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團華冶資源開發(fā)有限責任公司汪慶濤王海平劉洪忱劉連合江青海1前言天鐵大型旋流池為一敞開式地下鋼筋混凝土圓形構(gòu)造，內(nèi)徑14m，深22m，基坑開挖場狹窄，經(jīng)方案比較，決定采用人工挖孔灌注樁排加圓形鋼筋混凝土護壁的支護系統(tǒng)，鋼筋混凝土護壁即將來本體池壁的一部分，采用半逆作法施工，工程順利完畢，為此后類似工程提供了成功范例。經(jīng)總結(jié)提煉形成本工法，其內(nèi)容簡述以下。2工法特點2.1本工法旋流池外筒采用從中往下，分節(jié)分段的半逆作法施工辦法，突破了傳統(tǒng)的施工辦法，含有新穎性的特點。2.2運用設(shè)計承載樁和在施工縫的內(nèi)側(cè)澆注環(huán)形牛腿，成功的解決了防沉降、防水、抗浮等技術(shù)難題，含有獨具匠心的施工辦法和構(gòu)造特色。2.3擋土、支護、防水截滲效果好。充足運用了池壁含有本身強度高、剛度大和抗?jié)B性能好的特點。2.4施工速度快。外筒池壁分節(jié)從中往下進行制作，從而達成多個資源趨于均衡，便于組織協(xié)調(diào)，有助于施工工效的提高，增進了施工進度。2.5構(gòu)造抗?jié)B性能好。在井壁環(huán)形施工縫的解決采用遇水膨脹膠條，解決了水平施工縫的滲漏問題。2.6協(xié)調(diào)性好。每節(jié)施工工藝，工作量大致均衡，材料、機具、人員、工期能較好地協(xié)調(diào)。2.7構(gòu)造整體性好，池中心線與垂直度能有效控制。分節(jié)施工井壁砼均為一次澆筑成型，豎向未留設(shè)任何施工縫，同時有方法樁的支承，可懸空作業(yè)，故池內(nèi)土石方采用機械開挖與人工相配合的方式，池體不會產(chǎn)生傾斜、位移等，不必進行糾偏等。3合用范疇該工法合用于粘土、粉質(zhì)粘土、砂土、砂卵石土、砂礫石土和泥巖粘土等土質(zhì)的地下鋼筋砼構(gòu)筑物或大型深基礎(chǔ)基坑的形成，也合用于場地狹窄、埋深較深的基礎(chǔ)和構(gòu)筑物的施工，如地下旋流池、泵房、沉淀池、水池、油庫、超高層建筑深基礎(chǔ)等工程的施工。4工藝原理半逆作法---重要指旋流池外筒池壁的防水鋼筋混凝土構(gòu)造的施工，根據(jù)圖紙構(gòu)造形式，池壁筒體分為兩部分，-14.0m平面下列采用逆作法進行施工，-14.0m以上采用順作法施工。池壁筒體施工完后采用正常施工辦法由下往上施工。5施工工藝流程和操作要點5.1施工工藝流程池壁筒體擬采用-14.0m下上分段交替流水施工環(huán)節(jié)以下：1.順作法：①放線→eq\o\ac(○,2)第一層挖土挖至-14.0m→截樁→冠梁及120砌體護壁墊層施工（面層抹1：2.5水泥砂漿）、放線→eq\o\ac(○,3)綁扎鋼筋→eq\o\ac(○,4)回填砂→eq\o\ac(○,5)支設(shè)冠梁及井壁模板→澆筑砼→eq\o\ac(○,6)綁扎-10.5m至-6.5m井壁鋼筋、平臺預留鋼筋→eq\o\ac(○,7)支設(shè)-10.5m至-6.5m模板→eq\o\ac(○,8)澆筑-10.5m至-6.5m砼。2.逆作法：①第二層挖土→eq\o\ac(○,2)清理土壁→eq\o\ac(○,3)120砌體護壁墊層（面層抹1：2.5水泥砂漿）→=4\*GB3④綁扎-14.0m~-16.16m井壁鋼筋→eq\o\ac(○,5)回填砂、墊層施工、放線→eq\o\ac(○,6)支設(shè)模板→eq\o\ac(○,7)澆筑砼3.①綁扎-6.5m至±0.00m井壁鋼筋、平臺預留鋼筋→eq\o\ac(○,7)支設(shè)-6.5m至±0.00m模板→eq\o\ac(○,8)澆筑-6.5m至±0.00m砼。4.①第三層挖土→eq\o\ac(○,2)清理土壁→eq\o\ac(○,3)120砌體護壁墊層（面層抹1：2.5水泥砂漿）及底板墊層→=4\*GB3④綁扎-16.16m~-22.0m井壁鋼筋→eq\o\ac(○,5)支設(shè)模板→eq\o\ac(○,6)澆筑砼具體見圖5.1-1.圖5.1-1井壁施工分段示意圖5.2操作要點根據(jù)施工圖紙設(shè)計方案及有關(guān)闡明，設(shè)計規(guī)定采用半逆作法施工。池壁筒體施工第一段先施工-10.5米至-14.0米施工段，該段完畢后，按設(shè)計規(guī)定砼強度需達成設(shè)計強度的75%方可進行下段井壁施工（養(yǎng)護時間不少于7天）；此段養(yǎng)護期間，轉(zhuǎn)入-10.5米至-6.5米施工段施工，待該段然施工完畢后；再轉(zhuǎn)入-14.0米至-16.16米處井壁施工段，在該段養(yǎng)護期間，施工-6.5米至±0.00米施工段，在-14.0米至-16.16米砼強度達成75%時再進行-16.16米下列一次施工至底板。此段施工完后井外部進行土方回填，最后自下而上施工筒內(nèi)平臺。5.2.1旋流沉淀池與層流水解決相鄰，地質(zhì)條件復雜，天然地基承載力特性值fak≥150kpa,±0.000相稱于絕對標高600.50m地質(zhì)狀況：第一層土質(zhì)為素填土（自然地坪599.80m至593.14m，約6.66m）;第二層土為黃土狀粉質(zhì)粘土（593.14m至584.14m，約9.00m）;第三層土為粉質(zhì)粘土（594.14m至569.33m，約24.81m）;均未見地下水。5.2.2基坑開挖由于土方量較大，池內(nèi)的土方量約為2萬多方。第一次采用大開挖至-14.0米，支撐樁施工完后進行第一段井壁施工，池內(nèi)采用一臺小型挖土機挖土，22米深度以內(nèi)使用液壓伸縮臂式挖土機（其有效臂長為22米）向外取土，另設(shè)一臺40式塔吊用于吊土和施工，外井壁預留20cm的土人工挖除，詳見土方開挖圖附圖5.2.2-1（一、二、三）。反鏟使用150T履帶吊吊入和吊出旋流池。第一段土方開挖時，在地面上撒出井外壁輪廓線，預留20cm的土人工挖除以確保其井壁的圓度，其垂直度使用線錘進行控制。其下部每段的圓度和垂直度均使用線錘進行控制，從已施工完的上段內(nèi)井壁往下吊線錘，用鋼尺進行測量。在每段井壁鋼筋接頭部位外井壁土方向外挖出500高，100深的環(huán)形槽以滿足焊接卡具施工。土方開挖附圖一土方開挖附圖二土方開挖附圖三圖5.2.2-1土方開挖圖5.2.3鋼筋工程1.鋼筋制作鋼筋全部在現(xiàn)場臨設(shè)場地內(nèi)集中加工制作，然后運到施工點就位綁扎。鋼筋進場必須有出廠合格證，進場后按規(guī)定進行抽樣檢查，經(jīng)檢查合格后才干使用。多個規(guī)格、級別的鋼筋分類堆放，并進行類別和檢查狀態(tài)的標記。鋼筋翻樣人員要熟識圖紙、會審統(tǒng)計和施工規(guī)范，按圖紙規(guī)定的鋼筋規(guī)格、形狀、尺寸、數(shù)量精確地填寫鋼筋料表，計算出鋼筋的用量。鋼筋制作前表面應干凈，粘著的油污、泥土、浮銹使用前須清理干凈。鋼筋以機械加工為主，ф8以上用機械加工，ф8（含ф8）下列手工制作；I級鋼筋伸直采用鋼筋調(diào)直機。鋼筋切斷應根據(jù)鋼筋型號、直徑、長度和數(shù)量，長短搭配，先斷長料后斷短料，盡量減少和縮短鋼筋短頭，以節(jié)省鋼筋。鋼筋對焊接頭和焊接制品的機械性能必須符合鋼筋焊接及驗收的專門規(guī)定。2.鋼筋綁扎熟悉圖紙，核對半成品鋼筋的級別、直徑、尺寸和數(shù)量與否與料牌相符，如有錯漏應糾正增補。劃出鋼筋安裝位置線，如鋼筋品種較多時，應在混凝土墊層或已安裝好的模板上標明多個型號、構(gòu)件的鋼筋規(guī)格、形狀和數(shù)量。墻板鋼筋施工時，其豎向鋼筋綁扎按軸線位置及墻寬設(shè)立鋼筋固定支架定位，以確保其位置精確。為加緊施工進度，井壁的水平鋼筋采用綁扎搭接，接頭百分率不不不大于50%；上下段井壁的鋼筋采用搭接焊焊接。3.為了確保鋼筋位置精確，采用下列技術(shù)方法：注意成品保護，鋼筋頂面不得直接踩踏及放置工具，小型機械要用墊板，操作人員行走使用木跳板。墊塊：全部墊塊采用相似標號的水泥砂漿預制，墊塊布置為@1000mm雙向。墻預留的鋼筋在施工縫的上面沿預留鋼筋高度最少可綁扎3道水平分布鋼筋。澆筑混凝土時派專人看護鋼筋、鐵件及預埋管，嚴禁人踩踏板的鋼筋或混凝土輸送管碰撞預留的鋼筋。5.2.41.模板的選擇1）因考慮施工進度及強度規(guī)定，砼護壁墊層施工耗時長、不適宜澆筑、工序多等弊端，施工-10.5m～-22.0m外側(cè)護壁墊層改為采用普通燒結(jié)紅磚砌120砌體，內(nèi)抹1：2.5水泥砂漿，冠梁及底板下側(cè)墊層按原設(shè)計施工。2）因外井壁模板固定僅靠后部支頂，故采用本身剛度較大的定型鋼模板，鋼模板使用5mm厚鋼板，背面槽鋼背楞。其它部分采用膠合板支模，內(nèi)楞采用75×100mm的木方，外楞采用ф48×3.5mm的鋼管，膠合板模板在支設(shè)前，按圖紙設(shè)計的尺寸進行配模設(shè)計。并將模板進行編號，按設(shè)計的模板尺寸進行加工制作，然后按配板圖進行支設(shè)。2.模板施工技術(shù)方法1）模板使用前要涂刷脫模劑，嚴禁在模板表面涂刷廢機油。頂板及梁下的立桿必須落在經(jīng)平整扎實的地面上，立桿下加設(shè)通長木板底座。預埋件及預留孔事先按位置配好模板，以確保其位置精確，安裝牢固。施工縫的位置模板相連時，在相連模板之間粘貼海綿條，以避免漏漿。2）模板的平整度、垂直度是模板控制的重點，使用線錘進行控制，最大垂直度每段控制在5mm以內(nèi)，整個外井壁的垂直度控制在20mm以內(nèi)。井壁直徑控制使用50m鋼卷尺測量，在每段內(nèi)井壁上用墨線標出八個對稱的方向線，支完模后使用鋼尺測量，發(fā)現(xiàn)偏差及時進行調(diào)節(jié)。3）逆作法段內(nèi)模施工時上部留設(shè)混凝土澆筑漏槽(俗稱：假牛腿)，見附意圖5.2.4-1。圖5.2.4-1井壁支模示意圖3.模板的拆除承重模板（梁、板底模）的拆除時間應符合規(guī)范規(guī)定。拆模次序為后支先拆，先支后拆，先拆非承重模板，后拆承重模板。拆除跨度較大的梁底模時，應先從跨中開始，分別向兩端進行。拆模時不要用力過猛，拆下的材料要及時運走。模板拆下來后使用塔吊吊出池外隨即清理干凈，板面涂刷隔離劑，按規(guī)格分類堆放整潔。5.2.5混凝土工程1.混凝土澆筑混凝土采用懸臂泵車澆筑，混凝土自出料口下落的自由傾落高度不得超出2m，如超出2m時必須采用串筒或其它避免混凝土離析的方法?；炷寥肽Ｌ?，每處配備2臺插入式振搗器，振搗是快插慢拔，振動時間以不冒氣泡為準，插入深度為進入下層混凝土5cm。井外壁處使用鉤竿將振動棒送到位進行振搗?；炷翝仓r應派專人觀察模板鋼筋、預留孔洞、預埋件、插筋等有無位移變形狀況，發(fā)現(xiàn)問題應立刻停止?jié)仓?，并在混凝土初凝前修整完畢?.混凝土澆筑技術(shù)方法混凝土澆筑前檢查鋼筋、預埋件的數(shù)量、規(guī)格、位置、標高與否符合設(shè)計規(guī)定，模板幾何形狀及截面尺寸與否對的。混凝土澆筑要持續(xù)進行，控制混凝土的間歇時間，混凝土的間歇時間不準不不大于混凝土的初凝時間?；炷烈謱訚仓?，每層澆筑厚度不不不大于500mm，混凝土的受料斗內(nèi)嚴禁進入空氣，以避免形成堵管。3.混凝土的養(yǎng)護混凝土澆筑12小時后內(nèi)應進行養(yǎng)護工作。采用覆蓋塑料薄膜和麻袋進行保溫保濕養(yǎng)護?；炷琉B(yǎng)護時間不少于一種星期。4.混凝土試塊制作試塊的制作取樣按監(jiān)理規(guī)定安排專人統(tǒng)一制作。試塊組數(shù)按每100盤并且≯100m3不少于一組，當一次持續(xù)澆筑超出1000m3時，每5.2.7施工縫的解決本工程特點按深度將旋流池外筒壁分兩段逆做法施工，施工時，存在水平施工縫的留設(shè)及防水、外筒壁構(gòu)造基部的防沉解決及新舊混凝土接茬處混凝土的抗?jié)B漏等一系列問題，這些問題如解決不當，會造成質(zhì)量隱患，影響工程進度和工程整體質(zhì)量，為解決施工難題，采用以下方法。1.外筒壁的防沉方法外筒壁逆做法施工時，上下段鋼筋的連接采用搭接120焊，在上層筒壁施工時沿基坑周邊開挖上口為1400mm寬，下口寬1200mm，深1000mm的溝槽，回填砂子并在模板底部處澆筑100mm厚C10素混凝土墊層放線和支設(shè)模板用，具體見土方開挖示意圖二。2.外筒壁環(huán)向水平施工縫的留設(shè)與解決在外筒壁逆做法施工時，上下兩層混凝土由于時間的關(guān)系，留有一條水平施工縫，施工縫的防水是核心所在，在施工縫的解決上采用遇水膨脹膠條，用鋼釘將其固定在上段井壁的底部。此辦法便于排除空氣，有助于墻趾混凝土的密實。在下層混凝土澆筑時，為確保施工縫外墻趾混凝土的密實，減小由于混凝土在硬結(jié)過程中干縮，可能在新舊混凝土接合部位出現(xiàn)環(huán)狀裂縫，造成井壁滲水漏水，采用“假牛腿”施工，施工完后此部分砼因其不影響旋流池的構(gòu)造和使用功效，不對其進行鑿除，既能節(jié)省大量的人、物力，加緊工程進度，又能夠作為施工縫抗?jié)B的后備確保方法，詳見附圖5.2.7-1。圖5.2.7-1施工縫抗?jié)B后備確保方法示意圖6材料與設(shè)備6.1材料重要施工材料有：鋼模板、膠合板、道木、“U”型卡、“3”型卡、鋼管、管卡、角鋼、鋼板、滅火器、木跳板、木枋、安全網(wǎng)、濾網(wǎng)、消防膠布管、砂、石、道渣以及砼早強劑、減水劑等，其具體數(shù)量應根據(jù)工程量大小擬定。6.2設(shè)備施工所采用的重要機具設(shè)備有：測量儀器、拖車、反鏟（1.5m3）、翻斗車、裝載機、壓路機、打夯機、砼泵車、平板振動器、砼插入式振動器、汽車吊、潛水泵、配電箱（柜）、漏電保護裝置、鋼筋切斷（割）機、鋼筋對焊機、鋼筋彎曲成型機、鋼筋調(diào)直機、萬能木工園鋸、木工平刨機、蛙式打夯機，電焊機等，其具體數(shù)量應根據(jù)工程量大小擬定。7質(zhì)量控制7.1重要質(zhì)量原則及檢查辦法重要質(zhì)量原則：《混凝土構(gòu)造工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204-）表7.1-重要質(zhì)量原則及檢查辦法項次項目允許偏差檢查辦法1標高±30mm水準儀或拉線、鋼尺檢查2軸線位置15mm鋼尺檢查3垂直度H/1000且<=30mm經(jīng)緯儀、鋼尺檢查4平面尺寸：長寬曲線部分半徑±100（L/200，且不不不大于100mm）±83.5（L/200，且不不不大于100mm）±42（±R/200，且不不不大于50mm）拉線和尺量檢查5井壁厚度±15mm尺量檢查7.2順作法7.采用組合鋼模板或大鋼模和木模拼裝，外筒壁：內(nèi)模搭雙排腳手架支模和支撐；內(nèi)筒：外模搭雙排腳手架支模和支撐，內(nèi)模搭滿堂腳手架支模和支撐，設(shè)φ12mm@500mm×600mm對拉螺桿，避免砼澆灌時脹模。規(guī)定全部模板滿足強度、剛度和穩(wěn)定性，使用前須涂刷脫模劑。7.外筒池壁豎筋按鋼筋受力狀況采用10d單面搭接焊，受拉區(qū)接頭錯開50%。鋼筋應保持干凈，避免銹蝕和油污，其品種、規(guī)格、質(zhì)量必須符合設(shè)計規(guī)定。內(nèi)外層鋼筋設(shè)φ14鐵碼，間距不得不不大于1.5m，呈梅花形布置。7.砼由攪拌站集中拌制，混凝土采用懸臂泵車澆筑，混凝土自出料口下落的自由傾落高度不得超出2m，如超出2m時必須采用串筒或其它避免混凝土離析的方法?；炷寥肽Ｌ帲刻幣鋫?臺插入式振搗器，振搗是快插慢拔，振動時間以不冒氣泡為準，插入深度為進入下層混凝土5cm。井外壁處使用鉤竿將振動棒送到位進行振搗。必須持續(xù)封閉澆筑。下節(jié)澆筑砼前須對上節(jié)水平施工縫鑿毛沖洗干凈。8安全方法8.1嚴格遵照方案中的土方開挖程序，控制均勻挖土，避免外筒池壁下土模塌方等造成的人身傷亡事故，作好地表排水和坑內(nèi)排水，避免外側(cè)土模塌方和底部土模被浸泡。8.2進行施工作業(yè)時必須確保使用的機械、電器、線纜的安全，嚴禁漏電傷人。特種作業(yè)人員必須持證上崗，嚴禁無證作業(yè)。8.3井壁上部設(shè)安全欄桿并掛安全網(wǎng)等封閉，距離井壁外邊900mm，除爬梯處留缺口外，其它全封閉。進入現(xiàn)場必須戴安全帽，穿工作服。井內(nèi)上下層立體交叉作業(yè)須掛安全網(wǎng)，高空作業(yè)須系安全帶，井下作業(yè)須穿膠鞋，全部電源、潛水泵須配觸電保護器。8.4塔吊由專人指揮，統(tǒng)一信號，避免發(fā)生碰撞，吊斗不得長時間空中懸掛，遇雷雨和六級以上大風時嚴禁使用，同時作好防洪、防雨、防雷方法。8.5澆筑砼時，施工人員必須站在鋪設(shè)牢固的跳板上作業(yè)，不得出現(xiàn)探頭跳，避免踩空摔傷。振搗人員戴好絕緣手套，穿好絕緣鞋。8.6模板支設(shè)及拆除必須按操作規(guī)范進行，嚴禁高空拋擲模板及腳手管。8.7機械設(shè)備要由專人管理、操作和保養(yǎng)。全部電器設(shè)備、電閘、開關(guān)、電線等，非操作人員不準亂動。8.8井內(nèi)電焊、氣焊等應嚴格執(zhí)行動火制度，有專人看火?；痈浇鼞O(shè)立消火栓、滅火器等防火設(shè)施。8.9定時、定人、檢查臨電設(shè)施的絕緣狀況，電源線與否有破壞現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)問題做到及時解決，室外配電箱加工制作成防雨型，設(shè)備安裝防雨罩。8.10配電箱必須安裝合格的漏電保護器，隨時關(guān)好電箱門。9環(huán)保方法9.1減少施工所產(chǎn)生的噪聲和環(huán)境污染；9.2道路要暢通、平坦、整潔、場地不得積水，建筑垃圾必須集中堆放，及時解決；9.3施工設(shè)備、架料等要集中堆放整潔，對進入現(xiàn)場的材料要有標記；9.4現(xiàn)場設(shè)施工公示牌、安全生產(chǎn)紀律宣傳牌、防火須知牌、安全無重大事故計數(shù)牌、工地重要管理人員公示牌等。10效益分析旋流池工程施工的常規(guī)及傳統(tǒng)的辦法有兩種：全開口式（大開挖土石方后，從下部往上部施工）；沉井式施工辦法。第一種辦法的缺點：作業(yè)面要增大30m以上的園環(huán)，增加開挖土石方約0m3，影響和破壞四周其它工廠設(shè)施，引發(fā)部分廠區(qū)停