第四章水工程构筑物施工

第4章水工程构筑施工第四章水工程构筑物施工第一节现浇钢筋混凝土水池施工第二节装配式预应力钢筋混凝土水池施工第三节沉井施工第四节地下水取水构筑物——管井施工第五节江河取水构筑物浮运沉箱法施工现浇钢筋混凝土水池施工现场第一节现浇钢筋混凝土水池施工一、提高水池混凝土防水性的措施浇筑水池结构的混凝土常采用外加剂防水混凝土和普通防水混凝土，以提高防水性能。外加剂防水混凝土：用掺入适量外加剂方法，改善混凝土内部组织结构，以增加密实性来提高抗渗性的混凝土。普通防水混凝土：在普通混凝土骨料级配的基础上，以调整和控制配合比的方法，提高自身密实度和抗渗性的一种混凝土。☼混凝土为非均质性材料，内部有许多大小不等以及彼此联通的孔隙。普通防水混凝土是一种富砂浆混凝土，用一定数量和质量的砂浆在粗骨料周围形成一定浓度的良好的砂浆包裹层。第一节现浇钢筋混凝土水池施工普通防水混凝土在施工中应注意如下问题：选择合适的配合比。水灰比。一般以0.5～0.6较为适宜。水泥用量。不小于320kg/m3，水泥标号不宜低于425号。砂率。以35％～40％为宜。灰砂比。应在1∶2～1∶2.5范围。坍落度。以3～5cm为宜。改善施工条件，精心组织施工。搅拌：采用机械搅拌，搅拌时间≥120s。运输：常温下应在半小时内运至浇筑地点。浇筑和振捣：分层浇筑，每层厚度不宜超过30～40cm，相邻两层浇筑时间间隔不应超过2h。养护：混凝土浇筑达到终凝(一般为4～6h)即应覆盖，浇水湿润养护不应少于14d。不宜过早拆除模板。拆模时应使混凝土表面温度与环境温度之差不超过15℃，以防产生裂缝。第一节现浇钢筋混凝土水池施工作好施工排水工作。在有地下水地区修建水池结构工程，必须作好排水工作，以保证地基土壤不被扰动，使水池不因地基沉陷而发生裂缝。施工排水须在整个施工期间不间断进行，防止因地下水上升而发生水池底板裂缝。第一节现浇钢筋混凝土水池施工二、混凝土构筑物的整体浇筑贮水、水处理和泵房等地下或半地下钢筋混凝土构筑物特点是：构件断面较薄，有的面积较大且有一定深度，钢筋一般较密；要求具有高抗渗性和良好的整体性，需要采取连续浇筑。☼对于面积较小、深度较浅的构筑物，可将池底和池壁一次浇筑完毕。面积较大而又深的水池和泵房地坑，应将底板和池壁分开浇筑。混凝土底板的浇筑运输：地下或半地下构筑物平底板浇筑时，混凝土的垂直和水平运输可以采用多种方案。混凝土泵车，塔式起重机、桅杆起重机等。第一节现浇钢筋混凝土水池施工第一节现浇钢筋混凝土水池施工混凝土底板的浇筑（方法）池底分平底和锥底两种。锥形底板从中央均匀向四周浇筑。为了控制水池底板、管道基础等浇筑厚度，应设置高程标桩，混凝土表面与标桩顶取平；或设置高程线控制。混凝土底板的浇筑（方式)混凝土在硬化过程中会发生干缩。如果混凝土四周有约束，就会对混凝土产生拉应力，应进行分块浇筑要限制同时浇灌的面积，而且各块面积要间隔浇筑。块间设伸缩缝,宽约1.5~2cm，木板预留，收缩基本完成后，缝内填入膨胀水泥或沥青玛蹄脂。第一节现浇钢筋混凝土水池施工混凝土板的振捣方式用平板式或插入式振动器捣固。平板式振动器的有效振捣深度一般为20cm。两次振捣点之间应有3～5cm搭接。振捣时间与混凝土稠度有关。混凝土内气泡不再上升，骨料不再显著下沉，表面出现一层均匀水泥砂浆时，振捣就可停止。底板混凝土振捣后，用拍杠或抹子将表面压实找平。第一节现浇钢筋混凝土水池施工第一节现浇钢筋混凝土水池施工第一节现浇钢筋混凝土水池施工第一节现浇钢筋混凝土水池施工混凝土池壁的浇筑为避免施工缝，混凝土池壁一般采用连续浇筑。在池壁的垂直方向分层浇筑。每个分层称为施工层。相邻两层时间间隔≤初凝时间一般情况下，池壁模板是先设一侧，另一侧随着混凝土浇筑高度而向上支设。钢筋的绑扎、脚手架的搭设也随着浇筑而向上进行（图4-5）。为使各工序进行平行作业，应将池壁分成若干施工段。池壁混凝土应分层浇筑完成，每层混凝土的浇筑厚度不应超过400mm。每层混凝土的浇筑间歇时间不宜大于1h。用溜筒浇筑混凝土的落下高度（从溜嘴）不大于2m。插入式振动器的移位间距不大于300mm，振捣棒要插入到下一层混凝土内50～100mm，使下一层未凝固混凝土受到二次振动。池壁的混凝土浇到顶部应停1h，待混凝土下沉后再作二次振动，消除因沉降而产生的顶部裂缝。浇筑后的混凝土应及时覆盖和洒水养护。第一节现浇钢筋混凝土水池施工第一节现浇钢筋混凝土水池施工二、构筑物严密性试验渗水检验：通过满水试验，检查构筑物渗漏量和表面渗漏严密性检验：消化池进行闭气试验。1、满水试验：满水试验是按照构筑物工作状态检查构筑物的渗漏量和表面渗漏是否满足要求的功能性试验。试验条件：满水试验不应在雨天进行；池体的混凝土或砖石砌体的砂浆已达到设计强度；现浇钢筋混凝土水池的防水层、防腐层施工以及回填土之前进行试验；装配式预应力混凝土水池在施加预应力以后，保护层喷涂以前；砖砌水池在防水层施工以后；石砌水池在勾缝以后。第一节现浇钢筋混凝土水池施工第一节现浇钢筋混凝土水池施工满水试验方法充水：分三次充水，每次1/3，速度＜2m/d，间隔24h。水位检测：水位测针精度1/10mm，间隔24h蒸发量测定：无盖水池时测蒸发量水池的渗水量测定：＜2L/m2浸湿面积，24h212121eeEEAAqg——渗水量(L/m2·d)；A1——水池水面面积(m2)；A2——水池浸湿总面积(m2)；E1——水池水位测针初读数(mm)；E2——测读E1后24h，水池水位测针读数(mm)；e1——测读E1时蒸发水箱水位测针初读数(mm)；e2——测读E2时蒸发水箱水位测针读数(mm)。2、闭气试验闭气试验是观察24h前后的池内压力降。按规定；消化池24h压力降不得大于0.2倍试验压力。ΔP——池内气压降(daPa)；Pdl——池内气压初读数(daPa)；Pd2——池内气压末读数(daPa)；Pal——测量Pd1时的大气压力值(daPa)；Pa2——测量Pd2时的大气压力值(daPa)；t1——测量Pdl时的池内温度(℃)；t2——测量Pd2时的池内温度(℃)。☼一般试验压力是工作压力的1.5倍。21221d1273273P≤ttPPPPada第一节现浇钢筋混凝土水池施工第二节装配式预应力钢筋混凝土水池施工原理：在荷载作用之前，先对混凝土预加压力，产生人为的应力状态，它所产生的预压应力抵消了由荷载所引起的大部分或全部拉应力，致使构件在使用时拉应力显著减少或不出现拉应力。布筋：预应力钢筋混凝土中预应力钢筋主要沿环向布置，有时也在垂直方向施加预应力钢筋。施工方法：预应力钢筋混凝土的主要有：先张法和后张法。案例：承德市污水处理工程－污水处理厂（沉淀池）概况：承德市污水处理工程---体外预应力工程，污水处理厂－沉淀池底板现浇，壁板为预制结构装配体外无粘结预应力结构体系。此沉淀池壁板圆周较长，故在壁板中每一水平面均采用了两根无粘结预应力配筋。全部预应力筋采用1850级直径15.24mm的高强低松弛钢绞线，锚具采用单孔斜夹片式，预应力筋采用两端张拉。第二节装配式预应力钢筋混凝土水池施工预应力钢绞线预应力钢绞线第二节装配式预应力钢筋混凝土水池施工张拉力控制预应力张拉完成预应力未张拉预应力张拉张拉千斤顶控制压力表第二节装配式预应力钢筋混凝土水池施工先张法第二节装配式预应力钢筋混凝土水池施工后张法在构件或块体上直接张拉预应力钢筋，不需要专门的台座。第二节装配式预应力钢筋混凝土水池施工一、壁板的构造与制作池壁板的结构形式一般有两种，池壁板安插在底板外周槽口内。一种是两壁板之间有搭接钢筋；另一种是两壁板之间无搭接钢筋。第二节装配式预应力钢筋混凝土水池施工缠绕预应力钢丝时，须在池壁外侧留设锚固柱、锚固肋或锚固槽，安装锚固夹具，固定预应力钢丝。第二节装配式预应力钢筋混凝土水池施工壁板接缝应牢固和严密。壁板与池底间连接，先填里侧填料，预张应力后，再填外侧填料。在壁板顶浇筑圈梁，顶板搁置在圈梁上，提高水池结构抗震能力。第二节装配式预应力钢筋混凝土水池施工二、装配式水池的构件吊装吊装顺序可按选定的机械性能而定。通常有两种吊装顺序：一种是连续吊装柱、梁、盖板，由中心向外进展，然后吊装壁板；另一种是依次分别吊完柱、梁、壁板后再吊装顶盖板构件吊装校正后用水泥砂浆连接或预埋件焊接。采用焊接可提高结构的整体性及抗震性，而且不需设临时支撑。吊装前，在底板槽口外侧弧形尺宽度的距离弹墨线。吊装时，弧线尺寸外边贴墨线，内侧贴池底第二节装配式预应力钢筋混凝土水池施工三、壁板环向预加应力当壁板接缝浇筑的混凝土强度达到设计强度70%后开始。钢筋采用普通钢筋或高强钢筋（碳索钢筋）。普通钢筋在张拉前作冷拉处理。冷拉采用双控:用冷拉应力控制钢筋不均匀的张拉应力误差；用钢筋伸长率控制钢筋脆性。一般冷拉控制应力520~530MPa，延伸率为3.2~3.6%，不超过5%，不小于2%。预应力钢筋张拉方法：电热张拉法（不连续配筋）和绕丝张拉法（连续配筋）第二节装配式预应力钢筋混凝土水池施工第二节装配式预应力钢筋混凝土水池施工1、电热法张拉（不连续张拉）电张拉原理：将钢筋通电，使温度升高，长度延伸到一定程度，将两端固定。当撤去电源，钢筋冷却后，便产生了温度应力。照此方法可进行2~4次。预应力钢筋构造一般采用不连续钢筋，即将钢筋一根一根地在池壁上张拉，每根之间靠锚具连接。☼为了减少相邻钢筋锚具松动影响，采用上下两圈钢筋锚具相错排列。连接锚具具有螺丝杆、墩粗头、帮条端及其他类锚具第二节装配式预应力钢筋混凝土水池施工施工要点☼在通电均匀，但钢筋表面温度散失各向不同，造成每圈各段钢筋的锚固夹具螺丝拧动是受力将不均匀。因此，在整圈、分段一次张拉钢筋时，控制每圈钢筋同速张拉张拉时采用导线夹具。通电后，采用预热、张拉、在预热、再张拉的带电张拉操作。为控制呆断电前不致因急速降温而立即建立应力，出现池壁摩阻的现象，因继续通电2~3min，并检测钢筋位置。调整准确。张拉顺序采用如图。相邻两排的锚固位置应错开，并在锚固槽（柱）相交处的钢筋做绝缘处理，电热温度不应超过350摄氏度。可采用整圈、分段一次张拉，也可采用整圈、分段依次张拉。2、绕丝张拉基本原理：绕丝机在池壁转动，由于连续的钢丝缠绕，使池壁混凝土结构向内产生压力而形成预应力。由于钢丝盘与链轮为同一轴转动，但是，绕丝盘的周长l1略小于大链轮的周长l2，当大链轮自转一周后；绕丝盘尚未自转一周，亦即大链轮所放出的链条长度略长于缠丝盘放出的长度，这样钢丝就被拉长Δl＝l1-l2。两者长度差是钢丝产生预应力。☼缠丝钢筋直径为3~5mm，张拉应力可达150~200N/mm2。绕丝机工作：可由上向下或相反方向绕圈。缠丝机行走速度约为23.5m/min，回转小车行走速度约为31.6m/min。☼池壁两端不能用绕丝机缠绕的部位，应在顶端或底端使钢丝加密或改用电热法张拉。张拉后的钢筋，每一定间隔用锚具固定在锚固槽内。鉴于贮水构筑物池壁受力随水深呈线性增加，池壁各高度的预应力钢筋根数随高度的增加而减少。第二节装配式预应力钢筋混凝土水池施工第二节装配式预应力钢筋混凝土水池施工四、枪喷水泥砂浆保护层为防止预应力钢筋腐蚀，设置喷枪水泥砂浆保护层。喷射水泥砂浆保护层，应在水池满水试验后施工(以便于直观检查壁板及板缝有无渗漏，也方便处理)，而且必须在水池满水状况下施工。喷浆前必须对池外壁油、污进行清理、检验。枪喷水泥砂浆应符合下列规定：砂子粒经不得大于5mm；细度模量应为2.3~3.7，最优含水率应经试验确定，宜为1.5％~5.0%；水泥砂浆的配合比应符合设计要来，经试验确定，当无条件试验时，其灰砂比宜为1：2~1：3；水灰比宜为0.25~0.35选用。第二节装配式预应力钢筋混凝土水池施工喷浆机罐内压力宜为0.5MPa，供水压力应相适应