縫

大體積混凝土中水泥含量較高，而水泥水化釋放的熱量會導(dǎo)致較大的溫度變化，進(jìn)而引起混凝土收縮。為此，在征得設(shè)計(jì)人員同意的前提下，合理降低水泥使用量。在施工時(shí)，嚴(yán)格控制混凝土入模溫度，對混凝土拌和過程進(jìn)行監(jiān)控，要求采用低溫冷水?dāng)嚢?，控制入模溫度?5 ℃；澆筑前預(yù)埋溫度傳感器，對池壁各階段進(jìn)行溫度監(jiān)控，確保入模前后混凝土的升溫值＜50 K，混凝土塊體的里表溫差＜25 K ，混凝土表面與大氣溫差＜20 K，混凝土降溫速率＜4 K/d。待混凝土澆筑完成后表面凝固時(shí)，安排技術(shù)人員每隔2 h測溫1次，同時(shí)做好測溫記錄表，如水化熱溫度超過60 ℃則必須采取降溫措施。

3.2.4 養(yǎng)護(hù)不到位

48 h采取整體帶模保溫，豎向模板淋水降溫，混凝土外露上表面灑水蓋膜養(yǎng)護(hù)，以薄膜內(nèi)有凝結(jié)水為佳；密切注意天氣情況，如遇大風(fēng)天氣，用重物壓住薄膜，防止混凝土表面水分散失過快；48 h后采取松動模板在模板間隙灌水養(yǎng)護(hù)，7 d后敷棉氈灑水養(yǎng)護(hù)；為保證混凝土的水分不流失太快，同時(shí)達(dá)到養(yǎng)護(hù)混凝土的效果，池壁模板拆除時(shí)間為混凝土澆筑完成后14 d。

3.2.5 對拉螺桿止水片缺陷

對拉螺栓安裝前注意應(yīng)將鐵件表面的油污、銹蝕清理干凈，對拉螺桿止水片由1道改為3道并采用雙面滿焊，同時(shí)需將焊渣清理干凈，確保止水片與螺桿間無漏水點(diǎn)。

3.2.6 次要因素質(zhì)量控制

1）現(xiàn)場通過崗位培訓(xùn)、崗位責(zé)任制和獎(jiǎng)懲制度及完善技術(shù)交底制度對操作班組進(jìn)行考核，確保工人熟練掌握操作要點(diǎn)。

2）加強(qiáng)原材料控制，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇滿足現(xiàn)場施工要求的混凝土原材料及配合比；每次澆筑時(shí)，要求預(yù)拌混凝土供應(yīng)商附帶混凝土級配單、混凝土出廠合格證、混凝土拌制各種材料的質(zhì)量保證書和復(fù)試報(bào)告。每次澆筑混凝土?xí)r，進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)、取樣，控制混凝土坍落度。

3）澆筑過程中根據(jù)對拉螺桿分隔區(qū)域進(jìn)行逐格振搗，保證螺桿處混凝土密實(shí)。

4）止水鋼板標(biāo)高定位準(zhǔn)確，保證混凝土完成面在止水鋼板一半位置，上層混凝土澆筑前對鋼板上水泥漿進(jìn)行全面清理。

5）水池試水前編制專項(xiàng)試水方案，并按規(guī)范和方案要求進(jìn)行試水前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，對水池進(jìn)行全過程沉降觀測，執(zhí)行水池分級蓄水計(jì)劃，試水時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行注水、停滯、觀測、再注水、再觀測，直至滿足要求。

3.3 抗?jié)B效果

水池施工前，組織了施工現(xiàn)場提高水池抗?jié)B質(zhì)量專題會，專題討論施工方案，將上述抗?jié)B措施因地制宜地編入具有較強(qiáng)操作性的施工方案之中，并在施工過程中嚴(yán)格監(jiān)督。施工完成后，對已完成的水池結(jié)構(gòu)進(jìn)行注水滿載全面檢查，滲漏點(diǎn)數(shù)共計(jì)28處。

通過以上的檢查可以發(fā)現(xiàn)，在采取措施解決了裂縫、對拉螺栓、止水鋼板連接點(diǎn)等主要滲漏因素后，該水池平均每100 m2滲漏點(diǎn)數(shù)為1.8個(gè)，對比調(diào)研水池每100 m2滲漏點(diǎn)數(shù)7.2個(gè)的數(shù)值，該水池的抗?jié)B質(zhì)量效果明顯增強(qiáng)。

4 結(jié)語

隨著造船工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，各類新船型不斷涌現(xiàn)，對于大體積混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)水池的需求日益增長。而大體積混凝土結(jié)構(gòu)水池自身的特點(diǎn)使得滲漏現(xiàn)象多發(fā)，施工難度較高，對施工過程中的技術(shù)措施提出了更高的要求。經(jīng)過調(diào)研分析論證，影響大體積混凝土結(jié)構(gòu)水池滲漏的問題癥結(jié)在于裂縫、對拉螺栓 、止水鋼板連接點(diǎn)，對這三方面加強(qiáng)質(zhì)量控制是提高水池抗?jié)B質(zhì)量的控制關(guān)鍵點(diǎn)，通過改進(jìn)施工工藝、加強(qiáng)施工質(zhì)量、控制溫差、把好材料關(guān)等措施可以有效改進(jìn)抗?jié)B質(zhì)量。后續(xù)可繼續(xù)從材料特性入手，運(yùn)用科學(xué)化的計(jì)算機(jī)分析手段，研究更加有效并便于施工的抗?jié)B技術(shù)措施，使大體積混凝土結(jié)構(gòu)水池的抗?jié)B性能再上一個(gè)臺階。