大型钢筋混凝土储水池施工技术

大型钢筋混凝土储水池施工技术探讨摘要：本文通过****公司钢铁厂原水处理工程储水池的施工技术措施的研究，从混凝土抗渗性、伸缩缝和施工缝的设置、水池内部防水等角度阐述了防水抗渗施工的重要性，着重分析讨论了提高水池防水抗渗性能的几种技术措施在具体工程实践中的应用，为今后同类型结构的构筑物施工提供借鉴。关键词：大型储水池地下工程防水技术1工程概况****钢铁联合有限责任公司钢铁厂原水处理储水池工程位于唐山市***工业区，原水处理储水池分为1＃、2＃两个储水池，每个储水池轴线尺寸280m×85m，是目前全国最大的钢筋混凝土水池。储水池为开敞式全地下钢筋混凝土结构，单个储水池储水量约11万立方米。主体结构采用C35S8高性能防腐阻锈防水混凝土。储水池内部防水采用1.0mm厚Ⅱ型水泥基渗透结晶型防水涂料。2储水池防水的重点控制储水池作为一种常见的混凝土特种构筑物，首先要保证池体结构具有良好的抗渗性和抗裂性，就必须对裂缝的发生和发展加以有效的控制。其次是水池的防水系统，根据地下混凝土水池防水工程的设计要求，为确保其防水系统完整性，满足工程项目地下部分的使用功能要求，在施工过程中采用了实用性的防水工艺技术。2.1重点控制部位混凝土抗渗性的问题混凝土是非匀质性材料，它的渗水是通过孔隙裂缝进行的。提高混凝土的抗渗性主要是提高密实度、抑制孔隙，孔隙的形成和孔隙的大小均与水灰比密切相关，因此，可用控制水灰比、水泥用量和砂率来保证混凝土的密实度，使混凝土浸水一定深度而不致透过。本储水池砼设计为S8级C35高性能防腐阻锈抗渗混凝土，地下水对砼具有腐蚀性，需严格把关混凝土的抗渗防腐性以及混凝土的密实度，控制混凝土裂缝的产生。混凝土结构除按照国家规范规程采取有效的措施，保证混凝土的施工质量外，还要严格按照《****钢铁厂工程施工技术规定》中关于混凝土结构工程的相关要求组织施工。地下混凝土结构工程，必须采用高性能混凝土，搅拌高性能混凝土，具体要符合下列要求：（1）高性能混凝土中应掺矿渣粉和粉煤灰或掺矿渣粉和钢渣粉等复合掺合物，掺合物的掺合量宜为胶凝材料总量的30%～50%，胶凝材料的最小用量为340kg/m3。（2）高性能混凝土中应掺高效减水剂、引气剂、钢筋阻锈剂，尽可能减少混凝土的用水量和水泥用量，提高混凝土密实度、钢筋抗锈蚀能力和耐久性。钢筋阻锈剂采用NST复合型防腐阻锈外加剂。（3）控制使用碱活性集料，碱活性集料的膨胀量应小于或等于0.1%，混凝土中的总碱含量不超过3kg/m3，防止混凝土发生碱-骨料反应。（4）控制砂、石原材料的含泥量，石子含泥量宜低于0.7%，砂子含泥量宜低于2%，从而减少混凝土在硬化过程中产生的收缩。（5）高性能混凝土拌合用水，使用****公司中水管道提供的中水，严禁使用海水。当使用其他水源时，对其进行检测，符合砼拌合用水标准时可以使用。伸缩缝问题伸缩缝实现的是为减小砼在施工期出现的温差应力作用所产生的收缩裂缝的一项裂渗预防控制措施。混凝土的浇注一般在入模24～30h左右，其产生的水化热即达到最高值，但由于池类结构的各构件厚度相对较薄，裸露系数较大，伴随着水化热从最高值开始下降至环境温度相一致的过程，砼出现冷缩并开始凝结，砼也同步获得初期强度，但这一强度无疑是低的，即使遇到不大的约束，但构件的长度较长的时候，极易使砼产生收缩裂缝。所以，结构构件的约束和长度这两个因素对温差作用十分敏感，所以在砼浇筑施工中留设伸缩缝则可有效地降低构件的约束，以消除长度对这一作用的影响，使结构砼由施工期温差作用和收缩应力相叠加的应力值小于混凝土抗拉强度，就可以达到消除大部分收缩裂缝的目的。但是这也给伸缩缝的防水做法提出更高的要求，所以施工时伸缩缝处的防水做法是控制重点之一。施工缝问题现浇整体式防水混凝土水池不留施工缝且一次浇筑完成最佳，但对如此大型的钢筋混凝土水池实际上不可能做到，这就提出了施工缝的设置问题，墙体只允许设一道水平施工缝，其位置不应留在剪力与弯矩最大处或底板与侧壁交接处。一般留在高出底板表面不小于200mm的墙身上，墙体设有孔洞时，施工缝距孔洞不应小于300mm以上。接缝形式有多种，如凸凹缝、高低缝、平缝、设止水带缝等，根据以往的施工经验，本工程采用“凹槽”型施工缝，凹槽深200mm，爬水坡度陡，高度也较大，具有较好的防渗漏效果，且较止水钢板经济，节约成本。但对施工质量提出更高要求。2.2设计内部防水做法本工程储水池内部防水原设计图纸中为1.5mm厚高密度聚乙烯土工膜，墙壁作150mm厚钢筋砼保护层，底板作100mm厚钢筋砼保护层，此防水做法存在一些问题：（1）土工膜与基层砼面接触不实，容易出现空鼓；（2）由于土工膜不能被打孔，墙壁土工膜钢筋砼保护层与储水池主体无法连接牢固，容易在水的冲击下脱落。建设单位和施工单位经过多次比较论证，决定进行技术改进，由设计院下发设计变更，将土工膜防水层改为1.0厚Ⅱ型水泥基渗透结晶型防水涂料，并将墙壁防水层钢筋砼保护层高度改为550mm高，既不影响防水，又使现场施工相对简单，缩短了工期。2.3施工中应注意的事项地下混凝土水池渗漏的表现形式为底板及侧壁渗漏，最常见的部位为施工缝、伸缩缝、穿墙(地)管、穿墙螺栓等处，结构混凝土的蜂窝、麻面、孔洞也会造成渗漏。因此，无论是施工方案的编制，还是材料的选择、施工段的划分、施工程序等各个环节，都应加以重视和严格控制。（1）对特殊工序要采取特殊措施，关键工序质量要严加控制；（2）自防水结构不但要做混凝土强度试验，而且还要进行设计配合比抗渗性能试验。施工缝设置要合理，支模板要规范；（3）做防水材料涂刷要密实均匀且不漏刷，操作要规范，选材要符合设计要求。3防水施工方法及技术措施3.1降水措施根据地质资料，***岛土壤含水量高，地下水位基本位于地表以下0.7m处，本工程结构在-4.400m～-7.850m处，且基坑开挖面积大等特点。降水是地下水池工程施工的首要工作，它包括首先要降低地下水位及疏导地面水，施工期间确保地下水标高低于地下结构底部最底标高0.3m以上。本工程基础处于地下水位以下，由于基坑开挖深度大，采用管井（深井）井点降水降低基坑内地下水。管井间距4.8m～10m，井孔直径为600mm,管井深度为18m，共设置180个管井。3.2钢筋、模板的施工钢筋的施工钢筋施工必须按设计图纸及施工规范进行，若安装、绑扎节点钢筋不规范，则可使节点成为结构的薄弱环节，当结构受力后，水池就有可能出现渗漏。钢筋保护层达不到设计厚度要求或预埋件与钢筋连通时，水就有机可乘，由此渗入钢筋中使其锈蚀，从而降低结构寿命。预埋套管按设计及规范要求进行操作，其中间必须加焊钢板止水环，并固定于钢筋上。模板的施工在模板施工中，着重要解决的是池壁板内模支撑系统中的生根问题，和加固墙体用穿墙螺栓问题。墙壁吊模支撑生根是水池整体浇灌的难点，根据本工程的实际情况，用一根短段钢筋(池底厚度一钢筋保护层厚度×2一底板下层纵横向钢筋直径)点焊于支撑系统的钢管下端并将短段钢筋焊于池底下层钢筋网片上，这样内模支撑系统便可站稳脚根，按施工规范要求在短段钢筋上焊上止水环，并在浇筑后拆除支撑系统留在池底上的凹口处用膨胀水泥浆封堵，确保支撑牢固，又保证了生根处不渗漏。墙体模板加固采用M12对拉螺栓，并在其中间位置加焊70mm×70mm×3mm的钢板止水环，内、外模板内侧各加设塑料垫圈，待拆除壁模板后，在混凝土墙面上剔出塑料垫圈，在凹口处将外露螺栓割除，再用膨胀防水砂浆将其封平。3.3高性能抗渗混凝土的施工高性能抗渗混凝土的运输、泵送、人模温度、坍落度、下料高度、振捣、分层厚度等项技术指标均有严格要求，并编制相应的工作程序；为保证混凝土表面平整光滑致密，模板拼缝保证密实，采用由坚固耐用、吸湿性小的钢模板，并在各模板间的接缝均用密封条嵌实；预留孔、预埋管(件)位置在安装完成后要再三核准，杜绝了浇捣混凝土后重新打洞，产生薄弱环节。二次振捣法具体做法是待混凝土入模并振捣后，坍落度消失和开始初凝时，将振捣棒再次插入混凝土中振捣。施工关键是准确把握第2次振捣的时间，当缓慢拔出振捣棒，混凝土能够均匀闭合而不留下孔洞时，即为其最佳时间。二次振捣对加强混凝土的密实度和提高强度都有明显的效果，通过将坍落度已经消失的混凝土重新振捣液化，从而消除水平钢筋及预埋件下面的积水和周围的水膜，使这些水分与周围的水泥砂浆再次搅拌均匀，这样在振捣中也会将未水化的呈团状的水泥颗粒打散，使其能充分水化。底板的浇筑为确保底板混凝土的施工质量及裂缝的控制，施工时，对振动棒的振动时间要严格控制，不得欠振、漏振或过振，以防影响混凝土的密实度而出现蜂窝、离析等现象，并控制混凝土的入模时间。施工中除按设计规定留设施工缝和伸缩缝外，还采取温控法进行裂缝控制，严格按抗渗混凝土的有关规定进行施工。为控制表面裂缝，根据所浇筑混凝土厚大的特点，采取电子测温技术，即时测温以调整保温层厚度来调节砼内外温差。墙体的浇筑为了保证墙体的抗渗性能，严格控制水灰比及坍落度，混凝土运送至施工现场均按规定进行塌落度测试，发现混凝土塌落度不符合要求、和易性不好时，退回混凝土搅拌站进行处理，浇筑时振捣密实均匀。在墙体拐角处、钢筋多的节点处用插钎人工插捣配合，确保混凝土的密实度，提高抗渗效果。最关键的一点是强化施工人员的质量意识，合理安排工序，施工过程组织严密，细部处理认真，并设专人把关。底板混凝土养护采用覆盖塑料薄膜及保温草帘进行养护的方法，并随时检查塑料薄膜的密闭性，保证混凝土表面达到保湿效果；墙采取定时浇水进行养护的措施。养护期防水混凝土不少于14天。3.4伸缩缝施工措施1、储水池池壁伸缩缝外侧做250mm厚加强带。2、伸缩缝处不锈钢板止水带接头处全部满焊，水池底板伸缩缝纵横交接处及水池墙体与底板伸缩缝处不锈钢板止水带交接处，不锈钢板止水带凹槽处用钢筋焊死，交接处不锈钢板满焊。橡胶止水带的遇水膨胀条单面设置，另一面采用人工粘贴，防止外露部分的膨胀条遇水膨胀，影响使用效果。3、伸缩缝处止水带的接头保证牢固、密实，中埋式橡胶止水带的接头由止水带生产厂家现场施工，接头采用硫化法接头。4、浇筑止水带处的混凝土时，由于钢筋较密，因此必须加强振捣，特别是水平止水带下。还采取钻孔观察是否流浆的方法检查混凝土浇筑的密实性。按设计规定的深度精心做好伸缩缝处聚苯板和腻子型膨胀胶条的嵌填工作。5、施工变形缝处作水泥基防水处理时须做好附加层，不允许存在断开现象。3.5施工缝施工措施施工缝处理是防水混凝土施工的薄弱环节，特别强调连续性，尽量少留施工缝。本工程面积太大，无法进行整体现浇，其底板施工缝留设在设计要求的伸缩缝处，墙体上的垂直施工缝留在结构伸缩缝处，水平施工缝留在高出底板面700mm处。墙体的施工缝留设凹槽，凹槽模板采用五合板夹双层聚苯板，用胶带绑扎，与池壁拉结筋和对拉螺栓绑扎牢固。混凝土浇筑完后，将聚苯板及五合板拆出。其表面均凿毛后用清水冲洗干净，使新旧混凝土之间有较好的接磋。施工缝上部混凝土浇筑前先浇筑3-5cm厚同配比减半石砼，以防浇筑砼时离析造成烂根及麻面，混凝土振捣要密实。待储水池主体结构施工完毕后，在池壁外侧施工缝处贴500mm宽4mm厚SBS防水卷材。3.6内防水做法由于原设计土工膜防水层施工中容易留下隐患，故将土工膜防水层改为1.0厚Ⅱ型水泥基渗透结晶型防水涂料。1、在涂刷之前，将基面上的油、污秽、灰尘、水泥碴等附着物和松脱物去除干净，并使施工面湿润。底板防水涂料施工前，将底板上的地锚和钢筋头切掉。2、采用涂刷法进行施工，分二次完成，两次涂刷时间间隔为2-3小时，应正反方向来回涂刷。对砼结构表面有孔洞、缝隙、蜂窝等现象要进行修补。沿一定方向反复涂刷，第一道尽可能让浆料渗进（遮蔽）基层毛细孔，均匀遮盖基层。在涂刷施工时要充分保持湿润基面进行涂刷，边涂刷边喷雾，保持基面湿润施工。每道涂料用量不小于0.75kg/m2，涂刷总量保证涂料层总厚度不小于1mm。3、当第一道涂层呈硬化状态、仍潮湿时，开始刷第二道，第二道沿着与第一道垂直的方向进行。当第一道涂料干燥时，应先将涂层润湿再施工。4、在水泥基渗透结晶型防水涂料施工完毕后，一般要求施工后6-8小时进行适量喷水保湿养护，每天2-3次，养护7天。4施工管理地下水池是否会出现渗漏，主要取决于施工方面的因素也即施工质量的优劣。在本工程中，我们着手从施工的几个不同阶段严格把关和控制。4.1做好施工前的部署工作，选择技术水平高，素质好的防水专业施工队伍；采用性能好质量可靠的建筑防水材料。4.2施工过程中，严格按设计和规范要求进行施工；列出质量预控点，建设单位和施工单位均设专职质捡人员跟踪、检查、监督、验收。（1）加强建安的施工配合，强调各种穿墙管、套管、预埋件的做法规范。不允许后期任意增加和凿改，而导致混凝土防水性的破坏。（2）工程采用的螺纹钢筋直径较大，且其间距较小，绑扎成型后即有良好的刚度不易变位，但也难以调整，因此，配料要注意调直，绑扎要注意间距和保护层设置。根据防水要求绑扎丝末端不能接触模板。特别是伸缩缝处固定橡胶止水带的附加钢筋位置要准确，且在底壁交接处按止水带要求做成半径R≥200mm的圆弧形。后续各工序支模、套管、铁件安装和混凝土浇筑等都要重视成品保护。（3）橡胶止水带由生产厂家现场拼接，保证拼接质量。止水带安装位