預(yù)制拼裝技術(shù)在全地下式污水處理廠的應(yīng)用

阮 康 華

(上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司，上海 200092)

1 概述

伴隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展以及企業(yè)居民的大量涌入，導(dǎo)致原區(qū)域內(nèi)污水排放總量陡然上升，同時(shí)，近年來(lái)政府出臺(tái)了一系列環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排的政策法規(guī)，其中對(duì)污水、污泥處理量和排放標(biāo)準(zhǔn)作出了多輪提標(biāo)升級(jí)的要求，在這一背景下，水處理行業(yè)建設(shè)進(jìn)入了高速發(fā)展階段。與大規(guī)模新建、改造污水處理設(shè)施形成鮮明對(duì)比的就是日益緊張的用地指標(biāo)，預(yù)留建設(shè)用地難以滿足建設(shè)需求。同時(shí)，與環(huán)境的融合度也成為項(xiàng)目立項(xiàng)的考慮因素。半地下、全地下式污水處理廠因其具有用地指標(biāo)低、環(huán)境融合度高等優(yōu)勢(shì)近年來(lái)受到廣泛青睞，但是由于其集約型特點(diǎn)也給工程建設(shè)帶來(lái)諸多難題，在質(zhì)量方面如大體積混凝土防水控制，在安全方面如受限空間、洞口墜落問(wèn)題，進(jìn)度方面如材料周轉(zhuǎn)運(yùn)輸、土建安裝交叉作業(yè)等問(wèn)題。因此，如何利用“四新”技術(shù)有效的應(yīng)對(duì)上述難題，成為今后長(zhǎng)期研究和實(shí)踐的方向。

2 背景研究

污水處理廠尤其是全地下式的項(xiàng)目與其他項(xiàng)目具有以下顯著特點(diǎn)：

1)施工周期緊湊。

污水處理廠屬于市政工程，能否按期建設(shè)直接關(guān)系到周邊民生福祉，因此，從建設(shè)開(kāi)工到投產(chǎn)使用之間的工期往往非常短，對(duì)于全地下式污水廠來(lái)水更是需要面對(duì)深基坑、大體積結(jié)構(gòu)施工難度，對(duì)于工期把控要求更高。

2)周邊環(huán)境限制。

采用地下式設(shè)計(jì)理念的污水廠項(xiàng)目初衷就是盡可能減少用地，因此，設(shè)計(jì)方案中幾乎是將紅線內(nèi)的區(qū)域全部用足，這就給項(xiàng)目實(shí)施階段的總平面布置造成影響，尤其是材料加工、堆放場(chǎng)的臨時(shí)用地問(wèn)題。

3)貫徹環(huán)保理念。

污水處理廠作為生態(tài)環(huán)保工程，其建設(shè)實(shí)施過(guò)程應(yīng)當(dāng)是注重綠色施工，積極響應(yīng)“五節(jié)一環(huán)?！本G色施工理念，降低如木模板消耗量、鋼管支架使用量等。

4)危險(xiǎn)源分布廣。

污水處理廠的建設(shè)過(guò)程中的危險(xiǎn)源分布廣泛，且穿插于項(xiàng)目的全過(guò)程，尤其是后期設(shè)備安裝、調(diào)試、試運(yùn)行階段，例如有限空間、淹溺等水廠特有的重大危險(xiǎn)源成為項(xiàng)目安全管理的重點(diǎn)。

針對(duì)上述特點(diǎn)，本文以預(yù)制拼裝技術(shù)作為切入點(diǎn)，從安全、質(zhì)量、進(jìn)度等方面分析闡述該技術(shù)在全地下式污水處理廠建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用的可行性及實(shí)施效果。

3 方案論證

預(yù)制拼裝技術(shù)因其具有施工速度快、產(chǎn)品質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)效益好、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)已廣泛應(yīng)用于房屋建筑領(lǐng)域，但在市政工程尤其是水務(wù)板塊應(yīng)用較少，因此，該施工技術(shù)應(yīng)用在污水廠建設(shè)中具有一定的創(chuàng)新性和先進(jìn)性。以全地下污水處理廠建設(shè)為例，選取工程體量大、質(zhì)量要求高、施工風(fēng)險(xiǎn)大、制約進(jìn)度的頂板結(jié)構(gòu)作為該技術(shù)應(yīng)用研究對(duì)象展開(kāi)方案論證。

3.1 條件分析

1)從設(shè)計(jì)角度考慮，全地下污水處理廠頂板結(jié)構(gòu)需要滿足以下基本條件：

a.承受上蓋部分傳遞的豎向荷載，其結(jié)構(gòu)厚度通常在20 cm～30 cm，并配有φ10 mm～18 mm的縱橫向鋼筋；

b.整個(gè)構(gòu)建筑位于地下，因此，頂板結(jié)構(gòu)及細(xì)部構(gòu)造具有一定的防水抗?jié)B性能。

2)從施工角度考慮，全地下污水處理廠頂板結(jié)構(gòu)實(shí)施優(yōu)先考慮滿足以下條件：

a.項(xiàng)目施工用地緊張，圍界內(nèi)無(wú)法提供大面積場(chǎng)地為臨時(shí)材料堆放及加工場(chǎng)，盡可能以成品形式進(jìn)場(chǎng)；

b.項(xiàng)目周邊道路狹小，通道無(wú)法長(zhǎng)期停放重型起重運(yùn)輸設(shè)備，盡可能采用輕質(zhì)材料；

c.頂板下部支架長(zhǎng)期占用空間，不利于垂直交叉作業(yè)，盡可能減少支撐材料投入量及安拆量；

d.頂板平面尺寸加大，板面平整度控制要求高，同時(shí)，頂板預(yù)留孔洞較多，且分布不規(guī)律，使用的模架體系應(yīng)具有準(zhǔn)確且靈活的調(diào)節(jié)功能。

3)從安全環(huán)保角度考慮，全地下污水處理廠頂板結(jié)構(gòu)實(shí)施優(yōu)先考慮滿足以下條件：

a.由于地下結(jié)構(gòu)存在有限空間、有毒有害氣體等重大危險(xiǎn)，在滿足施工條件的前提下盡可能減少人員下池作業(yè)量。

b.頂板施工時(shí)作業(yè)人員處于高空作業(yè)，在滿足施工條件的前提下減少高空作業(yè)量，增強(qiáng)底部防墜落措施。

c.推行預(yù)制拼裝綠色施工，減少木模板消耗量、鋼管支架使用量等。

3.2 方案比選

根據(jù)上述所列各項(xiàng)條件要求，對(duì)市場(chǎng)上主要幾種頂板施工工藝方法進(jìn)行比選，具體如表1所示。

表1 幾種頂板施工工藝方法比選

通過(guò)方案比選可以看出，鋼筋桁架板無(wú)論從設(shè)計(jì)、施工還是安全角度考慮都能滿足條件，同時(shí)，較其他幾種施工工藝方案均有顯著優(yōu)勢(shì)。

3.3 可行性分析

鋼筋桁架板形式大致可分為V型、Y型以及裝配式拆卸式三種形式，其中前兩種形式采用定型鋼筋桁架與薄鍍鋅鋼板作為底模，施工完成后無(wú)需拆除，更具有優(yōu)勢(shì)。

3.3.1設(shè)計(jì)分析

1)受力分析。

鋼筋桁架板承載力主要通過(guò)其上、下弦及腹桿筋形成穩(wěn)定的微單元桁架體，通過(guò)焊接方式與下部薄鍍鋅鋼板連接，從而為其提供支撐以承受上部現(xiàn)澆混凝土產(chǎn)生的荷載，底部無(wú)需增設(shè)支撐系統(tǒng)。通過(guò)查詢市場(chǎng)上某廠家生產(chǎn)的鋼桁架板規(guī)格參數(shù)表，見(jiàn)表2。

表2 鋼板桁架規(guī)格參數(shù)表

通過(guò)對(duì)常規(guī)鋼筋桁架板參數(shù)分析，可以得出其適用范圍：

a.現(xiàn)澆混凝土板厚100 mm～330 mm；

b.單板最大跨度不大于6 000 mm；

c.單板最大寬度不大于600 mm。

因此，在設(shè)計(jì)階段需將混凝土結(jié)構(gòu)頂板厚度控制在330 mm以下，且將頂板梁之間的間距(單元矩形至少一條邊)控制在6 m以內(nèi)。

2)結(jié)構(gòu)功能。

鋼筋桁架板由于其自身帶有上、下弦及腹桿筋，可以作為永久結(jié)構(gòu)參與受力分析，優(yōu)化原有配筋方案，保證結(jié)構(gòu)安全。此外，僅作為混凝土結(jié)構(gòu)澆筑施工底模使用，后續(xù)施工與傳統(tǒng)工藝相同，因此，能夠保證現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)應(yīng)有的功能。

3.3.2施工分析

1)場(chǎng)地需求。

相對(duì)于傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)加工的木模板的模式而言，鋼筋桁架板采用場(chǎng)外加工成型的預(yù)制構(gòu)件模式，節(jié)省材料加工場(chǎng)地，成品鋼桁架板進(jìn)場(chǎng)后可以直接運(yùn)送至指定部位進(jìn)行鋪設(shè)安裝。

2)吊運(yùn)條件。

鋼筋桁架板重量約為15 kg/m2，與木模板重量相當(dāng)，同時(shí)，單片鋼筋桁架板模板面積約為2 m2，與傳統(tǒng)木模板面積相當(dāng)，單塊模板重量控制30 kg以內(nèi)，打包整體吊運(yùn)至指定區(qū)域依靠人工即可分塊搬運(yùn)，滿足傳統(tǒng)施工作業(yè)條件。

3)周轉(zhuǎn)數(shù)量。

鋼筋桁架板鋪設(shè)完成后底部無(wú)需增加支撐體系即可滿足施工條件，因此，大大減少了方木、鋼管等周轉(zhuǎn)材料的投入量及安裝拆除工作量，有利于加快施工速度。

4)模架調(diào)整。

鋼筋桁架板采用工廠集中加工的方式，其線型、剛度及平整度等質(zhì)量水平較高，安裝定位調(diào)整主要依靠對(duì)左右兩個(gè)支座梁的平整度、標(biāo)高的修整，相對(duì)于傳統(tǒng)滿堂支架單個(gè)調(diào)整而言其控制點(diǎn)單一。同時(shí)，對(duì)于頂板分布的各種形式的預(yù)留孔洞，可以通過(guò)對(duì)桁架板進(jìn)行裁剪以調(diào)整模數(shù)，從而提高施工精度。

3.3.3安全分析

1)有限空間。

使用鋼筋桁架板作為現(xiàn)澆頂板的底模，由于下部無(wú)需增設(shè)支架體系，從而可以避免人員再次進(jìn)入下部有限空間內(nèi)進(jìn)行拆模、轉(zhuǎn)運(yùn)等工作，進(jìn)而降低人員受到有毒有害氣體的風(fēng)險(xiǎn)。

2)高處防墜。

由于鋼筋桁架板免去底部滿堂支架搭設(shè)工序，大大降低支架搭設(shè)期間的高空墜落事故發(fā)生的概率，同時(shí)，對(duì)于頂板結(jié)構(gòu)制作階段，由于桁架板可以進(jìn)行二次裁剪，對(duì)于預(yù)留洞口部位可先行滿鋪，待澆筑完成后進(jìn)行二次開(kāi)孔，降低臨邊洞口數(shù)量及墜落風(fēng)險(xiǎn)。

3)綠色環(huán)保。

鋼筋桁架板具有預(yù)制拼裝技術(shù)中綠色環(huán)保的特點(diǎn)，通過(guò)工廠集中規(guī)?；a(chǎn)降低材料損耗，同時(shí)，降低木模板、方木等一次性耗材的使用量，降低如鋼管支架周轉(zhuǎn)工作量可以進(jìn)一步降低資源及能耗，提升工程綠色施工水平。

4 方案深化

4.1 受力構(gòu)件設(shè)計(jì)

1)參數(shù)選取。

鋼筋桁架板構(gòu)件設(shè)計(jì)主要針對(duì)其受力構(gòu)件的規(guī)格參數(shù)進(jìn)行計(jì)算及選取，以單跨構(gòu)件為例，主要內(nèi)容包括上下弦、腹桿筋鋼筋規(guī)格、跨度、寬度等。

2)荷載計(jì)算。

施工階段鋼筋桁架板構(gòu)件需要能夠承受鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生強(qiáng)度前的均布恒荷載及制作澆筑過(guò)程中的活荷載，根據(jù)項(xiàng)目要求選取混凝土結(jié)構(gòu)的厚度、支座跨度長(zhǎng)度等進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)，需要考慮各種均布荷載和集中荷載的不同組合情況下的最不利情況。

3)強(qiáng)度驗(yàn)算。

選取標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)及最不利狀態(tài)荷載情況下產(chǎn)生的最大彎矩、撓度及剪力進(jìn)行計(jì)算，并代入選定的材料的模量、慣性矩等進(jìn)行抗壓、抗彎、抗剪等強(qiáng)度計(jì)算，以保證滿足規(guī)范要求。

4)壓桿穩(wěn)定驗(yàn)算。

除去對(duì)構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算外，由于上下弦、腹桿筋屬于長(zhǎng)細(xì)桿件，需要對(duì)其進(jìn)行壓桿穩(wěn)定驗(yàn)算，以保證長(zhǎng)細(xì)比、軸向強(qiáng)度滿足要求。

5)永久結(jié)構(gòu)配筋調(diào)整優(yōu)化。

常規(guī)現(xiàn)澆頂板設(shè)計(jì)時(shí)單元計(jì)算按固定端考慮，而采用鋼筋桁架板時(shí)單元計(jì)算應(yīng)按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，兩者存在差異。同時(shí)，為避免頂板結(jié)構(gòu)出現(xiàn)超筋情況，減少鋼筋用量，需對(duì)頂板鋼筋配筋進(jìn)行優(yōu)化。

a.計(jì)算調(diào)整。

如按固定端計(jì)算矩形板時(shí)，考慮上部鋼筋加強(qiáng)，若按簡(jiǎn)支梁計(jì)算時(shí)，則應(yīng)考慮加強(qiáng)底部鋼筋。同時(shí)，作為永久結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，除進(jìn)行抗彎、撓度、抗剪計(jì)算外，還需要對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行控制計(jì)算。

b.配筋優(yōu)化。

對(duì)于厚度較薄的頂板結(jié)構(gòu)而言，鋼桁架板中附帶的鋼筋容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)超筋，增加不必要的資源浪費(fèi)。因此，需要對(duì)配筋進(jìn)行二次優(yōu)化，通過(guò)截面鋼筋面積控制配筋數(shù)量。此外，應(yīng)考慮到鋼桁架附帶鋼筋的直徑、間距的因素，確保兩種鋼筋能夠分布均勻，共同發(fā)揮作用。

4.2 構(gòu)造構(gòu)件設(shè)計(jì)

為滿足鋼桁架板計(jì)算中的跨度要求，預(yù)先完成頂板下部梁柱結(jié)構(gòu)以提供可靠的支座。同時(shí)，為確保鋼桁架板、頂板縱橫向鋼筋與下部梁結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合錨固，需在澆筑頂板梁結(jié)構(gòu)時(shí)頂面等間距預(yù)埋門(mén)字箍筋。

4.3 防水節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

1)外墻與頂板施工縫。

由于頂板與外墻結(jié)構(gòu)屬于二次澆筑施工，因此，外墻與頂板交接拐角處的施工縫防水措施需進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于外墻豎向鋼筋而言，內(nèi)排筋沿水平方向彎折90°與頂板下排筋標(biāo)高齊平，外排沿水平方向彎折90°與頂板上排筋標(biāo)高齊平，兩排筋中間設(shè)置止水鋼板，保證第一次澆筑后施工縫位于其中部。鋼桁架板安裝后，頂板雙向鋼筋與外墻預(yù)留鋼筋進(jìn)行焊接連接，完成二次混凝土澆筑施工。

2)頂板分塊施工縫。

由于鋼筋桁架板的腹桿筋水平分布導(dǎo)致頂板分縫處防水無(wú)法采用水平設(shè)置止水鋼板的方式，因此，參考10J301《地下建筑防水構(gòu)造》中對(duì)于頂板各類(lèi)防水構(gòu)造做法要求，采用中置遇水膨脹止水條+外貼式止水帶的方式作為頂板施工縫防水構(gòu)造措施。

4.4 細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)

鋼筋桁架板采用單塊水平拼裝的模式，拼縫處的密封性直接影響混凝土澆筑質(zhì)量。因此，對(duì)于單塊鋼筋桁架板拼縫需設(shè)計(jì)細(xì)部構(gòu)造。為保證板面插入方便，接縫構(gòu)造采用承插式。同時(shí)，單板長(zhǎng)邊兩側(cè)分別設(shè)置上下反向插槽，確保板塊單項(xiàng)擴(kuò)展性。此外，利用鍍鋅鋼板的延展性可以對(duì)定位完成的接縫承插部位進(jìn)行錘擊，使其上下壓緊避免漏漿。

4.5 施工構(gòu)造設(shè)計(jì)

鋼筋桁架板制作時(shí)可根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)于鋼筋保護(hù)層的厚度要求，設(shè)置下弦筋與鍍鋅鋼筋的間距，在綁扎底部雙向鋼筋時(shí)無(wú)需設(shè)置墊塊。同時(shí)，設(shè)置上弦筋與下弦筋之間的間距，確保上下雙排雙向鋼筋網(wǎng)間距，無(wú)需設(shè)置馬鐙筋，確保結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。

5 實(shí)施案例

5.1 工程概況

深圳市埔地嚇?biāo)|(zhì)凈化廠三期工程采用全地下式的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)總規(guī)模5萬(wàn)m3/d，總占地面積1.5萬(wàn)m2。生產(chǎn)設(shè)施位于地下一體化箱體內(nèi)，上部除運(yùn)用所需的綜合樓、污泥干化車(chē)間、機(jī)修車(chē)間及公用電房外，其余區(qū)域均為開(kāi)放式公園。工程建設(shè)周期為18個(gè)月。

工程核心單體為一體化箱體，結(jié)構(gòu)尺寸為130.25 m×92.4 m，為地下2層鋼混結(jié)構(gòu)，下部通水層層高8 m～10 m，上部操作層層高5.7 m。其中頂板、中板厚度均為0.3 m。

5.2 工程難特點(diǎn)

1)中板設(shè)計(jì)荷載僅為5 kPa，無(wú)法單獨(dú)承受上部頂板梁施工階段荷載，下部滿堂支架無(wú)法及時(shí)拆除。

2)一體化箱體內(nèi)部空間體積近20萬(wàn)m3，箱體頂板、中板吊裝孔較少，內(nèi)部材料轉(zhuǎn)運(yùn)困難。

3)操作層設(shè)備安裝工程量大，可供利用的有效工期短，土建安裝施工深度交叉。

4)一體化箱體內(nèi)部各項(xiàng)材料清理作業(yè)屬于有限空間，臨邊洞口較多，安全風(fēng)險(xiǎn)大。

5)施工場(chǎng)地狹小，三面臨河一面靠山，采用集約化設(shè)計(jì)，無(wú)臨時(shí)加工堆放場(chǎng)地，且廠區(qū)通行道路路幅寬度較小。

5.3 鋼筋桁架板應(yīng)用

為應(yīng)對(duì)上述重難點(diǎn)，項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)采用先現(xiàn)澆頂板梁，后安裝鋼筋桁架板的施工方案。大幅減少頂板下部滿堂支架的安裝拆除量，同時(shí)，縮短中板下部滿堂支架積壓的時(shí)間。此外，鋼筋桁架板安裝完成后的下部區(qū)域可以提前移交設(shè)備安裝施工。

5.3.1方案籌劃

1)應(yīng)用范圍。

根據(jù)一體化箱體頂板上部功能區(qū)分布情況，將附屬建構(gòu)筑物以外區(qū)域全部采用鋼筋桁架板施工，總面積約為10 000 m2。

2)區(qū)塊劃分。

結(jié)合結(jié)構(gòu)后澆帶澆筑分縫情況，將應(yīng)用區(qū)域劃分為10個(gè)區(qū)域，待每個(gè)區(qū)塊下部頂板梁柱施工完成，滿足施工條件獨(dú)立開(kāi)展頂板施工。

5.3.2方案設(shè)計(jì)

1)結(jié)構(gòu)調(diào)整。

結(jié)合鋼筋桁架板使用條件要求，調(diào)整頂板主次梁分布間距，確?？v橫向梁間距不大于3 m。同時(shí)，在確保原頂板梁高度的基礎(chǔ)上將頂板底面布置在梁頂面以上，使得頂板標(biāo)高抬高300 mm。

2)構(gòu)造調(diào)整。

在對(duì)應(yīng)的主次梁頂部中間部位預(yù)埋門(mén)字箍筋，鋼筋采用Φ12 mm，間距100 mm。同時(shí)，根據(jù)不同梁寬調(diào)整箍筋寬度，確保箍筋邊緣至梁邊緣間距不小于100 mm。

3)構(gòu)件計(jì)算。

a.基本參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 構(gòu)件基本參數(shù)

b.荷載計(jì)算。

分別對(duì)均布和集中活荷載兩種工況下的跨中最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)值、設(shè)計(jì)值、剪力設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算，取兩者中最大值作設(shè)計(jì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)值。

c.上下弦鋼筋強(qiáng)度驗(yàn)算見(jiàn)表4。

表4 上下弦鋼筋分布及面積

經(jīng)計(jì)算復(fù)核上下弦鋼筋受壓應(yīng)力均小于鋼筋抗壓、抗拉強(qiáng)度值的90%，滿足要求。

d.受壓上弦桿穩(wěn)定性驗(yàn)算見(jiàn)表5。

表5 受壓上弦桿穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果

經(jīng)計(jì)算復(fù)核，上弦桿受壓應(yīng)力小于鋼筋抗拉強(qiáng)度值的90%，滿足穩(wěn)定驗(yàn)算要求。

e.腹桿穩(wěn)定性驗(yàn)算見(jiàn)表6。

表6 腹桿穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果

經(jīng)計(jì)算復(fù)核，腹桿受壓應(yīng)力小于鋼筋抗拉強(qiáng)度值的90%，滿足穩(wěn)定驗(yàn)算要求。

f.撓度驗(yàn)算。

分別對(duì)均布和集中活荷載兩種施工工況下的桁架模板撓度進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算后最大撓度小于撓度極限值20 mm，滿足要求。

4)鋼筋調(diào)整。

根據(jù)鋼筋桁架板配筋參數(shù)重新對(duì)原有頂板鋼筋配筋進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，通過(guò)等截面代換的方式，調(diào)整鋼筋間距使其模數(shù)與鋼筋桁架板鋼筋間距匹配。本工程將上下排縱向(與鋼筋桁架板桁架同向)的鋼筋間距由150 mm調(diào)整至200 mm，在保證結(jié)構(gòu)安裝的前提下降低了鋼筋配筋率(見(jiàn)表7)。

表7 頂板鋼筋配筋調(diào)整

5.3.3加工安裝

在加工及安裝過(guò)程中，結(jié)合項(xiàng)目施工條件從生產(chǎn)制造、構(gòu)件吊裝、細(xì)部處理等方面對(duì)施工方案進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化。

1)生產(chǎn)制造。

通過(guò)對(duì)市場(chǎng)上多家類(lèi)似產(chǎn)品生產(chǎn)廠家的比選考察，選取生產(chǎn)制造工廠距離項(xiàng)目200 km以內(nèi)，同時(shí)，工廠日產(chǎn)能在2 000 m2以上作為供貨商，確保供貨及運(yùn)輸能力。

2)吊運(yùn)功效。

項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置2臺(tái)QTZ100塔吊作為主要運(yùn)輸設(shè)備，周邊配備50 t以下汽車(chē)吊作為輔助運(yùn)輸設(shè)備，頂板鋪設(shè)以人工搬運(yùn)為主。考慮到運(yùn)輸功效因素，對(duì)單片構(gòu)件和單次起吊重量進(jìn)行計(jì)算(見(jiàn)表8)。

表8 不同運(yùn)輸設(shè)備起吊重量

經(jīng)計(jì)算，單塊鋼筋桁架板最大規(guī)格設(shè)計(jì)為跨度3 200 mm，寬度600 mm，確保單塊重量14.4 kg，滿足兩人搬運(yùn)重量。同時(shí)，利用起重機(jī)械單次起吊面積可達(dá)到50 m2以上。

3)材料堆放。

根據(jù)鋼筋桁架板荷載計(jì)算，除去活荷載后可以承受的均布荷載為7.5 kN/m2，考慮到堆放安全高度，在單位面積上滿足堆放6層桁架板。

4)防水細(xì)部。

a.針對(duì)頂板與側(cè)墻頂梁交接處的施工縫防水處理，將預(yù)先側(cè)墻頂梁澆筑時(shí)在迎水面預(yù)埋背貼式橡膠止水帶，同時(shí)，在頂板梁施工縫部位預(yù)埋遇水膨脹止水條，規(guī)避止水鋼板無(wú)法安裝的情況。對(duì)于側(cè)墻部位采用在內(nèi)外排鋼筋中部預(yù)埋止水鋼板的方式，確保頂板與側(cè)墻分次澆筑接縫的止水效果。

b.針對(duì)頂板分縫處防水處理，將采取以下兩種方式，首先采用連續(xù)澆筑式加強(qiáng)帶減少施工縫數(shù)量和長(zhǎng)度。其次，采用遇水膨脹止水條替代止水鋼板，避免止水鋼板安裝與鋼筋桁架板構(gòu)造鋼筋沖突。

5.3.4效果分析

1)施工質(zhì)量。

項(xiàng)目進(jìn)場(chǎng)使用的鋼筋桁架板各項(xiàng)指標(biāo)符合JGT 368鋼筋桁架樓承板中相關(guān)控制指標(biāo)要求。

安裝過(guò)程中通過(guò)對(duì)兩端支座標(biāo)高控制提高平整度，搭邊槽口控制相鄰板面高差，確保拼縫不漏漿。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際效果檢驗(yàn)，各項(xiàng)驗(yàn)收指標(biāo)均優(yōu)于GB 50204混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定要求(如表9所示)。

表9 現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)與鋼筋桁架安裝要求 mm

2)施工安全。

項(xiàng)目采用先滿鋪鋼筋桁架板，待澆筑完成后切割預(yù)留孔，有效的避免頂板制作期間臨邊問(wèn)題。

由于無(wú)需進(jìn)行頂板底部滿堂支架搭設(shè)，大大降低了人員高空作業(yè)、物體打擊等安全風(fēng)險(xiǎn)。

鋼筋桁架板作為永久結(jié)構(gòu)無(wú)需二次拆除，進(jìn)一步避免人員下池有限空間作業(yè)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

3)施工效率。

a.模板加工方面，采用工廠規(guī)?；圃旆绞绞沟萌债a(chǎn)能達(dá)到2 000 m2以上，大大高于現(xiàn)場(chǎng)制作加工模板的速度。

b.模板運(yùn)輸方面，工廠預(yù)制運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)直接吊裝，不受周轉(zhuǎn)制約，可根據(jù)框架梁進(jìn)度同步吊裝。項(xiàng)目共計(jì)投入鋼筋桁架板約6 000塊，根據(jù)塔吊、汽車(chē)吊運(yùn)能計(jì)算，每天至少能完成200塊(400 m2)吊裝，每個(gè)單元吊裝需要3 d時(shí)間。

c.模板安裝方面，鋼筋桁架板可以沿桁架方向自由切割裁剪，調(diào)整方便，其次，板面直接擱置在支座頂面，無(wú)需進(jìn)行模板二次加固。同時(shí)，接縫部位采用錘擊槽口鎖邊，局部配合砂漿封邊，以8人為一個(gè)安裝小組，每日安裝面積為200 m2以上，比傳統(tǒng)安裝速度提高4倍以上。

d.工程量?jī)?yōu)化方面，較傳統(tǒng)頂板下滿堂支架搭設(shè)方案可減少50%以上的安拆工程量，考慮下部支架拆除影響安裝作業(yè)面移交的情況，可節(jié)約70%的交叉作業(yè)等待期。

4)經(jīng)濟(jì)效益。

在經(jīng)濟(jì)效益方面，本項(xiàng)目采用鋼筋桁架板(含預(yù)制、運(yùn)輸、安裝)造價(jià)比傳統(tǒng)滿堂支架現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)(含滿堂支架搭拆、模板)增加約20%。

6 結(jié)語(yǔ)

深圳市埔地嚇?biāo)|(zhì)凈化廠三期工程通過(guò)采用鋼筋桁架板對(duì)傳統(tǒng)滿堂支架現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行改良優(yōu)化，在提升了結(jié)構(gòu)澆筑質(zhì)量的同時(shí)大大降低施工期間的風(fēng)險(xiǎn)，此外，在投入費(fèi)用略微增加的情況下節(jié)省了周材安拆時(shí)間，加快移交下部空間作業(yè)面，為工程最后順利完成創(chuàng)造了條件。作為在市政行業(yè)水務(wù)板塊中的創(chuàng)新嘗試，鋼筋桁架板在解決先后混凝土結(jié)構(gòu)錨固、施工縫防水細(xì)部處理等問(wèn)題后能夠很好的發(fā)揮其質(zhì)量可控、安全可靠、施工便捷等特點(diǎn)，對(duì)今后類(lèi)似全地下式污水廠建造實(shí)施提供了新思路和新方法，也為進(jìn)一步推廣裝配式技術(shù)和綠色建造積累了參考經(jīng)驗(yàn)。