連續(xù)式膨脹加強帶應(yīng)用于超長混凝土水池施工工法

年4月19日連續(xù)式膨脹加強帶應(yīng)用于超長混凝土水池施工工法文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請聯(lián)系改正。連續(xù)式膨脹加強帶應(yīng)用于超長混凝土水池施工工法馬建集團(tuán)冶金（建筑）工程技術(shù)公司張曉棟前言近年來，超長混凝土水池在污水處理及給水工程中應(yīng)用日益廣泛，如何有效的控制超長池體收縮開裂尤為重要。一般超長結(jié)構(gòu)設(shè)置后澆帶以解決混凝土收縮開裂的問題，一般設(shè)計要求后澆帶澆筑需待兩側(cè)混凝土結(jié)構(gòu)收縮穩(wěn)定后才能施工，工期要求較長，另外后澆帶處的保護(hù)清理及鋼筋除銹等工作無形之中增加了工程量。為此采用膨脹加強帶中的連續(xù)式做法代替后澆帶應(yīng)用于超長混凝土水池中，在混凝土內(nèi)部建立預(yù)壓應(yīng)力來抵消收縮拉應(yīng)力，以此達(dá)到水池抗裂防滲目的。馬鞍山鋼鐵建設(shè)集團(tuán)在安徽山鷹紙業(yè)有限公司年產(chǎn)80萬噸附屬項目——給水及廢水處理站工程等工程中應(yīng)用連續(xù)式膨脹加強帶于超長混凝土水池中，經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)有效地解決池體收縮開裂的問題，達(dá)到了連續(xù)施工，縮短工期，提前讓水處理系統(tǒng)投入到使用中的目的。本工法就是在此工程實踐基礎(chǔ)上形成的。1.工法特點1.1連續(xù)式膨脹加強帶可連續(xù)澆筑施工，有利于大致量水池工程全面展開施工，施工工藝簡單，同時了常規(guī)后澆帶施工所帶來的一系列問題。1.2連續(xù)式膨脹加強帶兩側(cè)均不埋設(shè)止水帶，施工完畢后沒有施工縫，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)自防水和無縫施工的特點。1.3連續(xù)式的施工保證了人員無需二次進(jìn)入水池內(nèi)部，減少了部分高空作業(yè)，安全能夠得到更好的保障。2.適用范圍本工法適用于由于混凝土收縮而產(chǎn)生的拉應(yīng)力為主的超長構(gòu)筑物，如工業(yè)水處理站中超長混凝土水池，超長板式結(jié)構(gòu)等。3.工藝原理超長混凝土水池開裂主要是由于溫差產(chǎn)生的應(yīng)力與混凝土本身收縮拉應(yīng)力相作用的結(jié)果，在混凝土中摻入適量膨脹劑，水化過程中產(chǎn)生大量膨脹結(jié)晶水化物——水化硫鋁酸鈣，一方面使混凝土產(chǎn)生適度膨脹，結(jié)構(gòu)中建立0.2MPa~0.7MPa預(yù)壓應(yīng)力來抵消混凝土硬化過程中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力，使混凝土結(jié)構(gòu)得到適宜的補償，從而保證混凝土不開裂或裂縫在無害范圍內(nèi)。另一方面水化硫鋁酸鈣為棒狀、針狀晶體，有效的填充了混凝土毛細(xì)孔、縫，達(dá)到了抗?jié)B效果。連續(xù)式做法，即先澆筑加強帶外膨脹劑摻量較少的補償性混凝土，再澆筑加強帶內(nèi)膨脹劑摻量較多的補償性混凝土，不再留設(shè)后澆帶，消除了留縫的因素，實現(xiàn)了無縫施工以及結(jié)構(gòu)自防水。4.工藝流程及操作要點4.1施工工藝流程連續(xù)式膨脹加強帶工藝流程如圖連續(xù)式膨脹加強帶的設(shè)計確定加強帶位置，綁扎加強帶位置加強筋加強帶兩側(cè)鋪設(shè)密目鋼絲網(wǎng)并固定先澆筑加強帶外混凝土再澆筑加強帶內(nèi)混凝土混凝土養(yǎng)護(hù)4.2操作要點4.2.1連續(xù)式膨脹加強帶的設(shè)計（1）設(shè)計原理：膨脹混凝土在硬化過程中產(chǎn)生微量膨脹。在鋼筋的約束下，于混凝土內(nèi)部建立起一定的自應(yīng)力（約0.2MPa~0.7MPa），其自應(yīng)力值按下式計算：σc=μEs·ε2式中σc—混凝土預(yù)壓應(yīng)力，MPa；μ—配筋率，%Es—鋼筋彈性模量，MPaε2—混凝土的限制膨脹率，%。從公式能夠看出，當(dāng)μ配筋率和Es鋼筋彈性模量確定的情況下，σc混凝土預(yù)壓應(yīng)力與ε2混凝土的限制膨脹率成正比，ε2混凝土的限制膨脹率隨膨脹劑摻量增加而增加，因此混凝土獲得不同的預(yù)壓應(yīng)力在于調(diào)整膨脹摻量。將膨脹加強帶設(shè)置在σmax應(yīng)力集中處，同時給予帶內(nèi)較大的σc混凝土預(yù)壓應(yīng)力，給予帶外較小的σc混凝土預(yù)壓應(yīng)力，即可使混凝土的收縮應(yīng)力得到補償，達(dá)到抗裂的效果。設(shè)計示意圖如下：連續(xù)式膨脹加強帶設(shè)計原理圖（2）超長水池的連續(xù)式膨脹加強帶的數(shù)量應(yīng)考慮規(guī)范、結(jié)構(gòu)及池體形式的約束條件，按每間隔30~40m結(jié)構(gòu)長度并結(jié)合現(xiàn)場情況設(shè)置加強帶，見下表確定膨脹加強帶條數(shù)。結(jié)構(gòu)類別墻體板式結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)長度/mL≤6060＜L≤120結(jié)構(gòu)厚度/mH≤1.5連續(xù)澆筑結(jié)構(gòu)長度（3）超長水池的連續(xù)式膨脹加強帶位置的設(shè)置應(yīng)在混凝土收縮應(yīng)力發(fā)生的最大部位,一般也就是池體超長方向的中間位置，加強帶應(yīng)貫穿池底板，墻板及頂板。（4）連續(xù)式膨脹加強帶設(shè)置位置應(yīng)請設(shè)計單位進(jìn)行必要的計算，滿足設(shè)計規(guī)范、結(jié)構(gòu)要求及使用功能后方可施工。(5)加強帶構(gòu)造要求：①加強帶帶寬2m，帶內(nèi)的混凝土的設(shè)計強度等級比帶外混凝土提高一個等級,混凝土均摻加適量膨脹劑，產(chǎn)生微膨脹，抵消混凝土自身產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力。②膨脹劑摻量：帶外每立方米混凝土膨脹劑摻量為30~50kg/m3，帶內(nèi)每立方米混凝土膨脹劑摻量為40~60kg/m3，且高于帶外摻量。③膠凝材料用量：帶外混凝土單位膠凝材料用量不宜小于300kg/m3，帶內(nèi)混凝土單位膠凝材料用量不宜小于350kg/m3，水膠比不宜大于0.5。④加強帶構(gòu)造詳圖如下，帶內(nèi)設(shè)雙層14@150加強筋，結(jié)構(gòu)內(nèi)原鋼筋保留，帶外為雙層雙向鋼筋，加強帶與兩側(cè)先澆筑的補償收縮混凝土用密孔鋼絲網(wǎng)隔開，并用立筋（12@300）加固。連續(xù)式膨脹加強帶構(gòu)造詳圖4.2.2確定加強帶位置，（1）根據(jù)已設(shè)計的加強帶，現(xiàn)場測量放線確定其位置，并用墨線墊層上彈線標(biāo)記。（2）綁扎鋼筋過程中，加強帶內(nèi)鋼筋與帶外鋼筋連續(xù)施工不斷開。（3）在池底板下層鋼筋綁扎完后，根據(jù)設(shè)計要求綁扎加強帶內(nèi)下層加強筋，池底板上層鋼筋綁扎過程中，綁扎加強帶內(nèi)上層加強筋，池壁及頂板同理施工。4.2.3加強帶兩側(cè)鋪設(shè)密目鋼絲網(wǎng)并固定（1）設(shè)置立筋（12@300），分別固定在上下層鋼筋上，作為密目鋼絲網(wǎng)骨架。綁扎上層鋼筋過程中，可在加強帶區(qū)域留一定范圍內(nèi)上層鋼筋不綁扎，留出工人上下通道，便于立筋與下層鋼筋的固定，或在綁扎底板上層鋼筋前，提前將立筋固定好。（2）加強帶兩側(cè)綁扎密目鋼絲網(wǎng)，鋼絲網(wǎng)、固定立筋、上下層鋼筋必須綁扎或焊接牢固。4.2.4（1）澆筑前應(yīng)清理帶內(nèi)外雜物。（2）施工采取“先澆帶外，后澆帶內(nèi)”的原則，即先澆筑帶外大面積膨脹劑摻量較少的混凝土。（3）由于超長水池加強帶帶外混凝土澆筑體量較大，應(yīng)根據(jù)膨脹帶分隔的區(qū)域可劃分施工段，每個施工段根據(jù)現(xiàn)場澆筑方量保證泵車數(shù)量，確保各施工段平行施工、循序推進(jìn)、分層澆筑。池壁混凝土澆筑前應(yīng)對模板內(nèi)側(cè)進(jìn)行充分濕潤，混凝土下料可輔以溜槽等措施，嚴(yán)格控制下落高度在2m以內(nèi)。4.2.5再澆筑加強帶內(nèi)（1）待加強帶外兩側(cè)的混凝土溫度降低至環(huán)境溫度時再澆筑帶內(nèi)膨脹劑摻量較多的混凝土，并嚴(yán)格控制帶內(nèi)外澆筑間隙，避免施工冷縫的產(chǎn)生，連續(xù)式膨脹加強帶帶內(nèi)帶外為一次性連續(xù)施工，不再留設(shè)伸縮縫與后澆帶。（2）混凝土加強振搗，以混凝土不泛漿、不出氣泡為準(zhǔn)，底板與池壁連接處、加強帶內(nèi)鋼筋密實，不應(yīng)漏振。澆筑順序示意圖4.2.6（1）對于水池而言，及時養(yǎng)護(hù)是防滲抗裂的重要措施，由于水池基本有抗?jié)B要求，養(yǎng)護(hù)時間不得低于14天。（2）混凝土澆筑完成后，應(yīng)及時對暴露在大氣中的混凝土表面進(jìn)行潮濕養(yǎng)護(hù)，對水平構(gòu)件，可采取覆蓋塑料薄膜并定時灑水，水池底板宜采用直接蓄水養(yǎng)護(hù)方式。池壁在終凝后將模板的加固螺栓松掉螺母，安排專人負(fù)責(zé)對墻體（含木模）進(jìn)行淋水，使其始終處于濕潤狀態(tài)。延長拆模時間，外模10天以后拆模，內(nèi)模7天以后拆模，拆模后立即掛上塑料薄膜和草袋并澆水養(yǎng)護(hù)。（3）冬期施工時，表層不得直接灑水、蓄水，可采取塑料薄膜保水，上部再覆蓋巖棉被或其它保溫材料。5.材料與設(shè)備5.1原材料要求5.1.1水泥宜采用低水化熱的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，不宜選用干縮性較大礦渣水泥，不易于膨脹劑的發(fā)揮。5.1.2粗骨料宜選用卵石或碎石，粒徑在5~31.5mm之間，其含泥量<1%，相應(yīng)指標(biāo)應(yīng)符合《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》JGJ52-的規(guī)定。5.1.3細(xì)骨料宜選用中砂，含泥量<1.3%，細(xì)度模數(shù)等相應(yīng)指標(biāo)應(yīng)符合《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》JGJ52-的規(guī)定。5.1.4拌合水應(yīng)采用飲用自來水或者清潔天然水。5.1.5外加劑采用高效減水劑減少水用量，采用高效混凝土膨脹劑微膨脹，補償收縮，其質(zhì)量及應(yīng)用應(yīng)符合《混凝土外加劑》GB8076-，《混凝土膨脹劑》GB23439-，《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB50119-等規(guī)定。5.1.6摻合料宜選用Ⅱ或Ⅰ粉煤灰、礦渣粉等細(xì)粉，以降低水化熱，減少早期混凝土收縮，其質(zhì)量應(yīng)符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596-，《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》GB/T18046-的規(guī)定。5.1.7混凝土配合比應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行試驗室試配，滿足《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》JGJ55-規(guī)定要求及補償混凝土各種標(biāo)準(zhǔn)值?；蚋鶕?jù)膨脹劑型號參考專業(yè)廠家的技術(shù)要求確定加強帶內(nèi)、外膨脹劑的摻量及配合比。5.2設(shè)備要求本工法所采用的機(jī)具設(shè)備為普通混凝土結(jié)構(gòu)施工機(jī)具設(shè)備，無需特別說明。6.質(zhì)量控制6.1本工法采用的主要標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范如下GB50300-建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50204-混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50010-混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB8076-混凝土外加劑GB23439-混凝土膨脹劑GB50119-混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)GB/T1596-用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T18046-用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉JGJ/T178-補償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程JGJ55-普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程JGJ52-普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)6.2質(zhì)量控制措施6.2.1連續(xù)式膨脹加強帶為一次性連續(xù)施工，無縫澆筑為質(zhì)量控制重點，嚴(yán)格把控澆筑底板與池壁、加強帶內(nèi)外混凝土澆筑間隙，合理組織施工順序。6.2.2結(jié)合現(xiàn)場實際情況，對于設(shè)置的連續(xù)式膨脹加強帶請設(shè)計單位進(jìn)行必要的計算，并在試驗室進(jìn)行配合比試配，滿足各項設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值后方可應(yīng)用。6.2.3提供配合比，參與攪拌站原材質(zhì)量、投料數(shù)量、順序時間等進(jìn)行把控。6.2.4澆筑前針對澆筑部位，操作要點進(jìn)行詳細(xì)技術(shù)交底，并配備備用人員、機(jī)械，保證澆筑過程中有序不間斷。6.2.5混凝土攪拌時間應(yīng)比普通混凝土延長30秒，出盤混凝土溫度低于30℃為佳。進(jìn)場應(yīng)每車檢查塌落度，塌落度數(shù)值穩(wěn)定后可適當(dāng)放大檢查間隔，檢查數(shù)值合格方可澆筑，不合格不得使用。6.2.6澆筑過程中，鋼筋工跟班隨時調(diào)整鋼筋保護(hù)層厚度，木工跟班看模，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有變形、移位時，應(yīng)及時采取有效措施進(jìn)行處理。6.2.7澆筑完成后應(yīng)嚴(yán)禁在澆筑面上隨意行走踩踏，堆放材料構(gòu)件設(shè)備等。7.安全措施7.1高處作業(yè)應(yīng)懸掛安全帶，做好防護(hù)設(shè)施，腳手架上走道應(yīng)滿鋪竹笆子或方木并用鋼絲綁扎牢固，走道設(shè)臨時欄桿，處作業(yè)嚴(yán)禁向下拋擲物件7.2連續(xù)澆筑應(yīng)實行倒班制，交接班時兩班人員應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場情況交底，嚴(yán)禁長時間疲勞作業(yè)。7.3施工機(jī)具、起重設(shè)備等使用前必須認(rèn)真檢查,施工機(jī)具掛操作牌，并按操作規(guī)程由專人操作,起重設(shè)備根據(jù)其性能設(shè)置限量和限位裝置，嚴(yán)禁超載運作，相關(guān)用電接電應(yīng)有專業(yè)電工操作。7.4加強現(xiàn)場混凝土的泵送管理，專人卸料，泵車及罐車下方嚴(yán)禁閑人逗留，操作人員應(yīng)與出料口保持安全距離，以免突然噴出混凝土傷人。8.環(huán)保措施8.1嚴(yán)格按照市文明工地管理辦法合理布置工地現(xiàn)場，將施工場地和作業(yè)限制在工程建設(shè)允許的范圍內(nèi)，現(xiàn)場材料、機(jī)械設(shè)備擺放定制管理。8.2工地出入口設(shè)置洗車裝置，對進(jìn)出場車輛進(jìn)行降塵處理，沖洗污水進(jìn)入沉淀池內(nèi)，避免污染市政道路。8.3對施工場地道路進(jìn)行硬化，并在晴天經(jīng)常對施工通行道路進(jìn)行灑水，防止塵土飛揚，污染周圍環(huán)境。8.4混凝土采用商品混凝土，避免了現(xiàn)場混凝土攪拌造成的揚塵污染。9.效益分析9.1經(jīng)濟(jì)效益連續(xù)式膨脹加強帶相比較后澆帶用于超長水池，主要經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)在：9.1.1一次性連續(xù)澆筑，加快施工進(jìn)度；9.1.2避免了后澆帶兩側(cè)澆筑后的保護(hù)、清理、鑿毛等工作量；9.1.3實現(xiàn)了無縫施工，結(jié)構(gòu)自防水，減少了防水材料的使用，降低成本；9.2社會效益更快的使水處理系統(tǒng)投入到使用中去，提前為建設(shè)單位污水達(dá)標(biāo)創(chuàng)造了條件。9.3技術(shù)效益無縫施工既解決了施工縫留設(shè)而產(chǎn)生后續(xù)存在滲漏的隱患，又解決了由于結(jié)構(gòu)過長混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫危害，防滲抗裂效果顯著，池體外觀質(zhì)量較好。10.應(yīng)用實例10.1安徽山鷹紙業(yè)有限公司年產(chǎn)80萬噸附屬項目——給水及廢水處理站工程10.1.1工程概況安徽山鷹紙業(yè)有限公司年產(chǎn)80萬噸附屬項目——給水及廢水處理站工程于9月1日開工，5月28日竣工，其中深度處理池長59.80m，寬36.80m，高3.5m，內(nèi)含活性砂濾池、斜板沉淀池、fetion反應(yīng)池，屬于超長混凝土水池結(jié)構(gòu)。10.1.根據(jù)本工程的實際情況，按每30~40m結(jié)構(gòu)長度，在橫向從南至北第五跨橫向設(shè)置一條通長膨脹加強帶，在FENTON反應(yīng)系統(tǒng)R301A/B各設(shè)一條縱向通長膨脹加強帶，共3條。加強帶寬度2m，并貫穿設(shè)備基礎(chǔ)底板、墻壁及頂板。加強帶內(nèi)采用C40混凝土，帶內(nèi)混凝土摻膨脹劑10%HA-P，帶外8%的HA-P。膨脹加強帶設(shè)置如圖：10.1.安徽山鷹紙業(yè)有限公司年產(chǎn)80萬噸附屬項目——給水及廢水處理站工程經(jīng)過連續(xù)式膨脹加強帶應(yīng)用于超長混凝土水池施工工法，有效的解決了超長結(jié)構(gòu)施工留縫問題，避免了混凝土收縮產(chǎn)生的有害裂縫及滲漏，由于采取連續(xù)澆筑，縮短工期2個月，提前讓水處理站投入使用，讓建設(shè)單位污水排放提前達(dá)標(biāo)，免去了由于等待水處理站建設(shè)期間所帶來的污水處理費用，得到了建設(shè)單位的好評。10.2馬鋼股份煤焦化公司—老區(qū)生化水處理提標(biāo)改造工程10.2.1工程概況馬鋼股份煤焦化公司—老區(qū)生化水處理提標(biāo)改造工程于9月2號開工，11月20號竣工，其中反硝化池長58米，寬34m，高8.8m，內(nèi)含反硝化槽、再曝氣槽，屬于超長混凝土水池結(jié)構(gòu)。10.2.2施工情況根據(jù)本工程的實際情況，按每30~40m結(jié)構(gòu)長度，在58m長方向中間位置設(shè)置