組裝式BDF地埋水箱施工技術

□□ 裴暢榮 (山西建設投資集團有限公司總承包公司，山西 太原 030001)

引言

隨著社會的進步和科技的發(fā)展，人們對生活用水的標準愈來愈高。原生活用水基本采用混凝土水池，但由于混凝土水池自身較重，且無法移動，建設時間較長，時間久了內壁抹灰層容易脫落，長滿青苔，嚴重影響水質，也經(jīng)常出現(xiàn)裂縫、滲漏等問題。組裝式BDF地埋水箱由于表面光潔美觀、易清洗，耐腐蝕性能優(yōu)越、密封性能好、防滲漏、抗沖擊性大、抗震性強和建設速度快等優(yōu)勢愈來愈受到人們的青睞。

1 工程概況

以山西師范大學維修改造工程項目為例介紹BDF地埋水箱施工技術。由于原室外管網(wǎng)系統(tǒng)無法滿足學校生活用水需求，經(jīng)系統(tǒng)計算，決定在原草坪區(qū)域新建600 m3的生活用水水池，該水池具體尺寸為25 m×9 m×3 m，采用組裝式BDF地埋水箱施工技術?？紤]到該區(qū)域地質情況：地下淺層有2 m厚的砂土層且地下水位在室外地坪以下1.5 m處，所以需進行基坑支撐設計及抗浮設計。

1.1 基坑支撐設計

該工程基坑長度為27 m，寬度為13 m，深為4.5 m。根據(jù)地質勘察報告并結合勘察單位、設計單位意見，決定采用周邊拉森鋼板樁、鋼圍檁與一道鋼組成的支撐支護體系，拉森樁樁長為12 m。其中鋼圍檁采用400 H型鋼支撐，長側基坑邊分布8個支撐點：4個角撐支撐點，4個對稱支撐點，短側基坑邊分布4個基坑支撐點，全部為角撐支撐點。具體如圖1所示。

圖1 基坑支護體系平面布置圖

內支撐設計要求如下：

(1)鋼圍檁采用400 H型鋼裝配式圍檁，標準節(jié)為1～6 m，以6 m為主，布置1圈，牛腿采用斜工鋼作為支架，間距3 m焊接在鋼板樁上，圍檁上部距離拉森樁樁頂30 cm。

(2)四角鋼圍檁結合處使用三角支座連接，以便周圍檁形成整體。

(3)鋼支撐采用400 H型鋼裝配式支撐，鋼材材質均為Q345,單根之間采用法蘭盤及高強螺栓連接，端部在活絡頭處對鋼管支撐施加預應力10～50 kN。

(4)支撐與圍檁之間使用高強螺栓連接，并做二次保護措施，以防支撐掉落。

1.2 BDF水箱抗浮設計

根據(jù)基坑地下水位布置情況，設計單位經(jīng)過抗浮設計計算，確定該水箱覆土厚度≮800 mm，具體如圖2所示。

圖2 水箱覆土示意圖

2 組裝式BDF水箱結構

BDF是一種由鍍鋅鋼板和不銹鋼板復合沖壓成型的新型板材，其中B代表不銹鋼，D代表鍍鋅板，F(xiàn)為復合的意思。該材料接觸水的一面是不銹鋼薄板，以其作為內襯，接觸土體的一面是鍍鋅鋼板，作為外保護，主要考慮水箱整體的強度與剛度。組裝式BDF地埋水箱包括復合水箱板、槽鋼底座、拉筋系統(tǒng)支撐柱、螺絲和膠條等。

3 施工技術要點

3.1 技術準備

(1)熟悉圖紙的有關要求，并結合現(xiàn)場情況，查找圖紙存在問題并組織圖紙交底。

(2)根據(jù)圖紙?zhí)岢龈鞣N材料的使用時間和規(guī)格型號等。

(3)根據(jù)圖紙規(guī)劃現(xiàn)場預埋水箱位置，并策劃、編制基坑開挖、基坑支護和基礎施工等專項方案。

(4)結合現(xiàn)場情況查看現(xiàn)場室外管網(wǎng)走向、高程，確定預埋水箱的進出口位置及預留洞口位置，并做好策劃。

3.2 施工方法及控制措施

組裝式BDF地埋水箱施工工藝流程為：基坑開挖→基礎施工→底板下料→底板鋪設→底板連接→底板密封檢驗→側板下料→支撐架安裝→側板連接→側板連接處密封檢驗→頂板下料→頂板鋪設→頂板連接→閉水試驗→基坑回填→覆土回填。主要施工技術及措施如下：

(1)基坑開挖?；娱_挖采用反鏟挖機開挖，由于該工程室外地坪標高為-0.850，地下水位為-2.000，而基坑開挖深度為4.65 m，相對于室外標高為-5.500，因而基坑開挖需采取支護措施，現(xiàn)場采用拉森鋼板樁加鋼圍檁支護體系。

(2)基礎施工。該工程基礎采用500 mm厚C40鋼筋混凝土筏板基礎，筏板四周及中央根據(jù)預埋水箱卡槽位置預留水箱側板安裝留槽，預留槽尺寸為200 mm×150 mm，預留槽施工時放線要準確，支模時拉線以確保預留槽橫平豎直。筏板靠近水泵房位置預留集水坑，集水坑尺寸為3 000 mm×600 mm×400 mm和1 000 mm×1 000 mm×800 mm，集水坑施工時要做好防水處理。

(3)底板下料?；A施工完畢，要在基礎表面進行找平處理，然后劃線，先定出軸線，再根據(jù)軸線劃出每塊板的安裝線，再根據(jù)BIM軟件繪制的底板下料尺寸對底板進行下料。底板下料時，要重點注意的是：一是結合現(xiàn)場情況利用BIM軟件預排版，排版時從中心向兩側進行，將小料放在邊緣位置；二是每塊板材進行編號，統(tǒng)計同一規(guī)格型號板材數(shù)量，不同規(guī)格型號的板材要在下料表上注明尺寸、位置。

(4)底板鋪設。鋪設時要根據(jù)現(xiàn)場放線尺寸從中線向兩側進行，然后根據(jù)編號進行對應放置，待所有板材安裝就位后，開始緊固螺栓。

(5)底板連接。待底板全部就位后，先將密封條插入每相鄰兩塊板的縫隙，然后在螺栓孔部位插入螺栓，先擰緊每塊板的四角螺栓，再安裝中央螺栓。

(6)底板密封檢驗。底板連接過程中，現(xiàn)場質量檢查必須跟蹤檢查：兩塊板的縫隙偏差控制在±1 mm范圍內，檢查密封條有無塞填密實、是否存在露塞和局部鼓凸等現(xiàn)象，待所有底板安裝完畢，進行閉水試驗。

(7)側板下料。側板下料要與底板下料尺寸相吻合，采用BIM軟件預排版并編號，側板下料時，要充分考慮進水口、出水口和溢流口等的位置。

(8)支撐架安裝。底板安裝完畢，沿底板1圈進行側板最底層1塊板安裝，該側板安裝要與基礎混凝土預留槽相咬合，并與底板周邊螺栓擰緊后，開始搭設水箱內支撐架，支撐架底部根據(jù)支撐架立桿的位置安裝槽鋼，槽鋼沿橫方向安置并與底板固定，搭設支撐架第一道縱橫水平桿距底板高度為500 mm，水平桿末端預留15～25 mm的自由端，待側板安裝到位后采用頂絲拉錨件固定到位，第二道縱橫水平桿距離第一道間距為1 m，依次類推，最后一道水平桿距離頂板高度為500 mm。

(9)側板連接。安裝時應先安裝4個角部，然后從一側開始逐層安裝，側板要與下側底板型號相對應，螺栓孔上下板相對應，每層板之間的密封條要順直，嚴禁打曲。

(10)側板連接處密封檢驗。側板連接時，要逐層檢驗密封條的密封情況，檢測方法同底板密封檢驗。待全部側板安裝完畢，拉線檢查側板垂直度，如有扭曲部位，調節(jié)頂絲拉錨件，將其校核到位。

(11)頂板下料。頂板下料要與側板最頂層尺寸、規(guī)格相吻合。采用BIM軟件預排版，頂板下料時應充分考慮預留洞口的位置，且盡可能與底板相對應，以便于支撐架安裝。

(12)頂板鋪設。側板安裝完畢，采用頂絲拉錨件固定側板，并再次檢查其垂直度、陰陽角方正度和對角線偏差等，檢查合格后，根據(jù)支撐件位置在縱橫方向按方案鋪設槽鋼，槽鋼與立桿上端頂絲拉錨件固定，然后開始鋪設頂板，頂板從中央沿長邊向兩側鋪設。

(13)頂板連接。待頂板全部就位后，先將密封條插入每相鄰兩塊板的縫隙，然后在螺栓孔部位插入螺栓，先擰緊每塊板的四角螺栓，再安裝中央螺栓，待頂板連接全部到位后，開始連接頂板與側板邊緣部位，連接時先用螺栓固定四角，在依次從兩側向中央固定。

(14)基坑回填。待整個水箱安裝完畢，向水箱內注水，注水深度不小于水箱高度的2/3，然后靜置24 h，檢查其密封性能，待檢驗合格后，先用帶膨脹的細石混凝土將基礎預留槽塞填密實，再將側板外側涂刷防腐劑，要求涂層厚度≮2 mm，靜置12 h以上，開始回填基坑外側?；靥顣r要求采用優(yōu)質黏土，不得含有雜物，使用前應過篩，回填土粒徑≯15 mm；回填時應在相對兩側或四周同時進行，且兩側標高不可相差太多，以免水箱移位。

考慮到該工程有基坑支護體系，水箱安裝完畢，基坑四周土方回填需要注意的是：一是將基坑四周的雜物清理干凈，降水井四周做好保護措施，并隨回填高度做好井管加長措施，確保井內不得進入土塊等其他雜物；二是回填土時要相對兩側同時進行，每步回填厚度≯300 mm，打夯機打夯時要做好水箱側邊的防護措施，嚴禁打夯機直接碰撞水箱；三是待回填厚度超過水箱高度的2/3時，開始拆除支撐體系，拆除時，要先拆除水平支撐體系再拆除拉森鋼板樁，先拆除長邊拉森鋼板樁再拆除短邊拉森鋼板樁，先拆除中央部位再拆除四角。

(15)覆土回填?；踊靥畹轿缓?，即回填至水箱高度的2/3以上時停止回填。將水箱內部水全部排出，開始安裝水泵房內的供水機組及與排水管網(wǎng)對接，待全部工作就位后，二次注水至水箱頂，靜置24 h以上，檢查其密封性能，并開始在頂板外側涂刷防腐劑，回填頂板覆土，覆土回填嚴禁打夯，但必須分層回填，回填每層厚度≯300 mm。

3.3 注意事項

(1)水箱板材符合GB/T 3280—2015《不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶》的要求。

(2)裝配式不銹鋼水箱板塊之間連接處由密封橡膠圈和熱鍍鋅螺栓擰合而成，施工時應做好檢驗工作。

(3)施工時要計算側壁側壓力，合理布置腳手架。

3.4 適用范圍

組裝式BDF水箱可應用于市政供水管網(wǎng)水量不能滿足用戶需求的區(qū)域、市政供水管網(wǎng)水頭過低的區(qū)域、市政供水管網(wǎng)壓力波動過大的區(qū)域、經(jīng)常性停水的區(qū)域、市政供水管網(wǎng)干管管徑過小的區(qū)域等；這些區(qū)域的普通住宅、商住樓、寫字樓、居民小區(qū)、機關、賓館和學校等的生活和消防用水、工業(yè)與民用建筑生活用水等給水的貯存，還可用于食品飲料和化工行業(yè)的儲液槽、一級太陽能、空氣熱泵等熱能用配套保溫水箱。

4 結語

BDF裝配式水箱是由鍍鋅鋼板和不銹鋼板復合沖壓成型模板，由螺栓連接而成的儲水設備。產品性價比高、耐腐蝕性強、抗震性能好、便于運輸、無需大型吊裝設備，不同規(guī)格均可現(xiàn)場組裝完成；與傳統(tǒng)水箱相比，耗材較少，結構強度較高，且建設速度快。該技術綜合了變頻恒壓供水設備和管網(wǎng)疊壓無負壓供水設備的的優(yōu)點，是根據(jù)自來水管網(wǎng)壓力反饋將設備的進水水源智能變換，自來水服務壓力很高或者用水低峰時，它就會自動將設備進水源的電動閥打開，水箱供水電動閥關閉；當用水高峰時，它就會自動關閉自來水進水電動閥，并打開水箱供水電動閥，此時它又變?yōu)榱藗鹘y(tǒng)的變頻恒壓供水設備，不會減少自來水管網(wǎng)的用水壓力。該水箱不僅增加了抗振、抗沖擊的強度，克服了強度不均勻的缺點，還提高了耐壓強度和使用壽命；在外型設計上，水箱板塊中部呈凹陷弧度，提高了其承壓能力。