超大容量水池混凝土底板整體施工技術

辛本彬

隨著國民經濟的發展和環保要求的提高，自來水廠和污水廠的規模不斷擴大，超大容量的水處理構筑物也隨之出現。大容量水池底板以往大都采用止水帶分為幾片單獨施工，最后形成一個整體底板，從實質上來講是若干小水池單獨施工再拼在一起。目前因為無粘結預應力鋼絞線在水池中應用的工藝已經成熟，大容量水池底板設計為一個整體已經成為發展趨勢。水池不僅對混凝土裂縫有非常嚴格的要求，還有對表面平整度、混凝土澆筑持續時間、鋼絞線張拉時機的要求，為滿足這些嚴格的要求，就需要在施工前做好充分的準備，施工中嚴格要求才能確保良好的施工質量。

1 工程概況

營口市東部污水處理廠日處理能力為50萬t/d，污水處理后達到Ⅰ級排放標準。生化池是處理構筑物中最大的一座，采用底板和池壁分離的設計理念，底板長 127.4 m，寬98.8 m，底板混凝土除隔墻、池壁下厚600 mm外，其余位置厚300 mm。池壁高6.4 m，總儲水量為 7萬 t。底板為一個整體，不設伸縮縫及后澆帶，采用無粘結預應力鋼絞線二次張拉工藝，混凝土方量為5 530 m3，設計要求48 h內一次連續澆筑完成，混凝土標號C35，S8，F200，設計要求不允許摻加膨脹劑。

2 施工要點分析

本工程的特點是平面面積大、混凝土澆筑強度大、不設施工縫、鋼絞線二次張拉。施工難點就是由它的特點產生的:1)面積大、不設施工縫容易造成混凝土裂縫和平整度控制困難;2)混凝土澆筑強度大，混凝土供應不及時易造成施工冷縫;3)鋼絞線二次張拉，張拉時機不易控制。在施工前針對施工難點，按照設計文件要求和施工條件，對本工程底板混凝土施工技術進行有針對性的試驗、比較，提出合理、易保證工程質量的技術措施。

3 施工難點對策

3.1 混凝土裂縫控制

施工過程混凝土裂縫主要是由混凝土硬化過程收縮和施工過失造成的。水泥成分的組成決定了混凝土在硬化過程中會產生收縮。這是引起混凝土非荷載作用產生裂縫的最常見的因素。施工過程混凝土硬化收縮主要是由化學收縮、溫度收縮、干燥收縮、塑性收縮引起的。施工過程中要針對這四種收縮類型采取相應的對策。化學收縮、溫度收縮和干燥收縮不可避免，這可以從三個方面考慮:1)在混凝土中摻加硅粉和粉煤灰，增加混凝土中粉料數量，在減少水泥用量的情況下確保合適的和易性，這樣就減少了混凝土收縮的總量，同時減少水化熱量的產生;2)摻加減水劑，減少混凝土中多余水的數量，減弱干燥收縮;3)摻加膨脹劑，使用膨脹量抵消混凝土的收縮量(本工程設計不允許加膨脹劑只能在前兩項考慮)。

混凝土的硬化收縮從混凝土的配合比上已經減小了，從施工管理方面也可以采取一定措施減少裂縫。對于底板混凝土除按照通常做法施工外，要采取以下步驟可有效減少裂縫。首先，增加抹面次數，在混凝土初凝時抹一遍，在終凝前再抹一遍，消除混凝土的塑性收縮變形產生的裂縫。其次，在終凝后立即覆蓋草袋灑水養護，不能使用養生液及塑料薄膜，因為草袋還起保溫作用，減少混凝土內外的溫度差，養護時間不少于14 d。

施工過失通常不會產生細小裂縫，但是一旦出現，就會是貫穿的大裂縫。主要有施工冷縫，底板受地基約束過大，造成不能微小滑動而拉裂。施工冷縫通過施工組織的協調可以避免，底板底部的滑動層，不可忽略。營口生化池的滑動層是在墊層混凝土上鋪設3層厚0.1 mm的塑料板來實現的。

3.2 混凝土表面平整度控制

底板混凝土頂面由于安裝曝氣設備的需要，表面相對高差要求為±10 mm。為滿足此要求除在混凝土澆筑過程要仔細找平以外，還要在標高點測設上進行控制?；炷翂|層施工完成后，在基坑周圍埋設2個標高樁，標高樁距離墊層外1 m，使用混凝土包鋼筋制作。標高點及測站點的具體布置如圖1所示，這樣布置可以盡可能的減小儀器系統誤差和轉點帶來的誤差。所有標高控制點測量完成后，就可以進行底板鋼筋綁扎了。鋼筋綁扎完成后，再次測設標高控制點，進行模板支設及混凝土表面標高控制。在底板范圍按照5 m×5 m的間距設置標高控制樁，控制樁要焊接在馬凳鐵上，確保不會因為鋼筋網的變形引起標高樁產生升降，在比設計混凝土面高10 cm處使用油漆做標記，使油漆的頂面剛好比混凝土表面高10 cm。在澆筑混凝土找平時，在油漆標記處帶線使用寬10 cm的刮板就可以很好的控制混凝土面標高。

3.3 混凝土澆筑控制

本工程混凝土總量5 530 m3，總面積12 587 m2，設計要求在48 h以內澆筑完成，平均每小時澆筑 115 m3，262 m2。澆筑的難點是混凝土在規定的時間澆筑完成，同時不能產生施工冷縫。通過協調，由一家商混站供應混凝土，同時在附近協商另一家備用商混站，使兩家商混站水泥儲罐內為同一廠家同一標號水泥，砂石料地材基本相同。在備用商混站貯存可滿足生產1 h混凝土的外加劑。這樣可確保施工過程混凝土供應的連續性。

現場安排4個混凝土振搗小組，每臺輸送泵為一個振搗組，同時配置4個找平小組。每個振搗小組配備2臺振動棒，負責混凝土攤鋪、振搗、粗平。找平小組負責精平、壓光。混凝土澆筑順序及輸送泵布置見圖2。

混凝土澆筑過程中，在每臺汽車泵邊各設置一名調度員，在兩臺拖式泵邊設置一名調度員，在商混站設置一名調度員，在混凝土澆筑現場設置一名總調度員，協調各輸送泵的輸送速度，確保各混凝土澆筑面統一推進。

實際施工過程，除一臺拖式泵出現堵管現象外，沒有出現其他意外情況，只用42 h就澆筑完所有混凝土，滿足48 h內澆筑完成的設計要求。

3.4 鋼絞線張拉控制

鋼絞線采用公稱直徑15.2 mm，強度級別1 860 MPa低松弛無粘結預應力鋼絞線，鋼絞線的下料、綁扎都是常規做法。為減少出現裂縫的可能性，設計上采用了鋼絞線兩次張拉工藝。設計要求第一次張拉在混凝土強度達到50%進行，張拉力達到90 kN。

因為混凝土初始強度增長很快，在混凝土澆筑前油壓表和穿心千斤頂的標定就要完成。由于鋼絞線數量多，而且混凝土強度達到設計要求后要盡快張拉完成，施工現場準備了4臺油泵，分4個班組進行張拉。第一次張拉因為鋼絞線應力距離設計應力值相差較大，張拉力和伸長值之間的線性比例關系相符性較差，張拉以張拉力進行控制，達到設計張拉力就立即停止張拉進行臨時錨固。在施工過程中，第一次張拉在2個工作日內完成，和混凝土澆筑時間類似。第二次張拉在混凝土達到100%強度以后進行，第二次張拉采用超張拉工藝，一次張拉到設計應力值的103%，然后錨固。第二次張拉以應力控制為主，伸長值校核為輔，由于鋼絞線均為直線通長布置，伸長值與應力值有很好的相符性。

4 結語

混凝土完全達到強度后，進行驗收，面積達12 587 m2的大面積混凝土底板，只出現零星幾條寬約0.2 mm，長約30 mm的表面干縮裂縫，經過實測實量，混凝土表面平整度在-6 mm～+8 mm范圍內。抗壓、抗滲、抗凍試塊的試驗結果均符合設計要求。池體施工完成后進行滿水試驗，實測滲漏量是規范允許值的18%，高質量的實現了設計單位的設計目標。通過本工程的施工過程，有如下結論:

1)大面積混凝土池底板不摻加膨脹劑也可以滿足抗滲要求。

2)大面積混凝土池底板不設置伸縮縫和后澆帶是可行的。

[1] GB 50204-2002，混凝土結構工程施工質量驗收規范[S].

[2] 《建筑施工手冊》編寫組.建筑施工手冊[M].第4版.北京:中國建筑工業出版社，2001.

[3] GB 50208-2002，地下防水工程質量驗收規范[S].