摘 要:针对以往钢筋混凝土水池施工所暴露的问题,深圳市某污水处理厂工程SBR 池在高温施工条件下,通过处理好水池基底、严格控制混凝土温度、降低内外温差、处理好池体变形缝、施工缝和后浇带所采取的一系列施工技术措施及其池体满水试验的方法和结果。
关键词:钢筋混凝土水池;施工要点;技术措施; 满水试验
中图分类号: TU11 文献标识码:A 文章编号:167223198 (2008) 0220292201
1 工程概况和特点
深圳市某污水处理厂SBR 池工程是由两座矩形钢筋混凝土池体组成,北面为1 # ～4 # 池,南面为5 # ～8 # 池,每组池体长度122. 95 米、宽度51. 20 米(轴线尺寸) ,沿长度方向平行于池体短边设30mm 宽度变形缝四道,沿短边平行于长边方向在池墙中部设30mm 宽度变形缝一道(底板设后浇带) 将每座池体划分为10 块(不含后浇带) 。池内、池顶设有工艺渠沟,池墙顶设走道板,池底面标高42. 61 米,池顶面标高49. 11 米,钢筋混凝土底板厚750mm ,上附加150 厚C15 底板配重混凝土, 钢筋混凝土池壁下端厚750mm ,经过变径后上端厚250mm ,此外每座池内还设有多道断面不同的隔墙。
SBR 池混凝土浇筑约17916 米3 ,其中C10 和C15 为现场自搅拌混凝土3052 米3 ,其余为C25 、C25S6 及C25 膨胀混凝土共14864 米3 ,采用固定生产厂家的商品混凝土。
施工要点是: ①SBR 池天然地基部分为素填土及淤泥,由于SBR 池对不均匀沉降反应敏感,因此必须对素填土及淤泥层地基进行严格的处理; ②SBR 池底板及下端池壁混凝土厚度达到750mm ,体积大,而按工期和施工进度要求,池体混凝土浇筑又必须在5 - 9 月份完成,正值深圳的高温炎热期,日最高温度达39 ℃,夜间最高温度达30 ℃左右;根据这些特点,混凝土施工除必须满足强度和耐久性等要求外,其关键是控制混凝土的最高温升及其内外温差,防止结构出现有害裂缝,影响池体的抗渗; ③变形缝一般为防水构件的薄弱环节,而本工程的池体变形缝较长,总长达到564米; ④为了减少混凝土的浇筑高度,利于混凝土振捣密实,分别在43. 60 米和46. 60 米留设水平施工缝,施工缝的长度约700 米,因此防止施工缝漏水为本工程施工的又一要点;⑤后浇带纵贯整个池体,宽度为1. 0 米,施工质量的好坏直接影响池体的防水功能。
2 施工技术措施
2. 1 对局部软弱地基进行处理
尽管设计要求SBR 池对地基的承载力不高,但对不均匀沉降反应较为敏感,如果局部软弱地基处理不好,很容易使池体产生裂缝。本工程基础开挖至设计标高后,遇到杂填土即清理干净,然后从最低处开始填土,填土料采用粘性土,有机物含量不超过5 % ,土料的含水量控制在2 %之内,整片分层回填碾压,换填的地基在回填时分层检验,当检测的地基密实度达到设计要求———93 %时进行下一道工序,否则重新换填碾压,直到合格。
2. 2 高温季节底板及下端池壁混凝土施工的技术措施
大体积混凝土硬化期间水化过程释放的水化热和浇筑温度所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用,由此产生的温度应力和收缩应力,是导致结构出现裂缝的主要因素。因此,主要采用减少水泥用量以控制水化热,降低混凝土出机温度以控制浇筑温度,并采取保温养护等综合措施来限制混凝土内部的最高温升及其内外温差,控制裂缝并确保高温情况下顺利泵送和浇筑。
(1) 限制水泥用量降低混凝土内部水化热。
①选择水泥。选用水化热较低的# 425 矿渣硅酸盐水泥。其早期的水化热与同龄期的普通硅酸盐水泥相比,3d的水化热约可低30 %。②掺加磨细粉煤灰。在每立方米混凝土中掺加粉煤灰75kg ,改善了混凝土的粘聚性和可泵性,还可节约水泥50kg。根据有关试验资料表明,每立方米混凝土的水泥用量每增减10kg ,其水化热引起混凝土的温度相应升降1～1. 2 ℃,因此可使混凝土内部温度降低5～6 ℃。
磨细石灰粉煤粉掺入混凝土内,对混凝土的和易性,可塑性,泌水性及强度都有不同程度的益处,对混凝土的干缩也无不良影响。在保证混凝土强度不变的情况下,在C20 、C30 等级范围内每立方米混凝土可用30kg 粉煤灰代替20～30kg 水泥,使混凝土单方放热量降低了25 %。用掺粉煤灰来降低水泥用量而减少混凝土的水化热从而降低混凝土出机温度有较好的效果。
(2) 用原材料降温控制混凝土出机温度。
根据由搅拌前混凝土原材料总热量与搅拌后混凝土总热量相等的原理,可求得混凝土的出机温度T ,说明混凝土的初级温度与原材料的温度成正比,为此对原材料采取降温措施: ①将堆场沙、石子连续浇水,使其温度自浇水前的56 ℃降至浇水后的29 ℃,且可预先吸足水分,减少混凝土塌落度损失; ②虽混凝土中水的用量较少,但它的比热最大,故在搅拌混凝土用的3 只贮水池内加入冰块,使水温由31 ℃降到24 ℃。这样一来,经计算出机温度T 为32. 8 ℃,37 次实测的平均实测值33. 2 ℃,送达现场的实测温度为34. 60 ℃,从而使入模温度大为降低。
(3) 混凝土输送、浇筑及保湿保温养护。
(1) 为不使混凝土输送管道温度过高,在管道外壁四周用麻袋包裹,并在其上覆盖草包并反复淋水、降温。②考虑混凝土的水平分层浇筑装拆管道过于频繁,施工组织工作难于实施,故采取斜面分层浇筑,错开层与层之间浇筑推进的时间以利下层混凝土散热,但上下层之间严格控制,不得超过混凝土初凝时间,不得出现施工“冷缝”。由于泵送混凝土的浆体较多,在浇筑平仓后用直尺刮平。约间隔1. 5h ,用木蟹打压两次,以免出现表面收水裂缝。③混凝土抹压后,当人踩在上面无明显脚印时,随即用塑料薄膜覆盖严实,不使透风漏气、水分蒸发散失并带走热量。且在薄膜上盖两层草包保湿保温养护,以减少混凝土表面的热扩散,延长散热时间,减少混凝土内外温差。经实测混凝土3 天内表面温度在48～55 ℃之间,且很少发现混凝土表面有裂缝情况。
2. 3 变形缝的施工技术措施
本工程变形缝采用10mm 厚QZ1 - 300 型橡胶止水带。变形缝一般为防水构件的薄弱环节,而本工程的池体变形缝较长,总长达到564 米。(1) 为了防止变形缝处漏水,止水带安装时特别注意防止破损,采取可靠的方法固定,使用Φ20 预应力卡环与箍筋焊接,将卡环搭接部分张开以后产生预应力将橡胶止水带夹住。(2) 同时尽量减少止水带接头,在确需要采用接头时,聘请生产厂家的专业技术人员进行粘结,确保了接头的质量。(3) 注意将止水带表面清洗干净,加强止水带周围特别是止水带下部混凝土的震捣密实,保证了止水带和混凝土的粘结质量。
2. 4 施工缝的施工技术措施
(1) 为了防止施工缝漏水,墙体水平施工缝在基层混凝土浇筑时预埋厚δ= 1. 2mm ,宽b = 400mm 通长镀锌止水钢板。(2) 施工缝表面凿毛,松动石子应凿除并用压力水清洗干净。(3) 混凝土浇筑前24 小时内将基层面浇水湿润,并铺一层厚约5cm 与混凝土配合比相同的水泥砂浆一层。(4) 为了防止模板与原混凝土墙体之间漏浆,在模板与原混凝土墙体之间夹5mm 厚的橡胶海绵。
2. 5 后浇带的施工技术措施
由于后浇带纵贯整个池体,经过多方洽商,决定由我公司委托某建材公司对SBR 池后浇带混凝土外加剂掺量进行配比实验,试验报告的主要数据如下:外加剂名称FDN -330A ,掺量2. 20 % ,试配试块C30 ,3 天龄期的抗压强度为27. 5Mpa ,达到强度标准值的92 % ,7 天龄期的抗压强度为32. 0Mpa ,达到强度标准值的107 % ,设计院根据试验报告的结果确认此配合比,后浇带混凝土在最后一块底板混凝土浇完48 天后施工,其搅拌时间比普通混凝土延长60～120S。
3 满水试验
(1) 待水池混凝土强度达到设计强度后,先在池壁上作好标高的标志,以不超过2m/ d 的速度灌入清水,第一次充水至设计水位的1/ 3 时,第二次充水至设计水位的2/ 3 时,第三次充水至设计水位,相邻两次充水时间不少于24h ,同时进行沉降观测并做好记录。(2) 在按设计水位标高充满水24h 后,用以下方法测定水池24h 渗水量:事先做直径为50cm ,高30cm 的敞口钢板水箱,要求绝对不渗漏,将其灌满水后在同等日照条件下进行蒸发量测试。水池渗水量计算:24 小时后用水位测针准确测出池壁水位减少高度,计算出减水量扣除蒸发量,判断是否符合实际渗水量不超过2L/m2. d 的规范和设计要求。(3) 同时在业主和监理工程师的监督下,对池外壁认真进行外观检查,有无渗漏点及水印湿迹,并填写记录表。
4 结束语
本工程经各有关单位的严格检查,SBR 池未发现有害裂缝,仅表面有个别收水裂缝,混凝土密实平整光洁,无蜂窝麻面,无任何渗漏现象,最大渗水量为1. 38L/ m2 . d ,占设计渗水量允许值的69 % ,满足了设计要求,本工程经过综合评定为“优良”工程。
