直径50m圆形预应力混凝土池壁无缝施工的难点分析与控制措施.pdf

1 08 4 建 筑 技 术 Ar c hi t ec t u r e T e c hn o l o m 第 4 1 卷第 l 2期 2 0 1 0年 1 2月 Vo 1 41 No 1 2 De c2 01 0 直径5 0 m圆形预应力混凝土池壁无缝 施工的难点分析与控 制措施 贾高莲 ( 山 西省 第 一 建 筑 工程 公 司 ， 0 7 7 0 3 8 ， 山 西侯 马 ) 摘 要： 某污水处理厂二次沉淀池池壁内径5 0 m， 周长1 5 7 8 6 m。 针对不留伸缩缝及施工缝等设计要求 ， 在钢 筋绑扎、 穿筋 、 混凝土配合比、 分段振捣 、 预 应力张拉等工序 中制定了针对性措施 ， 降低 了施工难度 ， 保证了无粘 结预应力混凝土工程 的顺利施工。 关键词 ： 沉淀池； 预应力混凝土 ； 无粘结预应力筋张拉 中图分类号 ： T U 7 5 5 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 0 J 1 2 1 0 8 4 0 3 D FI CULTY ANALYS I S AND CoNTRoL M EASURES DURI NG S EAM LES S CoNS TRUCTI oN oF CI RCULAR PRES TRES S ED CONCRETE POOL WALL W I TH A DI AM ETER oF 5 0 m JI A Ga o-l ian ( No 1 C o n s t r u c t i o n E n g i n e e r i n g C o mp a n y o f S h anx i P r o v i n c e ，0 7 7 0 3 8 ，Ho u m a ，S h a n x i ，C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e s e c o n d a r y s e d i me n t a t i o n p o o l wa l l O f a s e wa g e t r e a t me n t p l a n t h a s a n i n s i d e d i a me t e r o f 5 0 m a n d a p e r i m e t e r o f 1 5 7 8 6 mC o n s i d e r i n g t h e d e s i g n r e q u i r e me n t s f o r n o t f o r mi n g e x p a n s i o n j o i n t a n d c o n s t r u c t i o n j o i n t ，s p e c i a l me a s u r e s a r e e s t a b l i s h e d d u ri n g t h e c o n s t ruc t i o n p r o c e s s e s ，s u c h a s s t e e l b a r b i n d i n g ， s t e e l b a r s e t t i n g ， c o n c r e t e p r o p o r t i o n i n g ， v i b r a t i n g i n s e g me n t a n d p r e s t r e s s t e n s i o n i n g ， e t c ， t o r e d u c e t h e c o n s t ruc t i o n d i f f i c u l t y a n d g u a r a n t e e s mo o t h a n d s u c c e s s f u l c o n s t ruc t i o n o f u n b o n d e d p r e s t r e s s e d c o n c r e t e wo r k K Ke y wo r d s ：s e d i me n t a t i o n po o l ；p r e s t r e s s e d c o n c r e t e ；u n b o n d e d p r e s t r e s s e d s t e e l b a r t e n s i o n i n g 某污 水处 理厂 工程 二 次沉 淀 池 池壁 内径 5 0 m， 池 壁周长为1 5 7 8 6 m。由于二沉池长期储存污水 ， 因此对 混凝土池壁的整体性 、 抗裂性 、 抗渗性和抗冻性要求较 高。 所以在设计中池壁既不设置伸缩缝 ， 施工过程中也 不允许留设施工缝 ， 施工完成后的二沉池按 给水排水 构筑物工程施工及验收规范 进行满水试验 ， 试验结果 必须达到规范要求，即预应力混凝土池壁达到无缝标 准 1 难 点 一 沉淀池 沿池壁 周圈设6 个扶壁式 混凝土 锚 固肋 ， 沿 池壁高度设有2 0 环无粘结预应力筋 ，每环分为3 段 ， 包 角为1 2 0 。 。如何完好地穿入无粘结预应力筋并控制无 粘 结预 应力 筋在池壁 中的水平 位置和纵 向位 置 ，且 在 振捣混凝土时不发生位移是一个施工控制难点。 1 1 设计控 制 根 据设 计 要 求 ， 池 壁 厚 度 为2 5 0 fi l m， 无 粘结 预 应 力筋位于 池壁外侧钢 筋 的内侧 ， 紧贴 外侧钢 筋 。 沿池壁 圆周每 间隔 1 m 设 1 根( b 6 5 钢 筋用 来架设 无粘 结预应 力 收 稿 日期 ： 2 0 1 0 0 8 1 5 作者简介 ： 贾高莲 ( 1 9 7 5 一 ) ， 女 ， 山两侯马人 ， 工程师 ， e ma i l ： j i a g a o l i a n l 2 3 4 l 6 3 c o m 筋并控制无粘结预应力筋的标高位置，该钢筋的上皮 标高 即为无粘 结预应 力筋 的下 皮 。 1 2施工控 制 ( 1 )在绑扎并验收池壁普通钢筋后 ，支设并稳固 池壁内侧模板， 模板的垂直度和位置应符合规范要求。 垫设 内侧 钢筋 的保 护层垫 块 ，以确保 内外 侧钢筋 位于 正确位置。 ( 2 )用水准仪沿池壁周圈抄平 ，每隔l m 抄1 个高 程点 ， 与架设 筋的位 置相符 。 ( 3 )向上向下引测出沿高度方向的每一环预应力 筋的下皮标高 ， 因预应力筋紧贴外侧钢筋 所以高程点 抄 在外 侧钢 筋上 ， 以减 少向上及 向下 的引测误差 。 ( 4 )按测出的预应力筋下皮标高将架设筋点焊在 内外侧钢筋上， 并确保架设筋的水平。 架设筋在竖直方 向位于一条线上 ， 防止振捣混凝土时被振捣棒碰撞。 ( 5 )穿入预应力筋前应核对图纸 ，确认预应力筋 的标高和端头在锚固肋的位置正确。穿入时 ， 端头1 人 向前拉 ， 锚 固肋处1 人向前送入 ， 中间3 人轻抬无粘结预 应力筋向前送。 动作应一致 ， 不得使无粘结预应力筋在 竖 向钢筋 上发生摩 擦而 造成 护套 破损 。若发现 护套损 伤 ， 应立即采用水密性胶带缠裹 ， 胶带搭接宽度不小于 胶带宽度的1 2 ， 缠裹长度应超过破损长度。穿设完毕 2 0 1 0 年 1 2 月 贾高蓬 ： 直径5 0 m圆形预应力混凝士池壁无缝施工的难点分析与控制措施 1 0 8 5 后 ，检查锚固肋处的无粘结预应力筋两端 的预留长度 是否一致并满足张拉要求，然后从一端向另端开始 用铁丝将无粘结预应 力筋绑扎在外侧钢筋和架设筋 上。 特别 是在锚 固肋 中 ， 应控 制无粘 结预 应力 筋与锚 垫 板 垂直 。 ( 6 )振捣混凝土时 ， 振捣棒应偏向池壁内侧， 不得 碰撞预应力筋 ， 并应避开间隔1 m的架设筋位置。 2难 点 二 沉淀池池壁周长1 5 8 m 高4 3 2 m 混凝土量1 7 0 6 4 m 3 ， 施工 气温 3 0 ， 如 何在 高 温环 境 下确 保 混凝 土 池 壁 不 留设施 工缝 ， 成 为 又一个施 工 控制难 点 。 2 1 施 工方 法的选 择 池壁高4 3 2 m， 分层浇筑 。因施工场地限制 ， 只能 采用拖泵进行浇筑，混凝土泵管的接长及倒管占用了 1 3 1 2 的 浇 筑时 间 ， 所 以 浇 筑 时 ， 要 考 虑 初 凝 前 是 否 能完成一层或一段的浇筑 ， 不留设施工缝。 综合考虑现 场的人员配备及施工过程中接泵管 、倒泵管的时间损 失 ， 实 际每h 可浇 筑混凝 土7 8 m 。 若沿池壁高度方向分层浇筑 ， 每层浇筑高度为5 0 0 mm， 浇 筑量 为 1 9 7 5 m ， 可在 3 h 内 完成 ， 但 一 旦堵 管 又 不能及时疏通 ， 将沿池壁周圈留下长达1 5 7 m的水平施 工缝。若将整个池壁分为6 段 ， 每段的混凝土浇筑量约 2 8 4 4 m ，4 h 内可浇筑完1 段 。即使发生意外而留下沿 高度方向的斜 向施工缝 ，其长度与处理难度与水平施 工缝相比也小得多。 为此 ， 将池壁分为6 段， 按序号分段 浇筑( 图1 ) 。 浇筑前， 除预先铺设混凝土输送泵管道外 ， 为节省浇筑过程 中倒泵管的时间 ，再多储备原有输送 泵管长度 的1 2 。浇筑时在每段分多层一次 浇到池壁 顶 ， 为此在确定配合比时 ， 将混凝土的初凝时间定为不 小 于6 h， 施 工过 程 中也 尽量 节 省 浇 筑 时 间 ( 操 作 工 人 轮班吃饭 、 休息) ， 以免留下施工缝。 1 段 6 段 图1 混凝土分段浇筑顺序示意 2 2优化 配合 比 ( 1 )根据 对混 凝土池 壁 的抗 裂 及抗渗 要求 ，结 合 施工期间的气候 、 温度 、 混凝土坍落度 、 和易性及各段 浇 筑混凝 土所 需时 间 的要 求 ，对 混凝 土配 合 比进 行 多 次试 验 ， 通过对 比论 证确 定了最 佳配 合比 。 ( 2 )在满 足泵送 的条 件下 ，最 大限度 地减 小混 凝 土坍落度 ， 以保证浇筑过程 中不产生离析 ， 避免振捣过 程 中石子 下沉和 浮 浆过 多而造成 池壁 顶部 产生干 缩 裂 缝 。 ( 3 )选用 与水泥 相容 的缓凝 剂进行 混 凝土凝 结 时 间试 验 。 分别做 了5 ， 8 和 1 0 三个掺 量 的配合 比 ， 在 尽可能相同条件下监测混凝土的凝结时间 ，选择满足 设计要 求 、 施 工条件和 施 工方法 的最佳 配合 比 ， 防 止产 生施工缝和混凝土裂缝。 2 3 混凝土 浇筑 过程 中的质 量控 制及养 护 ( 1 )在 混凝 土泵 送和 浇筑过 程 中 ，严 禁任意 加水 而改变混凝土的水灰比。 ( 2 )混凝土振捣应均匀， 不得漏振和过振 。 浇筑过 程中有专人在振捣地点观察模板及预应力筋防止胀 模 、 跑模 、 漏浆和破坏预应力筋。每段混凝土须分层浇 筑 ， 分层振捣， 以确保混凝土密实 ， 无蜂窝麻面 。 留置同 条件试块 ，待混凝 土强度达到设计强度的8 5 H 进行 无粘结 预 应力筋 的张拉 。 ( 3 )混凝土浇完后， 用塑料薄膜覆盖池壁预 ， 避免 水分蒸发 ， 浇筑1 2 h 后进行二次振捣 ， 消除收缩裂纹 和 表面 泌 水 ， 2 3 h 后进 行 二次 抹压 。抹 压 后仍 覆盖 塑 料薄膜 ， 并派专人对池壁顶浇水养护。 池壁模板拆除后 派 专人 浇水 养护 ， 使池壁 混凝 土始 终保持 湿润状 态 。 抗 渗 混凝 土 的养护 时间 不少于 1 4 d 。 3难 点 三 无粘结预应力筋采用控制应力张拉 ，用伸长值校 核 ， 其张拉过程是又一个施工控制难点。 3 1设计 张拉控 制 程序和 要求 本工程张拉顺序是 自下而上 ， 每环的3 根预应力筋 用6 个千斤顶对预应力筋两端 同时张拉。预应力筋d ： 1 5 2 n a m( 7 q b 5 ， 截面面积为1 4 0 mm ) ， 钢绞线强度标准 值 = 1 8 6 0 N m m 2 ，张拉控制应力值 = 1 3 5 0 N m m ， 张拉力 = 1 8 7 k N。混凝土强度达到8 5 以上时方可张 拉。锚具采用夹片锚具。 3 2张拉 前的准 备工 作 3 2 1确定 张拉 方案 依据设计提供的张拉数据算出预应力筋的理论伸 长值。 张拉采用穿心式千斤顶 ， 根据理论伸长值和张拉 1 0 8 6 建筑技术 第 4 1 卷 第 l 2期 工具 的最 大行程确定 张拉分 几次完成 。张拉 伸长值 的 计 算按文献 1 公 式计算 。 经计算 ， 每根预应力筋的伸长值为3 3 8 m m， 采用 两端张拉 ， 即一端的平均伸长值为 】 6 9 mm； 但张拉 干 斤顶 的行程 仅 为 1 7 0 m m， 需 分两级 张 拉 完成 。 当第一 次张拉到0 _ 3 ， 一端的伸长值为5 1 m m( 第一次) + 1 l 8 mm( 第二次 ) ， 张拉 千斤顶 的行程能满 足张拉 要求 。 张拉 过程 ： 0 矗 初应 力 ( 0 1 ) + 0 - 3 一 ( 持 荷 2 m i n 锚固) 。 确定张拉顺序 ：安装预应力筋锚具一安装 于斤 顶一进油张拉至0 1 o ( 测量千斤顶油缸外露长度 ) 一进油张拉至0 3 口 ( 测量千斤顶油缸外露长度 ) 一 回 油一 二次张 拉安 装千 斤顶一 进 油 张拉 至0 3 ( 测 量千斤顶油缸外露长度 ) 一进油张拉至 ( 测量干 斤顶油缸外露长度 ) 一持荷2 m i n 一卸荷锚 固一填写 记录 。 预应力筋实际伸长值 = ( 一 L ) + ( L 一 L ， ) + 5 - A B = I 1 1 ( L z ) + ( 4 一 ， ) 一 2 式 中 广 _初 应力下 的推算伸长值 ，因初应力 为 0 1 ，根据弹性范围内张拉力与伸长 值成正 比 的关系计 算 ， L = ( L - L ) + ( 一 3) 9 。 锚具 的回缩值 ， 取5 mm。 千斤顶内预应力筋的张拉伸长值，千斤 顶内预应力筋长2 5 0 t m， 采用张拉伸长 值公 式计算 ， 其值为 1 5 m m。 3 2 2 机 具 与张拉操作 面的 准备 ( 1 )在预应力筋张拉前， 应对张拉机具进行校验， 将设计张拉力值换算为张拉机具能反映的数据，并标 于张拉机具上， 以方便操作。 ( 2 )在锚固肋处搭设供放置张拉设备和供3 名人 员进 行操作 的平 台 。 ( 3 )将锚垫板表面的混凝土及杂物清理干净 ， 去 除预应力筋护套 ， 并擦去表面油脂。 3 2 2 操 作人 员准备 对沿 整个 池壁 周 圈 的3 根预 应 力筋 同时进行 两 端 张拉， 共需6 个千斤顶和6 组操作人员。 张拉前对操作人 员进 行详细 的技 术安全 交底 ，选 择责任 心强 的人 员担 任组长并操作张拉机具 ， 其他人员配合。另配备3 名电 工为 油泵接线 ， 负责用 电安全 。 3 3张拉过程 控制 ( 1 )安装锚具时， 应将夹片均匀打紧并外露一致。 张拉时 ， 千斤顶张拉力的作用线应与锚板垂直。 为保证 张拉同步进行 ， 应设专 人负责 ， 统一指挥 ， 协调 一致 。 每 个张拉步骤统一开始并统一结束 ，出现不正常现象时 要 立即报告 ， 暂停张拉 。 ( 2 )张拉过程中，如发现实际伸长值大于或小于 计算伸长值的6 时 ， 应暂停张拉， 查明原因并采取措 施后方可 继续 张拉 。 ( 3 )施工区域 内非操作人员不得靠近 ，操作人员 应 站在千 斤顶侧面 ， 千斤顶 后不得站 人 。 ( 4 )张拉完成后， 应对锚固端进行封堵。 先采用砂 轮切割机将超长部分的预应力筋切断，严禁用电弧切 割 ， 切断后露出锚具外的长度不小于3 0 mm。 用塑料带 对端头进行缠绕封闭 ，再用C 4 0 膨胀混凝土对锚固肋 处进行 二次 浇筑封堵端 头 。 通过分析施工中的难点并预先制订控制措施 ， 本 工程施工的难度大大降低 ，保证了无粘结预应力混凝 土工程顺 利施工 。 参考 文献 1 后张预应力混凝土施工 册 M 北京 ： 中国建筑工业出版社 2 J G J 9 2 2 0 0 4 ， 无粘结预应力混凝土结构技术规程 S 3 GB 5 0 2 0 4 2 0 0 2 ， 混凝土结构工程施工质量验收规范 S 节能新建材 整体 式复 合保温装 饰板外保 温 系统 整体式复合保温装饰板外保温 系统保温层 的主要材料为聚氯乙烯发泡板 ，与其构造各层 的结合不再依靠粘结 ，而是用低碳度硫铝酸盐 聚合物水泥整体现浇的方法 ，通过预 留孔洞形 式形成芯柱 将保温层 固定在强度较高的复合 板材之间彻底解决了保温层与相邻构造层各 材料间粘结脱落剥离的问题。由于基层板材已 形成整体 ， 因而强度得到大幅提高， 具有轻质高 强 、 保温 、 耐候 、 装饰性好和安装周期短 的特点， 与现行 的幕墙装饰工艺有较高的兼容性 。 同时， 该保温系统具有现场施工快捷 ， 免除湿作业 ， 易 于现场加 工安装 ， 轻质 ， 整体强度高 ， 性价比高 等特点。 该外保温系统也适用于既有建筑改造。对 旧建筑无需除去旧涂料 、旧瓷砖 即可直接在墙 上安装龙骨架进行挂贴 ， 安装方便简捷 ， 节约成 本。与传统工艺相比 ，整体成本可 节约5 0 以 上。也可用于建筑墙体整体吸音保温装饰和抗 震防震墙体 的保温装饰 。