旋流池半逆作法施工工法

旋流池半逆作法施工工法中冶集团华冶资源开发有限责任公司汪庆涛王海平刘洪忱刘连合江青海1前言天铁大型旋流池为一敞开式地下钢筋混凝土圆形结构，内径14m，深22m，基坑开挖场狭窄，经方案比较，决定采用人工挖孔灌注桩排加圆形钢筋混凝土护壁的支护系统，钢筋混凝土护壁即未来本体池壁的一部分，采用半逆作法施工，工程顺利完成，为今后类似工程提供了成功范例。经总结提炼形成本工法，其内容简述如下。2工法特点2.1本工法旋流池外筒采用从中往下，分节分段的半逆作法施工方法，突破了传统的施工方法，具有新颖性的特点。2.2利用设计承载桩和在施工缝的内侧浇注环形牛腿，成功的解决了防沉降、防水、抗浮等技术难题，具有独具匠心的施工方法和结构特色。2.3挡土、支护、防水截渗效果好。充分利用了池壁具有自身强度高、刚度大和抗渗性能好的特点。2.4施工速度快。外筒池壁分节从中往下进行制作，从而达到各种资源趋于均衡，便于组织协调，有助于施工工效的提高，促进了施工进度。2.5结构抗渗性能好。在井壁环形施工缝的处理采用遇水膨胀胶条，解决了水平施工缝的渗漏问题。2.6协调性好。每节施工工艺，工作量大致均衡，材料、机具、人员、工期能较好地协调。2.7结构整体性好，池中心线与垂直度能有效控制。分节施工井壁砼均为一次浇筑成型，竖向未留设任何施工缝，同时有措施桩的支承，可悬空作业，故池内土石方采用机械开挖与人工相配合的方式，池体不会产生倾斜、位移等，无须进行纠偏等。3适用范围该工法适用于粘土、粉质粘土、砂土、砂卵石土、砂砾石土和泥岩粘土等土质的地下钢筋砼构筑物或大型深基础基坑的形成，也适用于场地狭窄、埋深较深的基础和构筑物的施工，如地下旋流池、泵房、沉淀池、水池、油库、超高层建筑深基础等工程的施工。4工艺原理半逆作法---主要指旋流池外筒池壁的防水钢筋混凝土结构的施工，根据图纸结构形式，池壁筒体分为两部分，-14.0m平面以下采用逆作法进行施工，-14.0m以上采用顺作法施工。池壁筒体施工完后采用正常施工方法由下往上施工。5施工工艺流程和操作要点5.1施工工艺流程池壁筒体拟采用-14.0m下上分段交替流水施工步骤如下：顺作法：①放线一⑵第一层挖土挖至-14.0m—截桩一冠梁及120砌体护壁垫层施工（面层抹1：2.5水泥砂浆）、放线一6绑扎钢筋一④回填砂一。支设冠梁及井壁模板一浇筑砼一⑥绑扎-10.5m至-6.5m井壁钢筋、平台预留钢筋一⑦支设-10.5m至-6.5m模板一（8＞浇筑-10.5m至-6.5m砼。逆作法：①第二层挖土一2清理土壁—3120砌体护壁垫层（面层抹1：2.5水泥砂浆）-④绑扎-14.0m〜-16.16m井壁钢筋一5回填砂、垫层施工、放线一6支设模板一7浇筑砼①绑扎-6.5m至±0.00m井壁钢筋、平台预留钢筋一7支设-6.5m至±0.00m模板一（8浇筑-6.5m至土0.00m砼。①第三层挖土一2清理土壁一3120砌体护壁垫层（面层抹1：2.5水泥砂浆）及底板垫层一④绑扎-16.16m~-22.0m井壁钢筋一5支设模板一6浇筑砼具体见图5.1-1.

人工湖山均晦-Id.Okn-22.0m-皿而-M一人工湖山均晦-Id.Okn-22.0m-皿而-M一Ifen麻一am怵三编工图5.1-1井壁施工分段示意图5.2操作要点根据施工图纸设计方案及相关说明，设计要求采用半逆作法施工。池壁筒体施工第一段先施工-10.5米至-14.0米施工段，该段完成后，按设计要求砼强度需达到设计强度的75%方可进行下段井壁施工（养护时间不少于7天）；此段养护期间，转入-10.5米至-6.5米施工段施工，待该段然施工完毕后；再转入-14.0米至-16.16米处井壁施工段，在该段养护期间，施工-6.5米至土0.00米施工段，在-14.0米至-16.16米砼强度达到75%时再进行-16.16米以下一次施工至底板。此段施工完后井外部进行土方回填，最后自下而上施工筒内平台。5.2.1场地环境旋流沉淀池与层流水处理相邻，地质条件复杂，天然地基承载力特征值fakN150kpa,土0.000相当于绝对标高600.50m。地质情况：第一层土质为素填土（自然地坪599.80m至593.14m，约6.66m）;第二层土为黄土状粉质粘土（593.14m至584.14m,约9.00m）;第三层土为粉质粘土（594.14m至569.33m,约24.81m）;均未见地下水。5.2.2基坑开挖由于土方量较大，池内的土方量约为2万多方。第一次采用大开挖至-14.0米，支撑桩施工完后进行第一段井壁施工，池内采用一台小型挖土机挖土，22米深度以内使用液压伸缩臂式挖土机（其有效臂长为22米）向外取土，另设一台40式塔吊用于吊土和施工，外井壁预留20cm的土人工挖除，详见土方开挖图附图5.2.2-1（一、二、三）。反铲使用150T履带吊吊入和吊出旋流池。第一段土方开挖时，在地面上撒出井外壁轮廓线，预留20cm的土人工挖除以保证其井壁的圆度，其垂直度使用线锤进行控制。其下部每段的圆度和垂直度均使用线锤进行控制，从已施工完的上段内井壁往下吊线锤，用钢尺进行测量。在每段井壁钢筋接头部位外井壁土方向外挖出500高，100深的环形槽以满足焊接卡具施工。附图土方方挖附图意图一

.预留200mm左右土方人工清理预留200mm左右，土方人工清理上段已施工完井壁遇水膨胀胶条.预留200mm左右土方人工清理预留200mm左右，土方人工清理上段已施工完井壁遇水膨胀胶条J（使用钢钉固定）调水膨胀胶条（使用钢钉固定）1400令1000。1200=土方开挖土方开挖附图土方开挖示意图三土方开挖附图三图5.2.2-1土方开挖图5.2.3钢筋工程钢筋制作钢筋全部在现场临设场地内集中加工制作，然后运到施工点就位绑扎。钢筋进场必须有出厂合格证，进场后按规定进行抽样检验，经检验合格后才能使用。各种规格、级别的钢筋分类堆放，并进行类别和检验状态的标识。钢筋翻样人员要熟识图纸、会审记录和施工规范，按图纸要求的钢筋规格、形状、尺寸、数量准确地填写钢筋料表，计算出钢筋的用量。钢筋制作前表面应洁净，粘着的油污、泥土、浮锈使用前须清理干净。钢筋以机械加工为主，由8以上用机械加工，由8（含由8）以下手工制作；I级钢筋伸直采用钢筋调直机。钢筋切断应根据钢筋型号、直径、长度和数量，长短搭配，先断长料后断短料，尽量减少和缩短钢筋短头，以节约钢筋。钢筋对焊接头和焊接制品的机械性能必须符合钢筋焊接及验收的专门规定。钢筋绑扎熟悉图纸，核对半成品钢筋的级别、直径、尺寸和数量是否与料牌相符，如有错漏应纠正增补。划出钢筋安装位置线，如钢筋品种较多时，应在混凝土垫层或已安装好的模板上标明各种型号、构件的钢筋规格、形状和数量。墙板钢筋施工时，其竖向钢筋绑扎按轴线位置及墙宽设置钢筋固定支架定位，以保证其位置准确。为加快施工进度，井壁的水平钢筋采用绑扎搭接，接头百分率不大于50%；上下段井壁的钢筋采用搭接焊焊接。为了保证钢筋位置准确，采取下列技术措施：注意成品保护，钢筋顶面不得直接踩踏及放置工具，小型机械要用垫板，操作人员行走使用木跳板。垫块：所有垫块采用相同标号的水泥砂浆预制，垫块布置为@1000mm双向。墙预留的钢筋在施工缝的上面沿预留钢筋高度至少可绑扎3道水平分布钢筋。浇筑混凝土时派专人看护钢筋、铁件及预埋管，严禁人踩踏板的钢筋或混凝土输送管碰撞预留的钢筋。5.2.4模板工程模板的选择1） 因考虑施工进度及强度要求，砼护壁垫层施工耗时长、不宜浇筑、工序多等弊端，施工-10.5m〜-22.0m外侧护壁垫层改为采用普通烧结红砖砌120砌体，内抹1：2.5水泥砂浆，冠梁及底板下侧垫层按原设计施工。2） 因外井壁模板固定仅靠后部支顶，故采用本身刚度较大的定型钢模板，钢模板使用5mm厚钢板，后面槽钢背楞。其余部分采用胶合板支模，内楞采用75X100mm的木方，外楞采用由

48X3.5mm的钢管，胶合板模板在支设前，按图纸设计的尺寸进行配模设计。并将模板进行编号，按设计的模板尺寸进行加工制作，然后按配板图进行支设。模板施工技术措施1） 模板使用前要涂刷脱模剂，严禁在模板表面涂刷废机油。顶板及梁下的立杆必须落在经平整夯实的地面上，立杆下加设通长木板底座。预埋件及预留孔事先按位置配好模板，以保证其位置准确，安装牢固。施工缝的位置模板相连时，在相连模板之间粘贴海绵条，以防止漏浆。2） 模板的平整度、垂直度是模板控制的重点，使用线锤进行控制，最大垂直度每段控制在5mm以内，整个外井壁的垂直度控制在20mm以内。井壁直径控制使用50m钢卷尺测量，在每段内井壁上用墨线标出八个对称的方向线，支完模后使用钢尺测量，发现偏差及时进行调整。3） 逆作法段内模施工时上部留设混凝土浇筑漏槽（俗称：假牛腿），见附意图5.2.4-1o图5.2.4-1井壁支模示意图3.模板的拆除附图33.模板的拆除承重模板（梁、板底模）的拆除时间应符合规范要求。拆模顺序为后支先拆，先支后拆，先拆非承重模板，后拆承重模板。拆除跨度较大的梁底模时，应先从跨中开始，分别向两端进行。拆模时不要用力过猛，拆下的材料要及时运走。模板拆下来后使用塔吊吊出池外随即清理干净，板面涂刷隔离剂，按规格分类堆放整齐。5.2.5混凝土工程混凝土浇筑混凝土采用悬臂泵车浇筑，混凝土自出料口下落的自由倾落高度不得超过2m，如超过2m时必须采用串筒或其他防止混凝土离析的措施。混凝土入模处，每处配备2台插入式振捣器，振捣是快插慢拔，振动时间以不冒气泡为准，插入深度为进入下层混凝土5cm。井外壁处使用钩竿将振动棒送到位进行振捣。混凝土浇筑时应派专人观察模板钢筋、预留孔洞、预埋件、插筋等有无位移变形情况，发现问题应立即停止浇筑，并在混凝土初凝前修整完毕。混凝土浇筑技术措施混凝土浇筑前检查钢筋、预埋件的数量、规格、位置、标高是否符合设计要求，模板几何形状及截面尺寸是否正确。混凝土浇筑要连续进行，控制混凝土的间歇时间，混凝土的间歇时间不准大于混凝土的初凝时间。混凝土要分层浇筑，每层浇筑厚度不大于500mm，混凝土的受料斗内严禁进入空气，以防止形成堵管。混凝土的养护混凝土浇筑12小时后内应进行养护工作。采用覆盖塑料薄膜和麻袋进行保温保湿养护。混凝土养护时间不少于一个星期。混凝土试块制作试块的制作取样按监理要求安排专人统一制作。试块组数按每100盘并且才100m3不少于一组，当一次连续浇筑超过1000m3时，每200m3不少于一组，并在现场随时对混凝土坍落度进行测试。5.2.7施工缝的处理本工程特点按深度将旋流池外筒壁分两段逆做法施工，施工时，存在水平施工缝的留设及防水、外筒壁结构基部的防沉处理及新旧混凝土接茬处混凝土的抗渗漏等一系列问题，这些问题如处理不当，会造成质量隐患，影响工程进度和工程整体质量，为解决施工难题，采用如下措施。外筒壁的防沉措施外筒壁逆做法施工时，上下段钢筋的连接采用搭接120焊，在上层筒壁施工时沿基坑周边开挖上口为1400mm宽，下口宽1200mm，深1000mm的沟槽，回填砂子并在模板底部处浇筑100mm厚C10素混凝土垫层放线和支设模板用，具体见土方开挖示意图二。外筒壁环向水平施工缝的留设与处理在外筒壁逆做法施工时，上下两层混凝土由于时间的关系，留有一条水平施工缝，施工缝的防水是关键所在，在施工缝的处理上采用遇水膨胀胶条，用钢钉将其固定在上段井壁的底部。此方法便于排除空气，有利于墙趾混凝土的密实。在下层混凝土浇筑时，为确保施工缝外墙趾混凝土的密实，减小由于混凝土在硬结过程中干缩，可能在新旧混凝土接合部位出现环状裂缝，造成井壁渗水漏水，采取“假牛腿”施工，施工完后此部分砼因其不影响旋流池的结构和使用功能，不对其进行凿除，既能节省大量的人、物力，加快工程进度，又可以作为施工缝抗渗的后备保证措施，详见附图5.2.7-1。

遇水膨胀胶条/（使用钢钉固定/遇水膨胀胶条/（使用钢钉固定/图5.2.7-1施工缝抗渗后备保证措施示意图

附图56材料与设备6.1材料主要施工材料有：钢模板、胶合板、道木、“U”型卡、“3”型卡、钢管、管卡、角钢、钢板、灭火器、木跳板、木枋、安全网、滤网、消防胶布管、砂、石、道渣以及砼早强剂、减水剂等，其具体数量应根据工程量大小确定。6.2设备施工所采用的主要机具设备有：测量仪器、拖车、反铲（1.5m3）、翻斗车、装载机、压路机、打夯机、砼泵车、平板振动器、砼插入式振动器、汽车吊、潜水泵、配电箱（柜）漏电保护装置、钢筋切断（割）机、钢筋对焊机、钢筋弯曲成型机、钢筋调直机、万能木工园锯、木工平刨机、蛙式打夯机，电焊机等，其具体数量应根据工程量大小确定。7质量控制7.1主要质量标准及检验方法主要质量标准：《混凝土结构工程施工质量验收规范》 (GB50204-2002)表7.1-主要质量标准及检验方法项次项目允许偏差检验方法1标高±30mm水准仪或拉线、钢尺检查2轴线位置15mm钢尺检杳3垂直度H/1000且＜=30mm经纬仪、钢尺检杳4平面尺寸：长宽曲线部分半径±100（L/200，且不大于100mm）±83.5（L/200，且不大于100mm）±42（±R/200，且不大于50mm）拉线和尺量检查5井壁厚度±15mm尺量检杳7.2顺作法7.2.1模板工程采用组合钢模板或大钢模和木模拼装，外筒壁：内模搭双排脚手架支模和支撑；内筒：外模搭双排脚手架支模和支撑，内模搭满堂脚手架支模和支撑，设M2mm@500mmX600mm对拉螺杆，防止砼浇灌时胀模。要求所有模板满足强度、刚度和稳定性，使用前须涂刷脱模剂。7.2.2钢筋工程外筒池壁竖筋按钢筋受力情况采用10d单面搭接焊，受拉区接头错开50%。钢筋应保持洁净，避免锈蚀和油污，其品种、规格、质量必须符合设计要求。内外层钢筋设切4铁码，间距不得大于1.5m，呈梅花形布置。7.2.3砼工程砼由搅拌站集中拌制，混凝土采用悬臂泵车浇筑，混凝土自出料口下落的自由倾落高度不得超过2m，如超过2m时必须采用串筒或其他防止混凝土离析的措施。混凝土入模处，每处配备2台插入式振捣器，振捣是快插慢拔，振动时间以不冒气泡为准，插入深度为进入下层混凝土5cm。井外壁处使用钩竿将振动棒送到位进行振捣。必须连续封闭浇筑。下节浇筑砼前须对上节水平施工缝凿毛冲洗干净。8安全措施8.1严格遵循方案中的土方开挖程序，控制均匀挖土，防止外筒池壁下土模塌方等导致的人身伤亡事故，作好地表排水和坑内排水，避免外侧土模塌方和底部土模被浸泡。8.2进行施工作业时必须保证使用的机械、电器、线缆的安全，严禁漏电伤人。特种作业人员必须持证上岗，严禁无证作业。8.3井壁上部设安全栏杆并挂安全网等封闭，距离井壁外边900mm，除爬梯处留缺口外，其余全封闭。进入现场必须戴安全帽，穿工作服。井内上下层立体交叉作业须挂安全网，高空作业须系安全带，井下作业须穿胶鞋，所有电源、潜水泵须配触电保护器。8.4塔吊由专人指挥，统一信号，防止发生碰撞，吊斗不得长时间空中悬挂，遇雷雨和六级以上大风时禁止使用，同时作好防洪、防雨、防雷措施。8.5浇筑砼时，施工人员必须站在铺设牢固的跳板上作业，不得出现探头跳，避免踩空摔伤。振捣人员戴好绝缘手套，穿好绝缘鞋。8.6模板支设及拆除必须按操作规范进行，严禁高空抛掷模板及脚手管。8.7机械设备要由专人管理、操作和保养。所有电器设备、电闸、开关、电线等，非操作人员不准乱动。8.8井内电焊、气焊等应严格执行动火制度，有专人看火。基坑附近应设置消火栓、灭火器等防火设施。8.9定期、定人、检查临电设施的绝缘状况，电源线是否有破坏现象。发现问题做到及时处理，室外配电箱加工制作成防雨型，设备安装防雨罩。8.10配电箱必须安装合格的漏电保护器，随时关好电箱门。9环保措施9.1减少施工所产生的噪声和环境污染；9.2道路要畅通、平坦、整洁、场地不得积水，建筑垃圾必须集中堆放，及时处理；9.3施工设备、架料等要集中堆放整齐，对进入现场的材料要有标识；9.4现场设施工公告牌、安全生产纪律宣传牌、防火须知牌、安全无重大事故计数牌、工地主要管理人员公示牌等。10效益分析旋流池工程施工的常规及传统的方法有两种：全开口式（大开挖土石方后，从下部往上部施工）；沉井式施工方法。第一种方法的缺点：作业面要增大30m以上的园环，增加开挖土石方约20000m3，影响和破坏四周其它工厂设施，引起部分厂区停产，同