架空濃縮池整體澆筑施工工藝

崔劍俠 劉 佳

濃縮池工程是冶金工程中水的濃縮循環再利用工程，因工程占地及施工工藝的要求，大部分濃縮池是架空的，這就對濃縮池的外觀質量、防滲性能提出了比普通水池更高的要求。經過實地觀察，基本上所有的濃縮池均采用兩次澆筑施工，成型后的池壁施工縫很明顯，一些施工縫處出現了滲水、“穿裙”等現象，因此在濃縮池施工中如何保證池體不滲漏，池壁美觀成了濃縮池施工的重點和難點。在特殊鋼分公司爐卷熱軋水處理工程中，經過對濃縮池的施工工藝進行分析，論證了架空濃縮池整體澆筑的可行性，并成功實施。

1 工程概況

本項目濃縮池結構分為上下兩層水池，下層水池為泥漿調節池，上層水池為污泥濃縮池。濃縮池為鋼筋混凝土結構，由八根600mm×800mm的柱子支撐，池體直徑 15m，高度 4.5m，池壁厚 300mm，池頂標高▽+9.500m，底板為漏斗形。池體外壁為懸挑板作為環形操作平臺。

2 情況分析及工程特點

1)濃縮池比泥漿調節池大，現場泥漿調節池及框架柱先施工完成后，土方回填到地面，為下步濃縮池的支撐創造條件。

2)整體澆筑時濃縮池池壁位于外圈，因此外圈模板支撐負重最大，加之腳手架立桿外排位于回填土上，外圈支撐除應作斜撐加固外，還必須進行專門的腳手架支撐設計。

3)污泥濃縮池池底為漏斗結構，坡度約為 12%，池體采用一次性整體澆筑，吊模高度達到了 4m，池底的坡度控制，混凝土澆筑中摳吊模的時機把握是施工重點。

3 施工方法

3.1 鋼筋綁扎

1)底板鋼筋為放射形綁扎，內圈主筋間距較密，按間距劃好線后，先進行交錯擺鐵，綁扎時從一面向另一面順次進行。2)鋼筋固定架采用 φ25螺紋鋼，注意固定架不能與底板模板直接接觸，固定架與底板模板之間應墊 50厚墊塊，避免底板以后順著固定架滲水及返銹。3)底板漏斗處有預埋套管，此處鋼筋很密，鋼筋綁扎時注意避讓開套管位置。安裝完成后再綁扎加筋。

3.2 模板安裝及校正

1)濃縮池底板為圓形，腳手架立桿采用放射形布置，模板外楞采用 φ25鋼筋彎成圓弧形，采用鐵絲與放射形水平桿綁扎到一起。

2)水池底板與水池環形框架梁底之間高度為 430mm，采用鋼模板無法施工，此部分模板采用五層板作環梁外模，用 φ16鋼筋作背楞，對拉螺栓加固。

3)底板模板全部采用組合鋼模板，鋼模板與鋼模板之間采用覆膠木模板拼縫施工。

4)池壁曲面模板全部采用 300寬鋼模板，φ12對拉螺栓加固，對拉螺栓采用全絲螺桿，可有效防止池壁從對拉螺栓處滲水。

5)環形池壁模板距離較遠，不易構成加固條件，模板的找正和穩定性不易保證，本方案采用在池壁中心專門搭設井式腳手架，腳手架高度為4m，上焊鋼板作為圓心控制點，由測量人員將圓心投在鋼板上，施工人員按池壁半徑拉尺進行模板的校正，校正完成后池壁四周用鋼管與中心井架連接。

池壁模板支設及加固圖如圖 1所示。

3.3 腳手架支撐設計

由于腳手架立桿呈放射形布置，立桿間距是內圈小于外圈的，外圈整體荷載是最大的，因此計算時只需考慮最外圈的受力即可。

腳手架支撐驗算如下:

驗算濃縮池池壁下立桿受力，兩圈立桿縱向間距為 500，池壁中間斜撐間距 500，立桿采用雙排布置。池壁厚 300mm，高度為4.5m。

計算依據主要參見:《建筑施工手冊》第 3版，JGJ 130-2001建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術規范。

1)荷載值計算:

池壁鋼筋及混凝土自重:P1=110 kN/m2;鋼模板的自重標準值:P2=9.66 kN/m2;模板外楞腳手架管的自重標準值:P3=4 kN/m2;施工荷載Q=2.5 kN/m2;振搗混凝土時產生的荷載標準值 F=2.0 kN/m2;荷載分項系數取 1.2;總荷載:153.8 kN/m2。取一個格單元進行計算，每個格單元面積為0.7×0.25=0.175m2。單根立柱所受荷載標準值為 26 915N/m2，鋼管截面積為 489mm2，截面慣性矩:12.19mm4。按強度計算立柱的壓應力:σ=26 915/489=55.04N/m2;查《建筑施工手冊》鋼管的抗壓強度設計值為205N/m2;鋼管的抗壓強度滿足要求。

2)穩定性驗算:

鋼管回轉半徑為 15.8mm，鋼管立柱長細比:λ=700/15.8=44.3;根據長細比查《鋼結構設計規范》附表 C-1，a類截面穩定系數 φ=0.932;根據長細比查《建筑施工手冊》，Q 235鋼軸心受壓的穩定系數 φ=0.871;取其中的小值，穩定系數 φ=0.871，σ=N/(φ×A)=26 915/(0.871×489)=63.2 N/mm2＜205 N/mm2。立桿穩定性滿足設計要求。

3)扣件抗滑移驗算:

扣件抗滑移驗算按兩跨連續梁計算。計算簡圖如圖 2所示。

荷載:Q=0.7×153.8=107.66 kN/m。

經計算:

最大彎矩:M=0.125ql2=0.125×107.66×0.252=0.841 kN?m;

最大剪力:V=0.625ql=0.625×107.66×0.25=16.8 kN?m;

R=16.8 kN＞Rc=8.5 kN(Rc為單個扣件抗滑移設計值);

根據要求必須采用兩個以上扣件連接。

4)抗彎強度驗算:

M=0.125ql2=0.125×107.66×0.252=0.841 kN? m;

σ=M/W=0.841/5.00×1 000=168 N/mm2＜205 N/mm2。

抗彎強度驗算滿足要求。

5)地基承載力驗算:

驗算最外排回填土上立桿地基承載力即可，其余立桿坐落于混凝土結構面。回填土上立桿采用 400×400預埋鋼板作為墊板(使用完成后預埋鋼板再利用)。A=0.4×0.4=0.16m2，P=N/A=26 915/0.16=168.2 kN/m2。查建筑施工手冊，粘性土的最低地基承載力為 100MPa，回填土地基承載力調整系數取 0.4。

Fg=kc×Fgk=0.4×100=40 MPa，P=0.168 N/mm2=0.168MPa＜Fg。

地基承載力滿足要求。

3.4 混凝土澆筑

1)為了保證底板坡度，在施工中采用以下措施:底板鋼筋綁扎完畢后，從起點沿徑向每 2m環行方向，每 10°用 φ12鋼筋樁點焊在上下鋼筋上，再在鋼筋樁上安裝標高架，標高架采用 φ16鋼筋綁扎到鋼筋樁點，混凝土澆筑過程中振搗后用 2m長的刮尺將表面刮平，找平后拆去 φ16鋼筋。

2)混凝土用連續全面分層法整體澆筑，因為底板是由外向內的坡底，混凝土澆筑后一振搗，混凝土會流向內圈，因此其澆灌順序先由底板外圈開始，環向下灰，分層向內圈澆筑。

3)本工程吊模高度達到了 4m，墻體混凝土澆筑應在吊模處混凝土達到一定時間后再進行，否則容易出現“塌腳”的現象。墻體振搗時不能將振動棒插入過深，避免再擾動吊模口，出現混凝土下塌。

4)防水混凝土養護。混凝土在澆灌完成進入終凝(澆灌完畢后 12 h)即進行澆水覆蓋養護，底板可關水養護，池頂采用澆水及覆蓋養護，養護時間不少于 14 d。

4 技術經濟分析

通過施工過程和驗收時連續蓄水觀測顯示，該濃縮池施工方法的實施具有技術先進和經濟合理的特點。主要表現在以下方面:

1)工程驗收中經過 72 h連續蓄水觀測，濃縮池池體的抗滲指標達到規范要求無滲漏現象，滿足設計要求的抗滲等級。

2)由于采用整體澆筑，整個水池無施工縫，無“穿裙”現象，渾然一體，外觀質量效果突出，得到了業主及監理的一致好評。

3)由于采用整體澆筑，比常規兩次澆筑節約了施工工期，為后步設備安裝贏得了時間。

4)與常規兩次澆筑相比，不安裝止水鋼板，避免了浪費，取得了一定的經濟效果。

[1] 付雁飛.淺析混凝土水池滲漏處理方案[J].山西建筑，2009，35(10):137-138.