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【摘 要】随着全球天气变暖,我国很多地区都出现了持续干旱的情况,为了有效保证人畜正常饮水,应加大小型供水工程的修建。本文针对混凝土蓄水池的供水工程阐述了混凝土蓄水池的施工要点,分析了水池裂缝的产生原因及处理措施。
【关键词】供水工程;钢筋混凝土蓄水池;裂缝
1 引言
随着全球天气变暖,我国很多地区都出现了持续干旱的情况,为了有效保证人畜正常饮水,应加大小型供水工程钢筋混凝土蓄水池的修建。而钢筋混凝土蓄水池一旦出现裂缝就不容易根治,因此钢筋混凝土结构裂缝应针对成因,贯彻预防为主的原则,确保混凝土水池不发生渗漏,混凝土水池施工中应采取相应技术措施。
2 底板施工要点
2.1 钢筋混凝土底板浇筑前,应当检查土质是否与设计资料相符。如有变化,须加以处理。基土稍湿而松软时,可在其上铺厚10cm的砾石层并加以夯实,然后浇灌混凝土垫层。
2.2 混凝土垫层浇完后1天~2天(视施工时的温度而定),在垫层面测定底板中心,然后根据设计尺寸放线,定出柱基及底板边线,画出钢筋分布线,依线绑扎钢筋,接着安装柱基和底板外围模板。
2.3 在绑扎钢筋时,应按设计要求检查校正钢筋的直径、间距、位置、搭接长度,上下层钢筋的间距,保护层及埋件的位置和数量。上下层钢筋均用铁撑(铁马凳或塑料弹块)加以固定,使之在浇捣过程中不发生变位。
2.4 底板应一次连续浇完,不留施工缝,施工间歇时间不得超过混凝土的初凝时间,如混凝土在运输过程中产生初凝或离析现象,应在现场拌板上进行二次搅拌,方可入模浇捣。底板厚度小于20cm时,用平板振动器,厚度较厚时,用插入式振动器振捣。
2.5 池壁为现浇混凝土时,底板与池壁连接处的施工缝可留在基础上口20cm处。如果设计要求有止水钢板,在浇捣混凝土之前,应将止水钢板安放固定。
2.6 混凝土浇捣后,其强度未达1.2MPa时禁止振动,也不得在底板上搭设脚手架、安装模板或搬运工具,还应注意对混凝土的养护。
2.7 混凝土应根据设计要求,一次连续浇捣而成。遇特殊情况就需留施工缝,继续施工时,必须注意认真处理,使新老混凝土结合好。
3 池壁施工要点
3.1 圆形钢筋混凝土池壁施工常用的是立柱斜撑支模方法,即无支撑支模施工方法,先立内模,绑扎钢筋,再立外模。为了使模板有足够的强度、刚度和稳定性,内外模用拉结止水螺栓紧固,内模里圈用花篮螺丝、拉条拉紧,浇注混凝土时应沿池壁四周均匀对称地进行,每层高度约为20cm~25cm,并设专人检查花篮螺丝,拉条的松紧,防止模板走动。容量大、池壁高的混凝土池壁宜用滑升模板法施工。
3.2 矩形钢筋混凝土池壁,采用无撑及有撑支模两种方法,有撑支模为常用的方法。当矩形池壁较厚时,内外模可在钢筋绑扎完毕后一次立好。浇捣混凝土的操作人员可进入模内振捣,或开门子板,将插入式振动器放入振捣,为了不使混凝土从高处倒下产生离析现象,应用串筒将混凝土灌入,分层浇捣。圆形、矩形池壁拆模后,應将外露的止水螺栓头割去。
3.3 钢筋混凝土池壁抹灰要点。抹灰前将池内壁表面凿毛,不平处铲平,并用水冲洗干净。抹灰时可在混凝土墙面上刷一遍薄的纯水泥浆,以增加粘结力,其他做法按设计要求进行。
4 池顶施工要点
模板支撑必须牢固,浇灌混凝土时变形或倒塌,钢筋位置要仔细复核,不能布错。钢筋与模板之间应有保护垫层,防止露筋,浇筑混凝土时,应一次完成,并采用平板振动器振捣,加强混凝土的养护,经常保持湿润。
5 工程质量要求与试水要求
5.1 工程质量要求,钢筋混凝土壁板和壁槽灌缝之前,必须将模板内杂物清洗干净,用水将模板湿润。池壁模板不论采用无支撑或有支撑法,必须将模板坚固好,防止混凝土浇筑时,模板变形,防渗混凝土可掺用木素磺酸钙减水剂,掺用减水剂配制的混凝土,耐油、抗渗性好,而且节约水泥,矩形钢筋混凝土水池,由于工艺需要,长度较长,在底板、池壁上设有伸缩缝。施工中必须将止水钢板或止水胶皮正确固定好,并注意浇灌,防止止水钢板,止水胶皮移位。水池混凝土的强度好坏,养护是重要一环,底板浇注完后,池壁施工时,应注意养护,保持湿润,池壁混凝土浇筑完后,在气温较高或干燥情况下,不宜过早拆模,否则会引起混凝土收缩产生裂缝。因此,应继续浇水养护,底板、池壁和池顶灌缝的混凝土的养护期应不少于14天。
5.2 试水要求。试水工作应在水池全部施工完成后进行,试水目的是检验结构安全度,检查施工质量。试水时应先封闭管道孔。由池顶孔放水入池,一般分三次进行:第一次充水为设计水深的1/3;第二次充水为设计水深的2/3;第三次充水至设计水深。对大、中型水池,可先充水至池壁底部的施工缝以上,检查底部的抗渗质量,当无明显渗漏时,再检查底部的抗渗质量,继续充水至第一次充水深度,充水时水位上升速度不宜超过2m/d,相邻两次充水的间隔时间,不应小于24h。
每次充水宜测读24h的水位下降值,计算渗水量,在充水过程中和充水以后应对水池四周上下作外观检查。当发现渗水量过大时(钢筋混凝土水池渗水量不得超过2L/cm2?d),应停止充水,待处理后方可继续充水。同时要做好沉降观察,整个过程要做好记录。充水到设计标高后,停一天,进行外观检查,并做出水面高度标记。连续观察7天,外面无渗漏及水位无明显降落方为合格。
6 水池裂缝的原因分析
实际上,混凝土水池渗漏主要是由裂缝引起的,裂缝的成因非常复杂,有多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生一种或几种主要原因,比如:温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,原材料不合格、施工不当等。混凝土水池裂缝就其产生的主要原因。
6.1 混凝土本身的因素
6.1.1 温度裂纹
混凝土浇筑后在凝结硬化过程中,产生大量的水化热,使内部温度升高,尤其在冬季施工时在混凝土内外产生很大的温差。当温差引起的拉应力超过此时混凝土的抗拉极限强度,混凝土表面便产生裂纹或裂缝。 6.1.2 收缩裂纹
在实际工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。水泥凝结硬化过程中会发生体积收缩,收缩造成的内应力可使混凝土产生细微裂纹。
6.2 混凝土配合比不合理
根据薄壁结构的浇筑特点,混凝土拌合物应具有足够的流动性、粘聚性和抗离析性,只有和易性好的拌合物才能使浇筑后的混凝土均匀密实,反之则会因混凝土离析或密实度差而产生裂缝。
6.3 因施工不当引起的混凝土裂缝
一是,因水池池壁较薄,每次支立的模板相对较高,当混凝土和易性欠佳或浇注、振捣方法不当时,致使混凝土离析不均匀,局部出现空洞、蜂窝、麻面等现象;二是,混凝土漏捣或捣固不实,水泥与骨料不能很好粘結,形成疏松层,留下各种形状的透水缝隙;三是,施工缝或预埋件等个别部位处理不好,在混凝土接灌处、预埋件下方漏捣处将产生漏水缝隙甚至空洞;四是,养护不及时或养护时间不够都会造成混凝土表面产生微小裂纹。
7 预防措施
7.1 原材料控制
一是,水泥:应选用水化热较低的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥;二是,粗骨料:宜用表面粗糙、质理坚硬的石料、空隙率小、无碱性反应;有害物质及粘土含量不超过规定;三是,细骨料:宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中沙;四是,外掺加料:宜采用减水剂等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。
7.2 防渗漏混凝土配合比的控制
一是,配合比设计:应采用低水灰比(水灰比应根据混凝土设计强度和水泥标号计算得到,一般应控制在0.55以下)、低用水量,以减少水泥用量。二是,禁止任意增加水泥用量。三是,砂率:薄壁混凝土水池的砂率应当偏高,要有一定富裕的砂浆以保证混凝土的均匀性,防止离析,砂率一般取35%~45%。四是,配置混凝土时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌均匀,离析的混凝土必需重新搅拌后,方可浇注。
7.3 模板的安装
模板安装应牢固、密实,不得漏浆。模板发生变形和漏浆,极易引起水池漏水。内外模之间优先考虑对拉螺栓加焊止水环不宜用拉筋固定。因为混凝土发生收缩将在拉筋处出现渗漏点。当无法避免使用拉筋时,应在每一根拉筋上加焊止水环。为了减少施工缝,池壁最好一次支模,一次灌筑到顶。
7.4 混凝土浇筑和振捣
由于水池池壁相对较薄,为避免混凝土产生分层、离析,浇筑时应严格控制拌合物的自由落差。一般自由落差≤1.5m。浇筑必须分层分段进行,每层厚度≤40cm。应注意层与层、段与段之间的浇筑时间间隔不得超过初凝时间,以免出现施工缝。混凝土浇筑时,对侧面模板压力很大,应注意控制初凝前的浇注高度不要过大(一般控制在300~600mm),并要随时观测和检查模板、支撑的变形情况,谨防发生跑模现象。抗渗混凝土应全面细致地进行振捣。投料和振捣要按规定的程序进行,防止漏振、欠振。要在下层混凝土初凝前投放上层混凝土,振动棒宜快插慢拔且插入下层混凝土中5-10cm,其落点间距25~30cm,振捣时间约10s,严禁漏振和过振,以保证接层部位混凝土的浇筑质量。
7.5 养护
混凝土终凝后即应洒水养护,拆除模板后也要定时浇水,以保持表面始终保持润湿状态,养护时间不得<14d。为防止出现干缩裂缝及温度裂缝,最好在表面覆盖塑料薄膜或刷养护液,进行保温、保湿养护。
8 个别部位的处理
8.1 施工缝的处理
当底板和池壁混凝土不能一次浇筑完毕时,可以设施工缝。施工缝不宜留在底板与池壁交界处,应设在高于底板表面30cm的池壁上。但顶板与底板最好一次浇筑完成,不宜留施工缝。池壁留施工缝时,应设置橡胶止水条或止水钢(铜)片,将橡胶止水条或止水钢(铜)片的一半埋人下层混凝土中,另一半浇在接灌混凝土中。接灌混凝土前,要凿去原有混凝土表面松动混凝土,认真清扫冲洗后浇筑5~10cm去石子混凝土,再浇筑混凝土。
8.2 预埋件的处理
当水池设有预埋件时,要注意不要使预埋部分穿透池壁或池底板,以免形成渗漏通道。预埋件可以和钢筋点焊在一起,以保证位置准确、固定牢固。当必须穿透池壁时,应在每一个预埋件上加焊止水环。预埋件穿过模板处要堵塞严密,不得漏浆。混凝土浇注时,要注意将预埋件下方混凝土振捣好,防止出现空洞、蜂窝。
9 结语
供水工程中蓄水池的建设是工程重点之一,文中作者结合自己的工程实践经验,对钢筋混凝土蓄水池底板、池壁、池顶的施工要点进行了总结,分析了蓄水池裂缝的产生原因及处理措施,期望抛砖引玉,与广大同行商榷。
参考文献:
[1]陈宝贵,李国营,穆红.蓄水池防水设计与案例分析[J].中国建筑防水,2008(8):28-31.
[2]杨明,李富田,宋惠民. 背水面治理屋面渗漏技术[J].中国建筑防水,2011,(02).
[3]陈宝贵,张美强.有缝防水与无缝防水[J].新型建筑材料,2009(11):79-80.
【关键词】供水工程;钢筋混凝土蓄水池;裂缝
1 引言
随着全球天气变暖,我国很多地区都出现了持续干旱的情况,为了有效保证人畜正常饮水,应加大小型供水工程钢筋混凝土蓄水池的修建。而钢筋混凝土蓄水池一旦出现裂缝就不容易根治,因此钢筋混凝土结构裂缝应针对成因,贯彻预防为主的原则,确保混凝土水池不发生渗漏,混凝土水池施工中应采取相应技术措施。
2 底板施工要点
2.1 钢筋混凝土底板浇筑前,应当检查土质是否与设计资料相符。如有变化,须加以处理。基土稍湿而松软时,可在其上铺厚10cm的砾石层并加以夯实,然后浇灌混凝土垫层。
2.2 混凝土垫层浇完后1天~2天(视施工时的温度而定),在垫层面测定底板中心,然后根据设计尺寸放线,定出柱基及底板边线,画出钢筋分布线,依线绑扎钢筋,接着安装柱基和底板外围模板。
2.3 在绑扎钢筋时,应按设计要求检查校正钢筋的直径、间距、位置、搭接长度,上下层钢筋的间距,保护层及埋件的位置和数量。上下层钢筋均用铁撑(铁马凳或塑料弹块)加以固定,使之在浇捣过程中不发生变位。
2.4 底板应一次连续浇完,不留施工缝,施工间歇时间不得超过混凝土的初凝时间,如混凝土在运输过程中产生初凝或离析现象,应在现场拌板上进行二次搅拌,方可入模浇捣。底板厚度小于20cm时,用平板振动器,厚度较厚时,用插入式振动器振捣。
2.5 池壁为现浇混凝土时,底板与池壁连接处的施工缝可留在基础上口20cm处。如果设计要求有止水钢板,在浇捣混凝土之前,应将止水钢板安放固定。
2.6 混凝土浇捣后,其强度未达1.2MPa时禁止振动,也不得在底板上搭设脚手架、安装模板或搬运工具,还应注意对混凝土的养护。
2.7 混凝土应根据设计要求,一次连续浇捣而成。遇特殊情况就需留施工缝,继续施工时,必须注意认真处理,使新老混凝土结合好。
3 池壁施工要点
3.1 圆形钢筋混凝土池壁施工常用的是立柱斜撑支模方法,即无支撑支模施工方法,先立内模,绑扎钢筋,再立外模。为了使模板有足够的强度、刚度和稳定性,内外模用拉结止水螺栓紧固,内模里圈用花篮螺丝、拉条拉紧,浇注混凝土时应沿池壁四周均匀对称地进行,每层高度约为20cm~25cm,并设专人检查花篮螺丝,拉条的松紧,防止模板走动。容量大、池壁高的混凝土池壁宜用滑升模板法施工。
3.2 矩形钢筋混凝土池壁,采用无撑及有撑支模两种方法,有撑支模为常用的方法。当矩形池壁较厚时,内外模可在钢筋绑扎完毕后一次立好。浇捣混凝土的操作人员可进入模内振捣,或开门子板,将插入式振动器放入振捣,为了不使混凝土从高处倒下产生离析现象,应用串筒将混凝土灌入,分层浇捣。圆形、矩形池壁拆模后,應将外露的止水螺栓头割去。
3.3 钢筋混凝土池壁抹灰要点。抹灰前将池内壁表面凿毛,不平处铲平,并用水冲洗干净。抹灰时可在混凝土墙面上刷一遍薄的纯水泥浆,以增加粘结力,其他做法按设计要求进行。
4 池顶施工要点
模板支撑必须牢固,浇灌混凝土时变形或倒塌,钢筋位置要仔细复核,不能布错。钢筋与模板之间应有保护垫层,防止露筋,浇筑混凝土时,应一次完成,并采用平板振动器振捣,加强混凝土的养护,经常保持湿润。
5 工程质量要求与试水要求
5.1 工程质量要求,钢筋混凝土壁板和壁槽灌缝之前,必须将模板内杂物清洗干净,用水将模板湿润。池壁模板不论采用无支撑或有支撑法,必须将模板坚固好,防止混凝土浇筑时,模板变形,防渗混凝土可掺用木素磺酸钙减水剂,掺用减水剂配制的混凝土,耐油、抗渗性好,而且节约水泥,矩形钢筋混凝土水池,由于工艺需要,长度较长,在底板、池壁上设有伸缩缝。施工中必须将止水钢板或止水胶皮正确固定好,并注意浇灌,防止止水钢板,止水胶皮移位。水池混凝土的强度好坏,养护是重要一环,底板浇注完后,池壁施工时,应注意养护,保持湿润,池壁混凝土浇筑完后,在气温较高或干燥情况下,不宜过早拆模,否则会引起混凝土收缩产生裂缝。因此,应继续浇水养护,底板、池壁和池顶灌缝的混凝土的养护期应不少于14天。
5.2 试水要求。试水工作应在水池全部施工完成后进行,试水目的是检验结构安全度,检查施工质量。试水时应先封闭管道孔。由池顶孔放水入池,一般分三次进行:第一次充水为设计水深的1/3;第二次充水为设计水深的2/3;第三次充水至设计水深。对大、中型水池,可先充水至池壁底部的施工缝以上,检查底部的抗渗质量,当无明显渗漏时,再检查底部的抗渗质量,继续充水至第一次充水深度,充水时水位上升速度不宜超过2m/d,相邻两次充水的间隔时间,不应小于24h。
每次充水宜测读24h的水位下降值,计算渗水量,在充水过程中和充水以后应对水池四周上下作外观检查。当发现渗水量过大时(钢筋混凝土水池渗水量不得超过2L/cm2?d),应停止充水,待处理后方可继续充水。同时要做好沉降观察,整个过程要做好记录。充水到设计标高后,停一天,进行外观检查,并做出水面高度标记。连续观察7天,外面无渗漏及水位无明显降落方为合格。
6 水池裂缝的原因分析
实际上,混凝土水池渗漏主要是由裂缝引起的,裂缝的成因非常复杂,有多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生一种或几种主要原因,比如:温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,原材料不合格、施工不当等。混凝土水池裂缝就其产生的主要原因。
6.1 混凝土本身的因素
6.1.1 温度裂纹
混凝土浇筑后在凝结硬化过程中,产生大量的水化热,使内部温度升高,尤其在冬季施工时在混凝土内外产生很大的温差。当温差引起的拉应力超过此时混凝土的抗拉极限强度,混凝土表面便产生裂纹或裂缝。 6.1.2 收缩裂纹
在实际工程中,混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。水泥凝结硬化过程中会发生体积收缩,收缩造成的内应力可使混凝土产生细微裂纹。
6.2 混凝土配合比不合理
根据薄壁结构的浇筑特点,混凝土拌合物应具有足够的流动性、粘聚性和抗离析性,只有和易性好的拌合物才能使浇筑后的混凝土均匀密实,反之则会因混凝土离析或密实度差而产生裂缝。
6.3 因施工不当引起的混凝土裂缝
一是,因水池池壁较薄,每次支立的模板相对较高,当混凝土和易性欠佳或浇注、振捣方法不当时,致使混凝土离析不均匀,局部出现空洞、蜂窝、麻面等现象;二是,混凝土漏捣或捣固不实,水泥与骨料不能很好粘結,形成疏松层,留下各种形状的透水缝隙;三是,施工缝或预埋件等个别部位处理不好,在混凝土接灌处、预埋件下方漏捣处将产生漏水缝隙甚至空洞;四是,养护不及时或养护时间不够都会造成混凝土表面产生微小裂纹。
7 预防措施
7.1 原材料控制
一是,水泥:应选用水化热较低的水泥,严禁使用安定性不合格的水泥;二是,粗骨料:宜用表面粗糙、质理坚硬的石料、空隙率小、无碱性反应;有害物质及粘土含量不超过规定;三是,细骨料:宜用颗粒较粗、空隙较小、含泥量较低的中沙;四是,外掺加料:宜采用减水剂等外加剂,以改善混凝土工作性能,降低用水量,减少收缩。
7.2 防渗漏混凝土配合比的控制
一是,配合比设计:应采用低水灰比(水灰比应根据混凝土设计强度和水泥标号计算得到,一般应控制在0.55以下)、低用水量,以减少水泥用量。二是,禁止任意增加水泥用量。三是,砂率:薄壁混凝土水池的砂率应当偏高,要有一定富裕的砂浆以保证混凝土的均匀性,防止离析,砂率一般取35%~45%。四是,配置混凝土时计量应准确,要严格控制水灰比和水泥用量,搅拌均匀,离析的混凝土必需重新搅拌后,方可浇注。
7.3 模板的安装
模板安装应牢固、密实,不得漏浆。模板发生变形和漏浆,极易引起水池漏水。内外模之间优先考虑对拉螺栓加焊止水环不宜用拉筋固定。因为混凝土发生收缩将在拉筋处出现渗漏点。当无法避免使用拉筋时,应在每一根拉筋上加焊止水环。为了减少施工缝,池壁最好一次支模,一次灌筑到顶。
7.4 混凝土浇筑和振捣
由于水池池壁相对较薄,为避免混凝土产生分层、离析,浇筑时应严格控制拌合物的自由落差。一般自由落差≤1.5m。浇筑必须分层分段进行,每层厚度≤40cm。应注意层与层、段与段之间的浇筑时间间隔不得超过初凝时间,以免出现施工缝。混凝土浇筑时,对侧面模板压力很大,应注意控制初凝前的浇注高度不要过大(一般控制在300~600mm),并要随时观测和检查模板、支撑的变形情况,谨防发生跑模现象。抗渗混凝土应全面细致地进行振捣。投料和振捣要按规定的程序进行,防止漏振、欠振。要在下层混凝土初凝前投放上层混凝土,振动棒宜快插慢拔且插入下层混凝土中5-10cm,其落点间距25~30cm,振捣时间约10s,严禁漏振和过振,以保证接层部位混凝土的浇筑质量。
7.5 养护
混凝土终凝后即应洒水养护,拆除模板后也要定时浇水,以保持表面始终保持润湿状态,养护时间不得<14d。为防止出现干缩裂缝及温度裂缝,最好在表面覆盖塑料薄膜或刷养护液,进行保温、保湿养护。
8 个别部位的处理
8.1 施工缝的处理
当底板和池壁混凝土不能一次浇筑完毕时,可以设施工缝。施工缝不宜留在底板与池壁交界处,应设在高于底板表面30cm的池壁上。但顶板与底板最好一次浇筑完成,不宜留施工缝。池壁留施工缝时,应设置橡胶止水条或止水钢(铜)片,将橡胶止水条或止水钢(铜)片的一半埋人下层混凝土中,另一半浇在接灌混凝土中。接灌混凝土前,要凿去原有混凝土表面松动混凝土,认真清扫冲洗后浇筑5~10cm去石子混凝土,再浇筑混凝土。
8.2 预埋件的处理
当水池设有预埋件时,要注意不要使预埋部分穿透池壁或池底板,以免形成渗漏通道。预埋件可以和钢筋点焊在一起,以保证位置准确、固定牢固。当必须穿透池壁时,应在每一个预埋件上加焊止水环。预埋件穿过模板处要堵塞严密,不得漏浆。混凝土浇注时,要注意将预埋件下方混凝土振捣好,防止出现空洞、蜂窝。
9 结语
供水工程中蓄水池的建设是工程重点之一,文中作者结合自己的工程实践经验,对钢筋混凝土蓄水池底板、池壁、池顶的施工要点进行了总结,分析了蓄水池裂缝的产生原因及处理措施,期望抛砖引玉,与广大同行商榷。
参考文献:
[1]陈宝贵,李国营,穆红.蓄水池防水设计与案例分析[J].中国建筑防水,2008(8):28-31.
[2]杨明,李富田,宋惠民. 背水面治理屋面渗漏技术[J].中国建筑防水,2011,(02).
[3]陈宝贵,张美强.有缝防水与无缝防水[J].新型建筑材料,2009(11):79-80.